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2024年茶葉加工理論與技術研究進展

2025-03-08 00:00:00陳圓安會敏陳宏宇等
中國茶葉 2025年1期
關鍵詞:發展趨勢

關鍵詞:茶葉;加工理論;加工技術;瓶頸與挑戰;發展趨勢

中圖分類號:TS272.4 文獻標識碼:A 文章編號:1000-3150 (2025) 01-01-20

茶葉加工技術深刻影響著茶葉品質與市場價值。2024年,茶葉加工技術領域的科研人員在傳統工藝的基礎上持續探索創新,以滿足消費者日益多元且嚴苛的需求,應對全球茶葉市場的激烈競爭。茶葉加工理論與技術的進一步發展不僅為茶葉品質的提升開辟了新路徑,也為茶產業的高效能、高質量發展注入新活力。

本文綜述了2024年我國六大茶類及再加工茶花茶加工理論與技術的最新研究進展,綜合分析了當前我國茶葉加工技術發展面臨的挑戰,并結合時代發展趨勢預測了茶葉加工技術的未來發展方向,旨在為茶葉加工技術的后續研究提供有益參考。

1茶樹品種選育與適制性研究進展

茶樹品種選育與適制性研究是茶葉加工技術與產品創新的基礎。2024年,炎秀[1]、襄茶1號[2]、湘茶研3號[3]、中茶503[4]、福茗2號[5]等一批優質茶樹新品種的選育為茶產品創新奠定了基礎。同時,為進一步提高茶樹綜合開發和利用效率,科研工作者對茶樹品種適制性進行了系統研究,并明確了一些茶樹品種的多茶類適制性特征,如保靖黃金茶7號和保靖黃金茶10號不僅適制綠茶,而且適制紅茶[6];紫化茶樹品種(紫娟、麗紫1號、麗紫2號)適制綠茶、紅茶、白茶[7];高香茶樹品種一路香與葉來香適制綠茶、烏龍茶、紅茶和白茶[8];凌云5號則適制綠茶、紅茶和六堡茶[9]。

2不同茶類加工理論與技術研究進展

隨著茶葉檢測與分析技術的進步,2024年,各茶類品質特征及其形成機理的研究進一步深入,各茶類加工技術和加工設備持續創新。

2.1綠茶加工理論與技術研究進展

綠茶是我國生產的主要茶類,也是我國消費量最高的茶類。2024年我國綠茶加工技術的發展主要體現在工藝提升與設備創新等方面。

2.1.1綠茶加工關鍵技術參數進一步明確

綠茶品質與鮮葉原料的采摘季節、采摘嫩度有關[10-11]。不同季節茶鮮葉次生代謝物含量和成品茶的內含成分含量往往存在較大差異,其加工技術也會相應調整。

攤放是綠茶加工的重要工序之一,攤放過程中的鮮葉含水量、攤放厚度、攤放環境、攤放時間等是影響鮮葉內含成分含量和攤放速率的關鍵因素[12]。Yang等[13]發現在17~21℃的攤放溫度下,攤放6h的鮮葉所制蒸青綠茶品質較好;都勻毛尖和湄潭翠芽在21~25℃的攤放溫度下,較適攤放時間為4h[14-15];Qin等[16]認為在25℃的環境溫度下將鮮葉攤放至含水量為62%時制成的蒸青綠茶品質較優;唐海燕等[17]則發現將夏暑茶鮮葉在28℃左右的環境溫度下攤放1.5h左右,含水量降低15%,所制綠茶品質較優。進一步研究發現,在攤放過程中引入黃光、LED光源等有利于提高鮮葉攤放質量[18-19]。以上研究結果說明,攤放環境溫度的適度升高在一定程度上提高了鮮葉攤放效率,且各技術因子對茶葉品質的影響是相互協同的,根據茶鮮葉質量和產品需求調整攤放技術有利于塑造綠茶風味特征。

殺青在綠茶品質形成中扮演重要角色。高溫蒸汽殺青用時短、對細胞的破壞較少,加工的綠茶色澤翠綠、香氣清新、滋味甜醇[20-21]。而復揉[22]、變頻揉捻[23]等揉捻方式的進一步優化有利于綠茶香氣和滋味品質的提升。

干燥技術影響綠茶品質,低溫干燥有利于綠茶中芳樟醇、香葉醇、β-離子酮等花香標志化合物和茶多酚、兒茶素等滋味成分的保持,進而對綠茶品質的提升具有重要意義[24-25];而真空冷凍微波干燥技術由于具有更低的溫度優勢在綠茶保色、保香方面發揮著積極作用[26]。

2.1.2綠茶保鮮技術研究與創新

綠茶耐貯性差,隨著貯藏時間的延長,綠茶整體風味質量下降[27-28]。因此,綠茶貯藏保鮮保質一直是行業亟需解決的熱點問題。高雨婷等[29]研發并優化了聚谷氨酸綠茶保鮮技術,奠定了生物保鮮劑在茶葉保鮮中的應用基礎;同時,高阻氧高阻濕的茶葉專用復合保鮮袋的研制和常溫協同脫氧控濕保鮮技術[30]的集成,為綠茶貯藏保鮮保質技術的開發提供了新路徑。

2.1.3特征風味綠茶定向加工技術多元化發展

隨著滇青綠茶[31]、信陽毛尖[32]、紫陽綠茶[33]、六安瓜片[34]等特種名優綠茶關鍵風味成分的不斷破譯,綠茶風味特征及特征風味綠茶定向加工技術也越來越受關注。

花香型綠茶因其迷人的“花香”備受青睞,除特殊茶樹品種[35]外,低溫攤放、低溫烘焙[34]、引入做青技術[36]、優化殺青條件[37]等措施均能在一定程度上促進綠茶“花香”香氣的呈現。

高香型綠茶加工方式實現新突破。膨化處理技術通過美拉德反應產物(如吡嗪、吡咯、呋喃及其衍生物)含量的增加,提高了綠茶足火香的呈現,為定向生產高香型、足火香型綠茶提供了新的加工方式[38]。

特定造型綠茶加工技術進一步優化。做形工序在塑造和提高顆粒形綠茶品質方面發揮關鍵作用[39],適度炒制做形有利于綠茶外形圓緊、色澤綠潤特征的形成[40];直條形綠茶的加工技術進一步優化,工藝參數為攤青8h、干燥溫度65℃、干燥3h[41];扁形綠茶190℃殺青5~9min后以150℃烘焙30min,其抗氧化活性更強[42]。

夏秋綠茶提質技術進一步發展。研究發現,引入烏龍茶曬青技術加工夏秋綠茶能夠在一定程度上改善其茶湯澀味[43];利用恒溫遠紅外提香技術可以改善夏秋綠茶香氣和滋味品質的缺陷[44];探索超臨界二氧化碳萃取技術選擇性分離夏秋茶中苦澀味物質,可提升夏秋綠茶品質[45]。另外,綠茶的用量和沖泡時間對茶湯中化合物的數量有顯著影響[46-47],結合茶包浸泡和再賦香技術可以進一步提高夏季茶原料的利用和中低等級綠茶的感官品質[48]。值得一提的是,外源酶作為食品工業生產中常用的改善劑,已被廣泛應用于改善食品風味品質。最近的研究發現,茶湯中添加纖維素酶-單寧酶,可能通過產生呈甜味、甜香的物質來改善夏季綠茶茶湯苦澀味[49],為夏秋茶品質提升提供新思路。

此外,手工綠茶雖然生產效率較低,但富含抗氧化劑和酚類物質,也被越來越多的科研工作者關注,提倡茶葉生產商根據實際情況生產部分手工綠茶,為該地區的經濟作出貢獻[50]。

2.1.4綠茶品質形成機理進一步解析

隨著轉錄組學和代謝組學技術的發展,綠茶品質形成機理被進一步解析。轉錄組學分析結果表明,茶樹中與激素信號傳導和類黃酮生物合成相關的途徑可能在茶葉攤放過程中起關鍵作用[15],且攤放和搖青工藝增強了茶葉中(Z)-3-己烯醇相關基因(CsCXE3和CsCXE6)的表達,從而提高了己烯醇化合物的含量,影響綠茶“清香”香氣的呈現[51]。殺青過程不飽和脂肪酸、亞油酸、苯丙素和類黃酮代謝途徑是影響綠茶香氣、滋味和色澤形成的關鍵途徑[52-53]。

另外,綠茶“嫩香”品質的表達與苯丙氨酸氨化酶、過氧化物酶、莽草酸-O-羥基肉桂酰轉移酶等大多數參與VPBs途徑的酶相關[54],而脂質的降解和糖苷的水解則是“鮮香”綠茶香氣形成的主要途徑,通過影響綠茶中芳樟醇、戊醛、1-辛烯-3-醇等關鍵香氣成分的表達進而影響綠茶“鮮香”香氣的綜合呈現[55]。

2.1.5綠茶加工裝備持續創新

綠茶加工關鍵工序裝備進一步創新。鮮葉采摘是綠茶加工的第一步,Zhang等[56]基于分割算法和顏色特征,構建了優質綠茶嫩葉鑒定及機械感知方法,為開發智能嫩葉拔葉機器人奠定了基礎。萎凋裝置[57-58]在綠茶攤放過程中的應用能夠有效提高鮮葉內含物質的轉化效率。新型隧道式高效殺青機采用蒸汽殺青技術,提高殺青速率,最大程度地保留茶葉中的營養成分和原有風味[59];自動送料殺青生產線則進一步簡化了加工步驟[60-63]。

新型揉捻機能根據加工需要對茶葉進行不同程度的揉捻加工,并且可以在加工的同時對茶葉進行有效的除雜,節約了勞動時間[64-65]。多功能綠茶揉捻工藝智能優化系統的研發,實現了對綠茶揉捻盤類型的智慧推薦與揉捻工藝方案的智能制定,為茶企實現數字化轉型提供了新方向[66]。而多功能干燥設備的創新為綠茶智能控溫控濕[67-68],增香保鮮[69]提供支持。另外還對綠茶原料篩分設備[70-73]進行創新,以便對加工中的綠茶進行分級、除雜。

綠茶加工生產線向連續化、自動化發展。隨著高光譜成像技術、計算機視覺技術、機器學習技術等在茶葉生產中的快速應用,茶葉加工過程中水分、內含成分、色澤等指標的預測和監測模型得以構建,綠茶產地或產區識別技術得以進一步發展[74-79],為綠茶加工、質量控制、品質監督提供了有效方法[80-83]。進一步將新方法應用到綠茶加工過程中能夠顯著改善茶葉品質和提高生產效率。馬國良[84]運用數字孿生技術,設計并構建了綠茶加工產線數字孿生系統,實現了生產線設備運動仿真和綠茶加工過程仿真。科研人員基于可編程邏輯控制器控制技術,研制了大型連續綠茶加工自動化生產線,實現對茶葉初制、精制過程的溫濕度等參數的精確控制[85-86]。而杭州市富陽區扁形綠茶全自動機制流水線[87]、桐城小花茶數字化生產線[88]、十八洞黃金茶綠茶數字化柔性生產線的研發與應用[89],則進一步推動綠茶加工從經驗導向向數據驅動轉變,為數字化環境下的茶機技術集成、工藝持續優化提供新思路。

2.2紅茶加工理論與技術研究進展

紅茶具有紅湯紅葉、香味甜醇等品質特征,約占全球總消費量的75%。2024年紅茶加工技術的發展主要體現在加工工藝、品質檢測技術、設備創新等方面。

2.2.1鮮葉質量影響紅茶品質

Long等[90]發現金黃色氧化型腺毛對紅茶茶湯亮度和色調有顯著貢獻,通過調節茶樹表皮毛的比例或篩選表皮毛豐富或缺乏的品種可以有效調節紅茶的湯色。收獲季節也對紅茶品質有較大影響,相較于夏季鮮葉,春季鮮葉中有較豐富的香氣前體物質、鮮味物質和呈色物質,賦予春季紅茶更優的品質[91]。Chen等[92]發現相比于幼齡茶樹,老齡茶樹鮮葉制成的紅茶滋味更豐富,且具有更強的花香和甜香。

2.2.2紅茶加工工藝改進與融合

萎凋方式影響紅茶品質[93],張湘琳等[94]認為45℃熱風萎凋工藝制作的紅茶綜合感官品質更好;楊杰等[95]研究表明,萎凋葉含水量為62%有利于南川大樹茶紅茶品質的形成;沈躍鋮等[96]提出的基于譜圖特征融合的萎凋含水率檢測方法為紅茶萎凋環節的精準控制提供了更為智能科學的思路。

揉捻不僅可以塑造茶葉外形,更能破壞葉細胞組織,促進酶促氧化作用,使茶葉內含物質發生轉化和聚合,進而影響香氣成分的形成與積累[97]。Yang等[98]研究表明揉捻時間80~100min有利于紅茶特征香氣成分的積累。

發酵是紅茶品質特征形成的關鍵工序之一,不同類型的紅茶最佳發酵時間不同,大葉紅茶最佳發酵時間為5h[99-100],而工夫紅茶為4h[101]。發酵過程的創新性處理手段對紅茶品質的優化升級起著不可或缺的作用。發酵過程中加入復揉處理能降低澀味,提高湯色的紅亮度[102];變溫發酵則能使紅茶香氣物質種類和含量更豐富[103]。

干燥在成品紅茶香氣的形成中起著關鍵作用,研究表明干燥工序能增強紅茶的花香、果香和甜香成分[104]。進一步探究干燥參數對紅茶品質的影響,發現100~110℃的干燥溫度有助于生產風味更理想、抗氧化和降血糖能力更高的紅茶[105]。

2.2.3紅茶品質特征研究及定向加工技術進一步發展

不同的茶樹品種[106-110]結合各自適宜的工藝,可以塑造風味獨特的紅茶[110-115]。研究者對不同類型的紅茶風味形成機制開展了深入研究,明確了江華苦茶樹種所制紅茶的關鍵香氣成分[116],揭示了祁門工夫紅茶的呈色物質[117],探究了正山小種松煙香形成的物質基礎[118]。

為進一步豐富紅茶風味類型,紅茶定向加工技術被重點關注。結果發現,揉捻與厭氧處理多次交替技術能夠有效提升γ-氨基丁酸紅茶品質[119];加工花香型紅茶的最優加工工藝為萎凋時間12h、發酵時間2h、足火溫度80℃[120];而搖青工藝的引入則加速了紅茶的酶促氧化、酶促降解和谷氨酸的脫羧等化學反應,使紅茶的花香成分增加[121-122]、湯色亮度提高[123]、滋味更加醇厚[124]。另外,微生物會顯著影響紅茶成分變化,并通過茶葉加工過程中的代謝過程和酶分泌促進紅茶品質的形成[125-127],微生物干預技術為紅茶品質的提高提供了新思路;Song等[128]對具有單個Eurotium cristatum菌株的散葉紅茶進行了固態發酵,得到口感醇厚、菌花香濃郁的紅茶。

2.2.4紅茶質量監測、評價和監管技術提升

隨著高光譜成像技術、質譜技術、電子鼻技術的發展,紅茶發酵程度通過在線測量揮發性成分實現有效判別[129-130],并進一步結合計算機學習技術構建了有效預測紅茶發酵質量的評價模型[131],為紅茶加工智能化發展提供了理論數據。

基于計算機視覺結合圖像處理和深度學習[132-133]的新方法有利于準確、高效地評價紅茶外觀品質。Wang等[134]采用氣相色譜、電子鼻、電子舌和電子眼相結合的方法對工夫紅茶的香氣、滋味、湯色等綜合品質進行評價;Liang等[135]集成計算機視覺和近紅外光譜技術對紅茶的外觀和滋味進行了有效的判別。

紅茶質量安全影響紅茶消費。著色劑摻假是紅茶安全控制中普遍存在的問題,表面增強拉曼光譜技術[136]、離子遷移譜技術與機器學習技術[137]、紫外-可見光吸收光譜技術[138]等的應用使得紅茶合成著色劑的檢測更快速、精準、高效;同時借助紫外-可見光譜法[139]、非靶向代謝組學技術[140]、比色傳感器陣列等技術[141]與機器學習算法結合構建的溯源模型[142]可以有效追溯紅茶產地來源,為保障消費者權益及完善市場監管提供了有力的技術支撐。

2.2.5紅茶加工設備不斷創新

隨著科學技術的不斷發展,越來越多的智能化監測和控制儀器被開發并逐漸投入到紅茶的高質量和標準化生產加工中。黃曉東等[143]開發了一種可以同時處理不同類型或批次的茶葉萎凋槽,便于進行大規模的紅茶生產。吳海青[144]發明了一種紅茶加工用高效揉捻裝置,使得每批茶葉揉捻時的力度基本一致。Hoque等[145]確定了連續發酵機的最佳發酵條件為溫度25℃,發酵葉厚度為11.937cm,發酵時間為65.629min時,機器發酵紅茶品質較穩定。發酵機翻轉裝置[146]、發酵盒[147]等設備能使發酵更均勻,提升發酵效果。新型烘干裝置[148]可以在茶葉烘干時被轉動的翻料板翻炒,提高烘干的均勻性。金循等[149]開發了一種紅茶智能化加工生產線,有效提高了制茶效率。此外,還有均勻攤涼裝置[150]、殺菌設備[151]、切茶篩分裝置[152]等新設備均用于紅茶的生產加工中。

2.3白茶加工理論與技術研究進展

白茶加工工藝包括萎凋和干燥,加工工藝看似簡約卻蘊含精妙內涵,簡約的工藝造就了白茶獨特的品質特征。

2.3.1白茶加工關鍵技術參數進一步明確

鮮葉品種[153-163]、產地[164-165]、采摘季節[166-167]、成熟度[168]都會影響茶鮮葉內含成分,構成了白茶品質特征多樣性的基礎,而加工工藝是塑造白茶優良品質的核心環節。

萎凋是白茶品質形成的關鍵環節,日光萎凋有助于花香的形成[169],萎凋罐萎凋則增強了白茶清香[170]。此外,白茶常見的萎凋方式還有室內自然萎凋,加溫萎凋和復式萎凋,不同萎凋方式的最佳萎凋時間不同,有研究表明自然萎凋的最佳時間為60h,加溫萎凋最佳時間為36h,復式萎凋最佳時間為60~70h[171-173]。另外,張艷梅等[174]發現采用黃光處理能使白茶品質明顯提高,進一步研究表明黃光強度為5000lx時白茶品質最佳[175]。堆積是萎凋工藝的延續與補充[176],最新研究表明堆積厚度為15cm時白茶綜合風味品質最佳[177]。

干燥是白茶加工的最后一步,60℃的干燥溫度可以適當降低黃酮糖苷的含量,減輕茶湯中的苦澀味[178]。另外,不同成型技術賦予白茶獨特的外觀,還可以改善其風味[179-180]。

2.3.2白茶定向加工技術多樣化發展

茶類加工工藝的融合使白茶風味更多樣化。孔亞帥等[181]研究表明在萎凋階段適時輕度揉捻對白茶品質有一定提升。Zhu等[182]發現陳年白茶經發花處理后不僅能恢復白茶鮮味,還可以增加其陳年風味。羅金龍等[183]發現經冠突散囊菌發酵的白茶苦澀味物質含量減少,形成類似陳年白茶的陳香、棗香和甜香。此外,Gao等[184]研究發現高溫滅菌爐下125℃處理30min能高效增強白茶中的新型功能成分EPSFs,這一發現為白茶的深加工和品質提升提供了新的技術路徑。

2.3.3白茶陳化與品質評價技術提升

白茶具有較強的貯藏性,陳化過程中香氣和滋味成分都會發生一系列轉變[185-187],微生物種群在這一過程中發揮了重要作用[188]。Tian等[189]結合可見光-近紅外高光譜成像技術,將外形、滋味和香氣數據整合到一個模型中,實現了對白茶年份的無損鑒定。Wu等[190]建立了一種基于比色指示劑置換分析(IDA)傳感器的新方法,能夠對白茶進行產地和類型的準確區分,為白茶的產地溯源以及品種分類工作提供了強有力的技術支撐。代謝組學技術被有效地用于茶葉精確分級[191],為白茶的分級和質量控制提供了科學依據。

2.3.4白茶加工裝備持續更新

傳統的白茶加工環境溫濕度難以控制,茶葉品質穩定性低,通過引入凈化設備和精確控制儀器構建清潔化復式萎凋技術可以大幅提高白茶加工環境潔凈度,并實現精確控制溫濕度,提高白茶生產效率[192];而紅光萎凋裝置[193]和萎凋槽[193]的應用,為白茶萎凋技術的升級進一步奠定了基礎。在此基礎上,沈朝增[195]研制了一套全自動白茶加工流水線設備,實現了白茶的自動化萎凋,同時能夠調節萎凋溫度及濕度,更加省時省力,進一步提高了白茶的加工效率。

2.4黑茶加工理論與技術研究進展

黑茶屬于典型的后發酵茶,因其別具一格的風味特征和諸多健康功效[196-197]備受消費者青睞。近年來,黑茶發酵、陳化與微生物調控上的創新,有效提升了品質和生產效率。

2.4.1黑茶加工關鍵工藝進一步發展

渥堆發酵是黑茶加工中的核心工藝[198-199],在傳承傳統渥堆工藝的同時,冷水渥堆[200-201]、罐式發酵[202-203]等新技術也被廣泛應用于生產中。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化組合,顯著提升了黑茶的品質。孟鐵宏等[204]通過響應面試驗得出黔南黑茶的最佳渥堆參數為茶葉含水率63%、相對濕度89%、溫度41℃、時間25h;李玉川等[205]通過正交優化試驗得出鄂茶10號低氟青磚茶的最佳渥堆工藝為茶坯含水量40%,發酵環境濕度70%,發酵環境溫度45℃;王輝等[206]研究表明,渥堆9~12h有利于獲得較佳風味品質的黟縣黑茶。

此外,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[207-215],微生物外源接種技術在黑茶生產中展現出可觀的應用潛力。其中,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[216-217],還能顯著縮短發酵周期[218]。人工接種雜色曲霉發酵的曬青毛茶湯色紅濃明亮、香氣純正、滋味醇厚[219]。進一步研究發現,同一菌株于相異發酵模式下,對茶葉風味的塑造呈現出不同的表現形式,如經紫色紅曲霉固體發酵的普洱茶花香更濃郁,而液體發酵的普洱茶則具有更濃郁的陳香[220]。此外,將黑茶與糯米香葉在合適配比下發酵形成的復合型茯茶,豐富了茯茶品類,優化了茯茶茶湯的風味與口感[221]。

2.4.2黑茶年份預測技術實現新突破

黑茶在陳化過程中風味物質會發生轉變,其營養價值和保健作用也發生了相應的變化[222-224]。為確保黑茶市場的有序發展,科研人員開發了一系列不同類型黑茶的年份鑒別方法。Tan等[225]利用激發-發射矩陣熒光光譜與卷積神經網絡相結合建立多任務模型,實現對黑茶品牌和年份的同步識別;Chen等[226]基于沱茶的275種揮發性化合物構建的隨機森林模型在預測沱茶的年份方面表現出較高的準確性;Zhang等[227]結合電子鼻、電子舌和傅里葉變換紅外光譜的AI多模態融合方法來辨別六堡茶的年份;Li等[228]結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測(MRMHR)定量方法,突出了靶向標記在食品質量評價中的潛在應用。

2.4.3黑茶加工裝備持續更新

隨著科學技術的進步和茶產業的發展,Hu等[229]結合電子鼻和光譜技術開發了一種發酵過程可視化技術,能夠靈敏地檢測發酵后的品質成分,為茶葉加工在線檢測的工業化大規模應用奠定了基礎。黑茶高效發酵裝置的進一步創新,不但提高了黑茶發酵的均勻性,而且降低了操作人員的勞動強度[230-231]。另外,針對復方黑金茶的發酵生產,從原料選擇、殺菌方式、菌種配比、發酵控制等方面系統研發了一種復方黑金茶發酵生產的方法,提高了黑金茶的品質穩定性和多樣性,為傳統黑茶產業轉型升級提供了新思路[232]。

2.5烏龍茶加工理論與技術研究進展

烏龍茶,又叫青茶,主產于福建、廣東、臺灣等地,經萎凋、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。

2.5.1烏龍茶加工工藝的創新

豐富的品種資源是烏龍茶風味輪廓多樣的基礎,了解各品種的特征特性有助于精確優化加工工藝[233-240],最大限度地發揮每個品種的優勢。烏龍茶的品質與收獲季節緊密相關,主要源于代謝物在不同的氣候條件下呈現出的獨特積累模式,研究表明三萜皂苷可以作為確定烏龍茶采收季節的標志性代謝物[241]。

萎凋和做青是影響烏龍茶品質的重要加工工序[242-243]。丁鳳嬌等[244]研究發現相比于室內自然萎凋,室外日光萎凋的美人茶揮發性成分含量更高,香型更豐富。李陽等[245]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。做青是最為復雜和繁瑣的工藝,做青環境溫度為24℃更有利于肉桂做青品質的形成[246]。做青不足或過度會顯著影響烏龍茶的質量,Zheng等[247]結合近紅外光譜和圖像處理技術構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的形成。揉捻方式會影響烏龍茶的呈香特征,任衛威等[248]發現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烏龍茶的香氣特征[249],并能通過美拉德反應產生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[250],因此應根據茶葉的不同季節、不同品種和不同品質選擇最為合適的烘焙技術[251]。

創新融合工藝也為烏龍茶品質的提升開辟了新路徑。在烏龍茶傳統搖青工藝的基礎上,引入發酵工藝,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[252],提高烏龍茶中的γ-氨基丁酸含量[253]。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[254]。

2.5.2烏龍茶沖泡技術科學化發展

水質會影響烏龍茶茶湯成分的濃度和風味特征的呈現,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[255],沖泡時間、溫度和茶水比是泡茶的關鍵因素,任姝帆等[256]認為濃香型龍泉金觀音烏龍茶最佳沖泡參數為溫度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;而趙文凈等[257]研究表明沖泡時間2min、茶水比5∶130、沖泡溫度95℃的條件下,清香型鐵觀音的感官品質最佳。以上研究表明,為了獲得良好的感官品質,需根據茶葉品類特點合理調整沖泡參數。

2.5.3烏龍茶加工裝備連續化、自動化發展

隨著烏龍茶加工關鍵技術參數的持續研究和物聯網技術的不斷發展,烏龍茶連續做青設備[258]、連續式自動化生產線[259]等被研發并應用。其中,烏龍茶做青實時參數采集裝置能便捷、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[260],為烏龍茶做青工藝的精準把控提供堅實的數據基礎。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[261];氣體傳感器檢測系統可以有效區分烏龍茶氧化過程的不同階段[262]。這些技術的發展推動了烏龍茶產業向現代化、科學化、智能化方向邁進。

2.6黃茶加工理論與技術研究進展

黃茶,屬于輕發酵茶,是我國傳統六大茶類之一。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,濕熱環境和酶的共同作用,導致茶葉內含成分發生變化,高沸點的香氣物質含量增加,使香氣成分更加豐富,使黃茶香氣更具特色[263]。

2.6.1黃茶加工工藝探索與創新

目前,傳統黃茶加工以高溫高濕的“悶黃”或“悶堆”技術為主,生產效率較低。為了加速黃茶的“黃變”過程,進一步提升黃茶品質,研究者們對黃變工藝進行了一系列探索。陳新穎等[264]對黃茶揉捻葉進行日曬處理后再濕坯悶黃,發現日曬處理可以有效縮短濕坯悶黃的時長;王梓涵[265]通過提高悶黃工藝的悶黃溫度,縮短了悶黃時間;Cao等[266]通過短期循環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;Li等[267]在黃茶傳統工藝的基礎上,采用自主研發的新型悶黃設備進行“三悶黃三干燥”,在提升品質的同時保證了黃茶產品的穩定性。牟春林等[268]則通過“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,為優化大葉黃茶的加工提供了依據[269]。此外,研究者們還發現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[270],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[271],為黃茶加工原料的選擇和質量的提升提供了理論基礎。

2.6.2黃茶加工裝備進一步發展

為進一步提升黃茶悶黃工藝的機械化水平,李子平等[272]發明了一種可視化悶黃裝置,可以根據茶葉量及時調節悶黃參數,提高了悶黃質量;范方媛等[273]發明了一種基于多物理場耦合的悶黃設備,根據悶黃筒體內在制葉狀態適時翻轉葉堆,并調整內部環境溫度場、濕度場、風場均勻性,實現品質與能耗雙重優化;楊波等[274]發明的黃茶加工專用悶黃裝備,具備連續化加工和溫濕度精準控制功能;葛炳鋼等[275]建立了針對黃茶悶黃程度的輕量級卷積神經網絡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展奠定了理論基礎。

黃茶干燥程度對黃茶品質穩定具有重要意義,Huang等[276]開發出新型傳感器陣列,借助代謝組學技術以及機器算法,實現了對大葉黃茶烘焙程度的精準識別;Li等[277]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。

創新的技術和設備推動了黃茶加工科學化、精準化發展,最大程度地發揮悶黃和烘焙工序對黃茶品質的提升作用。

2.7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。

2.7.1花茶窨制工藝優化與創新

茶坯與鮮花的品質是影響花茶香氣和滋味品質形成的基礎。Zhang等[278]探究了單瓣筆尖茉莉與雙瓣茉莉所窨制茉莉綠茶的香氣差異,結果表明,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帶有甜香,為創新茉莉花茶產品的開發引入了新的視角。

窨制是影響花茶品質的關鍵工序,黃怡雯等[279]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,結果表明控溫拼和窨制的茉莉綠片香氣品質優于隔離窨制;而Zhang等[280]對比隔離窨制和傳統窨制的桂花龍井香氣差異,結果表明隔離窨制桂花龍井的花香、清香、嫩香均優于傳統窨制。這說明不同種類花茶的最佳窨制方式不同。

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,Dai等[281]從香氣品質的角度認為50%配花量,8~12h的窨制時間是生產高質量桂花紅茶的最佳窨制參數;Wang等[282]則認為6~12h是窨制桂花綠茶的最佳窨制時間;An等[283]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約了生產成本;Chen等[284]從滋味品質的角度得出10h左右是茉莉綠碎茶的最佳隔離窨制時間。以上研究結果表明,花茶加工技術可依照實際生產需求進行調整和優化,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業的高質量發展。

2.7.2茶葉賦香技術多元化發展

傳統花茶是用鮮花與茶葉拌和窨制,受鮮花生產季節限制,且成本較高,為此研究者們探索了一些新型的賦香方式。Meng等[285]發現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物具有產量高和成本低等優點。孟鑫等[286]比較了鮮花賦香、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合賦香對玫瑰紅茶品質的影響,發現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。

2.7.3花茶加工設備不斷創新

為推動花茶高質量、標準化生產,越來越多的智能化監測和控制儀器被開發并逐漸投入到花茶的加工中。董春旺等[287]開發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;楊晟旻等[288]開發了一種0~5℃低溫封閉式冷藏窨花技術,相較于傳統工藝,其成本更低,窨制的花茶品質更高;葉秋萍等[289]開發了一種實現“熱—冷”氣流和“干—濕”氣流交替的封閉式循環的花茶干燥方法,提高了花茶的香氣品質;同時,一些新的窨制機[290-292]、除雜機[293]、烘干機[294]等設備提高了花茶的質量和生產效率。

3當前茶葉加工技術發展的瓶頸與挑戰

3.1實現機械化、數智茶葉生產任重道遠

當前,我國茶園整體機械化水平還比較低,據農業農村部農業機械化總站統計,我國茶園生產綜合機械化率約為30%,茶園管理及茶葉加工仍大量依賴人工操作[295]。近年來,茶葉采摘技術雖已取得較大進步,研發了智能采茶機器人[296]、多功能采茶機[297]等新式茶葉采摘設備,但由于我國茶園多丘陵山地[298],土壤黏度較大[299],種植模式缺乏統一規劃[300],基礎設施建設落后[301],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。另外,盡管數智技術在我國茶葉生產中已有一定的應用,但其關鍵核心技術集成及設施設備的智能性、精準性程度離生產應用還有一定差距,亟需進一步提升完善。

3.2茶葉標準化、品牌化建設猶不足

茶葉標準化不僅指茶葉種植管理標準化、生產技術標準化,更關乎茶葉品質標準化、穩定化發展。盡管目前已經采取了制定相關技術規程、產品品質評價標準等一系列措施,但受各種因素制約,茶葉標準化生產和獲取持續穩定的茶葉產品依然有難度。

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,導致國際競爭力不足[302]。茶葉品牌缺乏精準且獨特的市場定位,往往僅依賴產地或品種名稱作為品牌標識,未能深入挖掘并傳遞自身差異化的價值主張與品牌個性[303]。

3.3科技創新與科研成果轉化效率低

目前,茶葉的基礎研究還不夠深入,且更注重理論研究,對茶葉生產效率和經濟效益的考量不足,使得科研成果轉化動力不足。因此,一方面,需要加強企業與科研機構的信息交流平臺和機制的建設,加強合作模式創新,提高科研成果轉化效率;另一方面,在加強產業亟待解決的相關問題研究的同時,也應將科學研究做深做精,發揮科學研究的前瞻力,推動茶產業持續升級。

4.茶葉加工未來發展方向

4.1茶葉加工關鍵技術持續科學創新

科學技術創新與應用是推動茶產業高質量發展的新質生產力。茶樹品種選育與茶葉加工關鍵技術的創新是茶葉生產和茶產品創新的關鍵;茶葉加工中環境調控技術、微生物應用技術等人工調控技術的創新與應用是提升和穩定茶產品品質的重要技術,對提高我國茶產品競爭力具有重要意義。

4.2茶葉生產設備連續化、智能化發展

隨著機械制造、人工智能、物聯網、區塊鏈等技術的不斷創新與融合應用,茶葉加工設備將朝著連續化、自動化、智能化等方向不斷邁進[304],且將進一步賦能茶產業的全產業鏈發展,推動茶產業高質量發展、助力鄉村振興建設。

4.3茶葉產品創新多元化布局

在全球化與消費升級的背景下,通過融合中國傳統文化拓展中高檔名優茶、特種茶的國際市場;深化深加工戰略,實現茶資源高值化利用;推動茶旅文康融合發展,催生新型業態;借助新茶飲勢力,推動傳統茶產業的轉型升級與高質量發展等措施將促使茶產品多元化發展,進一步提升我國茶葉國際市場競爭力。

5總結

2024年六大茶類及花茶的加工技術研究不斷深入并取得一定進展。在綠茶加工方面,攤放和殺青過程中綠茶品質形成機理被進一步研究。攤放、殺青、揉捻和提香工藝得到進一步優化。綠茶加工設備也得到了極大的發展。在紅茶加工方面,適制紅茶的品種進一步明確,萎凋、發酵工藝得到創新發展。在白茶加工方面,白茶品質形成機理進一步挖掘,創新融合工藝進一步發展。在黑茶加工方面,渥堆工藝優化和微生物技術的應用進一步發展,黑茶年份的預測方法也被不斷開發。在烏龍茶加工方面,紅茶發酵工藝在烏龍茶加工中的應用創新,定向酶降解技術被進一步應用。在黃茶加工方面,悶黃參數進一步優化,質量檢測和品質定向控制技術進一步提升。在花茶加工方面,窨制工藝進一步優化和創新,花茶原料范圍進一步拓展,智能設備進一步開發。在諸多的嘗試與應用下,茶葉加工技術在不斷創新,但面臨的瓶頸與挑戰也是多方面的,生產機械化、品牌的建設和創新、品質定向及調控技術的提升、科研成果的轉化都需要各領域協調合作。未來茶葉加工技術將實現全方位數字化賦能,深入探索智能化、自動化發展技術,推動茶產業高質量發展。

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