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茶葉加工“十三五”進(jìn)展及“十四五”發(fā)展方向

2021-10-21 03:04江用文袁海波朱宏凱滑金杰楊艷芹沈帥
中國(guó)茶葉 2021年10期
關(guān)鍵詞:十四五十三五展望

江用文 袁海波 朱宏凱 滑金杰 楊艷芹 沈帥

摘要:“十三五”期間,我國(guó)茶葉加工在基礎(chǔ)理論研究、工藝技術(shù)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。文章總結(jié)了茶葉加工領(lǐng)域“十三五”期間取得的主要成績(jī),分析了存在的問(wèn)題,提出了該領(lǐng)域“十四五”期間的發(fā)展方向,為茶葉加工技術(shù)研究提供參考。

關(guān)鍵詞:茶葉;加工;十三五;進(jìn)展;十四五;展望

Tea Processing Progress during the 13th

Five-Year Plan Period and Development

Direction in the 14th Five-Year Plan Period

JIANG Yongwen, YUAN Haibo, ZHU Hongkai, HUA Jinjie, YANG Yanqin, SHEN Shuai

Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China

Abstract: During the "13th Five-Year Plan" period, China's tea processing has made great breakthroughs in basic theoretical research, technological innovation, processing equipment and production line research and development, which has laid a solid foundation for the high-quality development of tea processing in the "14th Five-Year Plan"

period. This paper summarized the main achievements of tea processing during the "13th Five-Year Plan" period,analyzed the existing problems, and the development direction in the "14th Five-Year Plan" period, which could provide

references for the research of tea processing.

Keywords: tea, processing, the 13th Five-Year Plan, progress, the 14th Five-Year Plan, development direction

“十三五”期間,茶葉加工在基礎(chǔ)理論研究、工藝技術(shù)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,加工過(guò)程在制品品質(zhì)狀態(tài)初步實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)測(cè),加工裝備機(jī)械性能和參數(shù)調(diào)控精準(zhǔn)度明顯改善,多個(gè)茶類(lèi)自動(dòng)化連續(xù)化生產(chǎn)線廣泛應(yīng)用,標(biāo)準(zhǔn)化定向化技術(shù)體系陸續(xù)建立并被應(yīng)用,從而為“十四五”茶葉加工的高質(zhì)量發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

“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(chǎng)需求為引領(lǐng),瞄準(zhǔn)綠色化、智能化作業(yè)方向,突破重大基礎(chǔ)理論、前沿顛覆性技術(shù)和產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù),努力實(shí)現(xiàn)茶產(chǎn)品品質(zhì)升級(jí)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(jìn)展

1. 加工過(guò)程在制品品質(zhì)狀態(tài)進(jìn)一步明確

(1)在制品物理特性研究

茶葉的物理特性是茶葉品質(zhì)狀態(tài)的外在體現(xiàn),它是茶葉機(jī)械設(shè)計(jì)、加工工藝選擇、參數(shù)優(yōu)化及品質(zhì)狀態(tài)評(píng)價(jià)的重要參考依據(jù)。過(guò)去5年,茶葉物理特性的研究主要集中在色澤、熱特性、力學(xué)特性、電學(xué)特性及光譜特征等幾個(gè)方面。

色澤方面,研究人員利用機(jī)器視覺(jué)追蹤茶葉加工過(guò)程的色澤變化,精準(zhǔn)感知葉片的色彩空間分布,初步實(shí)現(xiàn)了萎凋、發(fā)酵、干燥等工序進(jìn)程的把控[1-2]。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)張正竹團(tuán)隊(duì)利用陣列式色彩傳感器和電子眼開(kāi)發(fā)的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng),使萎凋程度的準(zhǔn)確判定達(dá)到90%以上[3]。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所江用文團(tuán)隊(duì)利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)對(duì)發(fā)酵過(guò)程葉片的色彩空間變化的非線性捕捉,使紅茶發(fā)酵程度的準(zhǔn)確判別超過(guò)93%[2]。

茶葉熱特性方面,主要是利用離散仿真和流體仿真技術(shù),模擬茶葉殺青和干燥過(guò)程的熱運(yùn)動(dòng)和熱傳質(zhì)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)對(duì)綠茶殺青和干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。虞文俊[4]利用仿真模擬耦合分析離散場(chǎng)、流場(chǎng)和溫度場(chǎng),優(yōu)化出滾筒結(jié)構(gòu)的最優(yōu)參數(shù):倒葉板螺旋角15°、倒葉板傾角21°、滾筒轉(zhuǎn)速37 r/min、滾筒錐角4°、倒葉板高度55 mm。

茶葉力學(xué)特性研究涉及質(zhì)構(gòu)特性(彈性、塑性、剪切力等)、容重、摩擦力(休止角、滑動(dòng)角)等內(nèi)容,針對(duì)茶鮮葉或在制品力學(xué)特性變化規(guī)律,改進(jìn)茶葉加工工藝并提出精準(zhǔn)化的工藝技術(shù)參數(shù)。西南大學(xué)童華榮團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)研究了萎凋葉的主要物理特性,指出水分是影響萎凋葉彈性、塑性等物理性質(zhì)的最主要因素[5]。

茶葉的電學(xué)特性主要集中在紅茶加工領(lǐng)域,用來(lái)捕捉或響應(yīng)揉捻或發(fā)酵過(guò)程茶多酚氧化、聚合等反應(yīng)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)茶多酚含量、揉捻和發(fā)酵適度的無(wú)損感知和判別。Zhu等[6]利用數(shù)字電橋檢測(cè)發(fā)酵過(guò)程中茶葉的電特性參數(shù)對(duì)兒茶素和茶色素(茶黃素、茶紅素、茶褐素)的變化響應(yīng),優(yōu)化出一套基于發(fā)酵葉電特性的發(fā)酵程度判別技術(shù)。

茶葉的光譜特征是最近幾年備受追捧的研究熱點(diǎn),其中高光譜和近紅外作為最主要的光譜技術(shù)手段與化學(xué)計(jì)量學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)方法深度融合[7-8],已經(jīng)在茶葉成分(咖啡堿、兒茶素、茶黃素、茶氨酸)檢測(cè)[9-11]、產(chǎn)品(紅茶、綠茶、黑茶等)分類(lèi)[12]、成品茶(祁紅、龍井、鐵觀音等)分級(jí)[13-16]、加工工序(發(fā)酵、揉捻、干燥)適度判定[17-19]、產(chǎn)地溯源和摻雜摻假(摻糖、異物)檢測(cè)等方面取得實(shí)質(zhì)性突破[20-22]。

茶葉物理品質(zhì)狀態(tài)的相關(guān)研究,將作為未來(lái)茶葉加工生產(chǎn)領(lǐng)域的重要技術(shù)積累,為實(shí)現(xiàn)茶葉生產(chǎn)全鏈條數(shù)字化過(guò)程提供有力支撐。

(2)在制品化學(xué)特性研究

茶葉的化學(xué)組成是滋味、香氣、色澤等感官品質(zhì)形成的物質(zhì)基礎(chǔ),它不僅決定著消費(fèi)者的喜好、偏愛(ài)和市場(chǎng)接受度,同時(shí)反映茶葉加工過(guò)程工藝技術(shù)的選擇是否得當(dāng)。近年來(lái),學(xué)者們梳理了茶葉中主要化學(xué)成分對(duì)茶湯苦味(咖啡堿、非沒(méi)食子兒茶素等)、澀味(黃酮醇糖苷、茶多酚、沒(méi)食子兒茶素等)、鮮味(茶氨酸、琥珀酸、3-沒(méi)食子酰基奎寧酸等)的貢獻(xiàn)作用[23],解構(gòu)了綠茶(紫羅酮、苯乙醇等)、紅茶(美拉德反應(yīng)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(lèi)物質(zhì))等的關(guān)鍵香氣物質(zhì)[24-28],闡明了關(guān)鍵呈色物質(zhì)包括黃酮類(lèi)、兒茶素聚合產(chǎn)物(茶黃素等)、葉綠素和胡蘿卜素類(lèi)對(duì)干茶和茶湯色澤的影響[29-31]。

同時(shí),借助代謝組學(xué)方法和高分辨質(zhì)譜技術(shù)(HRMS)對(duì)茶葉加工過(guò)程品質(zhì)成分的動(dòng)態(tài)變化、轉(zhuǎn)化途徑等進(jìn)行更系統(tǒng)和全面的梳理,為加工工藝的精準(zhǔn)化把控提出了更加明確的理論依據(jù)。如明確了萎凋、發(fā)酵、渥堆等過(guò)程中黃酮類(lèi)、氨基酸、揮發(fā)性成分等含量和組成的變化作用途徑[32-34],探索綠茶、紅茶、烏龍茶加工過(guò)程揮發(fā)性和非揮發(fā)性物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律[35-37],解析白茶、紅茶、黑茶貯存過(guò)程代謝特征變化[38-40]。深度挖掘了綠茶加工過(guò)程葉綠素的降解、轉(zhuǎn)化途徑及影響因素[31],全面分析了工夫紅茶加工過(guò)程類(lèi)胡蘿卜素及其衍生物的動(dòng)態(tài)變化[29],系統(tǒng)研究了不同發(fā)酵程度茶葉中黃酮苷類(lèi)物質(zhì)的代謝特征差異[41]。此外,還對(duì)最近幾年引起廣泛關(guān)注的多酚、氨基酸衍生物進(jìn)行了探索性研究,如茶葉中吡咯烷酮-兒茶素合成產(chǎn)物(Flavoalkaloids)的鑒定分離[42],聚酯型兒茶素酶促形成機(jī)制及形成影響因素的研究,高級(jí)糖基化終端產(chǎn)物(AGEs)的形成途徑及演變規(guī)律的解析[43]。

2. 傳統(tǒng)加工工藝與現(xiàn)代技術(shù)的融合更為緊密

“十三五”期間,食品加工高新技術(shù)不斷被應(yīng)用于傳統(tǒng)茶葉加工技術(shù)的創(chuàng)新研究,新工藝、新技術(shù)涌現(xiàn),技術(shù)參數(shù)精準(zhǔn)化逐步深入,茶葉加工技術(shù)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(jìn)。

(1)綠茶加工技術(shù)研究

“十三五”期間,在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)課題“綠茶標(biāo)準(zhǔn)化加工技術(shù)研究和裝備開(kāi)發(fā)”的資助下,扁形、針形綠茶的加工工藝和裝備得到了進(jìn)一步升級(jí),研發(fā)出珠形、條形綠茶的成套標(biāo)準(zhǔn)化加工技術(shù),并在產(chǎn)業(yè)上示范應(yīng)用。就工序而言,殺青和干燥是“十三五”期間綠茶加工技術(shù)研究的重點(diǎn),開(kāi)發(fā)出滾筒-熱風(fēng)耦合殺青、三相組合式殺青等新技術(shù),通過(guò)多方式組合提升殺青作業(yè)功效和品質(zhì),如滾筒-熱風(fēng)耦合殺青可以使殺青葉同時(shí)受到滾筒筒壁和熱風(fēng)的雙重作用,既保持了因在制品與筒壁摩擦帶來(lái)的香氣高銳特色,又能借助熱風(fēng)的快速脫水促進(jìn)色澤綠潤(rùn),整體品質(zhì)優(yōu)異;研制出滾烘干燥新技術(shù),能夠提升產(chǎn)品滋味鮮爽度和香氣馥郁度,并針對(duì)清香、栗香等不同風(fēng)味特色分別提出適宜的干燥工藝參數(shù)[44]。

(2)紅茶加工技術(shù)研究

“十三五”期間,在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)課題“工夫紅茶標(biāo)準(zhǔn)化加工關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備研發(fā)”等項(xiàng)目的資助下,富氧萎凋、補(bǔ)光萎凋、動(dòng)態(tài)發(fā)酵等一系列工夫紅茶加工新技術(shù)開(kāi)發(fā)成功,初步實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)工夫紅茶或特色工夫紅茶的定向化加工;如富氧萎凋技術(shù)有助于加速兒茶素降解,促進(jìn)茶黃素、聚酯型兒茶素等品質(zhì)成分的形成,適于加工高含量多酚轉(zhuǎn)化物的紅茶[45];動(dòng)態(tài)發(fā)酵技術(shù)可提高葉內(nèi)多酚氧化酶活性,促使茶黃素和茶紅素形成,同時(shí)保留較高含量氨基酸和可溶性糖等成分,使得所制工夫紅茶外形烏潤(rùn),湯色紅艷帶金圈,滋味甜醇爽口,甜香高長(zhǎng)。通過(guò)技術(shù)的集成創(chuàng)新,研究提出不同類(lèi)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(biāo)準(zhǔn)化加工工藝技術(shù),并在產(chǎn)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

(3)烏龍茶加工技術(shù)研究

烏龍茶設(shè)施做青技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化,對(duì)做青環(huán)境的溫度、濕度、光照、光質(zhì)等參數(shù)實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)調(diào)控,標(biāo)準(zhǔn)化工藝參數(shù)得到改善(如光波波長(zhǎng)>520 nm,做青葉含水量65%~68%時(shí)較佳),擺脫天氣制約,提升生產(chǎn)效率的同時(shí),品質(zhì)穩(wěn)定性也得到有效改善;烏龍茶機(jī)械水篩搖青技術(shù)、組合式造型(包揉)技術(shù)等在產(chǎn)業(yè)上得到初步應(yīng)用,取得了較好成效。

福建農(nóng)林大學(xué)孫威江主導(dǎo)制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“烏龍茶第4部分:水仙(GB/T 30357.4—2015)”榮獲2018年福建省標(biāo)準(zhǔn)貢獻(xiàn)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),該標(biāo)準(zhǔn)首次為中國(guó)緊壓烏龍茶制定了感官品質(zhì)和理化指標(biāo),從控制產(chǎn)品質(zhì)量著手,穩(wěn)定和提高水仙茶品質(zhì),進(jìn)一步規(guī)范了全國(guó)各地水仙烏龍茶的規(guī)范生產(chǎn)、加工、銷(xiāo)售以及產(chǎn)品的出口貿(mào)易,促進(jìn)了烏龍茶產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系的完整性與系統(tǒng)性,解決了水仙茶產(chǎn)品無(wú)標(biāo)可依的難題,也為烏龍茶國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了重要基礎(chǔ)。

(4)黑茶加工技術(shù)研究

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)主持的 “黑茶提質(zhì)增效關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”項(xiàng)目發(fā)明了黑茶誘導(dǎo)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(shù),大力提升了黑茶產(chǎn)業(yè)的加工技術(shù)水平,并在2017年榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。黑茶加工的關(guān)鍵工序——渥堆的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)逐步明確:青磚茶的適宜渥堆參數(shù)為潮水量30%、渥堆溫度55 ℃、時(shí)間25 d、相對(duì)濕度95%;湖南黑毛茶的適宜渥堆參數(shù)為渥堆葉含水率64%、渥堆溫度41 ℃、時(shí)間20? h。黑茶加工工藝參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高,開(kāi)發(fā)出新型渥堆翻堆技術(shù),可有效穩(wěn)定在制品品質(zhì)。

(5)白茶加工技術(shù)研究

“十三五”期間,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所主持的“白茶提質(zhì)增效關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”項(xiàng)目,揭示了白茶儲(chǔ)存陳化機(jī)理,發(fā)現(xiàn)了白茶貯存年份相關(guān)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(shù)等新技術(shù),提升了白茶生產(chǎn)效率與品質(zhì)。

就工序而言,萎凋是“十三五”期間白茶加工技術(shù)研究的重點(diǎn),設(shè)施萎凋技術(shù)研究不斷深入,實(shí)現(xiàn)了白茶萎凋環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、光質(zhì)光強(qiáng)等的精準(zhǔn)調(diào)控,探明了紅光萎凋技術(shù)可促進(jìn)酯型兒茶素的適量降解以及氨基酸的積累,可降低白茶苦澀味、提高鮮爽度。標(biāo)準(zhǔn)化萎凋參數(shù)得到優(yōu)化,明確溫度25~30 ℃、相對(duì)濕度65%~75%條件下萎凋35~40 h,鮮葉失水速度和失水程度適宜,有利于獲得品質(zhì)優(yōu)異的白茶。

(6)黃茶加工技術(shù)研究進(jìn)展

悶黃是黃茶加工技術(shù)研究的重點(diǎn)。開(kāi)發(fā)出新型通氧悶黃技術(shù),不僅可縮短悶黃時(shí)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(shù)的適宜參數(shù):在制品含水率(37±3)%,環(huán)境相對(duì)濕度(80±5)%,葉溫(45±2)℃,每10 min通氣1次,時(shí)間4~5 h,所制黃茶滋味甘潤(rùn)醇厚,湯色杏黃明亮,香氣甜爽持久。

3. 茶葉加工機(jī)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(jī)械性能取得了較大發(fā)展,單臺(tái)(套)制茶機(jī)械參數(shù)調(diào)控更簡(jiǎn)便、更準(zhǔn)確,新型節(jié)能技術(shù)在茶機(jī)上的應(yīng)用更加多元,連續(xù)化、標(biāo)準(zhǔn)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(lèi)生產(chǎn)中出現(xiàn),有效解決了勞動(dòng)力緊缺、標(biāo)準(zhǔn)化程度低等問(wèn)題。

(1)加工新裝備不斷涌現(xiàn),參數(shù)調(diào)控更為精準(zhǔn)

加工裝備是保障茶葉生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵,性能優(yōu)異的裝備可以提升生產(chǎn)效率,優(yōu)化產(chǎn)品品質(zhì),實(shí)現(xiàn)加工作業(yè)高效、省力、標(biāo)準(zhǔn)?!笆濉逼陂g,由安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)主持的“茶葉數(shù)字化品控關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備創(chuàng)制”課題,開(kāi)發(fā)出茶鮮葉原料質(zhì)量分析儀、近紅外光譜無(wú)損檢測(cè)裝備等,可進(jìn)行鮮葉質(zhì)量等級(jí)、茶葉色香味形品質(zhì)的綜合評(píng)判,推動(dòng)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(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

此外,國(guó)內(nèi)外科研人員借助仿真模擬技術(shù)、多元技術(shù)融合等手段,創(chuàng)制出系列新設(shè)備,尤其提升了設(shè)備參數(shù)精準(zhǔn)度。例如在萎凋(攤青)設(shè)備方面,通過(guò)流體力學(xué)進(jìn)行環(huán)境溫濕度場(chǎng)模擬分析,探明設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)作業(yè)性能的影響規(guī)律,研制出可實(shí)現(xiàn)溫濕度空間均勻分布的新型萎凋(攤青)機(jī);在發(fā)酵裝備方面,利用仿真模擬探明環(huán)境流場(chǎng)分布,開(kāi)發(fā)出隧道式增溫加濕系統(tǒng),研制的發(fā)酵機(jī)環(huán)境溫度偏差≤1.5 ℃,濕度偏差≤5%;在揉捻裝備方面,采用現(xiàn)代傳感技術(shù)結(jié)合氣動(dòng)設(shè)施實(shí)現(xiàn)揉捻參數(shù)的數(shù)字化表征和設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行,成條率穩(wěn)定在83%以上,破碎率小于2%;在烏龍茶殺青裝備方面,利用電磁與微波復(fù)合技術(shù)研制出組合式殺青新設(shè)備,實(shí)現(xiàn)效率和品質(zhì)的雙提升;在黑茶干燥方面,利用熱泵干燥技術(shù)研制出發(fā)花干燥設(shè)備,發(fā)花干燥時(shí)間從傳統(tǒng)的25 d縮短至19 d,提升加工效率20%以上。系列設(shè)備已在湖南、湖北、江蘇、浙江、四川、云南等產(chǎn)茶省廣泛應(yīng)用,獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

(2)新型節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于加工設(shè)備,促進(jìn)綠色、低碳發(fā)展

新技術(shù)、新能源不斷應(yīng)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(fēng)味品質(zhì)和衛(wèi)生品質(zhì)均得到提升。例如,研制出新一代的鮮葉清洗機(jī),為保證茶葉品質(zhì)安全提供了新的可能途徑;高溫汽熱、電磁加熱等技術(shù)更廣泛地應(yīng)用于殺青、干燥工序,研制出超高溫氣熱殺青機(jī)、電磁滾筒-熱風(fēng)耦合殺青機(jī)、電磁內(nèi)熱烘干機(jī)等新設(shè)備,顯著提高了熱效率;相比較傳統(tǒng)電熱管式設(shè)備,電磁內(nèi)熱烘干機(jī)的平均能耗可減少30%以上,且溫度波動(dòng)≤3 ℃。

(3)連續(xù)化、標(biāo)準(zhǔn)化加工生產(chǎn)線得到廣泛應(yīng)用,正向初步數(shù)字化作業(yè)邁進(jìn)

隨著新設(shè)備的研制成功,以及單機(jī)和模塊化設(shè)施性能的不斷提升,多個(gè)茶類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)化加工生產(chǎn)線得到廣泛應(yīng)用。

綠茶品類(lèi)中,扁形、條形、針芽形、曲毫形綠茶均已不同程度地實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化加工,部分工序可全自動(dòng)控制,少量實(shí)現(xiàn)初步數(shù)字化;新型連續(xù)萎凋機(jī)、連續(xù)發(fā)酵機(jī)等一批可控化程度高的新設(shè)備被用來(lái)組建工夫紅茶標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)線,通過(guò)不同規(guī)模設(shè)備模塊和控制系統(tǒng)的融合,構(gòu)建出多套不同規(guī)模生產(chǎn)線裝配體系,所制紅茶品質(zhì)優(yōu)異、穩(wěn)定性佳,系列生產(chǎn)線已在浙江、云南、海南、貴州等省進(jìn)行推廣;烏龍茶加工方面,采用冷熱風(fēng)吹干、紅外曬青,以及熱風(fēng)微波殺青機(jī)、自動(dòng)稱(chēng)重裝置、自動(dòng)成型機(jī)及自動(dòng)烘干機(jī)的結(jié)合使用,實(shí)現(xiàn)了烏龍茶全程連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn);白茶加工方面,溫濕度可控白茶萎凋室,變頻連續(xù)化萎凋機(jī)等新設(shè)備的問(wèn)世,為白茶連續(xù)化自動(dòng)化生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐;在黑茶加工方面,研發(fā)出集攤青、殺青、揉捻、渥堆、烘干等為一體的黑毛茶自動(dòng)化生產(chǎn)線,提升了黑毛茶的生產(chǎn)效率和品質(zhì)穩(wěn)定性。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所主持的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“茶葉初制精制智能生產(chǎn)線研制與示范”課題將水分、壓力智能感知和信息控制等新技術(shù)應(yīng)用于茶葉初制精制成套裝備,創(chuàng)建了模塊化生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)智能管理系統(tǒng),突破了傳統(tǒng)茶葉加工技術(shù)智能化瓶頸。

4. 特色新產(chǎn)品層出不窮,滿(mǎn)足消費(fèi)者多元化需求

“十三五”期間,食品、農(nóng)產(chǎn)品加工新技術(shù)與茶葉加工技術(shù)進(jìn)一步融合,開(kāi)發(fā)出多種特色茶產(chǎn)品,不斷滿(mǎn)足消費(fèi)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(dá)5.98%的高EGCG烏龍茶;通過(guò)特定原料、工藝技術(shù)和加工裝備的有機(jī)融合,定向開(kāi)發(fā)出風(fēng)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(shù),創(chuàng)制出糯甜香紅茶、海苔香龍井茶,以及藍(lán)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(wèn)題的加劇,以及人們對(duì)自身健康的日益關(guān)注,茶葉加工在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)需求、技術(shù)發(fā)展等方面亦將發(fā)生較大轉(zhuǎn)變。茶產(chǎn)品的特色風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)健康并重,數(shù)字化、智能化等高新技術(shù)的需求更為迫切。

1. 茶葉加工趨向定向化和精準(zhǔn)化

隨著科技的不斷進(jìn)步以及人們消費(fèi)理念由單純追求風(fēng)味向風(fēng)味與保健兼顧的轉(zhuǎn)變,未來(lái)茶葉產(chǎn)品的創(chuàng)制將向著多元化和個(gè)性化需求發(fā)展。茶葉加工科技將持續(xù)以消費(fèi)需求為導(dǎo)向,逐步實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程技術(shù)參數(shù)的精準(zhǔn)化作業(yè),對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)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(zhǔn)化,將重點(diǎn)在以下幾方面開(kāi)展深入研究。

(1)通過(guò)分子感官技術(shù)、多組學(xué)分析、大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等多種技術(shù)的融合創(chuàng)新,挖掘出茶葉特色風(fēng)味品質(zhì)關(guān)鍵組分,明晰其在加工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)衍變規(guī)律和形成機(jī)制。

(2)通過(guò)傳統(tǒng)工藝技術(shù)創(chuàng)新以及食品加工高新技術(shù)的融合,系統(tǒng)研究茶葉感官風(fēng)味和品質(zhì)成分的調(diào)控技術(shù)。

(3)借助現(xiàn)代傳感、CFD仿真模擬、自動(dòng)控制等技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,開(kāi)展加工裝備和技術(shù)參數(shù)精準(zhǔn)化研究,實(shí)現(xiàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工藝流程、質(zhì)量控制與精準(zhǔn)加工的高效協(xié)同。

(4)通過(guò)原料、工藝、裝備的有機(jī)整合,創(chuàng)制特色風(fēng)味新產(chǎn)品。

2. 茶葉生產(chǎn)由制造向“智造”升級(jí)

隨著工業(yè)4.0和5G時(shí)代的來(lái)臨,AI技術(shù)將得到快速發(fā)展,并推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人制造技術(shù)的顯著提升,機(jī)器人替代人工成為未來(lái)必然趨勢(shì);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(guān)鍵技術(shù)需求,重點(diǎn)開(kāi)展以下研究。

(1)通過(guò)茶學(xué)、食品、機(jī)械、自動(dòng)化和信息科學(xué)等多學(xué)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(shù)、反饋控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)的遠(yuǎn)程/終端專(zhuān)家決策。

(2)通過(guò)對(duì)加工裝備機(jī)械材料特性與安全性、數(shù)字化設(shè)計(jì)、仿真優(yōu)化等新技術(shù)、新原理、新材料研究,研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能化核心裝備。

(3)依托云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將茶葉單機(jī)加工裝備進(jìn)行集成,創(chuàng)制出智能化生產(chǎn)線,形成全程自動(dòng)化作業(yè),實(shí)現(xiàn)真正意義上的“機(jī)器換人”,促進(jìn)茶葉生產(chǎn)由制造向“智造”升級(jí)。

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