CN110716021B - 一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法，包括以下步骤：取渥堆发酵中的六堡茶在制品作为待测样品，将其冲泡成茶汤后，用pH酸度计测定茶汤的pH值，根据渥堆发酵特定阶段六堡茶茶多酚含量与pH值之间的变化关系，通过茶汤的pH值得出茶多酚含量，进而确定六堡茶渥堆发酵程度。本发明六堡茶渥堆发酵程度判定方法能够科学、快速、可靠、有效的判定六堡茶渥堆发酵程度，准确率不低于88.46％％，耗时短，省时省事，且节约了成本，降低了对制茶师经验的依赖及环境条件等的影响，为实现六堡茶品质稳定及加工机械化、工业化奠定了基础。

Description

一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法

技术领域

本发明属于六堡茶机械测控技术领域，尤其涉及一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法。

背景技术

六堡茶是我国主要的侨销茶、广西重要的出口茶类，以红、浓、陈、醇、独特品质特点深受消费者喜爱，是广西具有国家地理标志及浓郁地方特色的茶产品。自动化、智能化、标准化是未来茶叶加工产业发展的必经之路，而六堡茶作为广西主要特色农业产业，目前仍然是现代化发展程度较低的传统非“技术型”加工产业。“渥堆”发酵是六堡茶加工过程中特有的制造技术，也是最关键的环节之一，渥堆发酵的程度及其发酵是否适度对后期塑造六堡茶品质特色和风味形成具有决定性作用。

例如，1、专利申请CN201710110720.7，公开了一种六堡茶提取物中茶多糖的检测方法，属于食品分析领域，旨在提供一种快速且准确检测六堡茶提取物中茶多糖含量的检测方法，该方法包括以下步骤：包括以下步骤：步骤1：配制葡萄糖标准溶液作为对照；步骤2：将六堡茶提取物样品配制成检测液；步骤3：用紫外分光光度法测定标准对照品溶液和检测液的吸光度，绘制标准曲线；步骤 4：计算六堡茶提取物样品中茶多糖含量。本发明适用于任何一种市场上可以购买的六堡茶及其制品。

但是，该专申请利属于化学成分测定方法的改进，在测定过程中需要对样品进行前处理制成符合化学检测要求的检测液才可以，对样品浸提3次(每次 10min)后还要通过酸水解和聚酰胺柱分离等复杂的步骤才能得到六堡茶提取物，而后才能进行后续测定，涉及到化学药品添加反应的步骤对操作人员要求高，稍有差异就会导致检测结果出现误差，而本发明前处理只需要冲泡茶汤，不需要任何化学药品，插入酸度计即可进行测定，冲泡茶汤3-5min，测定pH只需要几秒，整个过程在准确性和效率方面都有其优势。

2、专利申请CN200610008143.2，公开了属于化学成分定量检测技术范围的一种茶多酚含量的定量检测方法。其步骤包括制备标准样液和待测品的显色液，然后取适量显色液置于图像采集器上的比色池中，采集原始图像信息；利用基于计算机色度识别的茶多酚含量测定软件系统，读取采集的原始图像，通过比较已知茶多酚含量的标准样液的色度值，绘制标准曲线，获取待测样液的色度信息，得到被测样液的茶多酚含量。本发明测量精度高，操作快捷简便，需用的仪器设备少，成本低，对测定的环境要求低，检测过程不产生污染，检测时间短。

但是，该专申请利属于化学成分测定方法的改进，在测定过程中需要对样品进行前处理制成符合化学检测要求的检测液才可以，要通过溶液浸提(按国标检测方法浸提45min)，配制不同显色试剂，浸提液与显色试剂发生化学反应后(必须要稳定，通常稳定显色需要15-20min)制备成待测液后才进行后续测定工作，涉及到化学药品添加反应的步骤对操作人员要求高，稍有差异就会导致检测结果出现误差，而本发明前处理只需要冲泡茶汤，不需要任何化学药品，插入酸度计即可进行测定，冲泡茶汤3-5min，测定pH只需要几秒，整个过程在准确性和效率方面都有其优势。

3、专利申请CN201010039123.8，公开了一种普洱茶渥堆发酵程度的判定方法，不同程度渥堆发酵的普洱茶样采用同时蒸馏萃取法(SDE)收集其挥发性成分，并用气相色谱(GC)进行挥发性成分的分析，采用百分归一化法，扣出溶剂峰不参与积分，以各挥发性成分的峰面积占总峰面积的百分比表示各组分相对含量，根据各挥发性成分的相对百分含量，按照IDF＝100×(芳香类化合物/萜类化合物) 进行计算。式中IDF代表普洱茶发酵程度指数。IDF≤30.0为轻度发酵、30.0＜ IDF＜100.0为适度发酵、IDF≥100.0为过度发酵，本发明的普洱茶渥堆发酵程度的判定方法能够有效判定普洱茶发酵程度，从而实现普洱茶后发酵的规范化加工，保证普洱茶质量稳定。但是，普洱茶和六堡茶原料来源及加工工艺不同。六堡茶制作时采用的是炒青，干燥和杀青是统一的，黑毛茶制作过程中青气基本散发掉，同时经过短时沤堆，形成一种六堡茶黑毛茶特有的熟香；而普洱茶采用的是晒青，利用日光进行干燥，也不经过前期沤堆工艺，是夹杂特有日晒味和青气的黑毛茶原料，二者在后期的渥堆发酵过程中香气及其他物质组分不同。另外，该专利判定过程是以气相色谱分析为主，虽然前期建立普洱茶挥发性成分标准图谱，但后期判定在制品也必须在相同分析条件下进行气相色谱分析过程，气相色谱分析涉及到有机溶剂蒸馏萃取、收集挥发性成分等，从样品前处理、操作过程来说仍然太过复杂繁琐。

4、专利申请CN201810803331.7，公开了一种基于卷积神经网络的红茶发酵程度的鉴定方法，采取的方案为：首先，针对红茶发酵程度的鉴定，将红茶生产线中的数据采集与监控系统(SCADA)采集到的红茶发酵图片，选取样本图作为CNN的训练集；其次，进行CNN训练过程；再次，在CNN的输出层对红茶发酵程度的识别与鉴定，并将判断结果作为下一步加工的参考依据；最后，根据上一步对红茶发酵程度的识别与鉴定。实现红茶发酵的连续化。但是，红茶的制作工艺为：鲜叶-萎凋-揉捻-发酵-干燥-成品，而六堡茶制备工艺是：将黑毛茶经筛分拼堆-渥堆发酵-蒸压-陈化-成品。因此工厂化生产中红茶的起始原料为茶树鲜叶，六堡茶渥堆的原料是由不同批次黑毛茶拼配的混合毛茶，原料有其特殊性，因此拼配原料不同，后期渥堆发酵程度对应的叶态也有所不同，所以前期图片采集建模的办法不适用于六堡茶。

由于六堡茶与普洱茶、红茶发酵工艺及其品质形成机理不同，停止发酵时茶叶的物理性状、理化指标也不同，因此现有技术公开的方案并不能用于判断六堡茶渥堆发酵程度。目前对于六堡茶渥堆发酵程度及发酵是否适度的判定依然以制茶人的感官经验为主，一方面，这种经验式的人工判定对制茶人的要求很高，需要长时间的磨练，积累相当丰富的经验才有可能做出准确的判定；另一方面，不同人的感官判定受主观因素和外界因素两方面的干扰，不同人的味觉、嗅觉以及对颜色的描述等感官灵敏度因性别、年龄、民族、身体状况、环境条件(天气、气候、地点)等因素差异很大，在生产实际中判定的准确性往往很难保证一直稳定。在当前大数据时代下，这种依靠制茶人员经验的感官描述性判定手段作为品管、生产各环节的沟通依据及产品质量评定指标逐渐不能满足茶叶加工自动化、标准化、连续化的要求。

茶多酚是茶叶最主要内含物质及品质成分，在渥堆发酵过程中其进行着复杂的降解及其转化过程，是形成六堡茶特有品质特征的重要基础，因此以茶多酚的含量及降解量来判断发酵程度可行，但如果每次都进行茶多酚的检测，操作也比较繁琐，测定时间较长，效率低；而现有技术中，暂无通过快速测定茶多酚进行渥堆发酵程度判断的方法。因此在六堡茶渥堆过程探索寻求一种科学、快速、可靠的发酵程度判定方法对六堡茶产业转型升级、迈向标准化生产具有重要的现实与长远意义。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法。

为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：

一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法，包括以下步骤：取渥堆发酵中的六堡茶在制品作为待测样品，将其冲泡成茶汤后，用pH酸度计测定茶汤的pH 值，根据渥堆发酵特定阶段六堡茶茶多酚含量与pH值之间的变化关系，通过茶汤的pH值得出茶多酚含量，进而确定六堡茶渥堆发酵程度。

进一步地，一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法，包括以下步骤：

(1)取六堡茶渥堆发酵中的茶叶在制品作为待检茶叶样品，置于有盖子的茶叶专用审评茶杯中，加入水后盖上盖子进行浸泡，得到茶汤；

(2)将步骤(1)的茶汤从专用审评茶杯倒入评茶碗中，自然冷却，备用；

(3)用pH酸度计插入步骤(2)冷却后的茶汤中进行pH值测定，读取茶汤的pH值，根据渥堆发酵过程中特定阶段六堡茶茶多酚含量与pH值之间的线性关系，判定出六堡茶渥堆发酵程度。

进一步地，在步骤(1)，所述待检茶叶样品采用5点取样法进行取样，且每个取样点从茶堆的上、中、下分别取样，然后将5个点所取样本混合均匀。

进一步地，在步骤(1)，所述待检茶叶样品是渥堆发酵12d后的六堡茶茶叶在制品。

进一步地，在步骤(1)，所述水为100℃的沸水，茶叶和水比体积比1:48～ 53，浸泡时间为3～7min。

进一步地，在步骤(2)，所述自然冷却是将茶汤冷却至24～26℃。

进一步地，在步骤(3)，所述六堡茶茶多酚含量与pH值之间的线性关系为Y＝18.088X-68.572，式中，Y为茶多酚含量，X为pH值。

进一步地，在步骤(3)，当pH值为5.06～5.23时，茶多酚含量为23～26％，为轻发酵；当pH值为4.90～5.06时，茶多酚含量为20～23％，为中发酵；当pH 值为4.78～4.90时，茶多酚含量为18～20％，为重发酵；当pH值＞5.23时发酵过轻，当pH值＜4.78时发酵过重。

进一步地，在步骤(3)，所述pH酸度计为0.01级或更高精度，且若所用酸度计长时间不用，使用前先用pH7和pH4标准缓冲液进行两点校准。

进一步地，在步骤(3)，所述特定阶段是六堡茶渥堆发酵时间为12d后的阶段。

本申请根据六堡茶渥堆发酵12d后，茶多酚降解速率加快，且六堡茶茶多酚含量与pH值之间的变化关系为Y＝18.088X-68.572(式中，Y为茶多酚含量，X 为pH值)，利用渥堆发酵过程中六堡茶茶多酚含量与pH值之间的线性关系，采用pH酸度计快速测定茶汤的pH，从而确定六堡茶渥堆发酵过程中茶多酚的降解度及发酵程度。

通过创造性得出渥堆发酵特定阶段六堡茶茶多酚含量与pH值之间成线性关系，对渥堆发酵过程中茶多酚与pH值关系的研究如下：

并对传统六堡茶渥堆过程的相关跟踪监测结果显示，经筛分拼堆的六堡茶原料起始茶多酚值约为27～32％，渥堆程度分为轻发酵、中发酵、重发酵。渥堆发酵过轻后期转化较慢，形成醇和口感的品质特征需更长时间，渥堆发酵过重，后期成品茶滋味淡薄，香气前提物质消耗过多。轻发酵茶多酚含量约为23～26％，中度发酵茶多酚含量约为20～23％，重发酵茶多酚含量约为18～20％，渥堆发酵前期茶多酚降解缓慢且与pH值变化无明显相关性，渥堆发酵至12d之后茶多酚降解速率加快，且茶多酚与pH值呈线性相关。具体如下表1：

表1发酵过程茶多酚与pH值变化

发酵时间	pH值	茶多酚含量％
			发酵12～13d	5.38	28.74
发酵15～16d	5.33	27.00
			发酵18～19d	5.26	26.76
发酵20～21d	5.16	25.53
			发酵22～23d	5.15	25.24
发酵24～25d	5.06	22.74
			发酵27～28d	5.02	21.42

由以上实验数据得出，在六堡茶渥堆发酵过程中，渥堆至12d后茶多酚与 pH值的变化关系如图1所示。

为验证该方法的可行性，取不同原料进行渥堆发酵处理，原料主要包括3个类型，起始茶多酚含量值为27.42～30.98％。渥堆发酵28～35天，从第12天起至发酵结束，每隔5天取样进行茶多酚含量检测，跟踪监测6个批次，样本量共 26个，同时对所取样本进行pH测定后根据线性方程计算其茶多酚，并对根据线性方程计算出的茶多酚值和茶多酚实测值进行差异显著性分析，同时比较“一般人员根据所测pH值判断的发酵度”、“有生产经验的人为判断的发酵度”及“根据茶多酚实测值判断认定的发酵度”。

结果显示，测定pH后根据线性方程计算出的茶多酚值和茶多酚实测值之间统计量t＝1.082，P值＝0.289>0.05，说明测定pH后根据线性方程计算出的茶多酚值和茶多酚实测值之间无显著性差异，即测定pH后根据线性方程计算茶多酚值使可行的。26个样本的pH值、线性关系计算所得茶多酚值及茶多酚实测值实验结果如下表2所示，线性关系计算茶多酚值-实测茶多酚含量间的差异分析结果如下表3所示。

表2

表3成对样本检验

将“一般人员根据所测pH值判断的发酵度”及“有生产经验的人为判断的发酵度”分别与“根据茶多酚实测值判断认定的发酵度”发酵度不同判断方法进行比较，结果如下表4所示。

表4

由表4结果显示，有经验的生产者进行人为判定发酵度准确率为84.62％，根据pH值判定发酵度准确率为88.46％。经分析，根据pH值判定发酵度不一致的结果为样本样本7号，13号，15号，观察这些样本根据线性关系计算所得茶多酚值：样本7号、13号、15号分别为23.32％、26.03％、25.85。比照规定发酵度的茶多酚限值(轻发酵为23-26％，中发酵为20-23％，重发酵为18-20％) 发现，判断不一致的结果基本分布在临界值附近，临界值附近的值本身是不易进行判定的范围。

由以上实验数据可知，本申请方法判定准确率较高。

由于本发明采用了以上技术方案，具有以下有益效果：

(1)本申请只需用水冲泡在制品，对其茶汤进行pH测定，根据pH值即可判定六堡茶渥堆发酵程度，快速便捷，简单易操作，方便有效，且能了解到发酵过程中核心品质成分茶多酚的变化。

(2)本发明判定方法能够科学、快速、可靠、有效的判定六堡茶渥堆发酵程度，准确率不低于88.46％％，耗时短，省时省事，且节约了成本，降低了对制茶师经验的依赖及环境条件等的影响，为实现六堡茶品质稳定及加工机械化、工业化奠定了基础。

(3)本申请结合大量生产与实验数据分析，并通过创新设计，发现渥堆发酵特定阶段茶叶品质的主要品质成分茶多酚与pH之间的线性关系，并通过大量重复实验优化二者的拟合性，建立Y＝18.088X-68.572(式中，Y为茶多酚含量， X为pH值)，在后期渥堆发酵过程中只需用水冲泡在制品，通过检测pH值即可判断六堡茶渥堆发酵程度，操作简便快速，非常实用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本申请六堡茶渥堆发酵12d后茶多酚与pH值的变化关系图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1

一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法，包括以下步骤：取渥堆发酵中的六堡茶在制品作为待测样品，将其冲泡成茶汤后，用pH酸度计测定茶汤的pH 值，根据渥堆发酵特定阶段六堡茶茶多酚含量与pH值之间的变化关系，通过茶汤的pH值得出茶多酚含量，进而确定六堡茶渥堆发酵程度，具体包括以下步骤：

(1)取六堡茶渥堆发酵中的茶叶在制品作为待检茶叶样品，置于有盖子的茶叶专用审评茶杯中，加入水后盖上盖子进行浸泡，得到茶汤；

(2)将步骤(1)的茶汤从专用审评茶杯倒入评茶碗中，自然冷却，备用；

(3)用pH酸度计插入步骤(2)冷却后的茶汤中进行pH值测定，读取茶汤的pH值，根据渥堆发酵过程中特定阶段六堡茶茶多酚含量与pH值之间的线性关系，判定出六堡茶渥堆发酵程度。

进一步地，在步骤(1)，所述待检茶叶样品采用5点取样法进行取样，且每个取样点从茶堆的上、中、下分别取样，然后将5个点所取样本混合均匀；所述待检茶叶样品是渥堆发酵12d后的六堡茶茶叶在制品；所述水为100℃的沸水，茶叶和水比体积比1:48～53，浸泡时间为3～7min。

进一步地，在步骤(2)，所述自然冷却是将茶汤冷却至24～26℃。

进一步地，在步骤(3)，所述六堡茶茶多酚含量与pH值之间的线性关系为Y＝18.088X-68.572，式中，Y为茶多酚含量，X为pH值；当pH值为5.06～ 5.23时，茶多酚含量为23～26％，为轻发酵；当pH值为4.90～5.06时，茶多酚含量为20～23％，为中发酵；当pH值为4.78～4.90时，茶多酚含量为18～20％，为重发酵；当pH值＞5.23时发酵过轻，当pH值＜4.78时发酵过重；所述pH 酸度计为0.01级或更高精度，且若所用酸度计长时间不用，使用前先用pH7和 pH4标准缓冲液两点校准；所述特定阶段是六堡茶渥堆发酵时间为12d后的阶段。

实施例2

与实施例1不同之处在于：在步骤(1)，所述待检茶叶样品是渥堆发酵12d 后的六堡茶茶叶在制品，其他条件不变。

实施例3

与实施例1不同之处在于：在步骤(1)，所述水为100℃的沸水，茶叶和水比体积比1:50，浸泡时间为5min，其他条件不变。

实施例4

与实施例1不同之处在于：在步骤(2)，所述自然冷却是将茶汤冷却至25℃，其他条件不变。

对比例1

与实施例1不同之处在于：在步骤(1)，所述待检茶叶样品是渥堆发酵10d 的六堡茶茶叶在制品，其他条件不变。

对比例2

与实施例1不同之处在于：在步骤(1)，所述水为100℃的沸水，茶叶和水比体积比1:55，浸泡时间为10min，其他条件不变。

对比例3

按照专利申请CN201810803331.7中的实施例进行发酵程度的判定。

对比例4

按照专利申请CN201010039123.8中的实施例进行发酵程度的判定。

为了进一步说明本申请能够达到所述技术效果，做以下实验：

分别采用本申请实施例1～4和对比例1～4的方法进行六堡茶渥堆发酵程度的判定，同时让本领域有多年判定六堡茶渥堆发酵程度经验，而且能较为准确判定六堡茶渥堆发酵程度专家进行判定，并与实施例1～4和对比例1～4的判定方法进行比较，得出实施例1～4和对比例1～4判定方法的准确率，记录各种方法在判定过程中耗时、成本。实验结果如下表5所示。

表5

组别	耗时	成本	准确率
				实施例1	0.2-0.3h	0.8-1.5元/次	88.46％
实施例2	0.2-0.3h	0.8-1.5元/次	88.9％
				实施例3	0.2-0.3h	0.8-1.5元/次	90.1％
实施例4	0.2-0.3h	0.8-1.5元/次	89.6％
				对比例1	0.2-0.3h	0.8-1.5元/次	75.0％
对比例2	0.3-0.4h	0.8-1.5元/次	80.5％
				对比例3	0.2-0.3h	>2元/次	64.6％
对比例4	5-6h	>200元/次	63.7％

由表5实验数据可知，本申请判断六堡茶渥堆发酵程度准确率不低于 88.46％，且耗时短，所需成本较少。

综上所述，本发明判定方法能够科学、快速、可靠、有效的判定六堡茶渥堆发酵程度，准确率不低于88.46％％，耗时短，省时省事，且节约了成本，降低了对制茶师经验的依赖及环境条件等的影响，为实现六堡茶品质稳定及加工机械化、工业化奠定了基础。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同含义和范围内的所有变化囊括在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法，其特征在于，包括以下步骤：取渥堆发酵中的六堡茶在制品作为待测样品，将其冲泡成茶汤后，用pH酸度计测定茶汤的pH值，根据渥堆发酵特定阶段六堡茶茶多酚含量与pH值之间的变化关系，通过茶汤的pH值得出茶多酚含量，进而确定六堡茶渥堆发酵程度；

具体包括以下步骤：

(1)取六堡茶渥堆发酵中的茶叶在制品作为待检茶叶样品，置于有盖子的茶叶专用审评茶杯中，加入水后盖上盖子进行浸泡，得到茶汤；

(2)将步骤(1)的茶汤从专用审评茶杯倒入评茶碗中，自然冷却，备用；

(3)用pH酸度计插入步骤(2)冷却后的茶汤中进行pH值测定，读取茶汤的pH值，根据渥堆发酵过程中特定阶段六堡茶茶多酚含量与pH值之间的线性关系，判定出六堡茶渥堆发酵程度；

在步骤(3)，所述六堡茶茶多酚含量与pH值之间的线性关系为Y＝18.088X-68.572，式中，Y为茶多酚含量，X为pH值。

2.据权利要求1所述的一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法，其特征在于：在步骤(1)，所述待检茶叶样品采用5点取样法进行取样，且每个取样点从茶堆的上、中、下分别取样，然后将5个点所取样本混合均匀。

3.根据权利要求1所述的一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法，其特征在于：在步骤(1)，所述待检茶叶样品是渥堆发酵12d后的六堡茶茶叶制品。

4.根据权利要求1所述的一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法，其特征在于：在步骤(1)，所述水为100℃的沸水，茶叶和水比体积比1:48～53，浸泡时间为3～7min。

5.根据权利要求1所述的一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法，其特征在于：在步骤(2)，所述自然冷却是将茶汤冷却至24～26℃。

6.根据权利要求1所述的一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法，其特征在于：在步骤(3)，当5.06＜pH值≤5.23时，23%＜茶多酚含量≤26％，为轻发酵；当4.90＜pH值≤5.06时，20＜茶多酚含量≤23％，为中发酵；当pH值为4.78＜pH值≤4.90时，18＜茶多酚含量≤20％，为重发酵；当pH值＞5.23时发酵过轻，当pH值≤4.78时发酵过重。

7.根据权利要求1所述的一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法，其特征在于：在步骤(3)，所述pH酸度计为0.01级或更高精度，且若所用酸度计长时间不用，使用前先用pH值为7和pH值为4的标准缓冲液进行两点校准。

8.根据权利要求1所述的一种快速判断六堡茶渥堆发酵程度的方法，其特征在于：在步骤(3)，所述特定阶段是六堡茶渥堆发酵时间为12d后的阶段。

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