名優(yōu)綠茶最突出的品質(zhì)特征就是具有獨(dú)特的外觀，而目前的加熱機(jī)械易與鮮葉接觸、碰撞，出現(xiàn)卷曲、收縮現(xiàn)象，影響名優(yōu)綠茶的后期造型;再加上傳統(tǒng)加熱機(jī)械的熱傳遞方向與濕傳遞方向相反，因而難以快速升高茶葉的溫度、鈍化酶的活性，影響名優(yōu)綠茶色澤。同時(shí)，目前名優(yōu)綠茶的加工仍大部分采用手工作坊式生產(chǎn)，不但勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)效率極低，加工費(fèi)用高，且不符合衛(wèi)生規(guī)范，茶葉品質(zhì)不穩(wěn)定，檔次低，嚴(yán)重削弱了我國茶葉在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。微波技術(shù)則能克服上述缺陷。自上世紀(jì)7O年代以來，微波技術(shù)在茶葉領(lǐng)域已有不少研究，主要反映在殺青、干燥、復(fù)火提香、紅茶貯藏以及茶葉水分測(cè)定等方面。日本、韓國、新加坡、印尼等國已成功地將微波用于茶葉加工，制成了品質(zhì)優(yōu)異的綠茶，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益;而對(duì)于產(chǎn)茶大國的中國來說，把微波加熱技術(shù)應(yīng)用于茶葉加工還處于初級(jí)階段。
1微波加熱技術(shù)的原理
微波是一種波長(zhǎng)為1.O一0.O01m、頻率為300—30000MHz、具有穿透物質(zhì)特性的電磁輻射線翻。微波加熱的原理是微波發(fā)生器將微波輻射到殺青、干燥的物料并穿透到內(nèi)部，使物料瞬時(shí)產(chǎn)生摩擦熱，將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致物料表面與內(nèi)部同時(shí)升溫，且內(nèi)部溫度高于物料表面溫度，因此是一種使物體整體成為熱源的加熱方式，它不需要高溫介質(zhì)，甚至連容器或載體都因?yàn)槲⒉ǖ拇┩付槐患訜?，且熱傳遞方向是從內(nèi)向外的，這與濕傳遞方向一致，從而使加熱更快速、均勻，大大縮短了加工時(shí)間，顯示出微波的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，微波加熱的物理環(huán)境有電磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)兩種，且電磁場(chǎng)作用大于溫度場(chǎng)，而常規(guī)加熱的物理環(huán)境只有溫度場(chǎng)，因此其升溫速度遠(yuǎn)慢于微波加熱。
2微波殺青、干燥的可行性
在殺青時(shí)，鮮葉中含有較高的水分，而水對(duì)微波的吸收能力較強(qiáng)，能在微波電場(chǎng)中被極化，并隨著電磁場(chǎng)的頻率不斷改變極性取向并作高速振動(dòng)，產(chǎn)生摩擦熱，從而使茶葉在微波中整體加熱，最終使大量的水分子從鮮葉中逸出而被蒸發(fā)帶走;而且微波加熱使茶葉內(nèi)部能快速升溫，達(dá)到鈍化酶的臨界點(diǎn)溫度，從而迅速鈍化茶葉中的酶活性，而微波加熱時(shí)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)與溫度場(chǎng)的綜合作用則會(huì)加強(qiáng)茶葉中酶的變性作用，從而達(dá)到殺青的目的。勵(lì)建榮等嘲用容積為23L的家用微波爐、以多酚氧化酶的活性作為指標(biāo)對(duì)微波殺青工藝進(jìn)行了初步的研究，結(jié)果表明，攤放8h后的鮮葉在投葉量40g、微波功率729w、殺青時(shí)間180s的條件下能較好地鈍化多酚氧化酶的活性。在干燥后期低水分的階段為減率干燥期，應(yīng)用熱風(fēng)干燥易出現(xiàn)表面硬化引起品質(zhì)劣變，而微波干燥因其由內(nèi)及表的加熱方式能克服這一缺點(diǎn)，同時(shí)微波還能加速茶葉結(jié)構(gòu)水的遷移，達(dá)到干燥的目的。
目前國內(nèi)微波殺青、干燥機(jī)可供選擇的形式主要有箱式(又稱微波爐)微波干燥機(jī)、行波場(chǎng)導(dǎo)式微波干燥器、輻射型微波干燥器、慢波型微波干燥器等幾種形式。
3微波殺青、干燥對(duì)名優(yōu)綠茶品質(zhì)的影響
3.1有利穩(wěn)定品質(zhì)
不同季節(jié)、不同品種、不同時(shí)間采摘的鮮葉在初始含水量、鮮嫩程度等性質(zhì)上存在差異，微波機(jī)械能根據(jù)這些特性靈活調(diào)控殺青、干燥的參數(shù)(如微波頻率、殺青時(shí)間等)，從而使各種茶葉均能達(dá)到理想的殺青效果，因此微波加熱在茶葉加工上能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流水線生產(chǎn)，從而穩(wěn)定了茶葉的品質(zhì)。
3.2有利提高品質(zhì)
反復(fù)的試驗(yàn)和實(shí)踐都表明，用微波加熱技術(shù)加工后的成茶，具有名優(yōu)高檔茶的特征，其干茶外形勻整，色澤翠綠一致，滋味鮮醇甘爽，香氣濃郁，湯色嫩綠清澈，葉底嫩勻肥厚明亮;而用微波技術(shù)加工夏秋茶，可降低夏秋茶的苦澀味;對(duì)于中低檔茶葉，傳統(tǒng)方法加工的成茶有粗青氣，而微波加熱技術(shù)加工的茶無粗青氣。
蘇聯(lián)、日本、韓國等國學(xué)者的研究表明微波殺青加工成的綠茶，氨基酸、維生素C、芳香物質(zhì)、水浸出物等均比常規(guī)方法加工的綠茶高。劉新等分析表明微波殺青名優(yōu)綠茶的品質(zhì)優(yōu)于滾筒殺青名優(yōu)綠茶，氨基酸和水浸出物的含量以微波殺青的成茶高，而茶多酚含量則以滾筒殺青的成茶高;此外，還提出扁形茶的微波加熱工藝流程為微波殺青多功能炒制機(jī)青鍋多功能機(jī)輝鍋。齊桂年等研究則發(fā)現(xiàn)，將微波工藝單獨(dú)用于殺青或干燥工序制成的毛峰茶品質(zhì)各具特色，可滿足不同味消費(fèi)者的需要。汪興平等以茶葉為原料，研究了微波對(duì)茶多酚結(jié)構(gòu)及其兒茶素的影響，結(jié)果表明，茶多酚的化學(xué)結(jié)構(gòu)無明顯變化，但其主要成分——兒茶素的組成發(fā)生了變化：EGCG和ECG兩種組分有所下降，下降率分別達(dá)3.5%和3.4%，表明微波能產(chǎn)生的高溫，導(dǎo)致了少量EGCG的異構(gòu)化。王金煥等的研究還發(fā)現(xiàn)，用微波殺青來加工芽頭肥壯、多酚氧化酶活性高的品種，因其較強(qiáng)的穿透性可克服傳統(tǒng)殺青難以殺透殺勻的不足，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。劉新和齊桂年等的研究結(jié)果表明，微波加熱用于干燥后期，不僅可以提高脫水效率，而且更能發(fā)揮茶葉內(nèi)在品質(zhì);而若在干燥前期應(yīng)用微波，則會(huì)由于水分的迅速溢出引起的熱量及沖擊，導(dǎo)致茶葉表皮破損，形成爆點(diǎn)，影響外形與葉底品質(zhì)。還有研究也表明，將茶葉用傳統(tǒng)方法干燥至含水量20%以下后，再用微波干燥最為有效，其葉綠素變化少，色澤翠綠，干燥均勻，香氣損失少。
3.3有利提高茶葉的衛(wèi)生質(zhì)量
微波殺青、干燥不需燒煤或燒柴，沒有煙霧和灰塵的污染，同時(shí)由于實(shí)現(xiàn)了茶葉加工的自動(dòng)化、連續(xù)化，避免了常規(guī)加工時(shí)產(chǎn)生的二次污染。
另一方面，微波本身具有殺菌的作用。20世紀(jì)40~50年代普遍認(rèn)為微波殺菌的機(jī)理只有熱效應(yīng)。該理論認(rèn)為：微波具有高頻特性，當(dāng)它穿透介質(zhì)時(shí)，水、蛋白質(zhì)、核酸等極性分子受交變電場(chǎng)的作用而取向運(yùn)動(dòng)，相互摩擦產(chǎn)生熱量，從而導(dǎo)致溫
度升高，使微生物內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸等分子結(jié)構(gòu)改性或失活，從而殺滅微生物。之后的研究則表明微波殺菌效果得益于另一個(gè)與溫度場(chǎng)同時(shí)存在的物理環(huán)境——微波電磁場(chǎng)的作用，即非熱效應(yīng)，它是細(xì)菌致死的主導(dǎo)因素，由此還獲得了一種在較低溫度下、充分利用微波交變電磁場(chǎng)殺菌的手段和技術(shù)嘲。
4微波殺青、干燥的影響因素
微波殺青、干燥效果的好壞主要與微波頻率、微波功率、投葉量、鮮葉理化特點(diǎn)等有關(guān)。楊曉萍等就研究發(fā)現(xiàn)，殺青時(shí)間、微波功率、投葉量對(duì)名優(yōu)綠茶氨基酸、茶多酚、可溶性糖的含量存在顯著影響，葉綠素含量只受殺青時(shí)間的顯著影響。
4.1微波頻率與微波功率
我國目前用于工業(yè)加熱最廣泛使用的微波頻率是915MHz和2450MHz，它們使物料內(nèi)部的分子分別有9.12x108次/秒和2.45x109次/秒的振波，后者的中心波長(zhǎng)為0.122m，比前者的0.330m短，因此穿透能力較弱，而由于茶葉葉片較薄，選用2450MHz頻率的微波就可滿足殺青和干燥的要求了
劉新等以春、秋季龍井群體種的高檔鮮葉為原料，用微波爐在全功率(6Kw)條件下，比較了950MHz和1240MHz兩種微波頻率下的殺青葉品質(zhì)，表明用于小功率管的1240MHz的微波頻率的殺青效果好，能將酶活性徹底破壞，并且殺青2h后也未出現(xiàn)紅變現(xiàn)象。李遠(yuǎn)志等口研究分析了不同微波強(qiáng)度對(duì)殺青效果的影響，結(jié)果表明微波功率越高，所需的殺青時(shí)間越短且達(dá)到應(yīng)有的殺青效果，但減重率高不利于造型，而中等功率638w和低功率300w微波分別殺青2.5～3min則可以取得較好的殺青效果。
4.2投葉量
微波在穿透過程中也存在著微波能的衰減，從而造成加熱不均勻，因此為了減少各部位的溫度差異，被加熱物料厚度應(yīng)在半衰深度的2倍左右鬮。因此決定鮮葉盛放厚度的投葉量會(huì)影響微波殺青、干燥效果。葉陽等的研究表明，投葉量的大小是影響微波熱效率的主要因素。微波熱效率指鮮葉在一定時(shí)間內(nèi)所吸收的熱量與微波輸出功的比值，它隨鮮葉質(zhì)量的增加而提高，但隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)熱效率則逐步降低，因此在微波輸出功率一定時(shí)，殺青的投葉量是有限量的。
4.3鮮葉理化特點(diǎn)
茶葉微波殺青、烘干技術(shù)要求鮮葉的外形尺寸大小均勻一致，因?yàn)轶w積小的鮮葉比體積大的鮮葉容易被加熱，如果鮮葉大小不一致，會(huì)造成加熱不均勻的現(xiàn)象，影響品質(zhì)。
鮮葉含水量與茶葉的比熱容和介電常數(shù)存在一定的比例關(guān)系，進(jìn)而決定殺青所需熱量、殺青時(shí)間與微波功率：鮮葉中水分含量的增加導(dǎo)致其介電常數(shù)增加，使微波殺青所需的功率增多;茶葉的比熱容是指單位質(zhì)量的茶葉每升高或每降低10cc所吸收或放出的熱量，茶葉比熱容與微波功率決定了殺青時(shí)間葉陽，袁海波等就運(yùn)用公式計(jì)算出了含水量在50%-72%的攤放葉的比熱平均值為3.44KJ/kg·℃。鮮葉的初始溫度(θ0)決定了其最終溫度(θ)：θ=θo+pt/cm，式中θ0為物料初始溫度、p為設(shè)定的微波加熱功率、c為被加工物料的比熱容、m為被加工物料的質(zhì)量、t為微波作用的時(shí)間。也就是說，如果對(duì)微波設(shè)備設(shè)定了使鮮葉從20℃上升到80℃的工作條件，那么當(dāng)初始溫度為l5℃的話，鮮葉的最終溫度就只能是75℃。
綜上所述，將微波加熱技術(shù)應(yīng)用于名優(yōu)綠茶的加工，應(yīng)了解微波技術(shù)特點(diǎn)，并根據(jù)茶鮮葉的物理化學(xué)特性，如付制水分與微波功率的關(guān)系，過高的水分可能導(dǎo)致殺青葉、二青葉等的膨化現(xiàn)象產(chǎn)生，加熱溫度與失水速率對(duì)香味的影響等，開展茶葉微波工藝?yán)碚撗芯浚瑑?yōu)化名優(yōu)綠茶工藝參數(shù)，有助于提高品質(zhì)。
