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“机器替人”的加工模式是茶产业未来的发展方向，目前颗粒型乌龙茶尚未实现连续化、自动化的关键点是包揉环节，包揉作用机理的挖掘及自动化设备的研发是需解决的核心问题，因此深刻认识乌龙茶包揉力作用机理，科学掌控新包揉设备的工艺技术参数，确保新包揉设备发挥正面效应具有重要研究意义。本论文在对乌龙茶包揉力作用机理研究的基础上，开展了自动包揉机工艺参数优化试验，同时对比了颗粒型乌龙茶不同造型方式（速包+平板包揉、压揉、自动化包揉）在制叶的理化变化、色泽变化、微观形态，并进一步对毛茶的理化品质、香气品质、感官品质、经济效益等方面进行综合评价，主要研究结果如下：
1.乌龙茶包揉在制叶压缩力学特性与应力松驰特性
以铁观音品种为鲜叶原料，对杀青叶（包揉原料）开展压缩力学试验。结果表明，乌龙茶造型叶具有粘弹性材料特性，压缩阶段应力应变曲线经历了“弹性变形阶段→粘弹性和塑性变形阶段→强化阶段”3个阶段；应力松弛阶段分为快速松弛和缓慢松弛2个阶段。
2.不同作用力对在制叶力学特性及理化变化的影响
对N1（50kgf）、N2（100kgf）、N3（150kgf）3种压力的包揉在制叶力学测试表明，压力越大，叶片内应力越大，最大力弹性模量越大。应力松弛指标初始应力、残余应力随着压力的递增而递增，应力松弛时间与力度呈反比。水浸出物、茶多酚含量与力度呈正相关，氨基酸、黄酮、咖啡碱含量、色差L*、a*、b*值与力度总体呈反比。
对正向（p）、侧向（c）、纵向（z）3种方向力的在制叶力学测试表明，最大应变z（34.40%）＞p（22.32%）＞c（14.45%），差异极显著，c处理最大力弹性模量极显著大于p、z处理；平衡弹性模量c＞p＞z。c处理水浸出物含量高于p和z处理；色差b*、茶多酚、氨基酸、咖啡碱含量低于p和z处理。
3.不同作用力对在制叶微观形态的影响
对3种不同力度N1、N2、N3和3种不同方向力p、c、z的包揉在制叶叶组织及叶表面微观形态观测，结果表明，压力越大，叶片组织形态萎缩越严重，折痕痕迹明显，上下表皮破损度越高，细胞孔隙度升高，细胞离散，丢失，细胞破损率增大；在制叶叶表面皱缩现象随着压力增大越明显。不同方向力c处理在制叶组织错位明显，整齐度差，叶态卷曲，细胞破损率更高。
4.乌龙茶自动包揉机工艺参数优化试验研究
自动包揉机利用气缸施压，采用适高力度搓揉挤压，作用力介于传统包揉与压揉之间，突破传统“低力度长时间”界限。开展包揉叶量、机揉时间、电磁扭力3因素工艺试验，单因素试验结果表明，毛包揉叶量20kg、25kg、30kg的感官评分和生化表现较优；不同机揉时间条件下，筛选2.5min、3min、3.5min为较优水平；不同电磁扭力条件下，筛选20V、22V、24V为较优水平。
响应面优化分析建立毛茶感官评分与各因素回归方程：Y=86.95-0.62X1-0.031X2+2.53X3+0.56X1X2+0.31X1X3+0.63X2X3-0.20X12-0.99X22+0.14X32。确定自动包揉机最佳工艺参数，即包揉叶量20~22k g，机揉时间3min，电磁扭力24V。
5.不同造型方式对在制叶力学特性及理化品质的影响
比较自动化包揉（Z）、速包+平板包揉（S）、压揉（Y）3种造型方式在制叶力学特性，结果表明，3种处理叶片的最大应力随着造型次数递增而逐步增大；造型前期，Z处理最大应力值大于S处理，最大应变介于S和Y处理之间，表明Z处理的初烘叶变形量大，成形效率高。
造型前期，Z、Y处理容重值极显著大于S处理，说明Z、Y有利于造型前期效率提高。3种处理水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱、黄酮含量、色差L*造型过程中总体均呈下降趋势，其中Z、S处理包揉叶的氨基酸含量极显著高于Y处理；Z处理包揉叶的L*值极显著高于Y和S处理。
比较3种处理的微观形态，结果发现，造型前期，Z处理叶片外形相较S和Y处理更加卷曲，栅栏组织排列度差，海绵组织细胞间隙大，上下表皮均有褶皱变形。3种处理包揉叶的细胞破损率为Z（45.10%）＞S（43.10%）＞Y（36.75%）。
6.不同造型方式对乌龙茶造型品质的影响
对比3种造型方式的毛茶品质，结果表明Z处理的毛茶外形更肥壮紧结，容重接近于S处理，Z和S处理的茶汤明亮度极显著高于Y处理，Z处理的氨基酸含量最高，茶多酚含量接近于S处理。采用主成分分析法得到3种处理的毛茶香气品质综合得分：Z（4.83）＞S（4.10）＞Y（-6.49），Z处理得分最高。感官审评结果，Z和S处理评分高于Y处理，经济效益方面Z、Y处理优于S处理。利用模糊数学法综合评价3种方式造型品质得分：Z（0.62）＞S（0.51）＞Y（0.36）。
1.乌龙茶包揉在制叶压缩力学特性与应力松驰特性
以铁观音品种为鲜叶原料，对杀青叶（包揉原料）开展压缩力学试验。结果表明，乌龙茶造型叶具有粘弹性材料特性，压缩阶段应力应变曲线经历了“弹性变形阶段→粘弹性和塑性变形阶段→强化阶段”3个阶段；应力松弛阶段分为快速松弛和缓慢松弛2个阶段。
2.不同作用力对在制叶力学特性及理化变化的影响
对N1（50kgf）、N2（100kgf）、N3（150kgf）3种压力的包揉在制叶力学测试表明，压力越大，叶片内应力越大，最大力弹性模量越大。应力松弛指标初始应力、残余应力随着压力的递增而递增，应力松弛时间与力度呈反比。水浸出物、茶多酚含量与力度呈正相关，氨基酸、黄酮、咖啡碱含量、色差L*、a*、b*值与力度总体呈反比。
对正向（p）、侧向（c）、纵向（z）3种方向力的在制叶力学测试表明，最大应变z（34.40%）＞p（22.32%）＞c（14.45%），差异极显著，c处理最大力弹性模量极显著大于p、z处理；平衡弹性模量c＞p＞z。c处理水浸出物含量高于p和z处理；色差b*、茶多酚、氨基酸、咖啡碱含量低于p和z处理。
3.不同作用力对在制叶微观形态的影响
对3种不同力度N1、N2、N3和3种不同方向力p、c、z的包揉在制叶叶组织及叶表面微观形态观测，结果表明，压力越大，叶片组织形态萎缩越严重，折痕痕迹明显，上下表皮破损度越高，细胞孔隙度升高，细胞离散，丢失，细胞破损率增大；在制叶叶表面皱缩现象随着压力增大越明显。不同方向力c处理在制叶组织错位明显，整齐度差，叶态卷曲，细胞破损率更高。
4.乌龙茶自动包揉机工艺参数优化试验研究
自动包揉机利用气缸施压，采用适高力度搓揉挤压，作用力介于传统包揉与压揉之间，突破传统“低力度长时间”界限。开展包揉叶量、机揉时间、电磁扭力3因素工艺试验，单因素试验结果表明，毛包揉叶量20kg、25kg、30kg的感官评分和生化表现较优；不同机揉时间条件下，筛选2.5min、3min、3.5min为较优水平；不同电磁扭力条件下，筛选20V、22V、24V为较优水平。
响应面优化分析建立毛茶感官评分与各因素回归方程：Y=86.95-0.62X1-0.031X2+2.53X3+0.56X1X2+0.31X1X3+0.63X2X3-0.20X12-0.99X22+0.14X32。确定自动包揉机最佳工艺参数，即包揉叶量20~22k g，机揉时间3min，电磁扭力24V。
5.不同造型方式对在制叶力学特性及理化品质的影响
比较自动化包揉（Z）、速包+平板包揉（S）、压揉（Y）3种造型方式在制叶力学特性，结果表明，3种处理叶片的最大应力随着造型次数递增而逐步增大；造型前期，Z处理最大应力值大于S处理，最大应变介于S和Y处理之间，表明Z处理的初烘叶变形量大，成形效率高。
造型前期，Z、Y处理容重值极显著大于S处理，说明Z、Y有利于造型前期效率提高。3种处理水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱、黄酮含量、色差L*造型过程中总体均呈下降趋势，其中Z、S处理包揉叶的氨基酸含量极显著高于Y处理；Z处理包揉叶的L*值极显著高于Y和S处理。
比较3种处理的微观形态，结果发现，造型前期，Z处理叶片外形相较S和Y处理更加卷曲，栅栏组织排列度差，海绵组织细胞间隙大，上下表皮均有褶皱变形。3种处理包揉叶的细胞破损率为Z（45.10%）＞S（43.10%）＞Y（36.75%）。
6.不同造型方式对乌龙茶造型品质的影响
对比3种造型方式的毛茶品质，结果表明Z处理的毛茶外形更肥壮紧结，容重接近于S处理，Z和S处理的茶汤明亮度极显著高于Y处理，Z处理的氨基酸含量最高，茶多酚含量接近于S处理。采用主成分分析法得到3种处理的毛茶香气品质综合得分：Z（4.83）＞S（4.10）＞Y（-6.49），Z处理得分最高。感官审评结果，Z和S处理评分高于Y处理，经济效益方面Z、Y处理优于S处理。利用模糊数学法综合评价3种方式造型品质得分：Z（0.62）＞S（0.51）＞Y（0.36）。