工夫红茶光补偿萎凋技术工艺研究

摘要

萎凋是红茶初制的首道工序，对红茶品质风味的形成具有重要意义。随着萎凋时间的延长和萎凋环境的变化，尚具有生命活力的鲜叶内部发生一系列物理状态转变和化学成分变化。光照是影响萎凋效果的重要因素，目前对其在工夫红茶萎凋中应用的相关研究较少。本实验选取植物生长常用补光光源红光和蓝光，系统研究其对萎凋中鲜叶儿茶素、氨基酸、总糖及呼吸特性的影响;并进一步设置不同光质、光强、光照时间的单因素萎凋实验，通过对工夫红茶感官品质和内含成分的测定，提出一套针对浙江茶区的工夫红茶光补偿萎凋技术参数。在此工艺的基础上，建立萎凋中鲜叶含水量变化预测模型，并提出一种基于计算机视觉技术的萎凋叶水分检测方法。主要研究结果如下:
　　1.针对植物生长常用补光光源红光和蓝光，对萎凋过程中鲜叶不同影响的研究结果表明:(1)随着萎凋时间的增加，鲜叶氨基酸含量除茶氨酸和天冬氨酸下降，谷氨酸先增加后下降外，氨基酸总量及其余组分均增加;在红光组天冬氨酸和茶氨酸降低程度最多，异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、赖氨酸、组氨酸增加最多，而丝氨酸、缬氨酸、苯基丙氨酸受无光组增长最快，其余氨基酸受蓝光影响较大。(2)鲜叶GC、ECG、酯型儿茶素及总儿茶素含量随萎凋时间的增加而降低，但C、GCG、CG、EGC含量随萎凋时间的增加先增加后降低，EC含量却随萎凋时间的增加先降低后增加;除ECG降低和EC、GCG增加幅度在蓝光组较大外，其余儿茶素组分均在红光组变化幅度最大。(3)鲜叶中总糖含量呈现先升后降的趋势，其中蓝光萎凋中鲜叶总糖含量下降最多，红光其次。(4)萎凋中鲜叶的黄酮含量呈逐渐下降的趋势，萎凋结束时，红光和蓝光萎凋下的鲜叶黄酮含量均高于无光萎凋;红光萎凋的鲜叶黄酮含量略低于蓝光萎凋。(5)鲜叶呼吸速率在萎凋进行到5h左右到达最高值，且蓝光萎凋下鲜叶呼吸速率最高。
　　2.用无光(CK)、白光380-710nm、蓝光410-430nm、红光610-630nm、黄光580-590nm处理萎凋过程中的鲜叶，结果表明，4个光照处理比于无光萎凋(CK)处理的感官品质总分均有提高，其中红光处理感官品质得分最高。红光、白光、黄光处理茶多酚、黄酮、咖啡碱含量有所降低，氨基酸和可溶性糖含量明显升高。蓝光处理氨基酸含量大幅升高，黄酮、多糖含量略有上升，咖啡碱和茶多酚含量略有下降。选择红光(610-630nm)的不同光强(1000lux，2000lux，3000lux)进行萎凋实验，处理感官品质结果表明2000lux处理的成品茶总分(88.9)、感官单因子的得分均明显高于对照和1000lux、3000lux处理，且2000lux光强处理的茶多酚、咖啡碱含量较其它处理含量低，氨基酸、总糖含量较高，理化品质与感官品质结果是一致的。实验在萎凋全程耗时12h过程中，采用前9h、后9h、全程12h红光光照萎凋实验处理，由感官品质结果发现，后9h光照萎凋的感官品质总分(89.85)最高，理化品质分析结果表明后9h光照萎凋的氨基酸、总糖含量均高于其他处理。研究提出一套前3h无光萎凋、后9h进行红光(610-630nm，2000lux)光照的光补偿萎凋工艺参数。
　　3.为了研究工夫红茶光补偿萎凋过程中鲜叶含水量的变化情况，本试验在相对湿度为60％～65％的萎凋条件下，检测设定萎凋温度(20℃，25℃，30℃，35℃)下鲜叶的含水量，明确萎凋温度、萎凋时间及鲜叶含水量的相关关系。得到鲜叶失水率和温度之间关系的预测模型(R2＞0.98)。对该模型的验证试验表明，模型预测值和试验真实值吻合良好（P＜10％)，利用模型能预测鲜叶在萎凋过程中含水量的变化的规律，进而判断鲜叶达到萎凋适度的时间，对工夫红茶萎凋工艺优化，具有重要理论价值和指导意义。
　　4.研究采集萎凋中鲜叶的图像特征参数(2G-R-B(X1)、R/G(X2)、 hab*(X3)、平均灰度(X4)、灰度标准差(X5)、灰度直方图平滑度×1000(X6)、灰度直方图偏度×1000(X7)、灰度直方图一致性×1000(X8)、灰度直方图熵(X9)共9个图像特征指标），结合在制品的含水量，采用逐步回归分析，建立了回归方程:Y=2.76064-0.01839*X3+0.0191*X7(R2＞0.99)（其中，X3为色相角hab*，X7为灰度直方图偏度×1000）。经实验验证P=3.99％＜10％，拟合度良好，说明基于图像特性参数用于红茶萎凋中含水量监测是可行的，由此得到了一种基于计算机视觉的萎凋在制品含水量检测方法。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 萎凋过程中的物理变化

1．2 萎凋过程中的化学变化

1．2．1 水解酶类的活性变化

1．2．2 与酚类氧化有关的酶类活性变化

1．2．3 萎凋过程中品质成分的变化

1．2．4 萎凋过程中香气物质的变化

1．3 影响萎凋效果的条件因子

1．3．1 环境温度对萎凋效果的影响

1．3．2 环境湿度对萎凋效果的影响

1．3．3 萎凋时间对萎凋效果的影响

1．3．4 光照对萎凋效果的影响

1．4 国内红茶萎凋工艺现状

1．4．1 室内自然萎凋技术

1．4．2 槽式萎凋技术

1．4．3 日光萎凋技术

1．4．4 冷冻萎凋技术

1．5 计算机视觉技术在茶叶加工中的应用

1．6 研究背景和意义

1．7 研究内容

1．8 技术路线

第二章 蓝光、红光光照对萎凋中鲜叶主要化学成分和呼吸速率的影响

2．1 材料与仪器

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 实验设计

2．2．2 取样及制样方法

2．2．3 检测方法

2．2．4 感官审评方法

2．2．5 数据分析

2．3 结果与分析

2．3．1 不同萎凋光质对萎凋过程中鲜叶氨基酸总量及其组分的影响

2．3．2 不同萎凋光质对萎凋过程中鲜叶儿茶素总量及其组分的影响

2．3．3 蓝光、红光萎凋对鲜叶黄酮含量的影响

2．3．4 蓝光、红光萎凋对鲜叶可溶性糖含量的影响

2．3．5 蓝光、红光萎凋对鲜叶呼吸速率的影响

2．4 小结与讨论

第三章 光补偿萎凋对工夫红茶品质的影响

3．1 材料与仪器

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验仪器

3．2 实验方法

3．2．1 实验设计

3．2．2 工艺流程

3．2．3 主要化学成分检测方法

3．2．4 感官审评方法

3．2．5 数据分析

3．3 结果与分析

3．3．1 不同光质光照萎凋对工夫红茶品质的影响

3．3．2 不同光强光照萎凋对工夫红茶品质的影响

3．3．3 不同时段光照萎凋对工夫红茶品质的影响

3．3．4 验证实验

3．4 小结与讨论

第四章 光补偿萎凋中鲜叶含水量变化预测模型

4．1 材料与仪器

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验仪器

4．2 实验方法

4．2．1 实验设计

4．2．2 取样方法

4．2．3 萎凋叶水分散失的基本动力学模型

4．2．4 数据处理和模型拟合度分析

4．2 结果与分析

4．2．1 不同温度对萎凋叶含水量的影响

4．2．2 工夫红茶萎凋过程中萎凋叶失水率预测方法研究

4．3．3 萎凋叶含水量变化预测模型的验证与评价

4．2．4 不同萎凋工艺技术用时时间表的建立

4．4 讨论

4．5 小结

第五章 基于计算机视觉技术的萎凋叶含水量检测方法研究

5．1 材料与仪器

5．1．1 实验材料

5．1．2 实验仪器

5．2 实验方法

5．2．1 萎凋叶含水量测定

5．2．2 萎凋叶图像特征参数的采集

5．2．3 萎凋叶图像特征参数的初步选择

5．3 结果与分析

5．3．1 原始数据分析

5．3．2 全回归分析与共线性检验

5．3．3 逐步回归分析

5．3．4 鲜叶含水量变化预测模型的验证与评价

5．4 小结与讨论

第六章 结论与展望

6．1 本文总结

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简历