普洱茶国内外研究进展及展望

2020-01-08 14:12刘学艳何鲁南吕才有
中国茶叶 2020年9期
关键词:普洱茶茶叶

刘学艳,何鲁南,吕才有

云南农业大学龙润普洱茶学院,云南 昆明650201

普洱茶是云南省特有名茶,已经成为云南特色名片之一。2019年,茶产业成为云南省打造世界一流“绿色食品牌”8个重点产业之一。普洱茶是云南茶叶中知名度最高的茶类,为云南省的经济建设、脱贫攻坚、文化发展等方面作出卓越的贡献。普洱茶不仅是一种可以延缓衰老(包括抗氧化、预防神经退行性疾病、增进记忆和智力等)和调节代谢(降血脂[1]、降尿酸、抗癌[2])的健康饮品,还是一种可以修身养性的精神文化产品,在国内外享有盛名[3]。中国茶叶区域公用品牌价值评估显示,普洱茶品牌价值从2010年的38.84 亿元上升至2019年的70.35 亿元,10年间持续增长,且基本保持在前三位。2019年,普洱茶出口均价为18.57 美元/kg,同比增长96.72%,可见普洱茶具有很大的发展潜力。

最近几年,普洱茶产业在品牌打造、供给侧结构性改革、可追溯体系、茶旅融合、有机茶园改造、古茶树保护等方面的研究取得了重大进展[4]。但普洱茶产业依然存在加工不规范、产品质量参差不齐、品牌优势不突出等问题。为全面了解普洱茶产业发展现状,笔者查阅了2018—2020年的期刊文献,从普洱茶种质资源开发及绿色茶园建设、生产加工、保健功效及活性成分研究、品牌营销战略等方面综述国内外普洱茶研究进展,为更多人快速了解普洱茶最新研究动态提供参考,也为研判普洱茶产业发展方向提供依据。

一、研究动态

1.普洱茶种质资源开发以及绿色茶园建设

茶树品种是决定茶叶品质最本质的因素,也是开发智能采茶机、提高茶园管理技术的重要因素[5]。云南省茶树种质资源丰富,大量的野生型、过渡型、栽培型茶树为开展茶树种质创新、育种和新产品研发提供了重要条件[6]。目前加工普洱茶的品种主要包括国家级有性系茶树良种(勐库大叶种、勐海大叶种、凤庆大叶种)、无性系茶树良种(云抗10号、云抗14号等)及省级良种(长叶白毫)等。近年来,学者发现富含花青素的“紫娟”(Camellia sinensis var.assamica)[7]品种制成的紫娟普洱茶香气、汤色、滋味独特,保健功效显著,有望促进云南普洱茶产业供给侧结构性改革[8]。“可可茶”是一种富含可可碱、微量茶叶碱,而不含咖啡碱的茶树品种[9],为开发创新普洱茶产品提供了新资源。

为了提高普洱茶原料的品质,云南政府及企业投入大量资金改造有机生态茶园[10],利用绿色无公害技术除草、防虫、防害[11]。许多学者研究了云南省古茶园土壤养分含量,精准施用有机肥提高古茶园养分含量[12]。在云南临沧地区,由人工“留顶养标”的修剪方式形成的“藤条茶”具备天然抗病虫害能力,且芽叶内质丰富,制成的“藤条普洱茶”香气高扬、滋味饱满,为茶农打造有机茶园提供了新思路。

2.普洱茶加工

普洱茶的加工包括晒青毛茶的初加工(采摘、摊青、杀青、揉捻、日光干燥)[13]和普洱生茶的拼配压制,普洱熟茶的渥堆发酵以及精加工(筛分、定级归堆、拼配匀堆、静电除杂、风选、拣剔、蒸压、干燥、包装)[14]。近年来,普洱茶的需求量逐年增加,消费者对普洱茶的品质要求也越来越高,政府和企业都致力于将普洱茶的生产推向集约化、连续化、科技化、数字化[15]。

(1)晒青毛茶加工

云南大叶种晒青毛茶是国家标准规定的加工普洱茶的唯一原料,晒青毛茶的加工受到更多学者和企业的重视。在普洱茶主产地,大部分企业已经实现了晒青毛茶加工的全程机械化,还使用蒸汽、汽热、电磁加热等新型热源的杀青设备、基于PLC 控制的自动化茶叶揉捻机组,不仅实现了高效化生产,而且降低了污染物质排放[16]。对于云南地区夏季多雨的气候特点,模拟日光干燥的人工干燥设备研发取得了一定进展,但目前还没有开发出可以替代日光干燥的晒青茶干燥技术,现有的技术设备还有很大的提升空间。

(2)普洱茶(熟茶)后发酵技术

后发酵是影响普洱茶(熟茶)品质最重要的因素。在普洱茶的后发酵过程中,晒青毛茶在高温高湿条件下,以及环境中微生物分泌的多种酶的协同作用下,氨基酸、茶多酚、咖啡碱、粗纤维、蛋白质、果胶等发生了氧化、聚合、缩合、降解等一系列反应,形成一些具有特殊香气和滋味的物质,从而形成普洱茶的独特风味。也可以说,微生物是普洱茶后发酵的关键因素,对于渥堆发酵过程中微生物的研究也很多,主要集中在普洱茶(熟茶)品质形成机理研究[17],影响普洱茶品质的优势微生物的分离鉴定以及作用机制研究[18],以及人为干预发酵条件后普洱茶成分和滋味变化研究等[19]。

众所周知,普洱熟茶香气的形成主要与蛋白酶产生菌有关,汤色主要与多酚氧化酶产生菌有关,滋味主要与蛋白酶产生菌、多酚氧化酶产生菌、果胶酶产生菌和纤维素酶产生菌有关。为了摸清微生物作用机制,晏爱芬等[20]分离鉴定了普洱茶中对熟茶的色香味起着重要作用的青霉属(Penicillium)、曲霉属(Amergillus)、根霉属(Rhizopus)3类霉菌。Zhou等[21]从晒青毛茶发酵过程中,分离纯化得到能够将咖啡碱降解的曲霉菌基因,并对基因进行克隆,利用LC-MS/MS 技术,分析发酵过程中代谢产物的代谢通路,发现了能够将咖啡碱转化为茶碱的微生物,为生产茶碱提供新思路。Zhao 等[22]研究了普洱茶发酵菌群结构与变化、微生物组功能及代谢物动态变化,关联分析微生物群落及其酶参与的物质代谢,发现了微生物产生的与纤维素、木质素等茶叶多糖降解以及酚类物质代谢有关的关键酶,为进一步揭示普洱茶发酵核心微生物的组成及功能,完善普洱茶发酵理论提供了有力的依据。

近年来,普洱茶(熟茶)加工最关键的后发酵工艺,取得了极大的改进和创新,包括后发酵方式的创新和后发酵设备的创新。后发酵方式有液态发酵和固态发酵2 种。随着有益微生物研究的深入,有的研究者在发酵过程中添加发酵液,或者是接入分离提纯的微生物菌种,都可以缩短普洱茶后发酵时间。吴恩凯等[23]研究发现液态发酵的普洱茶样品中的茶褐素、茶多酚、黄酮总量、儿茶素总量和游离氨基酸总量显著高于固态发酵样品(P<0.05),说明液态发酵的方式是可取的。在发酵设备上,开发出全智能数控小框发酵设备,以及在传统发酵的基础上进行升级,在翻堆工序中使用机械潮水、翻堆、铲料、输送、解块设备[16],以提高效率。王兴华等[24]建立了PLC系统控制发酵室温度、湿度的浅盘,用于小批量普洱茶的浅盘发酵,并利用高通量测序技术分析比较发酵过程中微生物群落结构和化学成分的异同,表明浅盘发酵系统也可以制成品质符合要求的普洱茶。

(3)普洱茶精加工

普洱茶的精加工是决定成品茶外形、色泽,整碎、净度最关键的工序。精制机械连装生产线的使用大大提高了生产效率,但旧式生产线在除杂方面存在很多缺陷,很多企业在机械除杂之后还要花费大量的劳动力人工拣剔。现代智能生产线逐步完善了这些缺陷[25],从毛茶的除杂、筛分、风选、分级都可通过智能数控设备自动进行,除杂效率高,不仅省时省力,还大大提高了普洱茶的质量安全。

3.普洱茶活性成分与功效

普洱茶独特的保健功效得到广大消费者和研究者的认可。茶褐素、黄酮苷类、没食子酸等是普洱茶中公认的活性成分。韩莎莎等[26]研究认为,普洱茶挥发性组分具有抗癌、抗炎功能活性,β-紫罗酮、甲氧基苯类物质等是普洱茶重要功能活性成分之一。王绍梅[27]研究发现1,2,3-三甲氧基苯是普洱茶清除DPPH 自由基的重要成分。为揭示发挥保健功效的具体活性成分以及保健机理,许多研究者利用动物模型研究普洱茶的功效,主要集中在普洱茶抗炎、抗癌、减肥,降血脂、血糖、血压,以及保肝护肝、抑制酒精性胃损伤等方面[28-32]。

在降脂减肥方面,研究成果较为突出。例如,学者发现普洱茶可以通过影响肠道-肝脏对话,调节肠道菌群和胆汁酸代谢,降低高胆固醇血症(血脂),发挥降脂减肥功效[33]。吴雅倩等[34]发现普洱茶能降低高脂饲料喂养的大鼠肝脏中TG和TC 的含量,显著提高腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)磷酸化水平(P<0.05),极显著下调脂肪酸合成酶(FAS)、固醇调节元件结合蛋白1c(SREBP-1c) 和羟甲基戊二酰辅酶A 还原酶(HMGCR)的mRNA 表达水平(P<0.01)。赵丹等[35]发现茶褐素能够调节高糖饮食大鼠糖脂代谢关键酶活性,可以加速高糖饮食大鼠脂质代谢,降低高糖饮食大鼠胰岛损害的程度。Xia等[36]发现普洱茶水浸出物中茶多酚及其代谢产物可以通过刺激分泌系统和延伸因子tuf基因,促进嗜粘蛋白-艾克曼菌分泌甘油醛-3-磷酸脱氢酶,从而辅助肥胖大鼠减肥,为普洱茶益生元作用提供依据。此外,研究还发现,普洱熟茶水提物具有抑制人乳腺癌细胞系MDA-MB-231增殖的作用[37],佟玉荣[38]研究发现普洱茶在新生儿红臀治疗中有显著疗效,为普洱茶提取物用于临床治疗提供了强有力的支撑。

4.普洱茶深加工产品

茶叶深加工是提高原料利用率和产值的最佳途径。目前,以普洱茶为主要原料的深加工产品种类逐渐增多。普洱茶膏、速溶普洱茶的加工技术较为成熟,液态普洱茶饮料[39]、普洱茶食品、普洱茶保健品也在逐步开发中。例如,卢志超等[40]以青稞、普洱茶为原料制成青稞普洱茶,为丰富食物多样性提供了新思路。Najgebauer[41]在酸奶里添加15%的普洱茶,可以增强茶酸奶的抗氧化能力,提高乳酸杆菌的存活率。

随着研究的深入,将会有越来越多新型深加工普洱茶产品被开发出来,例如普洱茶醋、普洱茶酒、普洱茶保健品等。

5.普洱茶品质检测方法和技术

随着科技的发展,用于普洱茶品质研究的技术也在不断发展,包括普洱茶的感官审评、内含成分的测定、功效成分的提取等。例如云南天士力帝泊洱公司优化了HS-SPME对普洱熟茶香气成分的萃取条件[42],提高了香气萃取率。唐平等[43]优化了茶多糖含量测定方法,采用硫酸调节pH 为1.5,对普洱茶汤进行脱色,使用苯酚-硫酸法可以快速测定普洱茶多糖含量,且该方法精密度和回收率高、重复性好、稳定性强,很适用于普洱茶多糖的测定。在学者们采用GC-MS、超高效液相色谱仪、近红外光谱仪等研究茶叶品质时,发现这些技术无法全面了解普洱茶品质变化的内在机理,代谢组学、宏基因组、宏蛋白组等技术也逐渐应用于普洱茶品质的研究。普洱茶加工过程复杂,加工周期长,环境因子对普洱茶的品质影响很大,每一个加工工序都会影响茶叶内含成分转化,普洱茶的后发酵机制极其复杂。为了研究加工工艺产生的差异代谢物对成品茶最终呈现的香气、滋味、口感的影响,很多学者使用代谢组学技术研究普洱茶。戴宇樵等[44]使用代谢组学技术研究晒青毛茶加工过程中代谢物变化,刘建等[45]、吴恩凯等[46]基于代谢组学研究普洱茶茶褐素的功效机制。总之,代谢组学技术在普洱茶研究方面起了关键性作用[47]。

6.普洱茶质量检测与安全性评价

随着科技的发展和国民健康意识的提升,普洱茶的质量安全风险管控越来越严格、规范。普洱茶质量安全受到道德诚信、技术能力、社会自然因素、政府政策等多方面影响[48],质量安全检测也受到了多方面重视,检测方法不断发展。

许多研究者对普洱茶中可能存在的重金属元素、农药残留、真菌毒素等进行检测。例如,满红平等[49]建立了GC-MS/MS测定普洱茶中192种农药(包括同分异构体)残留的分析方法;胡琳等[50]建立了包括黄曲霉毒素、伏马毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)、玉米赤霉烯酮以及杂色曲霉毒素等16 种普洱茶中可能存在的真菌毒素LC-MS/MS 检测方法;Li 等[51]对存放不同年份的普洱茶中微量重金属进行检测与风险评估表明,As、Cr、Cd、Pb、Cu、Zn、Mn、Hg 含量均低于国家标准,正常饮用普洱茶不会有任何健康风险,也发现贮藏年限对重金属暴露风险无影响;涂青等[52]研究发现黑曲霉等优势菌群不仅会抑制黄曲霉的生长及产毒,还可降解其毒素。农药残留由单项检测向高通量分析方向发展,茶叶元素分析由原子吸收光谱法向联用质谱法发展,茶园病虫害防控趋向于更安全、可靠、绿色,风险评估体系逐步完善[53]。

7.普洱茶仓储

普洱茶以“越陈越香”著名,贮存可以促进普洱茶香气形成,也是影响普洱茶品质的重要环节之一[54]。如果贮存不当,普洱茶会变质变味,甚至产生毒素。贮藏时间、地点、环境条件等都会影响茶叶香气[55]。郑际雄[56]认为最佳仓储温度为24~27 ℃,湿度48%~65%。为了使普洱茶感官品质及保健功效朝良性方向发展,探明贮藏关键因子与普洱茶品质形成的内在关联机制,学者正尝试建立贮藏标准及其评价体系,对贮藏环境的温湿度、氧气含量等进行实时监控和调整,建立感官与生化品质转化程度和监控品质指标,最终实现专业化科学仓储和数字化智慧普洱仓储[57]。

二、普洱茶产业发展存在的问题

1.后发酵技术机械化、数字化程度低

普洱茶的后发酵是影响普洱茶品质的重要环节之一,也是受自然环境和人为影响最大的环节。大部分普洱茶生产企业根据经验采用传统的人工渥堆发酵方式。少则十几吨,多则上百吨的发酵堆,翻堆困难,发酵周期长,风险高。现代智能后发酵设备生产力低,经济成本高,还未普遍推广使用。因此,普洱茶后发酵技术依然停留在全人工生产,或者是半人工、半机械结合生产的阶段,距离普洱茶全机械化、智能化生产还有很遥远的距离。

2.普洱茶深加工产品匮乏

尽管我国茶叶深加工技术得到一定的发展,但以普洱茶为原料的深加工产品在中国茶叶深加工产品中占比很低。目前,市场上的风味普洱茶饮料加工方式单一,口感和保健价值都有很大的提升空间。由于普洱茶后发酵机制复杂,功能成分的结构复杂多变,分离提纯技术尚不成熟,在开发专一、精准保健功效产品上有一定的难度,导致普洱茶深加工产品数量和种类都比较少,知名品牌寥寥可数。

3.普洱茶产品质量参差不齐,品牌优势不突出

普洱茶是最近几十年异军突起的区域公用品牌,尽管国家和政府在品牌建设方面做出积极努力,但普洱茶品牌影响力尚未深入广大消费者心中。部分企业致力于古树普洱茶和名山名寨普洱茶开发,以现代茶园的茶冒充古树茶,或者是在古树茶里掺假,还有的企业不按照国家标准规定的加工工艺生产普洱茶,以“烘干”代替“日光干燥”等。这些因素导致普洱茶产品质量参差不齐。在普洱茶销售推广时,过分强调普洱茶的原料来源,宣传术语笼统、夸张。因此,尽管普洱茶子品牌繁多,但品牌优势不够突出。

三、普洱茶产业发展前景及建议

1.规范标准,推进普洱茶后发酵智能化、数字化

现有标准并未规定普洱茶(熟茶)的生产标准,生产方式不一。随着高品质普洱茶需求量的提升,普洱茶的渥堆发酵环节必须转向机械化和智能化,才能稳定质量,调剂差异,节约劳动力。因此,各级单位要加大科技投入,逐步完善和创新现有智能后发酵技术。利用现代科技,提高智能后发酵系统的生产力,同时提高产品品质。

2.提高深加工技术,开发创新产品

当前,我国茶叶饮用以初加工产品为主,深加工技术的欠缺以及产品宣传的不足、消费者追求原汁原味、对深加工产品存在一定的误解,种种原因导致精深加工产品的饮用率很低。应加大高附加值的功能性终端产品开发,实现茶叶深加工产业由茶叶提取物为主体向大健康产业的健康产品开发转移,要进一步明确茶叶功能成分的作用机制,解决茶叶深加工产品的功能精准定位、产品科学组方、剂量与剂型等问题,通过茶与健康的最新研究成果改变现代消费理念,为茶叶深加工产品拓展市场提供理论基础[15]。

3.强化品牌建设,持续推进普洱茶质量安全可追溯体系

普洱茶品牌琳琅满目,大大小小的品牌配上瞬息万变的价格和令人眼花缭乱的销售方式,让消费者应接不暇。在大健康和大数据时代背景下,要强化普洱茶品牌建设,一方面鼓励小微企业,让各个品牌百花齐放,另一方面支持龙头企业,做优做强特色品牌。普洱茶的营销要充分利用大数据和分享式经济等新经济模式,相对精准定位消费人群,制定合理公开的价格,不炒作、不夸张宣传,并且做好普洱茶的售前、售后服务。此外,应持续推进构建普洱茶质量安全可追溯行为管控评价指标体系,从茶叶原料到茶叶成品的每一个环节都有根可循,充分保障普洱茶的质量安全,走可持续发展道路。

总之,普洱茶产业发展之路道阻且长,需要包括茶叶生产者、管理者、营销者甚至消费者共同努力,方可将普洱茶产业推向更快更强的发展之路。

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