《黑茶提質增效關鍵技術創新與產業化應用》榮獲國家科技進步二等獎
2017年1月9日,2016年度國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂隆重舉行。由劉仲華教授主持的《黑茶提質增效關鍵技術創新與產業化應用》項目榮獲2016年度國家科學技術進步獎二等獎,該項目系2016年度茶行業唯一一個國家科學技術獎,也是在劉仲華教授帶領下獲得的第二個國家科學技術進步獎。參與該項目的主要人員還有周重旺、黃建安、吳浩人、肖力爭、肖文軍、尹鐘、傅冬和、李宗軍、朱旗等,參與完成的單位有湖南農業大學、湖南省茶業集團股份有限公司、益陽茶廠有限公司、湖南省白沙溪茶廠股份有限公司、咸陽涇渭茯茶有限公司、湖南省怡清源茶業有限公司和湖南省茶葉研究所。
創新一:揭示了黑茶加工中優勢微生物及其形態、主要化學成分變化規律與品質風味形成機理,探明了黑茶主要功能成分組成、調節糖脂代謝和調理腸胃的作用機制。
(1)揭示了黑茶加工中生化成分變化的動力及品質風味形成機理
探明了黑茶初制及茯磚茶壓制中的優勢微生物菌群;明確了黑茶初制中的物化動力和生化動力;闡明了兩種動力促進色素物質轉化途徑及色澤形成機理、特征性香氣形成途徑、滋味物質轉化途徑與滋味形成機理。探明了“金花”即冠突散囊菌釋放的胞外酶在環境熱、微生物熱及水分的協同下,促使茶葉生化成分氧化、降解、聚合,形成茯磚茶特有品質風味的機理。
(2)明確了黑茶主要功能物質組成
探明了不同黑茶化學物質組成特征差異,鑒定了以兒茶素及其氧化產物、黃酮苷、原花青素、有機酸、嘌呤堿為主體的92種黑茶活性成分,探明了黑茶獨特健康功效的物質基礎。
(3)揭示了黑茶調控糖脂代謝和調理胃腸的作用機制
明確了黑茶可顯著降低實驗大鼠總膽固醇、總甘油三酯和低密度脂蛋白,提高高密度脂蛋白;可有效抑制前脂肪細胞分化與增殖,縮小脂肪細胞體積,控制體重、改善肥胖;可有效保護酒精性肝損傷;能有效降低糖尿病小鼠空腹血糖水平,改善葡萄糖耐受能力,降低胰島素水平,增加胰島素敏感性。
探明了黑茶可抑制與脂肪酸合成密切相關的基因表達,增強與脂肪酸分解相關的基因表達,激活AMPK酶、增強葡萄糖轉運蛋白活力,改善胰島素抵抗,有效調控糖脂代謝。
確證了黑茶既可有效促進小腸蠕動,改善便秘,又可有效抑制小腸亢進,抑制腹瀉,且陳年老茶效果更好;發現了黑茶可增加胃腸道乳酸桿菌、雙歧桿菌,減少大腸桿菌、金色葡萄球菌,起到調理腸胃的作用。上述研究成果為研發功能型黑茶、引導黑茶健康消費提供了科學依據。
創新二:發明了黑茶誘導調控發花、散茶發花、磚面發花及品質快速醇化等加工新技術。
通過對冠突散囊菌的分離純化與優選,獲得了優良菌株,構建并優化了冠突散囊菌誘導茯磚茶發花時,茶坯水分、溫濕度、供氧量、發花時間的工藝參數,發明了茯磚茶“誘導調控發花技術”,使發花周期縮短3~5 d,產品“金花”茂密,加工成本降低30%以上,產品綜合效益提高50%以上。
發明了“散茶發花技術”。該技術明確了在冠突散囊菌誘導下,控制黑毛茶含水量、發花溫度、環境濕度的最適參數,在散茶狀態下3~5 d即可形成茂密、鮮活的“金花”。
發明了“茯茶磚面發花技術”,發現調控發花溫度為25℃~28℃、環境濕度為70%~75%,冠突散囊菌誘導7~9 d可使茯磚茶表面形成茂密、飽滿的金花。這兩項技術突破了“高檔黑茶不能發花”、“茯茶必須緊壓才能發花”、“茯磚茶表面不能發花”的技術瓶頸。
通過微生物酶促催化與溫度、濕度、氧氣調控相結合,發明了“黑茶品質快速醇化技術”。采用增濕升溫渥堆、間歇控溫渥堆,加速黑毛茶醇化;通過優化調控烘房溫濕度,加速茯磚茶中風味物質轉化。黑毛茶經12 d左右醇化處理與自然存放1~2年的品質相當;茯磚茶經30 d左右醇化處理,滋味醇厚度明顯改善,相當于自然貯藏1~2年,品飲價值與健康價值同步提升。
創新三:發明了茯磚茶高效安全綜合降氟技術,研制了系列黑茶加工新裝備,建立了黑茶質量標準體系,研發了方便型、功能型、時尚型黑茶新產品。
(1)發明了茯磚茶高效安全綜合降氟技術
明確了茶葉含氟量與鮮葉嫩度呈負相關,茶樹品種間存在聚氟水平差異,篩選了4個適制黑茶品種。通過輻射誘變獲得了聚氟能力提高2倍的冠突散囊菌誘變株,發明了以鮮葉品種搭配、黑毛茶拼配加工、黑毛茶發花遷移氟、茶菌分離去除氟相融合的茯磚茶高效安全綜合降氟技術,可在相對低成本下控制茯磚茶含氟量符合國家標準。
(2)研制了系列黑茶加工新裝備
針對影響黑茶質量與加工效率的關鍵環節,研制了原料拼配與凈化裝備,明顯提高了加工原料均勻度,有效解決了生產車間粉塵污染;研制了茶葉自動司稱下料器,實現了加工中原料的自動精準計量;研制了高效節能型汽蒸與渥堆發酵新裝備,使渥堆發酵均勻度顯著提高、蒸汽利用率提高35%以上;研制了黑茶壓制定型與模具輸送裝置,使黑茶外觀正品率達到99%以上、生產效率提高一倍以上;研制了發花干燥自動控制系統,顯著提高了茯磚茶發花效率與品質。通過上述14項專利裝備的系統集成,使黑茶加工綜合效率提高3倍以上,直接加工成本降低50%以上,實現了黑茶加工的清潔化、機械化、連續化。
(3)建立了黑茶質量標準體系
主持制訂了3項黑茶國家標準,參與修訂了3項黑茶國家標準,制訂了13項安化黑茶湖南省地方標準,有效推進了黑茶產業標準化進程。
項目以黑茶加工理論創新與技術創新為支撐,研制了方便型、高雅型、功能型、時尚型黑茶新產品20多種。方便型、高雅型黑茶,打破了傳統黑茶外形笨拙、內質低檔的特征,推動了黑茶消費群體的快速拓展,實現了黑茶規模出口的突破;功能型黑茶獲批了4個具有降脂減肥、通便功能的健字號食品;休閑食品、功能飲料等時尚型黑茶產品吸引了年輕消費群體,引領了黑茶消費趨勢。
項目研發的新技術、新裝備、新產品,在湖南、陜西大部分黑茶企業推廣應用。其中,湖南茶業集團、益陽茶廠、白沙溪茶廠、涇渭茯茶、怡清源茶業等5家項目完成單位,近三年累計新增銷售9.2億元、新增利潤2.2億元;華萊生物、潤和茶業、久揚茶業、湖南中茶、梅山黑茶、泉笙道茶業、湘茶高科、湘豐茶業、道然茶業、阿香茶果等10家重點應用企業,近三年累計新增銷售24.7億元、新增利潤5.3億元;2013~2015年15家重點應用企業累計新增銷售額33.98億元,新增利潤7.52億元。
同時,項目的實施為提高我國茶葉資源利用率及行業整體效益,提供了重要技術支撐;大幅增加了貧困山區茶農收入,有力推進了精準扶貧,近三年,僅安化黑茶就增加農民就業崗位50000多個,帶動農民戶均年增收9000多元;有效推進了中國黑茶產業技術進步與快速健康發展,使黑茶由2011年的第四大茶類躍升為現在的第二大茶類。安化黑茶產業規模由2006年的2億多元增長到2015年的100多億元。有效提升了西北地區少數民族生活必需用茶的質量,對保護少數民族利益、維護國家和諧穩定發揮了重要作用;為現代飲食結構和生活環境下人們改善代謝機能、預防亞健康,提供了健康茶飲。
(本刊編輯部)