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茶叶加工过程

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四川省雅安推动茶叶加工过程中清洁能源替代

  新华社成都4月30日电(记者张超群、杨华)眼下正值春茶上市,茶产业是四川省雅安市名山区特色优势产业和农民增收的骨干支柱产业,当地推动茶叶加工过程中清洁能源替代,减少二氧化碳等温室气体排放,让春茶更“绿”了。

  雅安市名山区现有茶园35万余亩,茶产业综合年产值达160亿元。过去,这里的2000多家茶叶加工企业生产用能主要来自煤炭等化石燃料。近年来,雅安市将茶叶加工“煤改电”纳入绿色载能产业,鼓励电能替代,推动茶叶加工企业在能源使用上转型升级。制茶企业陆续丢掉黑黝黝的煤炭,搬进产业园区,用上了干净清洁的电力。

  摊青、杀青、炒茶、揉捻、烘干……梓清茶厂的生产车间正开足马力加工春茶。

  梓清茶厂是当地茶叶加工“煤改电”的“先行者”,厂长张成龙告诉记者,以电代煤制茶,在优化茶叶品质的同时,提升了制茶的生产效率,也没有了煤烟、煤灰和煤渣污染。“今年天气好,产量比往年增加了,我们尽量多收茶、多加工,24小时运转,基本保持‘零库存’。”他说。

  春茶生产也对电力的安全可靠供应提出了要求,国网雅安市名山供电公司网格化服务人员定期对茶园内的电力线路进行巡查,开展红外测温、树障清理工作。“在春茶加工高峰期,我们每天安排专人对涉及茶叶加工用电的线路设备,以及用户的设备设施进行检查,确保他们安全稳定用电。”国网雅安市名山供电公司百丈供电所工作人员陈万兵说。

  雅安市芳茗缘茶叶有限公司负责人赵磊在工厂“煤改电”后,将更多的精力放在新鲜茶叶的选购上。“以前烧煤炭,要找一两个人专门烧锅炉,还要找很大的场地堆煤炭。自从进驻产业园区改电之后,节省了人员工时成本,解决了煤炭污染比较大的问题,效率也提高了。”

  据统计,雅安市自2018年实施“煤改电”电能替代工作以来,实现新增电能替代负荷8万余千瓦,替代电量2.1亿千瓦时,累计减排二氧化碳30万吨、二氧化硫0.21万吨、氮氧化合物0.12万吨。


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红茶加工过程中的制作原理和实用技术

  红茶是目前世界上生产和贸易量最大的茶类,近年来随着对红茶保健功能研究的深入,红茶逐渐成为深受消费者欢迎的天然健康的无酒精饮料。作为世界上最早加工和饮用红茶的国家,我国的红茶在国际茶叶市场上具有重要影响力。条形红茶作为我国红茶市场上的主流,其在加工过程中由鲜叶经萎凋、揉捻、发酵、干燥四个基本工序逐步形成“红汤红叶”的品质特征。文章主要综述了条形红茶加工过程中,萎凋和发酵两个重要工序技术的研究进展,以期为提高红茶加工品质提供参考依据。

  一、萎凋工序与红茶品质

  萎凋作为红茶加工中的第一道工序,是红茶品质形成的基础工序。萎凋是在一定的温、湿度条件下,将采下的鲜叶进行薄摊,适当散失水分以降低鲜叶张力的工艺处理过程。鲜叶经过萎凋,含水率下降,叶质变软,叶色变暗,青草气逐渐减弱,清香和花香味开始显现。适度萎凋以萎凋叶含水率在60%左右为宜,遵循“嫩叶适度重萎凋,老叶适度轻萎凋”的原则。在加工过程中,不同的萎凋方式(如自然萎凋、萎凋槽萎凋、日光萎凋等)和萎凋环境(如温度、湿度等)均会对红茶品质产生较大影响。

  1、萎凋工序原理

  萎凋过程中,鲜叶因失水而柔软,便于揉捻和成型。另外伴随着水分的散失,细胞液相对浓度提高,细胞膜透性随之增强,各种水解酶的活性提高,引起了内含物质的一系列变化,为茶叶香气和滋味的形成与发展奠定了物质基础。

  在水解酶的作用下,鲜叶中一些高分子有机化合物转化为简单的水溶性物质,如淀粉和蔗糖分别在淀粉酶、蔗糖转化酶的作用下,被水解成可溶性糖;蛋白质在蛋白酶的作用下水解生成游离氨基酸;在果胶酶的作用下,不溶性的原果胶物质转化为具有粘稠性的水溶性果胶,并能进一步分解形成半乳糖、阿拉伯糖等物质。这些水溶性成分有助于提高茶汤的甜醇味和鲜爽度。水解酶也能促进香气物质的转化,如在糖苷水解酶(β-葡萄糖酶、β-樱草糖苷酶、半乳糖苷酶)的作用下,糖苷键合态香气物质水解产生单萜、倍半萜、降倍半萜等游离态香气组分。

  与此同时,氨基酸和类脂物质(如类胡萝卜素等)开始降解,长链脂肪酸发生氧化裂解转化为醇、醛、酸,醇、醛进一步发生氧化和酯化形成芳香类物质,从而使鲜叶中低沸点的青味物质(如青叶醇等)大量挥发,高沸点的芳香物质(如苯甲醇、苯乙醇、芳樟醇、香叶醇、橙花叔醇等)含量增加,香气成分的总量(尤其是醇类、酯类、芳香族类)可增至鲜叶原料的10倍以上。

  2、萎凋方式对红茶品质的影响

  红茶加工过程中常见的萎凋方式有室内自然萎凋、萎凋槽萎凋、日光萎凋等。室内自然萎凋是在通风的萎凋室内,利用空气流通,通过控制温、湿度等条件来实现萎凋;日光萎凋是利用太阳光照射进行萎凋;萎凋槽萎凋也称为萎凋槽热风萎凋,是通过电热作用,让适度的热风通过鲜叶表面,加速水分蒸发的萎凋方式。不同萎凋方式的工艺条件如表1所示。日光萎凋能明显缩短萎凋时间,并有助于提高红茶的香气,但日光萎凋时间不宜太长,否则会导致鲜叶失水过快,影响红茶的滋味。

  在实际生产过程中,为了提高红茶香气,多采用先日光萎凋后自然萎凋的“复式萎凋”方式。曹藩荣等指出人工光源(12000~13000LX)兼自然萎凋加工获得的成品茶感官品质最好。曹冰冰等采用室外日光萎凋0.5h(温度≤30℃),中间轻翻1次,再置室内自然萎凋1h,得到的红茶茶黄素含量高,香气比例协调。

  此外,有研究表明冷冻萎凋也能缩短萎凋时间。所谓冷冻萎凋,即冷冻辅助萎凋,是将鲜叶或萎凋叶置于低温环境中冷冻处理(一般为-20℃环境条件下冷冻2h),然后再恢复自然萎凋(融冻)的处理过程。冷冻萎凋能够实现在短时间内增加叶细胞的膜透性,从而降低茶叶水浸出物和茶黄素等的消耗,使成茶汤色红亮、滋味醇厚爽口。黄建琴等发现冷冻萎凋能明显缩短工夫红茶的萎凋和发酵时间,增加茶黄素和茶红素含量,提高成茶的品质。张雁飞等研究指出冷冻萎凋制得的祁门红茶除可溶性糖略低外,其余成分含量均高于传统萎凋,但特征香气组分的含量低于传统萎凋,这与冷冻作用下香气形成关键酶(β-葡萄糖苷酶)的活性受抑制有关。

  3、萎凋环境对红茶品质的影响

  影响红茶品质的萎凋环境因素有温度、空气相对湿度、通风条件等。

  高温会降低空气相对湿度,加速萎凋叶水分蒸发,提高萎凋叶失水速率,缩短萎凋时间;同时随着温度的升高,萎凋叶内的酶促反应速率加快,能够在短时间内实现鲜叶内含成分的转化,提高萎凋效率和质量。萎凋温度一般控制在25~35℃,温度过高,酶活性迅速增强从而缩短了活化时间,甚至可能造成酶失活,均不利于揉捻发酵过程中多酚类物质的酶促氧化。金心怡认为室内自然萎凋温度宜控制在20~24℃,刘德荣等指出室温以23℃为宜;陈成基认为萎凋槽槽温从高到低,温度控制在28~33℃,余成法建议热空气温度28~32℃。夏涛等研究指出,萎凋期间葡萄糖苷酶的活性逐渐增强,低温(26℃)时,酶活性上升较慢,约12h达到最大值,而高温(35℃)条件下,酶活性增加较快,约5h即达峰值。

  萎凋环境的空气相对湿度是影响萎凋叶含水率变化最直接的因素,空气湿度相对较低时,萎凋叶表面的水分蒸发速率加快,从而间接影响萎凋叶内含成分的转化过程。仇方方等对比了55%、65%、75%、85%四个湿度条件对红茶品质的影响,结果表明65%的湿度条件下,红茶感官审评综合得分最高,湿度超过75%,红茶香气闷,缺乏甜香;滋味青涩,缺乏鲜醇,且萎凋湿度与茶多酚的含量变化呈正相关,与可溶性糖含量变化呈负相关,对氨基酸含量影响则不明显。王伟伟指出在70%的相对湿度下进行萎凋的工夫红茶,茶黄素含量最高,但在高湿条件下茶黄素和茶红素的形成量较少。

  通风条件会改变萎凋环境的温、湿度,进而对萎凋叶产生影响。研究表明,萎凋风速的增大会加快鲜叶水分散发,特别是表层水分的散失,缩短萎凋时间。丁勇等、仇方方等均比较了不同风速对红茶品质的影响,结果显示,风速对红茶内含成分和香气的影响较小,但对红茶滋味的影响较大,风速超过4.89m/s,红茶滋味略涩,缺乏鲜醇。因此,在红茶萎凋过程中,不宜使用太高的风速。

  此外,不同光质也会对萎凋叶的品质产生影响。已有研究表明,红光有助于多酚类物质的积累,蓝紫光能够促进氨基酸等物质的合成,黄光则有利于成茶香气的提升。项丽慧等发现黄光在萎凋前期能够促使CsBG1、CsBG2和CsBP上调表达,并在萎凋后期提高β-葡萄糖苷酶的催化活性,进而提升红茶的香气品质。也有研究指出,黄光萎凋的原理可能是叶绿体能够强烈吸收黄光,使光合作用增强,间接促进了茶叶内含物质的积累。黄藩等发现经蓝光处理的鲜叶氨基酸总量较红光和白光高,推测可能是由于蓝光照射提高了植物体内谷氨酸合成酶的活性,促进了氮循环,从而提高了氨基酸含量。周颖等指出,紫外光穿透力强,可以破坏叶肉细胞,促使细胞质内的各种酶与其底物充分接触,增强了物质转化能力,可有效调节红茶的各种品质成分。

  二、发酵工序与红茶品质

  发酵是红茶制作的关键工序,对红茶品质的形成起着极其重要的作用。萎凋叶经揉捻后,细胞破碎,在氧气的参与下,多酚类等物质与多酚氧化酶充分接触,并伴随其他一系列酶促反应。儿茶素的氧化聚合和缩合形成茶黄素(TFs)、茶红素(TRs)和茶褐素(TBs)等高聚物,同时引起芳香物质、糖类、蛋白质、氨基酸等品质成分发生剧烈变化,为形成红茶特有的色、香、味奠定了基础。

  1、发酵工序原理

  发酵是以多酚类化合物的酶促氧化为核心的化学反应过程。发酵期间,以儿茶素为主的多酚类物质,在多酚氧化酶的作用下被氧化成邻醌,随后聚合形成极不稳定的联苯酚醌类中间产物,进一步还原为双黄烷醇类,并氧化形成茶黄素;茶黄素进一步偶联氧化形成茶红素,而茶红素又可转化为茶褐素。邻苯二酚、联苯三酚以及没食子酸等物质也可氧化生成邻醌;邻醌通过配对聚合,也可生成茶黄素和没食子酸酯,反应途径如图1所示。茶黄素、茶红素、茶褐素在茶汤中分别呈现橙黄色、红色和暗褐色,是不同发酵阶段红茶外形和汤色的重要呈色物质。

  发酵过程中,茶多酚、儿茶素总量随发酵时间的延长而逐渐减少。发酵初期,茶黄素的形成速度大于聚合转化速度,且茶黄素形成后便偶联氧化为茶红素,因此在发酵初期茶黄素和茶红素含量均逐渐上升。之后随着多酚等底物浓度的降低,酶活性下降,茶黄素的形成小于转化的速率,茶黄素和茶红素含量开始下降,发酵期间茶褐素含量逐步增加。

  随着发酵时间的延长,氨基酸含量呈先增后降趋势。蛋白质在发酵前期部分水解为氨基酸,氨基酸积累大于消耗,含量增加;伴随发酵的深入,游离氨基酸在脱氨和脱羧作用下形成相应的醇、醛、酸等芳香物质,也会与邻醌或其它物质结合形成一些色素和芳香物质,该过程氨基酸积累小于转化消耗,含量减少。随着发酵的进行,β-葡萄糖苷酶活性降低,芳香物质中酸类、酯类、酚类等的含量逐渐减少,游离态醇类、醛类等含量逐渐上升,香气由青草气逐渐变为花果香。叶绿素在发酵过程中发生部分水解,胡萝卜素和叶黄素等色素也伴随一定程度的降解,使发酵叶呈现出青绿→黄绿→黄→黄红→红黄→红→紫红→暗红的颜色变化。

  2、发酵温度

  温度是影响红茶发酵的主要因素之一。温度的高低,对酶活性的强弱有直接影响,发酵温度过低,酶活性弱,多酚类物质和其它内含成分的转化慢,造成成茶内含物不丰富,茶汤淡薄、香低、色暗;发酵温度过高,多酚类物质的酶促氧化过于激烈,易形成较多暗褐色的茶褐素,并且高温也会加速酶蛋白与氧化的多酚类物质结合形成不溶性复合物,影响红茶品质。在实际生产中,发酵温度宜适当偏低,发酵程度遵循“适度偏轻,宁轻勿重”的原则,这将有助于红茶香气的提高和TFS和TRS的积累,减少茶褐素的生成,从而提高红茶的品质。

  方世辉等、OBANDA等、ASIL等的研究表明,在一定的温度范围内,较低温度发酵有利于提高红茶中TFs的含量。宋晓东等比较了三种发酵温度(24℃、27℃、30℃)对宜红品质的影响,结果表明,24℃处理制得的宜红游离氨基酸的含量相对较高,茶黄素和茶红素比例适宜,茶褐素生成较少,花香浓郁,滋味鲜甜,品质最佳。余成法、郭桂义等指出,发酵气温以24~26℃为宜。陈以义等指出,发酵过程中采用先高温再通冷风散热形成低温的变温发酵方式,有利于TFS的形成和积累,提高红茶品质。曹冰冰等比较了22℃、27℃、32℃三种发酵叶温及变温发酵(先27℃发酵1.5h再降温至22℃)对红茶品质的影响,结果表明22℃的发酵叶温和变温发酵获得的成品茶,茶黄素含量更高,茶汤品质更好。

  3、发酵湿度

  影响发酵的湿度包括室内空气相对湿度和发酵叶含水率。发酵叶中的水分作为发酵过程中各种反应的底物和介质,将直接受到发酵湿度的影响。相对湿度过低,发酵叶表面水分蒸发太快,导致叶片失水干硬,影响发酵的进行;相对湿度过高,导致发酵叶的通气性能变差,同样会阻碍发酵的正常进行。

  研究结果和生产实践表明,高湿环境有助于红茶发酵的进行,并以90%以上的相对湿度为宜,甚至要求在95%以上。生产中为了达到高湿的发酵条件,常采用喷水雾、加盖湿布等方式。

  4、通氧状况

  氧气作为多酚类酶促氧化反应的底物,对茶色素类物质的形成具有直接影响。红茶发酵过程中,如果供氧不足会导致PPO酶活性中心呈脱氧态形式,影响多酚类物质的正常氧化和TFs的正常形成,促使TRs生成。因此,红茶发酵必须在供氧充足的环境下才能顺利进行。

  有研究表明,生产1kg红茶,平均耗氧量为4~5L,同时释放0.3L二氧化碳,因此,红茶发酵过程中需及时排除二氧化碳,保持发酵环境具有充足的氧气。较之自然发酵,通氧发酵能明显加快工夫红茶发酵过程中叶面色泽的红变,促进红茶特征香气的形成,缩短发酵时间,还能提高红茶汤色的红度和亮度。潘科等研究发现,在发酵前期,通氧发酵能较快地形成茶黄素和茶红素,且含量高于自然发酵;发酵后期继续通氧则会引起茶黄素和茶红素含量的下降,且降低速度大于自然发酵。冯林采用外接氧气瓶以5.32L/min速率供氧的方式,比较了通氧发酵与自然发酵对工夫红茶品质的影响,结果也证实在通氧发酵过程中,TFs和TRs呈先增后降趋势,TBs则缓慢增加,且三种茶色素的增加速率均大于传统自然发酵。

  5、发酵时间

  对发酵时间长短的掌握是保证红茶品质的重要条件。发酵时间不足,多酚类物质的酶促氧化不充分,TFS和TRS形成较少,成茶色泽欠乌润,香气不纯带青气,滋味青涩,汤色欠红亮,叶底花青;发酵时间过长,会导致多酚类物质过度氧化,茶褐素积累较多,干茶色泽灰枯,香气低下,滋味淡薄,汤色暗红。

  蒲国涛等研究表明,夏、秋季揉捻叶在最适温湿度条件下,发酵时间以3.0h为最宜;李霖林等在发酵温度30℃,湿度80%~90%的条件下,选用奇兰品种制红茶,以发酵4.5h的成茶品质最优,刘玉芳等在温度25~28℃、湿度75%~85%的条件下,用春兰品种鲜叶加工红茶,以发酵时间在3~3.5h最为适宜。宋晓东等研究发现,发酵时间对氨基酸、儿茶素含量的影响差异不大,但对TFS和TBS含量的影响差异显著。在温度24℃、湿度95%的条件下发酵3.0h,制得的宜红感官评分最高,酯型儿茶素保留量适宜并与氨基酸、茶黄素、茶红素等水溶性物质相协调,茶汤品质最好。郭桂义等指出在22℃的发酵温度下,发酵100min的红茶TFs、TRs含量较高。由于发酵时间的长短与鲜叶的嫩匀度、揉捻方式、揉捻程度以及发酵的环境条件等因素都密切相关,因此要根据不同的茶叶品种和发酵条件,灵活掌握发酵时间,适时停止发酵。

  三、总结与展望

  在实际生产过程中,红茶萎凋和发酵工序中的诸多影响因素并不孤立存在,只有充分了解红茶的工艺原理,恰到好处地把握各工序的关键影响因子,才能生产出高品质的红茶。近年来随着“红茶热”的兴起,国内红茶的品质和制作工艺受到挑战,如何运用先进技术理念,创新和改善传统工艺,提高红茶的感官品质和生产效率,成为国内研究人员亟待解决的难题。目前研究者们在萎凋和发酵新技术领域取得了一定成效,主要集中在以下两个方面:

  一是借鉴其他茶类的生产工艺改善红茶的品质,如将乌龙茶摇青工序与红茶萎凋相结合,生产出香气馥郁持久的红茶。摇青工序加大了萎凋叶细胞的机械损伤程度,增强细胞膜的渗透性,促使多酚类酶促氧化的进行,提高TFs的含量,同时有利于己烯酯类、倍半烯类、茉莉内酯等香气物质的合成。运用摇青工序,周颖等生产出了具有浓郁栀子花香的工夫红茶,陈凤月等加工出了高香型的坦洋工夫红茶。此类工艺创新的方式便于在生产实践中应用推广,且易获得消费者认可。

  二是运用高新技术改良红茶加工生产条件,实现红茶生产高效率和高品质的完美结合,如萎凋过程中采用紫外照射技术、发酵过程中借助超高压和外源酶(如多酚氧化酶、单宁酶、多糖水解酶、蛋白酶)添加技术等。此类技术在红茶生产过程中表现出一定的优越性,对红茶机械化生产具有积极的指导意义,但这类技术多停留在试验研究阶段,且生产成本较高、操作难度较大,难以在实际生产中进行推广,还有待进一步探究。

  此外,有研究指出,对具有风味弊病的初制红毛茶进行湿热后处理,可使原有的青草气消失,转变为甜香,汤色由橙红转变为红亮,苦涩味则转变为醇厚鲜爽的风格。湿热后处理即利用湿热作用,促使茶叶内含成分发生非酶性氧化和分解反应,形成独特的品质特征,是茶叶加工过程中仅次于酶促作用的主要推动力。贾玲燕等研究表明,初制红毛茶经后湿热处理可引起茶叶内含成分的非酶性氧化反应,使得内含成分含量及比例发生变化,从而改善香气,增加鲜爽度,形成红茶特有的鲜爽、浓醇和收敛性强的滋味风格。湿热作用在黑茶的渥堆发酵工序和黄茶的闷黄工序中体现得最为明显,而在红茶萎凋和发酵过程中也伴随着缓慢的湿热作用,如果能够结合红茶的工艺特点,将湿热处理合理运用到红茶的加工过程中,以弥补传统工艺难以达到的红茶特有的品质要求,特别是针对原料粗老、酶活性较差的大宗红茶,将为提高红茶品质及经济效益提供新的思路。

  来源于中国茶叶加工,作者吴学进

“十四五”专题9:茶叶加工“十三五”进展及“十四五”发展方向

“十三五”期间,我国茶叶加工在基础理论研究、工艺技术创新、加工装备和生产线研发等方面取得了较大突破,为“十四五”茶叶加工的高质量发展奠定了坚实的基础。

“十四五”期间,茶叶加工科技创新将面临新的挑战和需求,须以市场需求为引领,瞄准绿色化、智能化作业方向,突破重大基础理论、前沿颠覆性技术和产业关键核心技术,努力实现茶产品品质升级及特色创制,不断提升茶产品的科技含量和附加值,为茶叶加工业现代化和茶产业科技腾飞提供有力支撑。

一、“十三五”期间茶叶加工主要进展

1. 加工过程在制品品质状态进一步明确

(1) 在制品物理特性研究

过去5 年,茶叶物理特性的研究主要集中在色泽、热特性、力学特性、电学特性及光谱特征等几个方面。研究人员利用机器视觉追踪茶叶加工过程的色泽变化,精准感知叶片的色彩空间分布,初步实现了萎凋、发酵、干燥等工序进程的把控。茶叶热特性方面,主要是利用离散仿真和流体仿真技术,模拟茶叶杀青和干燥过程的热运动和热传质过程,实现对绿茶杀青和干燥设备的结构优化。茶叶的电学特性主要集中在红茶加工领域,用来捕捉或响应揉捻或发酵过程茶多酚氧化、聚合等反应过程,实现茶多酚含量、揉捻和发酵适度的无损感知和判别。茶叶力学特性研究针对茶鲜叶或在制品力学特性变化规律,改进茶叶加工工艺并提出精准化的工艺技术参数。茶叶的光谱特征是最近几年备受追捧的研究热点,其中高光谱和近红外作为最主要的光谱技术手段与化学计量学和机器学习方法深度融合,已经在茶叶成分(咖啡碱、儿茶素、茶黄素、茶氨酸) 检测、产品(红茶、绿茶、黑茶等) 分类、成品茶(祁红、龙井、铁观音等) 分级、加工工序(发酵、揉捻、干燥) 适度判定、产地溯源和掺杂掺假(掺糖、异物) 检测等方面取得实质性突破。

(2) 在制品化学特性研究

近年来,学者们集中梳理了茶叶中主要化学成分对茶汤苦味(咖啡碱、非没食子儿茶素等)、涩味(黄酮醇糖苷、茶多酚、没食子儿茶素等)、鲜味(茶氨酸、琥珀酸、3-没食子酰基奎宁酸等) 的贡献作用,解构了绿茶(紫罗酮、苯乙醇等)、红茶(美拉德反应衍生的呋喃等氮杂环化合物)、乌龙茶(橙花叔醇等)、黑茶(甲氧基苯类物质) 等的关键香气物质,阐明了关键呈色物质包括黄酮类、儿茶素聚合产物(茶黄素等)、叶绿素和胡萝卜素类对干茶和茶汤色泽的影响。同时,借助代谢组学方法和高分辨质谱技术(HRMS) 对茶叶加工过程品质成分的动态变化、转化途径等进行更系统和全面的梳理,为加工工艺的精准化把控提出了更加明确的理论依据。

2. 传统加工工艺与现代技术的融合更为紧密

“十三五”期间,食品加工高新技术不断被应用于传统茶叶加工技术的创新研究,新工艺、新技术涌现,技术参数精准化逐步深入,茶叶加工技术得到了多层次、多方位的快速发展,并不断向数字化、定向化迈进。

(1) 绿茶加工技术研究

“十三五”期间,在国家重点研发课题“绿茶标准化加工技术研究和装备开发”的资助下,扁形、针形绿茶的加工工艺和装备得到了进一步升级,研发出珠形、条形绿茶的成套标准化加工技术,并在产业上示范应用。就工序而言,杀青和干燥是“十三五”期间绿茶加工技术研究的重点,开发出滚筒-热风耦合杀青、三相组合式杀青等新技术,通过多方式组合提升杀青作业功效和品质,研制出滚烘干燥新技术,能够提升产品滋味鲜爽度和香气馥郁度,并针对清香、栗香等不同风味特色分别提出适宜的干燥工艺参数。

(2) 红茶加工技术研究

“十三五”期间,在国家重点研发课题“工夫红茶标准化加工关键技术研究与装备研发”等项目的资助下,富氧萎凋、补光萎凋、动态发酵等一系列工夫红茶加工新技术开发成功,初步实现了高品质工夫红茶或特色工夫红茶的定向化加工。通过技术的集成创新,研究提出不同类型(大叶种、中小叶种)、不同嫩度(一芽一叶至一芽二叶、一芽二叶至一芽三叶等) 原料的工夫红茶标准化加工工艺技术,并在产业中得到广泛应用。

(3) 乌龙茶加工技术研究

乌龙茶设施做青技术进一步优化,对做青环境的温度、湿度、光照、光质等参数实现了精准调控,标准化工艺参数得到改善(如光波波长>520 nm,做青叶含水量65%~68%时较佳),摆脱天气制约,提升生产效率的同时,品质稳定性也得到有效改善;乌龙茶机械水筛摇青技术、组合式造型(包揉) 技术等在产业上得到初步应用,取得了较好成效。福建农林大学孙威江主导制定的国家标准“ 乌龙茶第4 部分:水仙(GB/T 30357.4—2015) ”荣获2018 年福建省标准贡献奖一等奖。

(4) 黑茶加工技术研究

湖南农业大学主持的“黑茶提质增效关键技术创新与产业化应用”项目发明了黑茶诱导调控发花、散茶发花、砖面发花及品质快速醇化等加工新技术,大力提升了黑茶产业的加工技术水平,并在2017 年荣获国家科技进步二等奖。

(5) 白茶加工技术研究

“十三五”期间,中国农业科学院茶叶研究所主持的“白茶提质增效关键技术创新与产业化应用”项目,揭示了白茶储存陈化机理,发现了白茶贮存年份相关的特征性生化成分,研发了生物酶法提高白茶滋味品质技术等新技术,提升了白茶生产效率与品质。

(6) 黄茶加工技术研究进展

闷黄是黄茶加工技术研究的重点。开发出新型通氧闷黄技术,不仅可缩短闷黄时间,提高生产效率,而且有助于可溶性糖的积累,形成黄茶甜醇口感;明确了湿叶闷黄技术的适宜参数。

3. 茶叶加工机械装备性能不断提升

“十三五”期间,随着制造业的持续发展,传统茶叶加工机械性能取得了较大发展, 单台(套) 制茶机械参数调控更简便、更准确,新型节能技术在茶机上的应用更加多元,连续化、标准化、数字化水平大幅度提高,配套生产线陆续在各茶类生产中出现,有效解决了劳动力紧缺、标准化程度低等问题。

“十三五”期间,加工新装备不断涌现,参数调控更为精准。由安徽农业大学主持的“茶叶数字化品控关键技术研究与装备创制”课题,开发出茶鲜叶原料质量分析仪、近红外光谱无损检测装备等,可进行鲜叶质量等级、茶叶色香味形品质的综合评判,推动了茶叶数字化品控和装备的提升,于2018年获得安徽省科技进步奖一等奖。此外,国内外科研人员借助仿真模拟技术、多元技术融合等手段,创制出系列新设备,尤其提升了设备参数精准度。新技术、新能源不断应用于茶叶加工装备上,促使茶叶加工向绿色、节能、安全、清洁方向发展,风味品质和卫生品质均得到提升。连续化、标准化加工生产线正向初步数字化作业迈进,多个茶类的标准化加工生产线得到广泛应用。

4. 特色新产品层出不穷,满足消费者多元化需求

“十三五”期间,食品、农产品加工新技术与茶叶加工技术进一步融合,开发出多种特色茶产品,不断满足消费者多元化需求。如利用调节作业环境氧气浓度、特定低温等条件,制得含量达5.98%的高EGCG乌龙茶;通过特定原料、工艺技术和加工装备的有机融合,定向开发出风味品质稳定一致的嫩栗香绿茶、甜醇味红茶;借助特定的栽培和加工技术,创制出糯甜香红茶、海苔香龙井茶,以及蓝莓香毛峰茶等;以厚轴茶、龙芽楤木、木姜叶柯叶等植物嫩芽叶为原料,融合茶叶加工工艺制得具有降血压等特定保健功能的茶产品。

二、“十四五”茶叶加工发展方向

随着全球资源短缺问题的加剧,以及人们对自身健康的日益关注,茶叶加工在产品结构、市场需求、技术发展等方面亦将发生较大转变。茶产品的特色风味和营养健康并重,数字化、智能化等高新技术的需求更为迫切。

1. 茶叶加工趋向定向化和精准化

随着科技的不断进步以及人们消费理念由单纯追求风味向风味与保健兼顾的转变,未来茶叶产品的创制将向着多元化和个性化需求发展。茶叶加工科技将持续以消费需求为导向,逐步实现加工过程技术参数的精准化作业,对产品的风味品质和特定组分将趋向定向化调控。

“十四五”期间,围绕茶叶加工的定向化和精准化,将重点在以下几方面开展深入研究。

(1) 通过分子感官技术、多组学分析、大数据关联等多种技术的融合创新,挖掘出茶叶特色风味品质关键组分,明晰其在加工过程中的动态衍变规律和形成机制。

(2) 通过传统工艺技术创新以及食品加工高新技术的融合,系统研究茶叶感官风味和品质成分的调控技术。

(3) 借助现代传感、CFD 仿真模拟、自动控制等技术的创新应用,开展加工装备和技术参数精准化研究,实现技术标准、工艺流程、质量控制与精准加工的高效协同。

(4) 通过原料、工艺、装备的有机整合,创制特色风味新产品。

2. 茶叶生产由制造向“智造”升级

随着工业4.0 和5G时代的来临,AI 技术将得到快速发展,并推动工业机器人制造技术的显著提升,机器人替代人工成为未来必然趋势;茶叶加工装备的智能化程度亦将不断提高,智慧工厂将逐步取代传统加工工厂。

“十四五”期间将围绕智能化、传承制茶工艺数字化等产业共性关键技术需求,重点开展以下研究。

(1) 通过茶学、食品、机械、自动化和信息科学等多学科交叉集成,创新研究在制品状态数字化表征及智能感知技术、反馈控制技术,实现数据实时检测的远程/终端专家决策。

(2) 通过对加工装备机械材料特性与安全性、数字化设计、仿真优化等新技术、新原理、新材料研究,研发具有自主知识产权的智能化核心装备。

(3) 依托云计算、大数据、物联网等新一代网络技术,将茶叶单机加工装备进行集成,创制出智能化生产线,形成全程自动化作业,实现真正意义上的“机器换人”,促进茶叶生产由制造向“智造”升级。

来源:中国茶叶

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