應對茶園春季霜凍害的減災新途徑
——霜凍芽葉產品研發思路與實踐

張麗霞，亓俊然，張龍雪，黃曉琴，向勤锃

山東農業大學 園藝科學與工程學院，山東 泰安 271018

茶園春季霜凍害是指發生在春季氣溫回升后（通常為3、4月份，日平均氣溫在 0℃以上），由于冷空氣入侵和地面輻射冷卻而導致茶園地面或茶叢表面溫度在短時間內下降到 0℃或以下，使茶樹細胞原生質體結構受到破壞，從而引起茶樹遭受傷害或局部死亡的農業氣象災害[1-3]。春季霜凍害在我國廣大茶區[4-27]都有發生，并大體上呈現出從南到北、從低海拔到高海拔逐漸加重的趨勢，是嚴重制約我國春季名優茶生產的災害性天氣之一。目前科技工作者重點研究了霜凍害發生的影響因素和提高精準預報霜凍災害天氣的方法[28-31]，提出了霜凍害的防御措施以及災后栽培管理技術[32-37]；此外，浙江紹興還在全國率先開展了基于茶葉霜凍氣象指數的保險試點工作[38-39]。以上技術和措施都有效降低了霜凍害對我國春茶生產帶來的經濟損失，提高了防災和抗災綜合能力。

同時我們也看到：由于多種自然和人為因素的影響，我國茶園春季霜凍害每年在不同地區、不同程度實際發生，而經霜凍后變色的春梢被棄采并最終被修剪掉，造成受災茶區春茶減產甚至絕采，從而導致重大經濟損失。據報道：2010年3月8—10日浙江省因“倒春寒”導致半數以上茶園遭到霜凍襲擊，全省茶葉經濟損失高達17億元[32]；2018年4月7—9日江西婺源、浮梁等北部茶葉主產縣遭受春霜凍災害天氣，經評估，僅婺源縣春茶直接經濟損失就達1.23億元[23]；2019年4月27日發生在日照茶區的霜凍害導致露地茶園大面積受凍嚴重，大部分茶企無原料加工。眾所周知：經越冬芽萌發而形成的第一輪春梢，其內含物豐富，所加工的茶葉品質是一年中最優的。能否將霜凍芽葉加工成茶葉產品，可能降低霜凍害經濟損失，進而可探索出一條應對茶園春季霜凍害的減災提效新途徑。

本文在分析茶樹霜凍芽葉特性和目前關于霜凍芽葉加工價值現有認知基礎上，結合茶葉加工基本原理，探討了霜凍芽葉產品研發的思路；同時結合2019年4月課題組將霜凍芽葉加工成白茶和紅茶產品的實踐，介紹了霜凍芽葉產品加工的技術要點及注意事項；此外，探討了霜凍芽葉產品研發可能引發的爭議。旨在拋磚引玉，以能引起大家對這一領域的關注以及探索的興趣。

1 茶樹霜凍芽葉產品研發的依據

1.1 茶樹霜凍芽葉變化的實質及特性

茶園春季霜凍害通常與“倒春寒”相伴發生，這時已萌發的幼嫩芽葉代謝旺盛，體內總含水量和自由水含量顯著提高，細胞汁液濃度降低，原被魚葉、鱗片包裹的芽葉暴露在外，茶芽嫩葉自身的抗凍能力減弱[15]。當霜凍害發生時，茶樹幼嫩芽葉組織內部會結冰而導致細胞膜和原生質體結構不可逆損傷[2]。結冰從芽葉細胞間隙的自由水形成冰晶的核心開始，隨著溫度的繼續下降，冰晶體不斷增大，導致細胞內部的自由水也不斷凝結或外滲，造成細胞原生質嚴重脫水和不可逆凝膠化。同時，細胞也會因冰塊產生的機械壓力而變形，當溫度回升、冰晶融化后雖然細胞壁可得到一定地復原，但是細胞膜和原生質體因吸水膨脹緩慢而被撕裂損傷，從而出現細胞汁外溢（水漬或水燙癥狀）、電導率增大、色澤變化等現象。據觀測：霜凍芽葉會隨凍害程度由低到高依次呈現黃綠、黃、粉紅、紅和紅褐（帶“麻點”）等色澤。在太陽照射和氣溫回升后，霜凍芽葉會因失水和氧化作用而成“焦枯狀”或“赤枯狀”[3]，甚至變黑[4]。

通過以上對茶樹芽葉遭受霜凍害后組織及細胞內部結冰、融冰過程以及生理、生化變化的認知，同時結合細胞學、茶葉生物化學相關理論知識，我們可知：與正常芽葉相比，霜凍芽葉在組織、細胞結構上受到了損傷，并由此引發了一系列的生理、生化變化，并在芽葉色澤上明顯不同于正常芽葉。

1.2 茶葉加工實質及低溫冷凍技術在加工中的應用

眾所周知：茶葉加工是將鮮葉原料加工成可飲用的成品過程。在茶葉品質形成最關鍵的初加工過程中，通過將殺青、揉捻（做形）、悶黃、渥堆、萎凋、做青、發酵、干燥八大基本工序有機組合，構建不同工藝流程加工出我國六大基本茶類。而所有加工過程究其實質是：人們借助能量、外力以及調控外界環境條件（溫、濕、氧、光）促使鮮葉水分散失、物質轉化和組織及細胞結構破壞的過程。

目前，低溫冷凍技術被應用于紅茶加工萎凋工序，并將采用冷凍劑液N或干冰，快速使萎凋葉內部細胞結冰而導致細胞結構充分破損的方法也被稱為“低溫玻璃化法”[40]。已有研究表明[41-44]：在紅茶加工中采用冷凍萎凋不僅可以有效提高細胞破損率（可達85.7%），縮短萎凋、發酵及干燥時間，減少干物質損失，且能明顯提高成品茶外形、湯色和滋味。聶占一等[43]還通過將傳統萎凋和冷凍萎凋相結合的方法，克服了單一冷凍萎凋紅茶香氣低的問題，使紅茶感官品質得到全面提升，并獲得了如下最優化工藝：鮮葉→萎凋（含水量 60%左右）→冷凍（-18℃，1 d 左右）→揉捻（1.5 h 左右）→發酵（1.5 h 左右）→干燥。目前冷凍萎凋處理大部分采用-20℃的低溫，處理時間短的為2 h，長的達1 d[40-42]，以上處理比茶樹芽葉遭受霜凍害的溫度更低，時間更長。

基于目前紅茶加工中低溫冷凍萎凋技術的可行性，對于霜凍芽葉，我們可以這樣認為：它是在茶園中進行了低溫冷凍萎凋處理的芽葉，是將原本應在茶葉加工廠完成的工序提前在茶園中完成。所以，霜凍芽葉完全可以用于研發需要萎凋加工的茶葉產品。

2 茶樹霜凍芽葉產品研發思路

2.1 目前茶樹霜凍芽葉產品研發的局限性

由于我國茶園春季霜凍害發生較重的主要在江北和江南茶區，這兩個茶區春季都加工名優綠茶。由于經霜凍后的芽葉色澤會發生明顯變化，若以此為原料加工綠茶，不能滿足綠茶感官品質的“三綠”（干茶綠、湯色綠、葉底綠）要求，所以，人們普遍認為：霜凍芽葉已失去加工價值[3]；即使將其加工成綠茶，茶葉品質也低[27,45]。這也是導致長期以來霜凍芽葉被棄采的主要原因。為了提高霜凍芽葉加工綠茶的品質，王舒婷等[46]研究了輕度霜凍芽葉加工綠茶的工藝技術，對霜凍芽葉的利用進行了有益的探索，并且優化篩選出“低溫冷凍保鮮+冷凍干燥+真空干燥”工藝技術，所加工的綠茶產品具有“干茶色澤翠綠，湯色淺黃綠明亮，棗香明顯，滋味甜醇，葉底淺黃綠”品質特點，符合綠茶干茶、湯色和葉底“三綠”要求，但在香型和滋味方面卻具有紅茶的品質特征。此外，以上優化工藝只能選用輕度霜凍芽葉為原料進行加工，極大地限制了霜凍芽葉的利用率，同時由于所需設備投入大、運行成本高，也很難在生產實際中廣泛推廣應用。

綜上，無論是對茶樹霜凍芽葉加工價值的認知上還是產品研發思路上，目前人們都被限定在“綠茶”這樣一個思維框架中。由此可見，要合理研發霜凍芽葉產品，首先就要在思想上突破“綠茶”產品的制約，從霜凍芽葉特性出發，分析霜凍害實質與茶葉加工的相關性，從我國六大基本茶類中篩選原料上適宜、工藝上能有效銜接的茶類進行研發；然后再在此基礎上優化工藝，以期獲得最優的霜凍茶產品，充分發揮其應用的經濟價值，盡可能降低春季霜凍造成的經濟損失。

2.2 茶樹霜凍芽葉加工白茶、紅茶的可行性

如前所述，霜凍芽葉可以被認為是在茶園中提前進行了低溫冷凍萎凋處理的芽葉，可以用于研發需要萎凋加工的茶葉產品。在我國六大基本茶類中，以萎凋工序開始的有白茶、紅茶和青茶三類產品。從我國春季霜凍主要發生的茶區主栽茶樹品種、霜凍芽葉嫩度綜合分析，霜凍芽葉適宜加工白茶、紅茶兩類產品，而不太適宜加工青茶。因在遭受霜凍害較重的江北和江南茶區，主栽品種為適制綠茶或紅綠白兼制的中小葉品種，同時發生春霜凍害時的芽葉較嫩（單芽至一芽一、二葉），很少有能達到駐芽成熟度標準的新梢。此外，將霜凍芽葉研發成白茶和紅茶的優勢還表現在以下四個方面：

第一，在工藝上不僅可以與霜凍芽葉前期的低溫萎凋很好地銜接，而且因霜凍芽葉細胞破損率大的特性，還可有效解決常見的紅茶發酵不勻以及白茶不揉捻帶來的滋味清淡問題。

第二，霜凍芽葉色澤與白茶、紅茶的色澤特征不相沖突，具有相容性。傳統新白茶雖然要求外觀茸毫潔白、葉色灰綠，但現在的新工藝白茶因引入堆積氧化和老白茶的自然氧化，其色澤也呈現出不同程度的褐化，月光白的葉片呈現紫黑色。由此可見，白茶對外觀色澤沒有嚴格的要求，可以是五彩繽紛的，如“多彩茶”。所以，白茶這種外觀色澤的包容性為充分利用不同受害程度、色澤多樣化的霜凍芽葉提供了有利條件。而將霜凍芽葉研發成紅茶，則可根據霜凍芽葉受凍色澤紅變的程度，通過合理調整萎凋和揉捻速度，控制發酵程度而加工成湯色紅濃、葉底紅勻的紅茶產品。若霜凍芽葉已完全紅變，則可略去發酵工序，加工成自然霜凍紅茶。

第三，霜凍成品茶內質符合白茶和紅茶品質要求。我們對2019年4月27日加工的日照霜凍芽葉以及人工模擬霜凍害處理鮮葉加工的白茶與紅茶進行感官審評，結果表明：霜凍白茶湯色杏黃明亮，香氣清鮮，滋味鮮醇回甘，生津強；霜凍紅茶湯色紅濃、金圈厚，香氣甜香高，滋味甜、醇厚、回甘。霜凍茶不僅在內質上完全符合白茶和紅茶的要求，而且在滋味的“厚度”和“回甘生津”強度上特征明顯。這與霜凍芽葉為早春原料，其內含成分豐富、酚氨比值低和游離氨基酸含量高等有關，同時還與遭遇霜凍低溫天氣，茶樹應激啟動系列生理生化反應，促進芽葉細胞液濃度提高，細胞器結構損傷加速內含物質水解轉化及多酚酶促氧化等有關。

第四，不需要購置特殊的加工設備。可以充分利用綠茶加工原有的攤晾、智能貯青設備以及揉捻、干燥設備完成白茶、紅茶的加工。

綜上可見，將霜凍芽葉研發成白茶、紅茶，在原料適合度（茶樹品種、嫩度）、工藝銜接性及品質符合度等方面均較綠茶合理。

3 茶樹霜凍芽葉加工實踐

下面以筆者研究團隊采摘山東日照茶區2019年4月27日的霜凍芽葉以及在近兩年人工模擬霜凍害處理鮮葉加工白茶、紅茶的實踐，簡要介紹霜凍芽葉的采摘、加工技術要點及注意事項。

3.1 霜凍芽葉的采摘

雖然春季霜凍使茶樹芽葉受損程度較重，但與春季雪凍和低溫陰雨冷害的天氣相比，可為霜凍芽葉采摘提供較為有利的天氣條件：第一，霜凍芽葉無雪覆蓋，便于采摘；第二，霜凍主要發生在晚間，白天一般為晴天，氣溫回升快，茶農不會因氣溫過低或下雨而不愿或不便到茶園采摘霜凍芽葉。

在霜凍芽葉采摘時需要掌握以下三點：（1）盡早盡快采摘；（2）分色采摘。即將不同受凍程度的霜凍芽葉依據色澤（綠、黃、紅、褐）進行分類采摘，以利加工；（3）注重清潔衛生。在霜凍芽葉采摘、運輸過程當中，要做到洗手后再采茶，并采用清潔衛生的盛放容器和運輸工具，盡量避免有害微生物的污染。

3.2 茶樹霜凍芽葉加工技術要點

相較于正常芽葉，對于霜凍芽葉的加工除了需要考慮品種、嫩度等因素對加工的影響外，還需要重點考慮霜凍芽葉受害程度對加工茶類、工藝流程以及技術參數的影響，切實做到“看茶做茶”。下面重點介紹霜凍芽葉加工技術的兩個要點：

第一，合理確定加工茶類。依前所述，霜凍芽葉適宜加工成白茶和紅茶產品。在生產實際中，對于具體一批霜凍芽葉究竟應該加工成白茶還是紅茶，針對霜凍芽葉的特性，我們認為：可依據霜凍芽葉色澤的類型和勻度進行如下選擇判定：（1）如果霜凍芽葉受凍程度輕（色澤略黃）且色澤勻度高，則加工白茶或紅茶均可，加工茶類可依據消費市場需求和經濟效益等因素確定；（2）如果霜凍芽葉的色澤混雜，又無法進行分選的話，宜加工成白茶；（3）如果霜凍芽葉受凍程度重，色澤紅或褐，宜加工成紅茶。

第二，優化加工工藝與技術參數。（1）對于受凍程度輕且勻的霜凍芽葉加工白茶或紅茶時，只需適當調快萎凋（白茶、紅茶）速度、縮短發酵（紅茶）時長即可。（2）受凍程度不同、色澤混雜的霜凍葉加工白茶時，宜以受凍最重的芽葉色澤為依據，確定白茶萎凋速度。霜凍芽葉受凍越嚴重，萎凋速度越快。白茶萎凋無論采用攤晾架、萎凋槽還是智能貯青設備攤葉，都需要利用鼓風設備加快萎凋速度，特別是萎凋前期要加大鼓風量，盡快消除霜凍芽葉因組織細胞結構受損而出現的水漬狀。（3）采用受凍嚴重且色澤已紅變或褐化的霜凍芽葉加工紅茶時，在工藝上不能完全遵循原有的工藝流程，而宜借鑒小種紅茶加工中“過紅鍋”的方法利用高溫及時終止酶活性，同時促使紅變的霜凍芽葉在高溫下失去部分水分有利揉捻做形，即宜采用“過紅鍋→揉捻→干燥”的方式進行加工，研發成一款不同于傳統紅茶的自然霜凍紅茶產品。

4 霜凍芽葉茶產品研發可能引發的爭議

茶樹春季霜凍芽葉作為一種非正常原料用于加工白茶與紅茶產品，雖然前面已述其理論、實踐的可行性以及工藝上的合理性，但仍有可能引發相關的爭議。在此，選擇兩個關注度高的問題進行闡述，供參考。

第一，將霜凍芽葉加工成產品的安全性問題。對于霜凍芽葉，絕大多數人們的第一反應是那是“壞了”的葉子，怎么可以用來加工呢？眾所周知：我們在日常生活中所說的食品“壞了”是指該食品中含有或滋生了有害微生物，產生了毒素，從而影響到人體健康，導致食品失去了食用價值。如前文所述，霜凍芽葉究其實質是在茶園中提前進行了低溫冷凍萎凋處理的芽葉，使原來在茶樹上細胞結構“完好”的芽葉變成了有一定膜損傷和原生質結構“壞了”的狀態 ，由此帶來的不是霜凍芽葉加工價值的喪失，而是由于細胞膜受損導致汁液外滲，有可能增加有害微生物滋生的風險問題。由于霜凍害發生的后續天氣一般不伴隨陰雨，而是空氣濕度較低的晴天。只要受凍芽葉盡早采下，及時、盡快加工，同時注意采摘、運輸和加工過程中清潔衛生，霜凍芽葉的安全質量是完全可控的。今后可以制定并出臺霜凍芽葉相關生產技術規程與產品標準等，使之生產規范化和產品質量標準化。

第二，霜凍芽葉茶產品研發的必要性問題。大家都注意到：每當出現災害性天氣，農作物生長受到影響而導致減產，但農產品價格同期也會出現上漲。若從全國范圍內考慮，減產未必減收，而且還可能會給未受災地區帶來增收。所以可能有人會認為：霜凍芽葉產品研發實無必要，特別是我國目前茶葉產能過剩的形勢下。但我們應該看到：對于受災地區而言，若茶園霜凍芽葉棄采無疑會導致該茶區春茶的減產甚至絕產，由此帶來重大經濟損失。據報道：春季霜凍害導致浙江[32]、江西[23]、廣東[27]等茶園直接經濟損失高達億元以上。此外，春季霜凍芽葉是一年中的頭輪茶，其內質優、安全性能高，將其配套合理的工藝技術加工成白茶或紅茶產品，同樣可以加工出優質茶。可見，霜凍芽葉產品的研發生產是非常必要的。