我国制茶工业的科技进步与差距

　　我国制茶技术的研究和开发从五十年代至今，无论是在制茶理论和技术的研究，还是在新产品开发及新技术的应用上，都取得了显著的进展。六十年代以前，重点研究和总结传统制茶工艺技术以及研制开发制茶机具和机械化作业。六十年代至八十年代，重点研究了制茶过程中各种化学成分变化规律及与品质形成的关系；研究制茶工艺技术改进、优化及实现机械化、连续化作业。八十年代，以研究特种茶的加工原理及工艺技术改进，强化茶叶物理特性研究、茶叶香气研究以及工艺、机械的初步自动化控制为主要研究内容。九十年代，制茶技术的发展出现两种趋势：一是实用化技术研究开发，如名优茶的开发和机械化生产，名优茶保鲜技术，新产品开发；二是现代化食品高新技术的广泛应用，促进了制茶技术水平的大幅度提高。我国制茶技术的发展是随着国内制茶工业的体系结构、产品结构、市场结构、消费结构发生的明显变化而变化的。本文重点讨论八十年代以来我国制茶原理和技术的发展现状，并对今后制茶发展方向进行展望和讨论。
　　一、制茶原理和技术的研究和发展
　　八十年代以来，随着现代高新分析技术的不发展，以及多学科相互渗透和合作，使传统的制茶原理不断被提高和发展，产生了许多新的制茶原理，从而形成了新的加工技术。
　　1、进一步明确了黑茶、茯砖、普洱茶加工原理
　　黑茶和茯砖茶的加工理论得到了较为系统的研究，探明了黑茶渥堆及茯砖发花的机理，揭示了黑茶和茯砖茶品质及风味形成的机理。研究鉴定出茯砖茶中“金花”优势菌为冠突散束菌及其演变规律。并研制开发了花诱发剂，，缩短发花时间。进一步明确了黑茶和茯砖茶的加工原理，加工技术得到较大程度的提高[1，2]。
　　普洱茶工艺化学和技术的研究也得到加强，从普洱茶渥堆过程主要成分、不同产地普洱茶品质风格、阐明了普洱茶品质形成的机理。为改进提高普洱茶的工艺技术提供了理论依据[3－8]。
　　2、花茶窨制机理及技术有了新的突破
　　多年来，许多研究者应用分子扩散和固体吸附理论，从茶叶吸附香气和鲜花香气释放两方面进一步地阐述了花茶的加工原理[9、10、11]。同时通过对茶叶吸附特性的研究，认为茶叶内的水浸出物及水分含量在10~15%窨制花茶，其品质与传统工艺相当，但可减少下花量20~30%，从而提出了“增湿窨制茉莉花茶新工艺技术”[16]。这是对传统花茶窨市理论及技术的突破，具有较高的实用价值。
　　3、茶叶香气成分研究进展迅速
　　由于气相色谱（GC）及气质谱联用（GC—MS）分析技术的应用，使茶叶香气成分的研究成为八十年代以来制茶工艺化学中势门的研究内容，不仅对乌龙茶、绿茶、红茶、黑茶、花茶以及特种茶的香气及特征进行了研究[17]，而且对不同产地、季节、加工工艺、贮藏的香气成分形成、转化机理、生成途径进行了探讨。对进一步揭示茶叶的品质形成起到积极的作用。同时，香气成分品质评价方面的研究也取得一定的进展[51]。
　　4、茶叶物理特性研究
　　随着茶叶加工技术由机械化向自动化控制技术的发展，制茶技术的改进、品质控制、制茶设备的改进和发明越来越依赖于茶叶物料的物理特性的认识和研究。因而对茶叶物理性（包括热学特性、力学特性、电学特性、光学特性、吸附持性等）在研究日益得到重视。
　　已经进行的茶叶物理特性研究的内容如表1。通过对茶叶物理特性与茶叶物料的含水率、密度、容重、叶片厚度、颗粒大小、不同色泽以及茶叶的品质等级等因子的相关关系的研究，建立了数学模型，这对于茶机的设计、进一步阐明制茶原理、有效地进行茶叶加工及产品的品质监控都提供了非常实用的基础数据。
　　进入九十年代，茶叶物理特性研究进一步转向对茶叶深加工产品（如速溶茶、浓缩汁、茶饮料）在浸出、加热、冷却、干燥过程中的物理特性研究，并且由纯物理特性的研究转向扩展至物理化学特性的研究，如表2。这些理化特性的研究结果，给茶饮料工艺技术的制订、生产设备的选型、产品质量控制均具有十分重大的现实意义。
　　5、名优茶加工技术和机械化得到大规模推广应用
　　从九十年代初开始，国内相继研究开发了多种适合不同风格名茶加工流程和技术的名优茶加工机械，如扁形茶、针形茶、毛峰茶等。特别是扁形名优茶多功能机的研究成功，对扁形名优茶发展起到极大的推动作用。1990~1995年，全国主产茶区推广各种名优茶机械85208台套，机制名优茶比例由1990年25%上升到1995年的65%左右。如浙江省，至1997年已推广应用各类名优茶机械9812台，机制名优茶产量4820吨（占25.1%），产值2.3亿元（占23.2%），节约加工成本2000万元，年增收3000万元。全国名优茶产量达10.5万吨，产值41亿元，分别占全国茶叶总产量和总产值的17.5%和48.4%。
　　6、茶叶加工的可控制技术及连续化
　　在七十年代实现茶叶加工机械化后，七十年代末至八十年代初，我国已基本上实现了碎绿茶、红碎茶初制生产的初步连续化。炒青绿茶、珠茶的初制连续化也进行了试验和研究，但由于揉捻及炒干两个作业机较难实现连续化，使炒青绿茶的连续化距实际应用尚有一定的距离。在精制上较为成功的是开箱、上料和匀堆连续生产线。
　　为摆脱茶叶加工过程中由于人为因素而造成的品质不稳定的状况，自动控制技术在茶叶加工作业中的应用得到重视并取得一定的进展。采用可编程序的控制器控制揉捻机、烘干机、窨花机已研制成功。根据大量的工艺试验建立的数学模型以及技术指标，建立的计算机自动探测、调整、转换、反馈系统已在烘干机、乌龙茶做青机、红茶发酵机、茶叶拣梗机以及茶叶精制的拼配、倒箱、倒包等作业中研究成功。如6CHJ?/FONT>20I型烘干机，通过计算机实现烘干机的闭环控制，具有对原料、风温和环境自适应控制的能力。以上的研究成果及实践为今后茶叶生产的全自动控制提供有益的借鉴。
　　7、新技术和新设备的引进和应用
　　多年来，我国相应引进了红碎茶生产线（如英国、印度、肯尼亚、斯里兰卡），特别是包括了洛托凡、三联CTC、连续发酵机、流化床烘干机的生产线，对改进和提高我国红碎茶的品质水平及CTC茶机的发展均起到积极的作用。
　　从意大利IMA和阿根延Mai.s.a引进的袋泡茶包装机，不仅带动了国产袋泡茶机械的开发和生产，而且相应地带动了我国袋泡茶及滤纸产品的发展。
　　从台湾引进的乌龙茶加工技术（清香乌龙茶）和加工设备，对改善国内乌龙茶的外形及内质均有一定的作用。近年来，我国又以合资的方式引进了日本蒸青绿茶生产线。开发生产了蒸青绿茶，如浙江省已有29条蒸青生产线，1997年蒸青茶产量已达4324.5 吨，产值7121.5万吨。
　　与此同时，先进的食品及饮料加工技术在茶叶深加工及新产品开发中的应用取得明显的成绩。如超微粉碎技术、膜分离技术、冷冻干燥技术、微胶囊技术等，极大地提高了制茶工业的科技水平。

　　二、茶叶劣变机理及保存鲜技术的开发应用
　　自八十年代以来，在茶叶贮藏保鲜理论上的最新成就主要在二个方面：一是阐明了茶叶变质的主要机理是茶叶内含成分的氧化作用，而温度、水分、氧气、光照是品质变化的条件，仅起到加速或延缓作用；二是引进了“水分活度”的概念，表明当茶叶的含水率是单分子含水率时是贮藏的最佳含水率。
　　国内茶叶保鲜，大包装茶叶采用冷库保鲜技术；小包装茶采用FTS茶叶专用保鲜剂的保鲜技术。据农业部技术推广中心统计，1991~1995年全国主要产茶区累计冷藏保鲜名优茶557吨，增值30%，直接经济效益5891万元。推广保鲜剂313.1万袋，保鲜名茶410.9吨，增值15~20%，直接经济效益177.8万元。该两项技术均在生产中广泛应用。目前新的保鲜技术也取得一定的进展，如化学保鲜技术，在茶叶中添加抗坏血酸和亚硫酸钠以延缓茶叶的氧化劣变。生物保鲜技术，则在茶叶中加入腊样芽孢杆菌粉，在限氧条件下，该菌能使茶叶表面形成生物膜，从而控制氧化劣变。

　　三、茶叶新产品的开发与茶叶深加工利用
　　近20年来，由于茶叶生产的供过于求，市场竞争激烈。同时，生活方式的多元化以及茶叶销售发生了较大的变化，茶叶产品已从传统的单一产品向多样化产品发展，形成了传统茶（红茶、绿茶、乌龙茶等）、香味茶、草药茶（保健茶）、茶饮料、速溶茶、有机茶（绿色食品）等多样化茶叶共存的局面。
　　国内10多年来，许多先进的食品加工技术被应用于茶叶新产品的开发，如膜分离、冷冻干燥、UHT、无菌包装、微胶囊、超临界CO2萃取技术，开发生产了不少茶叶新品种，提高了制茶工业的技术进步，在一定程度上促进制茶工业的结构及市场消费结构发生了一些变化。
　　即饮茶饮料是近年发展较快的产品，全国已有将近30多家企业生产茶饮料。较著名的有“三得利”、“旭日升”、“康师傅”、“统一”、“龙喜”等。
　　保健茶产品获“健”字号的保健茶有十多个，主要功能是减肥茶，如“宁红”、“上海健茶”等。
　　绿色食品是九十年代发展的一种无公害食品，茶叶产品获“绿色食品”证书也有十多个产品，分布在广东、海南、浙江、湖南、江西、安徽等省市。
　　近年来为断有新的企业加入开发茶浓缩汗及速溶茶。特别是膜浓缩技术及冷冻干燥技术的应用，大大提高了产品的质量。此外，香味茶、超微茶粉、蒸青茶等产品开发也取得较好的效益。
　　在茶叶深加工利用方面，茶多酚的提取及利用已实现了工业化的生产和应用。这是茶叶深加工中最为成功的技术成果。此外，咖啡因、茶多糖、茶色素的提取及应用技术上已趋成熟。
　　综上所述，我国茶叶新产品的开发和深加工利用取得了一定的进展，年消耗茶叶约1.5万吨左右，占我国年产量的60万吨的2.5%，而新产品的产值达14亿左右，约占我国茶叶总产值的16.3%。从另一方面说明，茶叶新产品的开发对于茶叶的增值效果是十分显著的。

　　四、制茶技术与食品加工技术的差距
　　1、制茶工业在食品工业中的地位
　　据1996年全国第三次工业普查结果表明，在21种主要工业中，食品、饮料、烟草的总产值占全部工业总产值比重的10.9%，位次已升到第一位。我国食品工业总产值1995年达4579亿元，出口总值为116.05亿美元，进口总值为86.33亿美元。1997年食品工业总产值达7000亿元，相当农业总产值的43%，发达国家达100－200%。其中全国软饮料产量1995年达1128万吨（包括乡镇企业），啤酒产量为1546万吨。
　　据全国茶叶经济信息网统计，1997年我国茶叶生产及销售情况如图1。1997年国内社会销量达39.5万吨，销售额达71.97亿元；出口20.29万吨，金额3.3亿美元。因此，与食品工业比较，产值约占1%，出口金额约占3%。
　　我国软饮料从1978－1996年的发展情况如图2。其中碳酸饮料占50%，果汁饮料15.0%，植物性饮料4.2%,乳酸饮料2.5%，水饮料13.3%，其它天然饮料2.5%，其它饮料12.5%。而茶饮料仅占国内饮料产量约1.5%。日本茶饮料销售额占饮料销售额的29.7%，台湾26.68%，美国约占2.5%。

　　五、制茶技术与食品加工技术的差距
　　改革开放以来，我国的食品工业加工技术发生了巨大的变化。在引进、消化吸收国外先进的新技术基础上，新技术不断被应用于食品加工，开发出很多高新技术的食品。我国制茶技术虽然取得明显的进展，但与食品加工技术比较，仍存在较大的差距。
　　1、基础研究方面。在食品加工工程方面，对加热、冷却、脱水、分离、浓缩、干燥、灭菌、浸出、压榨等均应用微积分、微分方程、热传递、热力学、物理化学、液体力学等理论较为完整而系统的论述其基本原理及应用理论。
　　2、应用技术方面。制茶技术总体水平依然停留在传统的农副产品加工的水平，机械化连续化自动化水平较低。与食品加工技术比较，差距较大。特别是九十年代以来，果蔬食品的贮藏保鲜技术、速冻、微波、膜分离、微胶囊等新技术的应用效果显著，对提高产品质量，开发新产品，合理利用资源都起到积极作用。
　　3、包装技术与包装材料方面。食品包装技术已大量采用改变气氛包装、活性包装、包装食品辐照、无菌包装等先进的技术，更加满足了产品货架寿命、方便性、外观、装量、装潢等功能性要求。在包装机械上，集机、电、光、声、磁等于一体的自动化包装机械也广泛应用。在包装材料的选用上，更加注重包装材料的回收利用及环境保护。而茶叶包装存在的问题是过分简单或过分夸张包装，注意包装的装潢而不注意内质的保鲜。
　　根据国内外食品工业生产技术的发展过程，其大体要经历五个阶段，即机械化阶段、初级自动化阶段、自动控制阶段、数据化阶段、高度自动化阶段（无人化阶段）。目前，国内食品加工技术已处于第四阶段。国外茶叶加工技术已进入第三、四发展阶段，如日本蒸青茶生产线和英国CTC生产线。而我国的制茶技术总体上处于第一阶段，个别单机或生产线处于第二阶段。说明我国的制茶技术水平尚存在巨大的差距。同时，我国制茶工业在流通、市场、竞争意识、企业自身素质提高、开发新产品、新技术的应用以及企业大型化、集团化、创名牌战略等方面与食品企业比较依然存在巨大的差距。
　　4、进入下世纪，我国茶叶的生产和消费将很可能出现这样一个趋向：
　　（1）茶叶产业化将得到加强，逐步建立一批茶叶龙头企业；
　　（2）传统茶的生产和消费依然占主流，在大中城市市场，茶叶的消费将逐步出现多元化的格局；
　　（3）茶叶产品向其它食品转化或用途的比例将更一步提高；
　　（4）其它企业（非产茶区、非茶企业、外资企业等）将会逐步加入制茶工业。
　　为了适应我国茶叶生产和消费的发展趋势，从制茶业本身来说，技术的创新和新产品的开发推广是制茶工业的必经之路，不断创造出新的技术体系和推出各种匠心独特新型的茶叶产品，创造新的消费热点，才能改善目前制茶工业处于夕阳工业的局面，开拓新的天地。
　　预计到21世纪，制茶技术的重点研究和开发方向将是以下几方面：
　　（1）传统茶叶的品质（色、香、味、形）的改善和提高技术。其途径是：
　　A、通过田间肥培管理技术的改进，提供体质的鲜叶原料。
　　B、加工工艺和生产设备的改进，自动化生产技术的研究以有效的品质控制技术研究       和开发，提供品质稳定，成本低谦的产品。
　　C、研制开发系列的茶叶品质改良剂，改善和提高茶叶的色香味形。
　　（2）茶叶多样化产品的研究开发
　　A、方便、多样化口味的茶饮料产品。如具水果风味、花香风味的休闲茶饮料用中国传统的草药茶等保健茶饮料产品。
　　B、多功能保健和无化害的茶叶产品。如有机茶产品，适合老年龄的延缓衰及特定保健作用的功能性茶叶产品。
　　C、口味新颖、丰富多彩的水果茶产品。
　　总之，要加国强研究消费者的需求动态，拾遗补缺，既要适应消费，又要引导消费，精心研制新产品。
　　5、开发经济、有效的茶叶保鲜技术
　　茶叶的包装和保鲜，延长产品的货架期已成为茶叶市场竞争中重要的手段，推广现有的冷藏、真空、抽气充N2、封入保鲜剂等技术，进一步研究开发更方便、更有效、更经济的保鲜技术如气调保鲜、生物保鲜等到技术也是非常必要的。
　　（1）适合茶叶产品特性的大小包装材料的选用。
　　（2）经济、有效茶叶大小包装保鲜技术的开发应用。