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中國:主要茶產品加工技術進展及發(fā)展趨勢

編輯:消失茶友



進入21世紀以來,伴隨著茶產品結構與市場需求的深度變化,我國主要茶產品加工技術得到了長足的發(fā)展,許多方面實現(xiàn)了技術突破。


一、初制茶加工技術與裝備進展


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,從生產和消費兩個方面都對傳統(tǒng)茶葉加工技術及裝備提出了更高的要求,促進了傳統(tǒng)茶葉加工技術的快速發(fā)展。


1、初制茶加工技術進展


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開始在茶葉加工上應用,我國傳統(tǒng)茶葉加工技術得到全方位的提升和突破。


(1)人工微域調控技術應用。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,導致茶葉產品品質穩(wěn)定性較差。為此,近些年來國內開展了大量的相關技術研究工作,提出并開始應用一大批可實現(xiàn)精準調控環(huán)境溫濕度和空氣流通的人工微域調控技術,實現(xiàn)了產品的穩(wěn)定控制或定向調控,產品質量顯著提高。如綠茶設施攤青技術、烏龍茶空調做青技術、茯磚茶溫濕度調控發(fā)花技術、紅茶增氧內熱發(fā)酵以及光補償萎凋等人工微域新技術陸續(xù)取得突破和應用。


(2)高效節(jié)能加工新技術應用。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,對產品品質和衛(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,電磁內熱、遠紅外輻射、微波等新型加熱技術和空氣脈動等新技術開始應用于茶葉加工作業(yè),不僅明顯提高了產品質量及其穩(wěn)定性,而且節(jié)能效果顯著,特別是電磁內熱殺青技術較傳統(tǒng)電熱管發(fā)熱技術節(jié)能40-50%。


(3)微生物調控技術應用。近些年來,黑茶產銷量得到快速增長,相應的加工技術也得到改進。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上,研究并提出了接種優(yōu)勢微生物、添加外源物等技術,實現(xiàn)了黑毛茶渥堆、茯磚發(fā)花等工序初步調控,明顯提高了產品的質量和產品的穩(wěn)定性。


(4)風味品質提升新技術應用。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


隨著我國經濟社會的發(fā)展和人們生活理念的巨大轉變,作為典型勞動密集型產業(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、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的管理過程,傳統(tǒng)技術大多靠天吃飯或簡單處理,品質及其穩(wěn)定性較差。近些年,隨著人工微域調控技術的發(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。


(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、精制茶加工技術與裝備進展


茶葉初加工產品往往會出現(xiàn)風味品質不佳或者大小、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)來提高產品品質。為此,傳統(tǒng)茶葉精制技術被廣泛應用于傳統(tǒng)內銷茶的精制作業(yè)中,一批茶葉精制新技術、新裝備得到開發(fā)與廣泛應用。


1、茶葉提香技術與裝備。


為提高初制茶風味品質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,產品的質量及其穩(wěn)定性顯著提高。


2、茶葉外觀整形技術與裝備。


因為鮮葉原料、生產企業(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,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、緊結度、光潔度等傳統(tǒng)精制技術無法處理的茶葉外觀問題。


3、茶葉去雜揀梗技術與裝備。


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在茶葉后段精制工藝中的應用,可大幅提高了產品質量,顯著減輕了勞動強度。


目前我國茶葉加工技術已將傳統(tǒng)初制工藝與精制工藝有機結合,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)化加工生產線、全自動連續(xù)紅茶生產線、烏龍茶自動生產線等生產線。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)化生產線正在積極研究當中。


三、茶飲料產品加工技術進展


茶飲料產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)展起來的飲料類產品。目前我國茶飲料類產品的年產值達到900多億元,消耗中低檔茶葉15萬噸左右,較好地支撐了茶產業(yè)的發(fā)展。



1、液態(tài)即飲茶飲料加工技術


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)?;a,新世紀后進入快速發(fā)展期。目前我國茶飲料產銷量已達到1400萬t左右,產值近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,如單罐靜態(tài)提取、高速離心、高溫高壓滅菌包裝等技術,產品風味品質不高,多為調味型產品。進入新世紀后,針對產品易色變、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陸續(xù)進入茶飲料制造中,在茶飲料的護色、防沉淀、保質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、膜分離澄清技術、超高溫瞬時滅菌(UHT)和熱罐裝、無菌冷罐裝(ACF)等一批新技術、新裝備得到廣泛應用,乃至膜除菌等冷除菌技術也開始得到探索,已初步建立形成了一整套茶飲料加工技術體系。另外,飲料專用原料加工技術、茶湯脫苦降澀技術、綜合保鮮技術等一批新技術新工藝也逐漸開始應用于我國茶飲料制造業(yè),產品結構和質量得到明顯的改進和提高。


2、固體速溶茶加工技術


固體速溶茶是采用茶葉為主要原料,經過提取、分離澄清、濃縮、干燥等工序加工而成的產品。固體速溶茶源于20世紀40年代的英國,經過多年的試制和開發(fā)生產,已成為市場上重要的茶飲料類產品。中國大陸固體速溶茶生產始于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,產銷量才得到快速發(fā)展。


2000年以前,我國速溶茶的加工技術水平較低,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,產品風味品質較差,主要用于調味型液態(tài)茶飲料和奶茶、果味茶等固體茶產品的配料使用。新世紀后,各種連續(xù)逆流提取技術、膜分離濃縮技術、酶工程技術、低溫真空濃縮技術、冷凍干燥技術等現(xiàn)代高新技術逐漸應用在速溶茶產品制造上,產品的風味品質顯著提升。另外,SCC(旋轉錐蒸餾塔)香氣回收技術、微膠囊包埋技術、中空造粒技術、酶轉溶技術等一批新技術、新裝備也開始得到應用。如中國農業(yè)科學院茶葉研究所集成最新技術生產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


茶濃縮汁是一種以茶葉為主要原料經過提取、澄清、濃縮、調配和滅菌、包裝等工序加工而成的一種液態(tài)茶產品。與速溶茶相比,茶濃縮汁具有品質相對較高、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,在中國農業(yè)科學院茶葉研究所等科研院所的聯(lián)合攻關下,逐漸建立起了我國茶濃縮汁加工技術體系。


目前茶濃縮汁主要采用兩種方法:(1)低端產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,產品的濃度可以達到40-50波美度。(2)高端產品主要采用連續(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,產品的濃度一般為10-20波美度。另外,茶湯脫苦降澀技術、SCC(旋轉錐蒸餾塔)香氣回收技術和酶轉溶技術等新技術也開始應用于茶濃縮汁產品的生產上。


四、茶葉功能成分終端產品開發(fā)及其制造技術進展


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、茶氨酸等產品的產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。其中茶多酚年生產量已達到2000多噸,天然茶氨酸和茶黃素年產量約30-50噸,茶皂素3000噸,產值超過5個億。傳統(tǒng)提取主要采用有機溶劑萃取分離技術,存在有機試劑殘留多、產品品質不高等問題。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的研究與應用,茶葉提取物品種和品質、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。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,純度可達98%以上。近些年來,為提高產品的應用面,大孔吸附樹脂、木質纖維素等綠色分離制備技術開始逐步得到應用,較好地提高了茶多酚(兒茶素)產品的安全性。此外,采用分子修飾、化學改性等技術手段,研發(fā)出脂溶性茶多酚、茶多酚脂質體、乙?;瘍翰杷亍⒓谆瘍翰杷氐榷喾N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。茶黃素是近年來茶葉深加工領域興起的又一研究熱點。目前茶黃素提取制備技術主要有溶劑浸提、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。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合的方法。如中國農業(yè)科學院茶葉研究所采用超濾、脫色等預處理法,結合離子交換樹脂吸附分離技術,提出了基于茶多酚制備廢液的天然茶氨酸制備技術,茶氨酸純度可達到95%以上。


2、茶葉功能成分終端產品開發(fā)現(xiàn)狀


經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品。如中國農業(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、茶氨酸片等產品。


(2)含茶日化產品。近些年來,國內先后開發(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,國內許多企業(yè)也開始研制和開發(fā)出了茶葉內衣、內褲、毛巾、衣服、鞋墊等一大批不同的含茶紡織品。



五、茶產品加工技術發(fā)展趨勢


1、傳統(tǒng)初精制茶加工清潔化、省力化、低碳化和產品特色化技術趨向


針對我國茶葉生產特點和今后產業(yè)發(fā)展要求,傳統(tǒng)茶加工技術有以下三個方面的發(fā)展趨勢:


(1)機械化、省力化提升技術。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,實現(xiàn)多數(shù)茶葉產品的自動化和智能化加工;


(2)清潔化和低碳化提升技術。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品特色化和穩(wěn)定性技術。通過品種選擇、工藝組合、加工環(huán)境參數(shù)調控等技術途徑,結合規(guī)?;庸て房丶夹g,實現(xiàn)茶葉機械化加工產品的特色品質及其穩(wěn)定性。


2、茶飲料天然化、高保真和低碳化加工技術趨勢。


隨著茶飲料產品消費由調味向純味、香精香料調制向天然配料調配、高糖向低糖、無糖等發(fā)展,茶飲料加工技術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。茶葉天然營養(yǎng)和風味品質極易劣變,高品質純味茶產品需要高保真制造技術和保存技術的支撐;


(2)天然化配制技術。改變香精香料等食品添加的調制方式,積極開發(fā)出采用天然植物、水果等自然配料進行調配的天然化調制技術。


3、茶葉功能成分綠色、終端和多元化的利用技術趨勢


針對我國茶功能成分制備技術存在的問題以及應用技術相對缺乏的現(xiàn)狀,有以下二個方面的趨勢:


(1)制備技術的綠色化趨勢。傳統(tǒng)制備技術存在成本高、品相差、化學殘留多等諸多問題,嚴重影響下游產品應用,亟待通過綠色制備技術進行改變;


(2)產品制造技術的終端化趨勢。與美國、日本等先進國家相比,我國的茶葉深加工產品應用技術更為缺乏,產品終端化將是我國茶葉功能成分技術研究的主要趨勢。

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來源:《茶產業(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?(中國農業(yè)科學院茶葉研究所)

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