茶叶科技创新和茶产业发展

 陈宗懋

【摘要】二十世纪世界茶园面积、茶叶产量和出口量除二次大战期间停滞不前外，其余年份均呈增长趋势。作者提出了在上世纪对茶产业发展有重要推动作用的10项重大科技创新，包括无性系品种的应用、短穗扦插技术的推广、红茶萎凋槽和CTC工艺的发展、采茶机的应用和推广、绿茶加工机械的创新、袋泡茶和速溶茶技术的发展、茶饮料的兴起、生物技术的引入、茶叶中儿茶素类化合物和茶黄素类化合物的分离成功、茶叶对人体生理调节功能的发现等方面。在此基础上，作者从生物技术、环境科学与生态科学、食品安全与卫生、酶工程在茶叶加工业中的应用、食品科学的引入、茶的深度应用、茶多酚和茶氨酸在医学上的开发与应用、信息技术和纳米技术的引入和开发等方面讨论了新世纪茶业对科技创新的冀求。

 

创新是一个民族进步的灵魂、是国家兴旺发达的不竭动力。科技创新（Innovation）是用创造性思维构建出新颖的理论，成功实现为新的或改进的产品或技术并引入市场。从一个业务领域而言，只有科技创新才能促使这个产业有所发展，有所进步。本文试务从科技创新来分析上世纪世界茶业的发展与科技创新的密切相关性，在此基础上进一步探讨新世纪中茶产业发展对科技创新提出的新要求。

一、上世纪茶叶科技创新之路

茶叶作为一个产业来讲，在上个世纪中有了长足的进步。产量由上世纪初的30万吨增加到2003年的313.7万吨，增加了近10倍。茶园面积由1910年的60万公顷左右上升至2002年的264 .4万公顷，增加3.4倍。出口量由上世纪初的28万吨增加到2002年的 142.8 万吨，增加4.1倍。在前50年中世界茶叶产量平均增长率为2.26%，后50年平均增长率为7.12%，这与前50年间两次世界大战后的爆发有关，但更主要是反映了后五十年科技创新对茶产业的发展。作者整理了上世纪对茶产业有重大作用的10项科技创新。它们是：

1、无性系的应用

无性系品种的发展和推广改变了世界茶树种植业的面貌，推动了现代化茶园的建立。无性系茶树最早出现在200多年前的我国福建省，但无性系品种的育成和大面积推广始于上世纪三十年代。日本最早发展无性系品种，印度、斯里兰卡、印度尼西亚等国在上世纪四十年代开始推广，目前非洲产茶国（如肯尼亚、马拉维）无性系面积已达95%以上。

2、短穗扦插技术的推广

短穗扦插技术的成功加速了无性系良种的推广速度。我国早期即有无性繁殖技术，但未见大面积推广。印度Tunstell AC（1931）最早报导采用短穗扦插技术，其后在斯里兰卡（1932）和在印度尼西亚（1933）相继推广此项技术。这项技术的推广对加速良种的繁殖起到重要作用。

3、红茶萎凋槽和CTC工艺的发展

长期来一个茶厂地面的70～80%均用以摊放萎凋叶，。三十年代末非洲原比属刚果创制的萎凋槽在1956年传至印度，并向世界主要红茶产茶国扩展，一直沿用至今，这种机器的创制成功突破了红茶机械化制茶的一个难点，使得能源耗量减少一半，劳动力节约2/3，占用厂房的面积减少3/4，对世界红茶生产的发展起了重要作用。CTC机1955年英国人在印度试验成功，使红茶的内在品质有明显提高。这种工艺使叶组织破碎度提高，使发酵时间缩短50%以上，品质提高，汤色红艳浓强，冲泡快，已成为当今世界红茶市场上的主要产品，2003年CTC红茶占世界总红茶生产量的60%左右。这种工艺的应用使得同样数量产品的冲泡量增加了近一倍，同时销售价格也有明显提高。这两项创新对世界红茶的生产和销售具有极其重要的作用。

4、采茶机的应用与推广

据统计，茶叶成本的40%是用于劳动力，而劳动力开支中的80%用于采摘，采摘的及时与否与茶叶的品质和价格关系极为密切。日本最早开展采茶机研究。1961年推出小型动力单人采茶机，1966年推出双人采茶机，到八十年代日本茶园中采用动力采茶机采茶已达90%以上。该项技术的推广使工效提高13倍以上，成本降低50%以上，同时鲜叶质量也有提高。

5、绿茶加工机械的创新

珠茶是我国传统的出口茶类，远销北非和欧洲等二十多国和地区，外形圆紧，色泽绿润，由于外形浑圆似珍珠，因此加工工艺独特，长期用手工炒制，耗时费力，生产效率低下。1968年浙江省嵊县马传进等创制珠茶炒干机，结构简单，性能优良，每锅可炒30～35公斤，6～8h完成，产品质量好，颗颗似珠，解决了生产上一大难题。龙井茶是我国销售量最大的一种名优茶，名扬国内外，长期依赖手工炒制，影响产品规模化和规范化。上世纪80年代在安徽茶区研制，九十年代经浙江改进成多槽式扁茶炒制机、名茶理条机等多种名优茶炒制机械，使我国名优茶生产逐步走上机械炒制行列，对我国名优茶的发展起重要作用。

6、袋泡茶和速溶茶技术的发展

袋泡茶在1940年开始问世，1966年第一台袋泡茶机出现，尽管从全世界范围来看，袋泡茶只占总量的25%左右，但欧洲各国的饮茶方式主要以袋泡茶方式从1965年占5%的消费量上升到2000年的90%左右。

速溶茶的发展也同样改变着人们对茶叶消费的习惯，尽管速溶茶的发明可以追溯到1885年，但一直到喷雾干燥技术工艺问世后，速溶茶才有迅速发展。目前有7个国家11家公司生产，2003年世界生产量超过6000吨。目前美国是消费速溶茶量最多的国家。由于速溶茶可以用热水或冷水溶解饮用，每公斤可泡茶2000～3000杯，而一般传统茶每公斤只可泡350～500杯，因为4公斤成茶可制备1公斤速溶茶，因此速溶茶比成茶可以多泡40～100%。这两项创新技术的出现改变了茶叶的消费和产品格局，同时也提高了经济效益。

7、罐装茶饮料的兴起

茶饮料的发展始于日本（1981），从1984年生产的500万罐增加到2003年的   亿罐，增加100倍以上。我国台湾省的茶饮料也由1987年的5.0亿台币销售额增加到2002年的86亿台币，增加16倍。我国茶饮料从1997年起步（20万吨），每年以增1倍的速度增长，到2003年估计已超过400万吨。罐装茶饮料的兴起使茶叶的产值有明显增值。随着旅游业的发展，罐装茶饮料可以预期还会有迅猛的增长。

8、生物技术的移植成功

尽管生物技术在茶树上的运用滞后于其他作物，但也出现了良好的开端。1968年日本胜尾清最早成功进行了茶树花药培养，1975年我国台湾省的吴振铎成功地用茶树子叶愈伤组织进行组培。这些都为茶树育种工作的新突破提供了手段。八十年代来分子生物学的运用使得茶树育种工作的速度大大加快。

9．茶叶中儿茶素类化合物和茶黄素类化合物的分离成功

茶叶中最重要的品质和药效成分是茶多酚类化合物，而儿茶素类化合物是绿茶中茶多酚类的主体成分。茶树鲜叶中儿茶素含量占干重的12-24%。日本科学家在1927年起将茶叶中的儿茶素类化合物从茶叶中分离成功。目前已分离鉴定出8种儿茶素，红茶中的多酚类化合物是茶黄素。它是决定红茶色泽的主要物质。英国科学家在1957年最早发现了茶黄素。儿茶素和茶黄素的发现和分离为茶叶的功能性研究和深加工奠定了基础。

10、茶叶对人体生理调节功能的发现

自从1987年日本富田勋最早报导EGCG对人体癌细胞具有活体外抑制作用以来，大量的研究揭示了茶叶中有效组份抗氧化、抗癌、降压、降脂、防龋、降血糖、抗衰老、杀菌、抗病毒、抗过敏等多种生体调节功能。饮茶有益于健康已为医学界和消费着所确认^）。茶叶对人体生理调节功能的发现大大提高了茶叶的商品价值。

二、新世纪对茶叶科技创新之冀求

   新世纪我国茶产业的发展仍然决定于科学技术的创新程度。如下10项创新将对未来茶产业的发展起重要作用。

1．  筛选出生物标记物应用于茶树育种工作，以缩短选育茶树品种的年限，有更多优良的新品种问世。

2．有用基因移植于茶树（如苏云金杆菌的杀虫基因、微生物的农药降解基因、多酚化合物合成基因等）使培育出抗虫品种、使得茶树对农药的降解速度加快、培育出茶多酚含量更高的茶树新品种。

3．    解析出茶树抗螨、蚧、抗逆性的遗传规律，为定向育种提供依据。

4． 无公害营养物、无公害农药的开发成功。挥发性互利素用于诱集主要茶虫的天敌的产品开发成功。提高无公害茶叶和有机茶产品的质量。

5．    茶氨酸的微生物生物合成成功，为茶氨酸的活体外人工合成成为可能。

6．    不同儿茶素组成的产品出现，使可以用于不同器官的疾病预防和防治。

7．    高活性的茶黄素产品出现。

8．    生产出具有乌龙茶香的绿茶、有花香的红茶、有青汤绿叶的花茶。

9．花茶花渣中活性组分的提取和综合利用，进一步开发茶多酚、儿茶素在各行各业的综合利用。

10．实现将我国现有茶厂改造成不同加工规模、符合清洁化生产的连续化茶叶加工厂。