“十三五”期間，我國茶葉加工在基礎理論研究、工藝技術創(chuàng)新、加工裝備和生產(chǎn)線研發(fā)等方面取得了較大突破，為“十四五”茶葉加工的高質(zhì)量發(fā)展奠定了堅實的基礎。
“十四五”期間，茶葉加工科技創(chuàng)新將面臨新的挑戰(zhàn)和需求，須以市場需求為引領，瞄準綠色化、智能化作業(yè)方向，突破重大基礎理論、前沿顛覆性技術和產(chǎn)業(yè)關鍵核心技術，努力實現(xiàn)茶產(chǎn)品品質(zhì)升級及特色創(chuàng)制，不斷提升茶產(chǎn)品的科技含量和附加值，為茶葉加工業(yè)現(xiàn)代化和茶產(chǎn)業(yè)科技騰飛提供有力支撐。
一、“十三五”期間茶葉加工主要進展
1. 加工過程在制品品質(zhì)狀態(tài)進一步明確
(1) 在制品物理特性研究
過去5 年，茶葉物理特性的研究主要集中在色澤、熱特性、力學特性、電學特性及光譜特征等幾個方面。研究人員利用機器視覺追蹤茶葉加工過程的色澤變化，精準感知葉片的色彩空間分布，初步實現(xiàn)了萎凋、發(fā)酵、干燥等工序進程的把控。茶葉熱特性方面，主要是利用離散仿真和流體仿真技術，模擬茶葉殺青和干燥過程的熱運動和熱傳質(zhì)過程，實現(xiàn)對綠茶殺青和干燥設備的結(jié)構優(yōu)化。茶葉的電學特性主要集中在紅茶加工領域，用來捕捉或響應揉捻或發(fā)酵過程茶多酚氧化、聚合等反應過程，實現(xiàn)茶多酚含量、揉捻和發(fā)酵適度的無損感知和判別。茶葉力學特性研究針對茶鮮葉或在制品力學特性變化規(guī)律，改進茶葉加工工藝并提出精準化的工藝技術參數(shù)。茶葉的光譜特征是最近幾年備受追捧的研究熱點，其中高光譜和近紅外作為最主要的光譜技術手段與化學計量學和機器學習方法深度融合，已經(jīng)在茶葉成分(咖啡堿、兒茶素、茶黃素、茶氨酸) 檢測、產(chǎn)品(紅茶、綠茶、黑茶等) 分類、成品茶(祁紅、龍井、鐵觀音等) 分級、加工工序(發(fā)酵、揉捻、干燥) 適度判定、產(chǎn)地溯源和摻雜摻假(摻糖、異物) 檢測等方面取得實質(zhì)性突破。
(2) 在制品化學特性研究
近年來，學者們集中梳理了茶葉中主要化學成分對茶湯苦味(咖啡堿、非沒食子兒茶素等)、澀味(黃酮醇糖苷、茶多酚、沒食子兒茶素等)、鮮味(茶氨酸、琥珀酸、3-沒食子?；鼘幩岬? 的貢獻作用，解構了綠茶(紫羅酮、苯乙醇等)、紅茶(美拉德反應衍生的呋喃等氮雜環(huán)化合物)、烏龍茶(橙花叔醇等)、黑茶(甲氧基苯類物質(zhì)) 等的關鍵香氣物質(zhì)，闡明了關鍵呈色物質(zhì)包括黃酮類、兒茶素聚合產(chǎn)物(茶黃素等)、葉綠素和胡蘿卜素類對干茶和茶湯色澤的影響。同時，借助代謝組學方法和高分辨質(zhì)譜技術(HRMS) 對茶葉加工過程品質(zhì)成分的動態(tài)變化、轉(zhuǎn)化途徑等進行更系統(tǒng)和全面的梳理，為加工工藝的精準化把控提出了更加明確的理論依據(jù)。
2. 傳統(tǒng)加工工藝與現(xiàn)代技術的融合更為緊密
“十三五”期間，食品加工高新技術不斷被應用于傳統(tǒng)茶葉加工技術的創(chuàng)新研究，新工藝、新技術涌現(xiàn)，技術參數(shù)精準化逐步深入，茶葉加工技術得到了多層次、多方位的快速發(fā)展，并不斷向數(shù)字化、定向化邁進。
(1) 綠茶加工技術研究
“十三五”期間，在國家重點研發(fā)課題“綠茶標準化加工技術研究和裝備開發(fā)”的資助下，扁形、針形綠茶的加工工藝和裝備得到了進一步升級，研發(fā)出珠形、條形綠茶的成套標準化加工技術，并在產(chǎn)業(yè)上示范應用。就工序而言，殺青和干燥是“十三五”期間綠茶加工技術研究的重點，開發(fā)出滾筒-熱風耦合殺青、三相組合式殺青等新技術，通過多方式組合提升殺青作業(yè)功效和品質(zhì)，研制出滾烘干燥新技術，能夠提升產(chǎn)品滋味鮮爽度和香氣馥郁度，并針對清香、栗香等不同風味特色分別提出適宜的干燥工藝參數(shù)。
(2) 紅茶加工技術研究
“十三五”期間，在國家重點研發(fā)課題“工夫紅茶標準化加工關鍵技術研究與裝備研發(fā)”等項目的資助下，富氧萎凋、補光萎凋、動態(tài)發(fā)酵等一系列工夫紅茶加工新技術開發(fā)成功，初步實現(xiàn)了高品質(zhì)工夫紅茶或特色工夫紅茶的定向化加工。通過技術的集成創(chuàng)新，研究提出不同類型(大葉種、中小葉種)、不同嫩度(一芽一葉至一芽二葉、一芽二葉至一芽三葉等) 原料的工夫紅茶標準化加工工藝技術，并在產(chǎn)業(yè)中得到廣泛應用。
(3) 烏龍茶加工技術研究
烏龍茶設施做青技術進一步優(yōu)化，對做青環(huán)境的溫度、濕度、光照、光質(zhì)等參數(shù)實現(xiàn)了精準調(diào)控，標準化工藝參數(shù)得到改善(如光波波長>520 nm，做青葉含水量65%～68%時較佳)，擺脫天氣制約，提升生產(chǎn)效率的同時，品質(zhì)穩(wěn)定性也得到有效改善;烏龍茶機械水篩搖青技術、組合式造型(包揉) 技術等在產(chǎn)業(yè)上得到初步應用，取得了較好成效。福建農(nóng)林大學孫威江主導制定的國家標準“ 烏龍茶第4 部分：水仙(GB/T 30357.4—2015) ”榮獲2018 年福建省標準貢獻獎一等獎。
(4) 黑茶加工技術研究
湖南農(nóng)業(yè)大學主持的“黑茶提質(zhì)增效關鍵技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應用”項目發(fā)明了黑茶誘導調(diào)控發(fā)花、散茶發(fā)花、磚面發(fā)花及品質(zhì)快速醇化等加工新技術，大力提升了黑茶產(chǎn)業(yè)的加工技術水平，并在2017 年榮獲國家科技進步二等獎。
(5) 白茶加工技術研究
“十三五”期間，中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所主持的“白茶提質(zhì)增效關鍵技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應用”項目，揭示了白茶儲存陳化機理，發(fā)現(xiàn)了白茶貯存年份相關的特征性生化成分，研發(fā)了生物酶法提高白茶滋味品質(zhì)技術等新技術，提升了白茶生產(chǎn)效率與品質(zhì)。
(6) 黃茶加工技術研究進展
悶黃是黃茶加工技術研究的重點。開發(fā)出新型通氧悶黃技術，不僅可縮短悶黃時間，提高生產(chǎn)效率，而且有助于可溶性糖的積累，形成黃茶甜醇口感;明確了濕葉悶黃技術的適宜參數(shù)。
3. 茶葉加工機械裝備性能不斷提升
“十三五”期間，隨著制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展，傳統(tǒng)茶葉加工機械性能取得了較大發(fā)展， 單臺(套) 制茶機械參數(shù)調(diào)控更簡便、更準確，新型節(jié)能技術在茶機上的應用更加多元，連續(xù)化、標準化、數(shù)字化水平大幅度提高，配套生產(chǎn)線陸續(xù)在各茶類生產(chǎn)中出現(xiàn)，有效解決了勞動力緊缺、標準化程度低等問題。
“十三五”期間，加工新裝備不斷涌現(xiàn)，參數(shù)調(diào)控更為精準。由安徽農(nóng)業(yè)大學主持的“茶葉數(shù)字化品控關鍵技術研究與裝備創(chuàng)制”課題，開發(fā)出茶鮮葉原料質(zhì)量分析儀、近紅外光譜無損檢測裝備等，可進行鮮葉質(zhì)量等級、茶葉色香味形品質(zhì)的綜合評判，推動了茶葉數(shù)字化品控和裝備的提升，于2018年獲得安徽省科技進步獎一等獎。此外，國內(nèi)外科研人員借助仿真模擬技術、多元技術融合等手段，創(chuàng)制出系列新設備，尤其提升了設備參數(shù)精準度。新技術、新能源不斷應用于茶葉加工裝備上，促使茶葉加工向綠色、節(jié)能、安全、清潔方向發(fā)展，風味品質(zhì)和衛(wèi)生品質(zhì)均得到提升。連續(xù)化、標準化加工生產(chǎn)線正向初步數(shù)字化作業(yè)邁進，多個茶類的標準化加工生產(chǎn)線得到廣泛應用。
4. 特色新產(chǎn)品層出不窮，滿足消費者多元化需求
“十三五”期間，食品、農(nóng)產(chǎn)品加工新技術與茶葉加工技術進一步融合，開發(fā)出多種特色茶產(chǎn)品，不斷滿足消費者多元化需求。如利用調(diào)節(jié)作業(yè)環(huán)境氧氣濃度、特定低溫等條件，制得含量達5.98%的高EGCG烏龍茶;通過特定原料、工藝技術和加工裝備的有機融合，定向開發(fā)出風味品質(zhì)穩(wěn)定一致的嫩栗香綠茶、甜醇味紅茶;借助特定的栽培和加工技術，創(chuàng)制出糯甜香紅茶、海苔香龍井茶，以及藍莓香毛峰茶等;以厚軸茶、龍芽楤木、木姜葉柯葉等植物嫩芽葉為原料，融合茶葉加工工藝制得具有降血壓等特定保健功能的茶產(chǎn)品。
二、“十四五”茶葉加工發(fā)展方向
隨著全球資源短缺問題的加劇，以及人們對自身健康的日益關注，茶葉加工在產(chǎn)品結(jié)構、市場需求、技術發(fā)展等方面亦將發(fā)生較大轉(zhuǎn)變。茶產(chǎn)品的特色風味和營養(yǎng)健康并重，數(shù)字化、智能化等高新技術的需求更為迫切。
1. 茶葉加工趨向定向化和精準化
隨著科技的不斷進步以及人們消費理念由單純追求風味向風味與保健兼顧的轉(zhuǎn)變，未來茶葉產(chǎn)品的創(chuàng)制將向著多元化和個性化需求發(fā)展。茶葉加工科技將持續(xù)以消費需求為導向，逐步實現(xiàn)加工過程技術參數(shù)的精準化作業(yè)，對產(chǎn)品的風味品質(zhì)和特定組分將趨向定向化調(diào)控。
“十四五”期間，圍繞茶葉加工的定向化和精準化，將重點在以下幾方面開展深入研究。
(1) 通過分子感官技術、多組學分析、大數(shù)據(jù)關聯(lián)等多種技術的融合創(chuàng)新，挖掘出茶葉特色風味品質(zhì)關鍵組分，明晰其在加工過程中的動態(tài)衍變規(guī)律和形成機制。
(2) 通過傳統(tǒng)工藝技術創(chuàng)新以及食品加工高新技術的融合，系統(tǒng)研究茶葉感官風味和品質(zhì)成分的調(diào)控技術。
(3) 借助現(xiàn)代傳感、CFD 仿真模擬、自動控制等技術的創(chuàng)新應用，開展加工裝備和技術參數(shù)精準化研究，實現(xiàn)技術標準、工藝流程、質(zhì)量控制與精準加工的高效協(xié)同。
(4) 通過原料、工藝、裝備的有機整合，創(chuàng)制特色風味新產(chǎn)品。
2. 茶葉生產(chǎn)由制造向“智造”升級
隨著工業(yè)4.0 和5G時代的來臨，AI 技術將得到快速發(fā)展，并推動工業(yè)機器人制造技術的顯著提升，機器人替代人工成為未來必然趨勢;茶葉加工裝備的智能化程度亦將不斷提高，智慧工廠將逐步取代傳統(tǒng)加工工廠。
“十四五”期間將圍繞智能化、傳承制茶工藝數(shù)字化等產(chǎn)業(yè)共性關鍵技術需求，重點開展以下研究。
(1) 通過茶學、食品、機械、自動化和信息科學等多學科交叉集成，創(chuàng)新研究在制品狀態(tài)數(shù)字化表征及智能感知技術、反饋控制技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時檢測的遠程/終端專家決策。
(2) 通過對加工裝備機械材料特性與安全性、數(shù)字化設計、仿真優(yōu)化等新技術、新原理、新材料研究，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的智能化核心裝備。
(3) 依托云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代網(wǎng)絡技術，將茶葉單機加工裝備進行集成，創(chuàng)制出智能化生產(chǎn)線，形成全程自動化作業(yè)，實現(xiàn)真正意義上的“機器換人”，促進茶葉生產(chǎn)由制造向“智造”升級。
來源：中國茶葉
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