院士團隊說2024年茶葉加工理論與技術研究進展(二)
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一頭大象-普洱茶

院士團隊說2024年茶葉加工理論與技術研究進展(二)

茶葉加工理論與技術的發(fā)展是推動茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要生產(chǎn)力。上期已經(jīng)對2024年我國綠茶、紅茶、白茶的加工理論與技術的最新研究進展進行了綜述,可以點擊下方鏈接查看。

院士團隊說2024年茶葉加工理論與技術研究進展(一)

本期將綜述2024年我國黑茶、青茶、黃茶和花茶的加工理論與技術的最新研究進展,分析當前我國茶葉加工技術發(fā)展面臨的挑戰(zhàn),并結(jié)合時代發(fā)展趨勢預測茶葉加工技術的未來發(fā)展方向,為茶葉加工技術的后續(xù)研究提供有益參考。

01黑茶加工理論與技術研究進展

黑茶屬于典型的后發(fā)酵茶,因其別具一格的風味特征和諸多健康功效備受消費者青睞。近年來,黑茶發(fā)酵、陳化與微生物調(diào)控上的創(chuàng)新,有效提升了品質(zhì)和生產(chǎn)效率。

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黑茶加工關鍵工藝進一步發(fā)展

渥堆發(fā)酵是黑茶加工中的核心工藝,在傳承傳統(tǒng)渥堆工藝的同時,冷水渥堆、罐式發(fā)酵等新技術也被廣泛應用于生產(chǎn)中。

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圖源:中茶裝備

科研人員進一步對渥堆時間、渥堆溫濕度、茶坯含水量等條件優(yōu)化組合,顯著提升了黑茶的品質(zhì)。

通過響應面試驗得出黔南黑茶的最佳渥堆參數(shù)為茶葉含水率63%?、相對濕度89%?、溫度41℃、時間25h。

通過正交優(yōu)化試驗得出鄂茶10號低氟青磚茶的最佳渥堆工藝為茶坯含水量40%,發(fā)酵環(huán)境濕度70%,發(fā)酵環(huán)境溫度45℃。

渥堆9~12h有利于獲得較佳風味品質(zhì)的黟縣黑茶。

隨著人們對黑茶中關鍵微生物及功能活性的研究逐漸深入,人工接種“金花”真菌成為一項極具價值的實踐手段,它不僅能有效提高黑茶的感官品質(zhì),還能顯著縮短發(fā)酵周期。

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冠突散囊菌

圖源:《中國茶葉》讀者

人工接種雜色曲霉發(fā)酵的曬青毛茶湯色紅濃明亮、香氣純正、滋味醇厚。進一步研究發(fā)現(xiàn),同一菌株于相異發(fā)酵模式下,對茶葉風味的塑造呈現(xiàn)出不同的表現(xiàn)形式,如經(jīng)紫色紅曲霉固體發(fā)酵的普洱茶花香更濃郁,而液體發(fā)酵的普洱茶則具有更濃郁的陳香。

此外,將黑茶與糯米香葉在合適配比下發(fā)酵形成的復合型茯茶,豐富了茯茶品類,優(yōu)化了茯茶茶湯的風味與口感。

黑茶年份預測技術實現(xiàn)新突破

為確保黑茶市場的有序發(fā)展,科研人員開發(fā)了一系列不同類型黑茶的年份鑒別方法。

利用激發(fā)-發(fā)射矩陣熒光光譜與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合建立多任務模型,實現(xiàn)對黑茶品牌和年份的同步識別。

基于沱茶的275種揮發(fā)性化合物構(gòu)建的隨機森林模型在預測沱茶的年份方面表現(xiàn)出較高的準確性。

結(jié)合電子鼻、電子舌和傅里葉變換紅外光譜的AI多模態(tài)融合方法來辨別六堡茶的年份。

結(jié)合生化成分和多元分析方法建立了青磚茶貯存年限標志物的高分辨多反應監(jiān)測(MRMHR)定量方法,突出了靶向標記在食品質(zhì)量評價中的潛在應用。

黑茶年份預測技術實現(xiàn)新突破

結(jié)合電子鼻和光譜技術開發(fā)了一種發(fā)酵過程可視化技術,能夠靈敏地檢測發(fā)酵后的品質(zhì)成分,為茶葉加工在線檢測的工業(yè)化大規(guī)模應用奠定了基礎。

黑茶高效發(fā)酵裝置的進一步創(chuàng)新,不但提高了黑茶發(fā)酵的均勻性,而且降低了操作人員的勞動強度。

針對復方黑金茶的發(fā)酵生產(chǎn),從原料選擇、殺菌方式、菌種配比、發(fā)酵控制等方面系統(tǒng)研發(fā)了一種復方黑金茶發(fā)酵生產(chǎn)的方法,提高了黑金茶的品質(zhì)穩(wěn)定性和多樣性,為傳統(tǒng)黑茶產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了新思路。

02烏龍茶加工理論與技術研究進展

烏龍茶,又叫青茶,主產(chǎn)于福建、廣東、臺灣等地,經(jīng)萎凋、做青、殺青、揉捻、干燥等諸多工序加工而成,不同的加工工藝造就了烏龍茶多樣的風味特征。

烏龍茶加工工藝的創(chuàng)新

萎凋和做青是影響烏龍茶品質(zhì)的重要加工工序。

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搖青工序

圖源:《中國茶葉》編輯部

研究發(fā)現(xiàn)相比于室內(nèi)自然萎凋,室外日光萎凋的美人茶揮發(fā)性成分含量更高,香型更豐富。

組合藍光、紅光和遠紅光光源進行萎凋,降低了鐵觀音的酚氨比,提高了茶葉品質(zhì)。

做青是最為復雜和繁瑣的工藝,做青環(huán)境溫度為24℃更有利于肉桂做青品質(zhì)的形成。

做青不足或過度會顯著影響烏龍茶的質(zhì)量,結(jié)合近紅外光譜和圖像處理技術構(gòu)建了一種用于評估烏龍茶做青程度的識別模型,有利于生產(chǎn)者實時、準確地掌握做青進程。

殺青、揉捻和干燥是烏龍茶非酶促加工階段,促進烏龍茶最終品質(zhì)的形成。

揉捻方式會影響烏龍茶的呈香特征,研究發(fā)現(xiàn)包揉安溪黃金桂花香明顯帶果香,壓揉安溪黃金桂花香明顯帶蜜香。

烘焙工藝能增加香葉醇、脫氫芳樟醇、順式-茉莉酮等香氣活性成分含量從而改變?yōu)觚埐璧南銡馓卣鳎⒛芡ㄟ^美拉德反應產(chǎn)生N-(1-羧乙基)-6-(羥甲基)吡啶-3-醇(alapyridaine),提高烏龍茶的鮮味和甜味。因此應根據(jù)茶葉的不同季節(jié)、不同品種和不同品質(zhì)選擇最為合適的烘焙技術。

創(chuàng)新融合工藝也為烏龍茶品質(zhì)的提升開辟了新路徑。

在烏龍茶傳統(tǒng)搖青工藝的基礎上,引入發(fā)酵工藝,不僅保留了其出色的花香和果香,還改善了烏龍茶的色澤和香氣,提高烏龍茶中的γ-氨基丁酸含量。

使用纖維素酶、蛋白酶和單寧酶對烏龍茶進行靶向酶解,可以提高夏秋烏龍茶的風味品質(zhì)。

烏龍茶沖泡技術科學化發(fā)展

水質(zhì)會影響烏龍茶茶湯成分的濃度和風味特征的呈現(xiàn),礦泉水和山泉水為中等礦化度,更適合用于沖泡清香型和濃香型的鐵觀音。

沖泡時間、溫度和茶水比是泡茶的關鍵因素,有學者認為濃香型龍泉金觀音烏龍茶最佳沖泡參數(shù)為溫度90℃、時間4min、茶水比1∶25,清香型龍泉金觀音烏龍茶為溫度90℃、時間5min、茶水比1∶25。

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沖泡時間2min、茶水比1∶26、沖泡溫度95℃的條件下,清香型鐵觀音的感官品質(zhì)最佳。說明為了獲得良好的感官品質(zhì),需根據(jù)茶葉品類特點合理調(diào)整沖泡參數(shù)。

烏龍茶加工裝備連續(xù)化、自動化發(fā)展

隨著烏龍茶加工關鍵技術參數(shù)的持續(xù)研究和物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展,烏龍茶連續(xù)做青設備、連續(xù)式自動化生產(chǎn)線等被研發(fā)并應用。

烏龍茶做青實時參數(shù)采集裝置能捷、準確地采集烏龍茶做青過程中做青葉的氣體、色澤和溫度參數(shù),為烏龍茶做青工藝的精準把控提供堅實的數(shù)據(jù)基礎。

新型比色傳感器陣列能快速、無損、精確地識別不同等級的烏龍茶。

氣體傳感器檢測系統(tǒng)可以有效區(qū)分烏龍茶氧化過程的不同階段。

這些技術的發(fā)展推動了烏龍茶產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代化、科學化、智能化方向邁進。

03黃茶加工理論與技術研究進展

黃茶,屬于輕發(fā)酵茶,是我國傳統(tǒng)六大茶類之一。黃茶的主要加工工序有殺青、揉捻、悶黃和干燥等。其中,“悶黃”工序是黃茶加工的關鍵,濕熱環(huán)境和酶的共同作用,導致茶葉內(nèi)含成分發(fā)生變化,高沸點的香氣物質(zhì)含量增加,使香氣成分更加豐富,使黃茶香氣更具特色。

黃茶加工工藝探索與創(chuàng)新

目前,傳統(tǒng)黃茶加工以高溫高濕的“悶黃”或“悶堆”技術為主,生產(chǎn)效率較低。為了加速黃茶的“黃變”過程,進一步提升黃茶品質(zhì),研究者們對黃變工藝進行了一系列探索。

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通過提高悶黃工藝的悶黃溫度,縮短了悶黃時間。

通過短期循環(huán)堆悶法減少了夏季黃茶的苦味和澀味,并顯著提高了其香氣品質(zhì)。

在黃茶傳統(tǒng)工藝的基礎上,采用自主研發(fā)的新型悶黃設備進行“三悶黃三干燥”,在提升品質(zhì)的同時保證了黃茶產(chǎn)品的穩(wěn)定性,通過“三悶黃三做形三干燥”工藝減輕了茶湯的苦澀味,同時使茶葉更具美感。干燥是黃茶加工的最后一道工序,有研究表明滾筒干燥有助于減少大葉黃茶的苦味并增加其鮮味,電干燥則能降低黃茶澀味,木炭干燥的黃茶色澤更黃,為優(yōu)化大葉黃茶的加工提供了依據(jù)。

對黃茶揉捻葉進行日曬處理后再濕坯悶黃,發(fā)現(xiàn)日曬處理可以有效縮短濕坯悶黃的時長。

此外,研究者們還發(fā)現(xiàn)茶莖中較高濃度的單糖和氨基酸為烘焙過程中的美拉德反應提供了底物,能夠增強大葉黃茶的烘烤香,而茶葉中豐富的兒茶素和咖啡堿有助于大葉黃茶醇厚口感的形成,為黃茶加工原料的選擇和質(zhì)量的提升提供了理論基礎。

黃茶加工裝備進一步發(fā)展

一種可視化悶黃裝置可以根據(jù)茶葉量及時調(diào)節(jié)悶黃參數(shù),提高了悶黃質(zhì)量。

一種基于多物理場耦合的悶黃設備,可以根據(jù)悶黃筒體內(nèi)在制葉狀態(tài)適時翻轉(zhuǎn)葉堆,并調(diào)整內(nèi)部環(huán)境溫度場、濕度場、風場均勻性,實現(xiàn)品質(zhì)與能耗雙重優(yōu)化。

一種黃茶加工專用悶黃裝備具備連續(xù)化加工和溫濕度精準控制功能。

建立了針對黃茶悶黃程度的輕量級卷積神經(jīng)網(wǎng)絡MobileNetV3-large識別模型,可以快速、無損地識別黃茶的悶黃程度,為黃茶悶黃智能化發(fā)展奠定了理論基礎。

黃茶干燥程度對黃茶品質(zhì)穩(wěn)定具有重要意義,開發(fā)出新型傳感器陣列,借助代謝組學技術以及機器算法,實現(xiàn)了對大葉黃茶烘焙程度的精準識別。

利用電子鼻與比色傳感器陣列,提出了一種客觀且準確的智能評價大葉黃茶烘焙度的方法。創(chuàng)新的技術和設備推動了黃茶加工科學化、精準化發(fā)展,最大程度地發(fā)揮悶黃和烘焙工序?qū)S茶品質(zhì)的提升作用。

04花茶加工理論與技術研究進展

花茶是我國特有的一種再加工茶,是以成品茶作為茶坯,利用茶的吸附特性,使其吸收鮮花香氣而制成。

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花茶加工工藝探索與創(chuàng)新

茶坯與鮮花的品質(zhì)是影響花茶香氣和滋味品質(zhì)形成的基礎。

探究單瓣筆尖茉莉與雙瓣茉莉所窨制茉莉綠茶的香氣差異,結(jié)果表明,單瓣筆尖茉莉綠茶香氣更加清新,而雙瓣茉莉綠茶花香更加濃郁且?guī)в刑鹣?,為?chuàng)新茉莉花茶產(chǎn)品的開發(fā)引入了新的視角。

窨制是影響花茶品質(zhì)的關鍵工序,比較了控溫拼和窨制和隔離窨制對茉莉綠片茶風味的影響,結(jié)果表明控溫拼和窨制的茉莉綠片香氣品質(zhì)優(yōu)于隔離窨制。

對比隔離窨制和傳統(tǒng)窨制的桂花龍井香氣差異,結(jié)果表明隔離窨制桂花龍井的花香、清香、嫩香均優(yōu)于傳統(tǒng)窨制。

配花量、溫度、濕度等是窨制工藝的關鍵技術因子,研究者們采用代謝組學技術分別研究得出不同花茶的最佳窨制參數(shù)。

從香氣品質(zhì)的角度認為50%配花量,8~12h的窨制時間是生產(chǎn)高質(zhì)量桂花紅茶的最佳窨制參數(shù)。

有研究認為6~12h是窨制桂花綠茶的最佳窨制時間。

以脫咖啡堿茶坯和茉莉鮮花為研究材料,探究了窨制技術對脫咖啡堿茶風味的改善作用,并進一步明確100%配花量所窨茉莉花茶香氣馥郁,而50%配花量所窨茉莉花茶香氣濃郁并節(jié)約了生產(chǎn)成本。

從滋味品質(zhì)的角度得出10h左右是茉莉綠碎茶的最佳隔離窨制時間。

以上研究結(jié)果表明,花茶加工技術可依照實際生產(chǎn)需求進行調(diào)整和優(yōu)化,尤其隨著原材料和人工成本的不斷攀升,減花增效的茉莉花茶加工技術的應用有助于進一步推動茉莉花茶產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

茶葉賦香技術多元化發(fā)展

傳統(tǒng)花茶是用鮮花與茶葉拌和窨制,受鮮花生產(chǎn)季節(jié)限制,且成本較高,為此研究者們探索了一些新型的賦香方式。

桂花純露能夠代替桂花和桂花精油進行桂花紅茶加工,且其作為桂花精油提取的副產(chǎn)物具有產(chǎn)量高和成本低等優(yōu)點。

比較鮮花賦香、玫瑰細胞液噴灑賦香、玫瑰細胞液蒸汽賦香、花瓣與細胞液蒸汽結(jié)合賦香對玫瑰紅茶品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)玫瑰鮮花細胞液加工的玫瑰紅茶香氣和滋味都帶有玫瑰花香且口感鮮爽、滋味柔和,可代替鮮花來達到賦香目的,為花茶加工提供了新思路。

花茶加工設備不斷創(chuàng)新

為推動花茶高質(zhì)量、標準化生產(chǎn),越來越多的智能化監(jiān)測和控制儀器被開發(fā)并逐漸投入到花茶的加工中。

開發(fā)了一種茉莉花茶窨制過程中茉莉鮮花開放度的智能檢測方法,可以解決人工檢測效率低下、檢測精準度低等問題。

開發(fā)了一種0~5℃低溫封閉式冷藏窨花技術,相較于傳統(tǒng)工藝,其成本更低,窨制的花茶品質(zhì)更高。

開發(fā)了一種實現(xiàn)“熱—冷”氣流和“干—濕”氣流交替的封閉式循環(huán)的花茶干燥方法,提高了花茶的香氣品質(zhì)。

同時,一些新的窨制機、除雜機、烘干機等設備提高了花茶的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

05當前茶葉加工技術發(fā)展的瓶頸與挑戰(zhàn)

實現(xiàn)機械化、數(shù)智茶葉生產(chǎn)任重道遠

近年來,茶葉采摘技術雖已取得較大進步,研發(fā)了智能采茶機器人、多功能采茶機等新式茶葉采摘設備,但由于我國茶園多丘陵山地,土壤黏度較大,種植模式缺乏統(tǒng)一規(guī)劃,基礎設施建設落后,以及設備購置與維護成本高等因素給采摘機械的普及帶來許多挑戰(zhàn)。

另外,盡管數(shù)智技術在我國茶葉生產(chǎn)中已有一定的應用,但其關鍵核心技術集成及設施設備的智能性、精準性程度離生產(chǎn)應用還有一定差距,亟需進一步提升完善。

茶標準化、品牌化建設猶不足

在茶葉標準化方面,盡管目前已經(jīng)采取了制定相關技術規(guī)程、產(chǎn)品品質(zhì)評價標準等一系列措施,但受各種因素制約,茶葉標準化生產(chǎn)和獲取持續(xù)穩(wěn)定的茶葉產(chǎn)品依然有難度。

在茶葉品牌建設方面,總體水平偏弱,長期“重品類而輕品牌”,缺乏具有公信力、影響力品牌的龍頭企業(yè),導致國際競爭力不足。

茶科技創(chuàng)新與科研成果轉(zhuǎn)化效率低

目前,茶葉的基礎研究還不夠深入,且更注重理論研究,對茶葉生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的考量不足,使得科研成果轉(zhuǎn)化動力不足。

06茶葉加工未來發(fā)展方向

茶葉加工關鍵技術持續(xù)科學創(chuàng)新

茶樹品種選育與茶葉加工關鍵技術的創(chuàng)新是茶葉生產(chǎn)和茶產(chǎn)品創(chuàng)新的關鍵;茶葉加工中環(huán)境調(diào)控技術、微生物應用技術等人工調(diào)控技術的創(chuàng)新與應用是提升和穩(wěn)定茶產(chǎn)品品質(zhì)的重要技術,對提高我國茶產(chǎn)品競爭力具有重要意義。

茶葉生產(chǎn)設備連續(xù)化、智能化發(fā)展

隨著機械制造、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術的不斷創(chuàng)新與融合應用,茶葉加工設備將朝著連續(xù)化、自動化、智能化等方向不斷邁進,且將進一步賦能茶產(chǎn)業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,推動茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、助力鄉(xiāng)村振興建設。

院士團隊說2024年茶葉加工理論與技術研究進展(二)

八馬茶業(yè)數(shù)智工廠

圖源:八馬茶業(yè)

在全球化與消費升級的背景下,通過融合中國傳統(tǒng)文化拓展中高檔名優(yōu)茶、特種茶的國際市場;深化深加工戰(zhàn)略,實現(xiàn)茶資源高值化利用;推動茶旅文康融合發(fā)展,催生新型業(yè)態(tài);借助新茶飲勢力,推動傳統(tǒng)茶產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級與高質(zhì)量發(fā)展等措施將促使茶產(chǎn)品多元化發(fā)展,進一步提升我國茶葉國際市場競爭力。

本文節(jié)選自《中國茶葉》2025年第1期,P1-20,《2024年茶葉加工理論與技術研究進展》,作者:陳圓,安會敏,陳宏宇,許皓,應佳淇,江游倉,薛亞杰,趙亮亮,朱光美,鄭雪雪,王志霞,黃建安*,劉仲華*。部分圖片來源于網(wǎng)絡。

來源:中國茶葉陳圓,安會敏等,信息貴在分享,如涉及版權(quán)問題請聯(lián)系刪除