進入21世紀以來,伴隨著茶產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與市場需求的深度變化,我國主要茶產(chǎn)品加工技術(shù)得到了長足的發(fā)展,許多方面實現(xiàn)了技術(shù)突破。
一、初制茶加工技術(shù)與裝備進展
我國傳統(tǒng)茶葉,主要包括綠茶、紅茶、烏龍茶、黃茶、白茶和黑茶等六大類。2000年以來,從生產(chǎn)和消費兩個方面都對傳統(tǒng)茶葉加工技術(shù)及裝備提出了更高的要求,促進了傳統(tǒng)茶葉加工技術(shù)的快速發(fā)展。
1、初制茶加工技術(shù)進展
21世紀以來,我國涉茶大專院校和科研院所不斷強化茶葉加工基礎(chǔ)理論研究,傳統(tǒng)茶加工機理及特性逐步得以揭示,一大批食品加工新技術(shù)開始在茶葉加工上應用,我國傳統(tǒng)茶葉加工技術(shù)得到全方位的提升和突破。
(1)人工微域調(diào)控技術(shù)應用。我國傳統(tǒng)茶葉加工中,萎凋(攤放)、發(fā)酵、渥堆、做青等工序極易受到環(huán)境溫度、濕度、氧氣、光線等條件的影響,導致茶葉產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性較差。為此,近些年來國內(nèi)開展了大量的相關(guān)技術(shù)研究工作,提出并開始應用一大批可實現(xiàn)精準調(diào)控環(huán)境溫濕度和空氣流通的人工微域調(diào)控技術(shù),實現(xiàn)了產(chǎn)品的穩(wěn)定控制或定向調(diào)控,產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高。如綠茶設施攤青技術(shù)、烏龍茶空調(diào)做青技術(shù)、茯磚茶溫濕度調(diào)控發(fā)花技術(shù)、紅茶增氧內(nèi)熱發(fā)酵以及光補償萎凋等人工微域新技術(shù)陸續(xù)取得突破和應用。
(2)高效節(jié)能加工新技術(shù)應用。煤、柴等非清潔能源仍是我國茶葉加工的主要形式,不僅耗能高、環(huán)境影響大,對產(chǎn)品品質(zhì)和衛(wèi)生安全指標的也影響極大。近年來,通過大專院校和科研院所以及茶機企業(yè)的共同努力,電磁內(nèi)熱、遠紅外輻射、微波等新型加熱技術(shù)和空氣脈動等新技術(shù)開始應用于茶葉加工作業(yè),不僅明顯提高了產(chǎn)品質(zhì)量及其穩(wěn)定性,而且節(jié)能效果顯著,特別是電磁內(nèi)熱殺青技術(shù)較傳統(tǒng)電熱管發(fā)熱技術(shù)節(jié)能40-50%。
(3)微生物調(diào)控技術(shù)應用。近些年來,黑茶產(chǎn)銷量得到快速增長,相應的加工技術(shù)也得到改進。在探明了黑毛茶渥堆、茯磚發(fā)花等工序優(yōu)勢微生物種類并進行分離鑒定的基礎(chǔ)上,研究并提出了接種優(yōu)勢微生物、添加外源物等技術(shù),實現(xiàn)了黑毛茶渥堆、茯磚發(fā)花等工序初步調(diào)控,明顯提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
(4)風味品質(zhì)提升新技術(shù)應用。近些年來,超高溫熱風、高溫汽熱、微波加熱、遠紅外加熱、低溫真空變頻加熱等一批新技術(shù)陸續(xù)開始應用于茶葉的殺青和干燥作業(yè)中,對茶葉的色、香、味品質(zhì)及其均勻性都起到了較好的提升效果。
2、初制茶加工裝備開發(fā)進展
隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展和人們生活理念的巨大轉(zhuǎn)變,作為典型勞動密集型產(chǎn)業(yè)的傳統(tǒng)茶加工方式由手工和單機制作向全程機械化、連續(xù)化和自動化加工成為發(fā)展的必然。近些年來,通過茶葉科研機構(gòu)、涉茶大專院校和茶機企業(yè)的努力,通過設備模塊化設計、創(chuàng)新和組裝搭建,較好地適應了我國茶葉加工技術(shù)的多樣性和復雜性,使茶葉加工機械化水平得到了極大的發(fā)展。
(1)鮮葉品質(zhì)提升設備模塊。綠茶攤放、紅茶萎凋和發(fā)酵、烏龍茶做青等工序都有一個鮮葉品質(zhì)的管理過程,傳統(tǒng)技術(shù)大多靠天吃飯或簡單處理,品質(zhì)及其穩(wěn)定性較差。近些年,隨著人工微域調(diào)控技術(shù)的發(fā)展,綠茶鮮葉攤放機、紅茶萎凋機、發(fā)酵機和烏龍茶做青機等一批鮮葉處理設備模塊被研制出來,并開始大量應用于茶葉加工中,顯著提升了茶葉的風味品質(zhì)。
(2)新型殺青設備模塊。長期以來,滾筒殺青機是我國的主要殺青設備,但存在能耗高、非清潔能源多、不同茶葉的適應性差等缺陷。近些年來,隨著一些新技術(shù)的應用,電磁殺青機、遠紅外殺青機、微波殺青機、超高溫熱風殺青機、高溫汽熱殺青機等一批新型殺青設備成功研發(fā)并應用于茶葉加工中,較好地適應了不同產(chǎn)品的需求。?
(3)做形設備模塊。我國大多數(shù)名優(yōu)茶對外觀有較高的要求,做形設備也成為實現(xiàn)茶葉加工機械化、連續(xù)化和自動化的難點問題。近些年來,通過大專院校和科研院所以及茶機企業(yè)的持續(xù)努力,連續(xù)理條機、扁茶炒制機、自動曲毫機和各種自動加壓揉捻系統(tǒng)等一批針對針芽形、扁形、卷曲型(顆粒)、條形名優(yōu)茶的成形設備被開發(fā)和應用,顯著提高了我國茶葉加工的機械化水平。
(4)干燥設備模塊。我國傳統(tǒng)干燥設備主要為烘干機和各類的炒干機,大多存在使用非清潔能源、能耗高、溫控效果差等問題。隨著新型干燥技術(shù)的應用,高效節(jié)能的遠紅外燃油式烘干機、燃氣式烘干機等裝備開始得到大量的應用,茶葉質(zhì)量及其穩(wěn)定性顯著提高。另外,電磁烘干機、空氣脈動式烘干機等新裝備也已研發(fā)成功。
二、精制茶加工技術(shù)與裝備進展
茶葉初加工產(chǎn)品往往會出現(xiàn)風味品質(zhì)不佳或者大小、輕重、色澤等外觀差異以及莖梗、老葉等的存在,常常需要通過茶葉精制作業(yè)來提高產(chǎn)品品質(zhì)。為此,傳統(tǒng)茶葉精制技術(shù)被廣泛應用于傳統(tǒng)內(nèi)銷茶的精制作業(yè)中,一批茶葉精制新技術(shù)、新裝備得到開發(fā)與廣泛應用。
1、茶葉提香技術(shù)與裝備。
為提高初制茶風味品質(zhì)特別是香氣不足或欠勻等問題,微波加熱、遠紅外加熱等提香新技術(shù)陸續(xù)開始應用于茶葉精制過程中,通過與傳統(tǒng)裝備的組裝集成,研制出一批可提高茶葉香氣的設備。如各種箱式、滾筒式、隧道式遠紅外提香設備開始得到大量的應用,產(chǎn)品的質(zhì)量及其穩(wěn)定性顯著提高。
2、茶葉外觀整形技術(shù)與裝備。
因為鮮葉原料、生產(chǎn)企業(yè)加工水平及裝備的不同,同一品類的初制茶往往會導致較大的外觀差異,產(chǎn)品往往需要進行后期的精制處理。傳統(tǒng)精制主要采用篩選和風選技術(shù),可以較好地解決茶葉的大小、粗細和輕重問題。近些年,各種色選機、扁形綠茶脫毫整形機等外觀整形裝備得到開發(fā)和廣泛應用,較好地解決了茶葉的色差、緊結(jié)度、光潔度等傳統(tǒng)精制技術(shù)無法處理的茶葉外觀問題。
3、茶葉去雜揀梗技術(shù)與裝備。
傳統(tǒng)精制主要采用人工揀剔和機械揀梗、靜電揀梗等機械篩選方法解決去雜揀梗問題,不僅勞動強度大,作業(yè)復雜,而且機械揀梗尚無法解決一些外形復雜名優(yōu)茶的去雜揀梗工作。通過多年的研究,色選機、烏龍茶揀梗機等裝備被開發(fā)出來,并廣泛應用在茶葉去雜揀梗工序中。特別是可自動分離不同光學特性茶葉的光電色選技術(shù)在茶葉后段精制工藝中的應用,可大幅提高了產(chǎn)品質(zhì)量,顯著減輕了勞動強度。
目前我國茶葉加工技術(shù)已將傳統(tǒng)初制工藝與精制工藝有機結(jié)合,實現(xiàn)了全程連續(xù)化、自動化加工。近些年來,先后研發(fā)出了一批連續(xù)化銜接設備和各種自動化控制裝置或設備模塊,并通過與單機的有機銜接,建立了一批可適應不同需求的名優(yōu)綠茶連續(xù)化加工生產(chǎn)線、全自動連續(xù)紅茶生產(chǎn)線、烏龍茶自動生產(chǎn)線等生產(chǎn)線。同時,黑茶渥堆工序的自動檢測與控制系統(tǒng)已研制成功,連續(xù)化生產(chǎn)線正在積極研究當中。
三、茶飲料產(chǎn)品加工技術(shù)進展
茶飲料產(chǎn)品主要包括瓶裝或罐裝的液態(tài)即飲茶、固體速溶茶和茶濃縮汁等產(chǎn)品類型,是上世紀中葉以來在國際上逐漸發(fā)展起來的飲料類產(chǎn)品。目前我國茶飲料類產(chǎn)品的年產(chǎn)值達到900多億元,消耗中低檔茶葉15萬噸左右,較好地支撐了茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
1、液態(tài)即飲茶飲料加工技術(shù)
液態(tài)即飲茶飲料是指以茶葉萃取液、濃縮液、速溶茶粉等為主要原料加工而成的瓶裝、罐裝或盒裝的即開即飲型飲料產(chǎn)品。20世紀60年代中后期率先在歐美面世,已成為全球增長最快的飲料品類之一。中國大陸茶飲料起步于20世紀80年代末,90年代中后期達到規(guī)模化生產(chǎn),新世紀后進入快速發(fā)展期。目前我國茶飲料產(chǎn)銷量已達到1400萬t左右,產(chǎn)值近800億元。
我國早期的液態(tài)茶飲料主要采用傳統(tǒng)飲料加工技術(shù),如單罐靜態(tài)提取、高速離心、高溫高壓滅菌包裝等技術(shù),產(chǎn)品風味品質(zhì)不高,多為調(diào)味型產(chǎn)品。進入新世紀后,針對產(chǎn)品易色變、味劣變和沉淀等三大問題,膜分離、酶工程、非熱殺菌、無菌罐裝等高新技術(shù)陸續(xù)進入茶飲料制造中,在茶飲料的護色、防沉淀、保質(zhì)保香等方面取得了突破。特別是動態(tài)連續(xù)逆流提取技術(shù)、膜分離澄清技術(shù)、超高溫瞬時滅菌(UHT)和熱罐裝、無菌冷罐裝(ACF)等一批新技術(shù)、新裝備得到廣泛應用,乃至膜除菌等冷除菌技術(shù)也開始得到探索,已初步建立形成了一整套茶飲料加工技術(shù)體系。另外,飲料專用原料加工技術(shù)、茶湯脫苦降澀技術(shù)、綜合保鮮技術(shù)等一批新技術(shù)新工藝也逐漸開始應用于我國茶飲料制造業(yè),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)量得到明顯的改進和提高。
2、固體速溶茶加工技術(shù)
固體速溶茶是采用茶葉為主要原料,經(jīng)過提取、分離澄清、濃縮、干燥等工序加工而成的產(chǎn)品。固體速溶茶源于20世紀40年代的英國,經(jīng)過多年的試制和開發(fā)生產(chǎn),已成為市場上重要的茶飲料類產(chǎn)品。中國大陸固體速溶茶生產(chǎn)始于20世紀60年代后期,直到90年代中期,隨著液態(tài)茶飲料的迅速崛起,產(chǎn)銷量才得到快速發(fā)展。
2000年以前,我國速溶茶的加工技術(shù)水平較低,多采用單罐多次靜態(tài)提取、高速離心、蒸發(fā)濃縮、噴霧干燥等技術(shù),產(chǎn)品風味品質(zhì)較差,主要用于調(diào)味型液態(tài)茶飲料和奶茶、果味茶等固體茶產(chǎn)品的配料使用。新世紀后,各種連續(xù)逆流提取技術(shù)、膜分離濃縮技術(shù)、酶工程技術(shù)、低溫真空濃縮技術(shù)、冷凍干燥技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)逐漸應用在速溶茶產(chǎn)品制造上,產(chǎn)品的風味品質(zhì)顯著提升。另外,SCC(旋轉(zhuǎn)錐蒸餾塔)香氣回收技術(shù)、微膠囊包埋技術(shù)、中空造粒技術(shù)、酶轉(zhuǎn)溶技術(shù)等一批新技術(shù)、新裝備也開始得到應用。如中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所集成最新技術(shù)生產(chǎn)的高香冷溶速溶茶可基本還原原茶風味,可速溶于4℃冰水,真正實現(xiàn)了速溶茶終端直接沖泡消費的目標。
3、茶濃縮汁加工技術(shù)
茶濃縮汁是一種以茶葉為主要原料經(jīng)過提取、澄清、濃縮、調(diào)配和滅菌、包裝等工序加工而成的一種液態(tài)茶產(chǎn)品。與速溶茶相比,茶濃縮汁具有品質(zhì)相對較高、能耗較低等優(yōu)點,但對貯藏運輸和包裝的要求較高。新世紀后,在中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所等科研院所的聯(lián)合攻關(guān)下,逐漸建立起了我國茶濃縮汁加工技術(shù)體系。
目前茶濃縮汁主要采用兩種方法:(1)低端產(chǎn)品主要采用單罐靜態(tài)提取、高速離心、真空濃縮、超高溫瞬時滅菌(UHT)等技術(shù),產(chǎn)品的濃度可以達到40-50波美度。(2)高端產(chǎn)品主要采用連續(xù)逆流動態(tài)提取、高速離心/膜分離、膜濃縮(或膜濃縮+真空濃縮)、超高溫瞬時滅菌(UHT)等技術(shù),產(chǎn)品的濃度一般為10-20波美度。另外,茶湯脫苦降澀技術(shù)、SCC(旋轉(zhuǎn)錐蒸餾塔)香氣回收技術(shù)和酶轉(zhuǎn)溶技術(shù)等新技術(shù)也開始應用于茶濃縮汁產(chǎn)品的生產(chǎn)上。
四、茶葉功能成分終端產(chǎn)品開發(fā)及其制造技術(shù)進展
茶葉中富含茶多酚(兒茶素)、茶氨酸、茶色素(茶黃素)、咖啡堿、茶多糖、茶皂素等各種天然功能成分。自20世紀70年代開啟茶多酚的提取研究以來,我國茶葉功能成分提制技術(shù)及終端應用取得了顯著進展,特別是21世紀以來,茶多酚、茶色素、茶氨酸等產(chǎn)品的產(chǎn)銷量得到了快速的增長,兒茶素、茶黃素、茶氨酸、茶多糖等功能成分已廣泛應用于保健食品、日化、醫(yī)藥、化工、食品保鮮等領(lǐng)域,顯示出較大的開發(fā)利用潛力。
1、茶葉主要功能成分制造技術(shù)進展
茶多酚(兒茶素)、茶黃素、茶氨酸、茶皂素是我國實現(xiàn)工業(yè)化制備的主要茶葉功能成分。其中茶多酚年生產(chǎn)量已達到2000多噸,天然茶氨酸和茶黃素年產(chǎn)量約30-50噸,茶皂素3000噸,產(chǎn)值超過5個億。傳統(tǒng)提取主要采用有機溶劑萃取分離技術(shù),存在有機試劑殘留多、產(chǎn)品品質(zhì)不高等問題。2000年以來,隨著膜工程、超臨界流體CO2萃取、逆流色譜、柱色譜、冷凍干燥等制造技術(shù)的研究與應用,茶葉提取物品種和品質(zhì)、安全性等都得到了豐富和提升。
(1)茶多酚(兒茶素)提取制備技術(shù)。茶多酚(兒茶素)是茶葉特征性成分和優(yōu)勢功能成分, 具有抗氧化、抗動脈粥樣硬化、防輻射、抗病毒、抗腫瘤等多種保健功效。主要采用逆流、微波輔助、水解酶輔助、超聲波輔助等提取和溶劑萃取法、金屬離子沉淀法、柱層析法等分離技術(shù),純度可達98%以上。近些年來,為提高產(chǎn)品的應用面,大孔吸附樹脂、木質(zhì)纖維素等綠色分離制備技術(shù)開始逐步得到應用,較好地提高了茶多酚(兒茶素)產(chǎn)品的安全性。此外,采用分子修飾、化學改性等技術(shù)手段,研發(fā)出脂溶性茶多酚、茶多酚脂質(zhì)體、乙?;瘍翰杷?、甲基化兒茶素等多種新型提取物,較好地解決了脂溶性較差的問題。
(2)茶黃素制備分離技術(shù)。茶黃素是近年來茶葉深加工領(lǐng)域興起的又一研究熱點。目前茶黃素提取制備技術(shù)主要有溶劑浸提、酶促氧化制備、大孔吸附樹脂、高速逆流色譜、膜富集法等方法。在大規(guī)模工業(yè)化制備茶黃素方面,中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所率先獲得了突破,通過采用吸附特性和解吸附特性良好的填料,有效分離制備出高純度(>98%)的4種茶黃素類功能成分。
(3)天然茶氨酸制備分離技術(shù)。茶氨酸作為茶葉中的特殊氨基酸, 具有緩解緊張、改善記憶、降血壓等諸多功能,近些年來一直為人們所重視。目前天然茶氨酸主要采用傳統(tǒng)預處理和各種樹脂吸附分離相結(jié)合的方法。如中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所采用超濾、脫色等預處理法,結(jié)合離子交換樹脂吸附分離技術(shù),提出了基于茶多酚制備廢液的天然茶氨酸制備技術(shù),茶氨酸純度可達到95%以上。
2、茶葉功能成分終端產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀
經(jīng)過多年來的實踐應用,近些年我國在茶多酚(兒茶素)、茶色素(茶黃素)、茶氨酸和咖啡堿等茶葉功能成分應用開發(fā)方面也取得了顯著進展,已在普通食品、保健食品、日化、天然藥物、含茶紡織品等領(lǐng)域中得到廣泛應用。
(1)各種含茶食品和保健品。已先后成功開發(fā)出了富含茶多酚(兒茶素)或茶黃素的片劑、膠囊、口含片、糕點、油脂、口香糖等保健食品或膳食補充劑產(chǎn)品。如中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所開發(fā)出以高含量茶多酚、茶氨酸等為主要功能成分的茶多酚片、茶氨酸片等產(chǎn)品。
(2)含茶日化產(chǎn)品。近些年來,國內(nèi)先后開發(fā)出一批以茶多酚或兒茶素為主要原料的含茶日用化妝品,如防曬、美白、保濕、祛痘等美膚產(chǎn)品,以及外用軟膏、牙膏、護唇膏、漱口水、發(fā)用染料、乳液等多款日用產(chǎn)品。
(3)含茶紡織品。茶多酚(兒茶素)對傷寒桿菌、金黃色鏈球菌、黃色溶血性葡萄球菌和痢疾等病原細菌都具有明顯的抑制作用。近些年,國內(nèi)許多企業(yè)也開始研制和開發(fā)出了茶葉內(nèi)衣、內(nèi)褲、毛巾、衣服、鞋墊等一大批不同的含茶紡織品。
五、茶產(chǎn)品加工技術(shù)發(fā)展趨勢
1、傳統(tǒng)初精制茶加工清潔化、省力化、低碳化和產(chǎn)品特色化技術(shù)趨向
針對我國茶葉生產(chǎn)特點和今后產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求,傳統(tǒng)茶加工技術(shù)有以下三個方面的發(fā)展趨勢:
(1)機械化、省力化提升技術(shù)。通過對高勞動強度作業(yè)工序的機械化,配套相應專家系統(tǒng)和控制技術(shù),實現(xiàn)多數(shù)茶葉產(chǎn)品的自動化和智能化加工;
(2)清潔化和低碳化提升技術(shù)。積極研發(fā)基于清潔化能源的節(jié)能裝備,研制茶葉清潔化加工配套裝備,實現(xiàn)茶葉加工的全程節(jié)能化和清潔化;
(3)基于全程機械化加工的產(chǎn)品特色化和穩(wěn)定性技術(shù)。通過品種選擇、工藝組合、加工環(huán)境參數(shù)調(diào)控等技術(shù)途徑,結(jié)合規(guī)?;庸て房丶夹g(shù),實現(xiàn)茶葉機械化加工產(chǎn)品的特色品質(zhì)及其穩(wěn)定性。
2、茶飲料天然化、高保真和低碳化加工技術(shù)趨勢。
隨著茶飲料產(chǎn)品消費由調(diào)味向純味、香精香料調(diào)制向天然配料調(diào)配、高糖向低糖、無糖等發(fā)展,茶飲料加工技術(shù)重點有以下二個方面的發(fā)展趨勢:
(1)高保真制造與保鮮技術(shù)。茶葉天然營養(yǎng)和風味品質(zhì)極易劣變,高品質(zhì)純味茶產(chǎn)品需要高保真制造技術(shù)和保存技術(shù)的支撐;
(2)天然化配制技術(shù)。改變香精香料等食品添加的調(diào)制方式,積極開發(fā)出采用天然植物、水果等自然配料進行調(diào)配的天然化調(diào)制技術(shù)。
3、茶葉功能成分綠色、終端和多元化的利用技術(shù)趨勢
針對我國茶功能成分制備技術(shù)存在的問題以及應用技術(shù)相對缺乏的現(xiàn)狀,有以下二個方面的趨勢:
(1)制備技術(shù)的綠色化趨勢。傳統(tǒng)制備技術(shù)存在成本高、品相差、化學殘留多等諸多問題,嚴重影響下游產(chǎn)品應用,亟待通過綠色制備技術(shù)進行改變;
(2)產(chǎn)品制造技術(shù)的終端化趨勢。與美國、日本等先進國家相比,我國的茶葉深加工產(chǎn)品應用技術(shù)更為缺乏,產(chǎn)品終端化將是我國茶葉功能成分技術(shù)研究的主要趨勢。
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來源:《茶產(chǎn)業(yè)》雜志第一期。編發(fā)時有刪節(jié)
作者:尹軍峰 葉陽 袁海波 江和源 許勇泉 張建勇?(中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所)