植物工廠鐵觀音茶青萎凋技術的研究

謝輝煌

（福建省中科生物股份有限公司，福建 安溪 362400）

茶葉是我國重要的經濟作物之一，據中國茶葉流通協會發布，2022年，全國茶園面積達333.03萬hm2，同比增長2.03%。其中可采摘面積為302.66萬hm2，同比增長3.78%；茶葉產量為318.1萬t，同比增長3.85%，產值達3180.68億元，同比增長8.62%[1]。

影響茶葉品質的因素包括原料與加工兩個方面，其中加工工藝的控制對產品最終品質的形成起著關鍵的作用。在加工過程中，萎凋是許多茶葉都要采用的重要工序，如：鐵觀音、白茶、紅茶等。適宜的萎凋過程可以使鮮葉水分散發，葉質柔軟，增強細胞膜透性、提高酶活性；還能促進葉綠素、蛋白質、大分子化合物等一系列內含物質緩慢水解、氧化反應，為后續的制茶步驟奠定物質基礎[2]；并且能促進糖苷類和脂質類等非揮發性香氣前體物質轉化為揮發性香氣成分，從而形成茶葉色、香、味的品質基礎。良好的萎凋，可以使鮮葉的青草氣消退并產生清香的氣味，同時還具有水果香和花香，后期成茶滋味香醇不苦澀。

傳統的萎凋方法一般是在自然陽光下進行晾曬。但由于氣候的原因，在采茶季節經常會出現連日陰雨天，嚴重影響茶葉生產和品質。近年來人們發現，在室內采用人工光照明的方法進行萎凋不但可以避免氣候的影響，還會提高茶葉的品質。早期，人們從不同單色光源萎凋對烏龍茶生理生化及品質形成做了大量研究[3]，但在植物工廠可控環境下，對不同光質組合（光配方）進行萎凋試驗還不夠深入。

福建中科生物股份有限公司于2018年在福建省安溪縣湖頭光電產業園里建成了國內外首個茶樹植物工廠（圖1），在茶樹植物工廠里，對茶樹所需的光質、光強、溫度、濕度、二氧化碳及營養液進行全方位調控，從而對茶樹在植物工廠條件下的生長發育規律、環境調控技術、茶青的品質形成特點等進行了研究。此外，為了提高茶葉室內加工技術水平及茶葉品質，對植物工廠茶青在室內萎凋技術（萎凋光配方、萎凋適宜溫濕度）進行研究，初步篩選出了室內萎凋適宜光配方以及合適的溫濕度。

1 研究內容與方法

1.1 LED萎凋光配方篩選

利用中科生物鐵觀音植物工廠（圖2），以日光萎凋為對照（CK），設置10個萎凋光配方處理，具體處理內容如表1所示：

表1 萎凋光譜處理設置

圖2 中科生物鐵觀音植物工廠

1.2 LED萎凋溫度篩選

以光譜篩選中處理4的光源為萎凋光源，設3個溫度處理：32℃（A處理）、26℃（B處理）和20℃（C處理），其他方法與光譜篩選相同。

1.3 萎凋濕度篩選

在處理4光譜，室內溫度32℃下，設置不同濕度處理進行萎凋，共設3個處理：W1為濕度45%-55%，W2為濕度58%-68%，W3為70%-80%。

2 研究結果與分析

2.1 不同光譜萎凋對鐵觀音內含物的影響

對鐵觀音不同光譜萎凋葉內含物通過以上10個光配方處理，產生萎凋葉，進行生化物質檢測，檢測項目為茶多酚、兒茶素、茶氨酸、氨基酸、咖啡堿、可溶性糖，檢測結果見表2。

表2 不同光譜對鐵觀音萎凋后內含物的影響（%）

從表2中可以看出：1）處理1和處理10的茶多酚含量最高，超過了16%，而處理1、2、3、4、7的可溶性糖含量較高，這可能與紅光含量較高有關。但處理8的含糖量并不高，說明單純紅光萎凋不能增加茶葉中可溶性糖含量，還需要與其他光配合使用。2）大部分處理沒食子酸的含量均高于對照（除處理1和處理10），說明室內LED萎凋可以提高對人體有益成分含量，為今后功能性茶葉開發提供了參考。

除了生化成分含量檢測外，還對不同處理的成茶進行了感官審評（表3）：從香氣、湯色、滋味綜合來看處理4的表現最好（感官品質得分最高），因此選擇它作為初選優化光譜，進入后續試驗。

表3 不同光配方萎凋鐵觀音毛茶感觀審評

2.2 不同溫度對鐵觀音LED萎凋效果的影響

從表4中可以看出，隨著處理溫度的升高，茶多酚、水侵出物、咖啡堿以及兒茶素中的EGCG、ECG、EGC、EC都有所增加，而可溶性糖和游離氨基酸變化不大。

表4 不同溫度對鐵觀音LED萎凋效果的影響（%）

從成茶的香氣、湯色、滋味等感官審評結果來看（表5），室內32℃的萎凋效果優于室內25℃，而室內25℃的萎凋效果又優于室內20℃萎凋。

相關文獻也表明[4]，LED 30℃的萎凋更有利于鐵觀音萜類等香氣物質含量積累，這與生產實際上的萎凋溫度相一致。綜合以上，本試驗范圍內室內LED萎凋溫度以32℃最佳。

2.3 不同濕度對鐵觀音萎凋效果的影響

由表6可以看出：W2（濕度58%-68%處理）的茶葉各成分（茶多酚、茶氨酸、氨基酸總量、可溶性糖、咖啡堿及兒茶素的組成）含量均高于其他處理（W1、W3），說明在此濕度條件下萎凋，鮮葉內含成分轉化較充足，品質較佳。

表6 不同濕度對茶葉萎凋的影響（%）

從審評結果（表7）來看，濕度58%-68%下萎凋制的成茶品質較好。濕度太高，萎凋時間過長，香氣悶，滋味苦澀；濕度太低，萎凋葉失水速度過快，鮮葉內含成分轉化不足，所制茶葉帶青氣，滋味淡薄青澀。

表7 不同濕度萎凋鐵觀音毛茶感觀審評

3 展望與小結

植物工廠茶葉產品是真正的健康安全食品。植物工廠是嚴格控制環境條件的農業產業，無病蟲害，因此植物工廠條件下進行茶葉生產，不需要使用任何農藥，加上生產車間環境潔凈，生產出的茶葉無農藥和無重金屬污染，是真正的安全優質茶葉產品。

能生產風味獨特品質穩定的茶葉產品。通過對植物工廠環境條件進行人工模擬與控制，定向調控產品形態與茶樹葉片內次生代謝產物的合成與積累，產出我們需要的風味獨特的優質產品。

可以實現茶葉周年不間斷的連續生產，生產效率高。由于不受氣候環境條件制約，植物工廠全年能實現不間斷的連續生產，加上是立體化栽培的垂直農業，因此單位面積土地上產量高。以一棟五層的植物工廠為例，每個樓層內在垂直方向上架設2層種植槽，單位種植面積擴大到10倍；每年可采收4茬，鮮葉采收量是野外茶園的2倍，折合計算，單位占地面積產量是傳統種植的20倍[5]。

通過植物工廠鐵觀音茶青室內萎凋一系列研究，掌握萎凋最佳光譜組合為：藍光15%、綠光16%、紅光58%、遠紅光11%，最主要遠紅光與紅光比例為1:5.27，藍光與紅光比例為1:3.8，綠光與紅光比例為1:3.6。這對于制作最佳鐵觀音萎凋專用燈，提供了最佳光配方；同時，提出萎凋的最佳溫度32℃，最佳濕度58%-68%，為指導廣大茶企在陰雨天進行萎凋提供科學指導，從而可提高陰雨天茶葉的制優率。