[发明专利]红茶发酵适度点的识别方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及茶叶制备技术及设备，具体为一种红茶发酵适度点的识别方法及装置。

技术背景

红茶的加工工艺流程为:茶鲜叶-萎凋-揉捻(揉切或锤切)-发酵-烘干，其中发酵为关键工序。萎凋叶经过揉捻(或揉切)，其细胞组织受到机械破坏，发酵就开始了，萎凋叶便变成了发酵叶。发酵期间，细胞内的物质如氧化酶、多酚类等混合在一起，通过吸收空气中的氧气而发生酶促氧化反应生成茶黄素、茶红素和茶褐素等。发酵叶中茶黄素、茶红素含量的高低是决定红茶品质好坏的主要因素之一。由于发酵叶的氧化反应，导致发酵叶颜色和气味均发生了变化，颜色从黄绿色向黄红色变化，气味则从青草味向甜香味变化，通常发酵历时1～6小时。当发酵适度，其内含物质即充分氧化生成较高含量的茶黄素和茶红素，所生产出的红茶成品质量就较高，用开水冲泡，可产生红汤红叶(汤色和叶底均红亮)、滋味浓厚的茶汤。若发酵不足，茶黄素和茶红素含量就会偏低，开水冲泡的汤色红黄，叶底花青、滋味苦涩。若发酵过度，茶红素将继续氧化成茶褐素，冲泡后汤色红暗,叶底发黑，滋味平淡无味甚至有酸馊味。总之，发酵不足和发酵过度均会降低红茶的品质。

而目前发酵适度点的判别主要依靠操作者的感官识别，即先看发酵叶的颜色变化再闻其气味变化。在实际操作中存在着不确定性和随机性，不同的操作者的识别往往所得结果不同，红茶产品的质量难以保证稳定。

最新发明“一种确定工夫红茶发酵适度的新方法”（专利号ZL200810073664.5）提出：茶黄素的含量从低往高变化会到达一个高的平台，然后开始下降，而这个转折点正好是发酵适度点，该发明理论上解决了发酵适度点识别的一致性和准确性。但其提出的实际操作方法，需要多次间接测量茶黄素的含量。需要专门的实验室和专业人员，操作较为烦琐，每隔30至40分钟对发酵叶进行采样泡汤，再采用光电比色法测量茶汤中茶黄素的吸光度，直到吸光度出现平台时，才可确定达到发酵适度点。由于吸光度的测定是断续的，且得到测定结果要一定时间，难以在发酵适度时中止发酵。所以此发明提供的方法很难在生产过程推广应用。

综上所述，目前尚无连续、快速、准确、简便的红茶发酵适度点识别的方法和装置。

发明内容

本发明的目的是设计一种红茶发酵适度点的识别方法，检测发酵叶颜色变化，以发酵叶反光中红色光信号与绿色光信号的比例为参数，或者以红色光信号所占三色光信号的比例为参数，并记录参数变化的时间，获得参数变化到某值时维持不变的时间，并以此维持时间作为识别依据值，当它达到此红茶品种的发酵适度点的相应值时，判断为发酵适度点。

本发明的另一目的是设计一种红茶发酵适度点的识别装置，配置有单片机、颜色传感器、白色LED发光管、时钟电路和显示器。白色LED发光管照射发酵叶，颜色传感器采集发酵叶反光，将红、蓝、绿三色光的量传送到单片机，单片机计算参数值和各参数值维持的时间，当某个参数值维持时间达到发酵适度点的持续时间，发出报警信号、停止发酵。

用颜色传感器连续采集发酵叶的红色光、绿色光和蓝色光三基色信号R、G和B，同时计算红色光信号与绿色光信号的比例，即参数F1=R/G；同时还计算红色光信号与三基色光信号总量的比例，即参数F2=R/(R+G+B)，并记录参数变化的时间。通过大量的试验，得到这两个参数相似的变化规律，如图1和2所示，随着发酵时间的延长，可分为参数值上升和下降两个阶段。第一阶段2个参数的数值呈阶梯式上升，即每上升到一个数值都会维持一定时间，曲线呈现为逐步上升的参数值平台。而且随着参数值的上升，参数值上升的速度减慢，不断上升的平台维持的时间逐渐加长，刚开始时平台维持的时间仅为几十秒，当达到参数的最大值时，维持不变的时间最长达几十分钟，形成最高也是最长的平台。之后就进入第二阶段，参数值逐渐阶梯式下降。

对于达到不同参数值的成品红茶由专家进行人工感官审评、比对，可知某一红茶品种的发酵叶的F1或F2参数值平台维持时间达到T1或T2时，发酵效果最好，即当此红茶品种发酵叶的F1或F2参数值平台维持时间达到T1或T2时即为该红茶品种的发酵适度点。

因此F1或F2可称为第一发酵指数和第二发酵指数。

例如工夫红茶，当F1参数值上升过程中，达到某个平台，此数值维持20分钟不变时，即为其发酵适度点；或F2参数值上升到最高平台后开始下降，下降时间累计达到5分钟为其发酵适度点。用F1和F2判断发酵适度点的结果一致。

再如红碎茶，其F1或F2参数值在上升阶段中，其中一个参数值在某个平台维持5分钟不变，即达到发酵适度点。