賀望興
(江西省蠶桑茶葉研究所 330202)
茶葉副產物資源化利用研究進展
賀望興
(江西省蠶桑茶葉研究所 330202)
近年來茶葉產業發展迅速,茶葉資源利用率不高,茶園效益提升困難;茶葉副產物資源化利用可以有效促進茶產業健康、可持續的發展。綜述了近年來茶葉副產物資源化利用的最新研究進展,重點闡述了茶樹花、茶渣、茶樹枝的資源化利用現狀。
茶葉副產物;資源化利用;研究進展
茶葉副產物一般指在茶葉生產加工中被廢棄的茶花、茶籽、被修剪的枝葉以及茶末、茶灰、茶梗等副產物。這些茶葉副產物與茶葉一樣,不僅含有很多對人體有益的成分,而且還含有多種特殊生化成分,在國外已經被廣泛開發利用到醫藥、食品、化工等領域。但是,我國茶葉生產幾乎保持傳統單一的利用模式,未能將茶葉副產物進行綜合開發利用,大量的茶葉副產物資源被廢棄,導致了資源的浪費。在國家提倡產業節能減排、合理利用資源的大環境下,如何將茶葉副產物進行深度開發利用,已經成為茶葉研究的一個熱點。開展對茶葉副產物的開發利用研究,提高茶葉生產的經濟效益,發展壯大茶產業鏈,具有非常重要的現實意義。
將茶樹花直接作為制茶原料已有人報道,以茶樹鮮花為窨花原料、烘青毛茶為茶坯,創新研究出窨制茶樹花茶工藝。伍錫岳等[1]研究發現,將鮮葉紅碎茶與茶樹花紅碎茶以適宜比例拼配,能提高成茶品質,制成的紅碎茶達到出口紅碎茶二套樣的優質標準,并能降低加工成本。梁名志等[2]研究發現,用茶樹花窨制紅茶,成品茶花蜜香濃爽持久,能明顯改善紅茶香氣。
鄔齡盛等[3]以茶樹花為主要基質,配伍其他食藥兼融的材料組合成發酵培養基,然后接入功能性真菌,對其進行發酵,發酵完成后對培養基進行加工調配而形成茶樹花菌類茶。湖北恩施硒露茶業有限責任公司以茶樹鮮葉和橘樹花蕾為主要原料,開發出來的“橘花茶”,色澤翠綠鮮活,湯色嫩綠明亮,香氣清高持久。具有“清熱解毒、提神醒腦、健脾開胃、利尿通便、降壓減肥、潤膚養顏”等多重功效。
茶花酒是以茶樹花為主要原料,經生物發酵、過濾、勾兌、陳釀、降度、殺菌等工序而制成的新一代風味型酒。鄔齡盛等[4]在釀酒工藝中采用發酵技術與先進勾兌方法相結合、傳統陳釀與使用催釀棒陳釀的現代陳釀技術相結合,研發出來的茶樹花酒兼具茶樹花與酒的特點,產品茶香味醇厚,爽口酸甜,工藝成本低。廣東省農科院茶葉研究所開發出的茶樹花酒,滋味醇和、營養豐富,深受大眾歡迎。
茶葉具有多孔網狀結構,表面積較大,因此,茶渣具有很強的吸附能力,可作為一種良好的生物吸附劑原料[5]。范世鎖等[6]采用響應面分析法優化污泥和茶渣制備成生物炭的工藝,結果表明,生物炭制備優化的條件是:制備溫度為300℃,配比為0.7,停留時間為1.8 h。林業星等[7]用改性茶渣對電鍍廢水中氰化物的吸附作用進行了研究,結果表明:當吸附平衡時間為3 h,氰化物的平衡吸附量為0.539 mg/g。張軍科等[8]利用廢棄茶葉渣吸附廢水中的Pb和Cd,清除率可分別達72.13%和93.75%。
茶渣經過堆肥處理后可以發酵成有機肥料。國內很多研究結果表明茶渣制作的有機肥可以有效提高土壤肥力、改良土壤結構、促進作物生長、改良產品品質。夏會龍[9]將茶渣肥施于茶園中后,茶園的土壤特性與施用其他有機肥相比較得到明顯改良。Mangwandi等[10]以茶廢棄物為原料,按一定比例混合石灰巖粉末,成功制備了一種良好的土壤改良劑。周菁清等[11]研究發現,施用茶渣有機肥能明顯促進油冬兒菜和玉米的生長,且肥效較持久。類似結果在茶、椪柑、葡萄等栽培上也多次被證實[12~14]。
茶渣中蛋白質以及氨基酸含量都較高,可以作為添加劑直接添加到動物飼料中,還可以將茶渣經過微生物固體發酵后用作飼料茶渣可以提高飼養動物的生產性能,改善畜禽產品的品質,還可以增強飼養動物的抗病能力[15]。舒慶玲等[16]將茶渣糖化處理后作為添加劑添加到雞飼料中,結果發現喂食組比對照組增重明顯。劉姝等[17]利用木霉等組合微生物發酵茶渣,發酵完全后測定飼料中粗蛋白含量達到25%以上,比對照提高了20%,其營養價值達到了仔豬配合飼料中粗蛋白的含量。
茶樹枝的主要成分是纖維素、半纖維素和木質素,也含少量的茶多酚、茶多糖和咖啡堿等。將修剪的枝梢直接埋在泥土里,這樣有利于改善土壤通透性,防止土壤板結,促進植物生長;與泥混合放入花盆內可作花卉的肥料。對茶樹枝廢棄物的深加工利用,既可提高茶葉生產的經濟效益,又能豐富人類生活的物質資源。鄭永標等[18]以茶枝屑為主料生產茶薪菇,并與以棉籽殼為主料生產的茶薪菇進行營養價值評價,結果發現前者氨基酸總量較后者提高了19.8%,其中人體必需氨基酸、兒童必需氨基酸、鮮味氨基酸和甜味氨基酸含量分別提高8.8%、31.6%、39.9%和13.7%。那海燕等[19]把從茶樹上修剪下來的莖、葉,采用生物萃取的方法進行深加工,提取茶葉氨基丁酸應用于生物、制藥等領域。
茶葉副產物也可以作為生物能源、工業、建筑及環保家具等的原料。邱曉瑩等[20]對茶葉副產物作為纖維原料制紙的相關工藝參數進行了優化,制成的紙張具備書寫能力,具有延展性良好、生產成本低、文化附加值高等特點。Mattos等[21]以茶葉副產物為原料,在添加少量脲醛條件下壓制木屑板,發現該木屑板由于富含茶多酚,具有抗白蟻和防腐抗菌的作用。陳云平等[22]為了有效控制甲醛的釋放,對茶葉有效成分進行提取配成除醛劑,所得產品對甲醛去除率可以達到 61.77%。Uzun等[23]將茶廢棄物通過快速熱解方法獲得可作為生物燃料的生物燃油與生物炭。除此之外,茶葉副產物還可作為固態發酵的良好載體[24]以及建筑用粘土磚的原料[25],且添加茶粉末的粘土磚可顯著提高其抗壓強度與保溫性能。
茶葉副產物一直被認為是茶樹生長過程中的“廢物”,但是,隨著國內外研究學者對茶葉不斷深入研究,發現茶葉副產物具有非常大的應用價值。茶葉副產物含有豐富的營養物質,可以利用現代的分離、分析手段,對其功能活性物質進行提取和純化,作為藥品、食品和保健品等的原料。此外,茶葉副產物還可以進一步開發成飲料、酒、飼料、有機肥料等產品。綜合利用茶葉副產物不僅能提高茶葉資源的利用率,提高茶葉生產的經濟效益,更能進一步發展壯大茶產業鏈,加深對茶葉科學的研究。因此,茶葉副產物的資源化利用研究具有廣闊的應用前景和發展空間。
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2016年科技廳一般項目,項目編號:20171BBG70001。