未来～年中国茶产业的科技创新

5　未来10～15年中国茶产业的科技创新

科技是人类现代化的发动机,创新是国家兴旺发达的不竭动力。回顾20世纪茶业发展之路,可以清楚地看出科技创新在推动茶业发展中的作用。在21世纪的发展中,依靠科技创新加快茶产业的发展是必由之路。从根本上讲,依靠科技创新来调整我国茶产业结构,根据市场需求和社会发展创造新的经济增长点和新的发展模式,延长产业链,发展高产、优质、健康、低成本、安全的生态茶业,增加茶产业的产值。未来10～15年中国茶产业的科技创新之路有如下几个重点领域。

5.1　现代生物技术与传统育种技术的结合将会进一步提高育种的速度和其他有关领域的发展

现代生物技术是茶叶科技创新的重要载体。近几年来生命科学研究的投入占世界自然科学总研究经费的比例明显增加。在茶叶科学中现代生物技术的运用还仅仅是开始,未来10～15年应重视以下几方面。

(1)利用新一代高通量测序技术,测序获得现有骨干茶树品种的全基因组序列,迅速搞清它们的遗传基础,减少育种的盲目性。

(2)运用现代生物技术手段进行茶叶功能基因组研究,找出茶树重要性状表现型的生物标记,实现标记辅助育种,提高育种效率。

(3)利用生物技术将抗虫、抗逆、高儿茶素等基因转入茶树新品种,这是对传统茶树育种的重大技术革命。

(4)利用生物技术建立优秀的茶树细胞株,用这种生物工厂来合成茶叶中有效组分如ECG、EGC、EGCG、EGCG羟基衍生物、茶氨酸、TF、TF₂、TF₃等,使得茶叶功能性成分进入工厂化生产。

(5)建立重要茶树害虫的细胞株,探索进行各种NPV病毒、GV病毒的工厂化生产。

5.2　将环境科学、生态科学引入茶树种植业,改变传统的以化学肥料、化学农药为支撑的环境负荷型茶叶生产

茶园是茶叶科技创新的主战场。20世纪50年代来,以日本为代表的资源投入型种植方式培育出一个高产量、高成本、高环境负荷的茶产业。虽然资源的投入获得了高产,但是增加了成本消耗、污染了环境。在有害生物防治上,大多数产茶国尽管提倡综合治理,但化学防治仍占主导地位,以致农药残留问题成为各国茶叶生产中的严重问题。未来10～15年必须改变这种方式,更多地引入环境科学和生态学的新理念,以造就一个绿色、健康、环保的茶树种植业。

(1)土壤环境的恶化是茶叶生产者自己造成的恶果。化肥的大量使用导致土壤环境严重酸化和硝酸盐含量增加,由此引发铅溶出、茶树中铅含量提高,以及地下水污染。此外,高氮素的投入导致温室气体排放量增加,尤其是氧化亚氮。因此,要从总体上改变环境负荷型的茶叶生产模式,要更多地引入环境保护、生态安全的环境友好型茶叶生产模式。

(2)大气环境的恶化是人类现代化文明带来的副作用。汽车尾气是构成茶叶中铅含量提高的(除土壤外)的另一个因素。PCDD、PCDF、PAH都是主要的环境污染物。2002年德国发表了一篇有关中国茶中PCDD、PCDF、PAH含量的论文,表明中国砖茶和绿茶中上述环境污染物含量高^［26］,引起了各国研究者的高度关注。因此,摸清我国公路附近茶园上空和茶园中的上述环境污染物的含量水平非常重要。解决21世纪来出现的温室气体排放问题已经到了刻不容缓的地步。如何在保持茶产业持续发展的前提下,减少化肥用量是缓解温室气体排放的一个重要方面。

(3)有害生物的无害化治理已提到议事日程。减少化学农药用量已是大势所趋,加强生态学的研究,保持茶园生态系中的种群平衡,运用生态系中种群间的化学通讯联系,进而运用挥发性互利素(Synomone)的化学生态学手段使得种群间的平衡朝着有益于有害生物治理的方向发展。挥发性互利素的剂型化正在世界范围从实验室走向田间^［28］。

(4)目前肥料的施用剂型应予改变。改速效型为缓释型,改单一型为共用型,改粗放型为环保型以及施肥的减量化将是未来10～15年以保护环境质量为目标的施肥技术的重点。

5.3　清洁化生产仍然是茶叶加工科技创新的一个重要目标

茶叶作为一种食品和饮用品,在生产中实施清洁化管理是必须的和具有创新理念的。当前的中国茶叶加工有许多方面需要进行创新和改革。我国加工厂逐步实现茶叶加工连续化,做到鲜叶进厂不落地。此外,要重视燃料的清洁化和加工机械的清洁化,尽量采用电能或油能,逐步替代煤和木材。严厉禁止在茶叶加工中使用添加剂,注意防止夹杂物的进入。燃料的清洁化将是未来10～15年的改革重点,这是解决茶产品质量安全的基础。

除了涉及种植业的清洁化生产内容外,加工业上的清洁化生产将是未来10～15年技术改造的重点,主要包括以下3个方面。

(1)茶厂的燃料改革和卫生管理,要按HACCP的7项原则进行全程控制。

(2)除了产品的农残、重金属监测外,芳香类挥发性污染物、有害菌含量、灰分、色素物质、夹杂物、非法添加剂应是未来监控的重点。

(3)在连续化生产的基础上,实现“不落地”生产,并进一步实现自动化生产,使茶叶生产完全按食品工业生产的管理模式进行。

5.4　将食品工业引入茶叶加工业,进一步实现茶叶产品多样化

茶叶产品多样化将是未来10～15年促进茶产业升级和增加消费的重要手段。茶叶产品的多样化也是提高我国茶叶消费量的一种方法。1978年中国人均茶叶消费量只有0.2千克,2000年增加到0.36千克,2009年达到0.69千克。要进一步提高茶叶消费量以促进我国茶叶的总体内销量。茶饮料在过去10年发展迅速,2009年茶饮料产量达800万吨。预期随着旅游业的进一步发展,茶饮料仍有很大的发展空间。在未来10～15年中,应根据市场需要进行茶产品结构的调整,对现有的茶产品进行加工技术的改革和创新,使得出现更多的新产品、新口味、新香气。上述改革和创新主要体现在以下3个方面。

(1)茶饮料方兴未艾,要进一步根据人群、年龄、性别、职业和爱好,增加茶饮料产品种类,如有较低甜度、高酸度和较高甜度和较低酸度的不同产品,如添加“香味”和“营养”的饮料产品,可从“休闲型”和“功能型”两个方向发展,特别是功能性茶饮料的开发前景良好。

(2)在茶叶加工中可考虑在工艺上使红、绿茶具有乌龙茶香气,乌龙茶具有绿茶鲜爽味,开发新的茶叶花色品种,设计不同的饮茶方式,除了传统的热水泡饮方式外,可以设计冷水冲饮、不同茶类和不同比例茶类的混泡等。

(3)将茶叶与食品工业相结合,开发各种含茶食品。

5.5　加大茶叶深加工终端产品的规模和步伐

茶叶深加工是指以茶鲜叶、成品茶、副茶或下脚料为原料,采用相应的物理、化学和生物技术生产出含有茶或茶叶有效成分的新产品的加工过程。茶叶深加工与综合利用是有效解决中低档茶出路、提升茶叶附加值、拓展茶叶应用领域、延伸茶叶产业链的重要途径。是实现茶产业增值和进一步扩大我国茶产业规模的一个有效手段,也是解决中低档茶出路、提高茶业附加值的重要手段。茶叶中有开发价值的活性成分种类很多,如茶多酚/儿茶素具有抗癌、降血压、降血脂、减肥、抗氧化、清除自由基、抗衰老、抗病毒、防辐射、抗过敏等功能,茶氨酸具有解除疲劳、抗抑郁、增强免疫力、改善记忆、改善肾功能等功效,咖啡因具有兴奋、利尿、护肝功效,茶黄素、茶红素具有降血脂、抗衰老、预防和治疗心脑血管系统疾病的作用,茶多糖具有降血糖、提高免疫力、防辐射等功效。此外,茶叶和茶籽中的皂素可作为天然日化用品原料、生物农药、建筑工业新材料和新型的保健品原料。总之,茶叶深加工具有巨大的发展潜力。2002—2008年间,我国茶叶提取物的实际生产规模增长了12倍(图6)。日本单茶多酚一项每年可以产生200亿美元以上的产值。

(1)茶与健康的研究成果及现代消费理念的转变是茶叶深加工产业发展的直接动力。

(2)茶叶有效成分功能性终端产品的研究与开发是实现茶叶深加工产业化的关键环节,特别是开发一些涉及广大民众消费的产品,如服装业、家畜饲料、食品抗氧化剂等。由易到难,对茶产业会具有巨大的增值效益。

(3)茶叶中茶多酚、儿茶素单体、茶氨酸、茶多糖、茶黄素、茶红素、茶色素是茶叶深加工的重点,用上述成分加工成有多种功能的保健品具有很大的发展潜力。

(4)茶叶深加工产品的创新应是当前研究工作的重点。如根据儿茶素在人体中的代谢途径和归宿过程,针对不同的功能目标、不同靶标设计出不同儿茶素单体或混合制剂的产品。

图6　2002—2008年中国茶叶提取物产业规模的变化(刘仲华,2009)

5.6　品牌和标准化建设亟待强化

实施名牌战略,培育知名名牌,提高市场信誉度,是加快推进农业产业化发展进程的根本保证。国内近年来在茶叶品牌建设上已取得巨大成效,如浙江杭州的西湖龙井,浙江新昌的大佛龙井、浙江安吉白茶、福建安溪铁观音、云南普洱茶等都已经成为国内知名品牌,对当地茶叶产品销售起到明显的促进作用。除了品牌建设外,标准化建设也是当前茶产业发展的一个重要方面。茶叶产品进行标准化管理是茶产业发展中必须贯彻的一项措施。

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