毛细管凝胶电泳原理:茶资源利用及茶产品开发现状与趋势-茶叶科研成果

福建农林大学园艺学院，福州350002

　　摘要：2001年世界茶叶产量达302.2万吨，出口总量达138.86万吨。随着各茶叶生产国茶叶产量的持续增长，茶叶产供销之间的矛盾日益突出，茶叶生产效益不断下降。为促进茶叶消费，提高茶叶经济效益，充分利用茶树资源，世界上许多国家都在研究和开发多元化的茶叶产品，特别是在茶深加工、综合利用及茶叶有效成分的提取方面更是蓬勃发展，使茶叶这一古老的传统产业焕发出新的活力。一、茶资源利用及茶产品开发现状1、新型茶制品（1）高γ—氨基丁酸茶高γ—氨基丁酸茶是由日本农林水产省蔬菜茶叶试验场首次开发成功的新型茶，要求茶叶中的γ—氨基丁酸含量必须达到150 mg/kg以上，高γ—氨基丁酸茶具有明显的降低人体血压的功效。因此高γ—氨基丁酸茶（商品名GABA）自1987年在日本投放市场以来，深受广大消费者的喜爱，正在形成叶茶、袋泡茶和罐装茶等系列产品。该茶卖价比一般同级绿茶高1倍。目前，肯尼亚、斯里兰卡等国也开始研究提高CTC红茶中γ—氨基丁酸的含量 。我国也研制出高γ—氨基丁酸炒青绿茶。提高茶叶中γ—氨基丁酸的途径主要有以下几种。a.改变加工技术 鲜叶先经氮气处理，然后用半发酵茶的加工方法进行加工。b.用红外线照射加温处理茶鲜叶50分钟，可使其γ—氨基丁酸含量有明显提高。c.用0.1-0.2mol/L的谷氨酸钠溶液处理茶鲜叶3小时，可使鲜叶中γ—氨基丁酸的含量提高近1倍。d.以上两种方法结合，鲜叶中的γ—氨基丁酸可提高75%。据此，日本提出一种新的加工工艺，该工艺的流程为：谷氨酸钠溶液处理鲜叶→搅拌、红外线加温→蒸热→粗揉→揉捻→中揉→干燥。经该工艺加工的茶叶中γ—氨基丁酸的含量可较正常工艺加工的茶叶高1.7-2.7倍。e.鲜叶先用微波处理（0.3-0.6kW处理10-20分钟），再加工成成茶。实验表明，以0.3-0.4kW微波照射20分钟的效果为最佳。f.嫌气和好气条件轮流处理鲜叶，在10ºC温度下，先嫌气条件下处理3小时，然后好气条件下处理3小时，如此交替进行，处理5次。（2）低咖啡因茶低咖啡因茶是一种适于神经衰弱者、孕妇、老人、儿童等特定人群饮用的茶类，它采用特定的技术手段，将茶叶中所含的大部分咖啡因脱除的同时，尽可能保留其他的有效成分和风味，以满足上述特定饮茶人群的消费需求，使他们既能享受到饮茶的风趣，又尽可能减少因茶叶中含有咖啡因而对睡眠和心脏跳动等带来的不利影响。低咖啡因茶在欧、美市场上销售已较流行，均为低咖啡因红茶，采用超临界萃取法进行加工，而低咖啡因绿茶在国内外市场上尚未正式面市。据报道，意大利茶叶市场上低咖啡因茶的销量占30%左右（约4000吨），加拿大低咖啡因茶的销量占到茶叶总销量的4%，约为500余吨。德国的Halssen和Lyon Gmbh公司是德国唯一拥有多项低咖啡因茶生产专利的公司，生产多种低咖啡因茶系列产品；Plantextract饮料公司也生产低咖啡因茶。日本也于近年开发了低咖啡因绿茶产品，我国于20世纪90年代经研究获得低咖啡因绿茶的加工技术，研制成功应用热水浸渍原理的茶叶咖啡因脱除机，茶叶中咖啡因脱除率为70%，其他有效成分则可保留90%以上。低咖啡因茶对妇女、儿童以及咖啡因过敏者是有益的，因而市场前景看好。（3）有机茶有机农业始于17世纪，德国是开展有机农业最早的国家。有机茶出现于1983年，斯里兰卡是世界上开发有机茶最早的国家。目前，世界有机茶的生产量约为8100吨，占世界茶叶总产量的0.27%，其中65%-70%是红茶，其次是绿茶，少量乌龙茶。世界主要产茶国的有机茶产量见表1。表1 世界各产茶国的有机茶产量 国别 2000年产量（吨）印度斯里兰卡中国其他 30009154000200总计 8115

　　有机茶的世界销量为6000-6500吨,仅占茶叶总销售量的0.5%,主要销往欧洲、美国和日本。中国2000年有机茶产量约4000吨，2001年4500吨，出口2800吨，内销约1700吨。内销市场主要在北京、其次在上海、广州等经济较发达的大中城市。2、茶叶深加工产品(1)茶饮料

　　美国于1972年率先开发出茶饮料（冰茶iced tea）。冰茶是一种调味茶，以茶为基质，再调以糖、酸、风味物质等配制而成。冰茶与过去的汽水和果汁饮料不同，它是天然类型产品，并具有清新感、口感适中的特点，颇受消费者欢迎。因此，美国的饮料行业把冰茶划入“新时代饮料”这个范畴。近十年来，冰茶在美国发展较快，1997年包装茶饮料已达300万t，约占饮料市场的2.2%，占世界茶饮料总量的30%。

　　日本伊藤园1981年以中国福建乌龙茶为原料试制罐装乌龙茶，1982年正式推向市场，是世界上最早研制纯茶饮料的国家。随后，茶饮料市场迅速发展。1985年仅有2.4%，1990年也不过13%的市场份额，2001年茶类饮料的总消费量为475万立升，占清凉饮料总体的30.2%的市场份额，在这15年间增长了10倍，而近10年间增长了3倍，已成为饮料领域的龙头。另外茶类饮料在不含糖的无糖饮料领域中占25.5%，仅此一项就大大超过了比大量用糖的乳性饮料的20.4%，含可乐的碳酸饮料的17.2%和果实饮料的13%。20世纪90年代以来，西欧国家茶饮料的发展也相当迅速。1996年西欧茶饮料的消费量达150t，比1992年增长2倍。茶饮料在软饮料市场的占有率从1991年的0.7%提高到1997年的10.7%。茶饮料的品种以冰茶为主。我国茶饮料开发始于20世纪80年代中期，主要产品为碳酸型茶饮料，但由于当时受国外可乐型饮料冲击，茶饮料在市场昙花一现。1995年，旭日升集团正式将调味茶饮料（冰茶）推向市场。以后，日本三得利、我国台湾的统一和康师傅、可口可乐、娃哈哈等公司先后在大陆投资兴建茶饮料厂。全国现有10余家企业生产茶饮料，1997年全国茶饮料不足20万t，2000年茶饮料185万t，2001年为 约300 万t。2000年国内茶饮料消费量居瓶装水（554t）和碳酸饮料（420t）之后，列第三位。当前茶饮料急待解决的主要问题，一是避免茶汤沉淀的生成；二是香气的保持及增香。(2)速溶茶20世纪40年代，英国首先研制出速溶红茶，1943年获得发明专利。50年代，英、美等国工业化生产速溶茶并投放市场。70年代，美、英等国逐渐将速溶茶生产转移到印度、斯里兰卡、肯尼亚等产茶国。目前上述三国已成为世界速溶茶生产大国，1997年其速溶茶的产量为4891t。速溶茶加工工艺有热提取和冷提取两种方法，热提取香气低，冷提取滋味淡。20世纪80年代以后，膜分离技术、酶技术等高新技术逐渐应用于速溶茶的制备，使速溶茶的滋味和香气有明显改善。但迄今为止，速溶茶主要作为茶饮料的原料，速溶茶消费远不如速溶咖啡普及。我国于20世纪80年代研制出速溶茶，目前全国速溶茶产量约为100t。(3)超细微茶粉20世纪90年代，日本将绿茶研磨成末茶应用于茶道和食品，制成茶豆腐、茶面包、茶酒以及其他茶叶食品，其后又应用于冰淇淋、糖果等食品中。我国从20世纪90年代开始研制超细微茶粉，其种类有绿茶粉、红茶粉、乌龙茶粉等，当前应用最广泛的是绿茶粉，其关键加工技术为：一是对鲜叶原料采用保绿手段，即在鲜叶中添加保绿剂或使用蒸青方式杀青，加工成色泽绿翠的干毛茶；二是使用超细微茶粉技术，将茶叶粉碎成300目以下（约60μm）的微细粉末，并保持茶叶原有色泽。超微粉茶因为粒度很细，添加于食品中，吃在口中不会有任何粒度的感觉，故可使食品中既富含茶叶的营养和保健成分，又使原来舍弃的纤维素等得以利用，同时还赋予了食品天然绿色，等于添加了绿色色素，形成具有特殊风格的茶叶食品。(4)鲜茶汁国内1985年开始研制鲜茶汁，分为红茶鲜茶汁、绿茶鲜茶汁和乌龙茶鲜茶汁，其提取工艺：红茶鲜茶汁提取工艺：鲜叶→自然萎凋（18-20小时）→锤击粉碎机粉碎→发酵（约30分钟）→螺旋压榨（压强：1t/cm2）。绿茶鲜茶汁提取工艺：鲜叶→摊放（18-20小时）→杀青→锤击机粉碎→螺旋压榨机压榨（压强：1t/cm2）。乌龙茶鲜茶汁提取工艺：鲜叶→晒青→做青→杀青→锤击机粉碎→螺旋压榨机压榨（压强：1t/cm2）。(5)茶酒茶酒是一种含低度酒的碳酸饮料（一般不超过5%的酒基）。用干茶提取液，加入增甜剂、增酸剂和酒基直接配制，或者在茶叶提取液中加入酒母，进行发酵处理，产生酒香后，滤去沉淀物，再按配方加入其它的配料。成品具有酒味芬芳甘冽的香槟风味，一般酒度在2-5度，含糖8-9度，酸度在0.2-0.8度之间，要求具有酒质，色泽明亮，香味明显，甜酸适中，酒体协调，杀口感强等特点。自20世纪80年代以来，国内外生产研制的茶酒甚多。国外以日本众多，仅静冈县茶叶试验场便研制出红茶酒、乌龙茶酒、花茶酒和绿茶酒等品种。此系列茶酒，香甜可口，风味独特，酒度较低，又是天然植物的发酵酒，所以投放市场后深受老人、妇女的欢迎。英美等国家主要开发应用配制酒，例如滋补茶酒混饮、果味茶酒、茶酒冷混饮、朗姆茶酒热混饮、白兰地茶酒混饮。酒度高低不一，各具风格，特别是具有茶酒共同特点，深受消费者的欢迎。2．茶天然产物的提取与利用

　　20世纪70年代起，我国开展茶天然产物的提取与利用研究。1976年从茶叶中提取出“7369”防辐射物质，经临床试验有效率在90%以上。80年代中期，从茶叶中提取茶多酚，作为食品的天然抗氧化剂。随着提取技术的进步，茶多酚含量可达80%以上，制率在1.5%左右。茶多酚向医药拓展。成为商品的茶多酚制品有：（1）茶色素心脑健，用于防治动脉粥状硬化；（2）维多酚，作抗氧化保鲜用；（3）亿福林心脑健胶囊，用于防治动脉粥状硬化及冠心病。“八五期间”，提出了用一分茶叶原料同时制备茶多酚、咖啡碱、多糖和茶色素的系统分离中试工艺，生产的茶多酚含量达到95%以上，其中儿茶素含量超过60%，得率6.0%;咖啡碱含量达到80%以上，得率1.5%,通过脱色、结晶处理,纯度达到99.0%。采用高速逆流色谱技术成功地分离出5种儿茶素单体，其中4种儿茶素单体的纯度达到97%以上。采用酶技术可将酯型儿茶素转化为非酯型儿茶素。茶多糖具有降低血糖、血脂，增强免疫力，抗动脉硬化，抗凝血，抗血栓的作用，因此，茶多糖可用于对糖尿病、冠心病以及免疫功能低下的治疗。茶多糖含量随茶叶原料的老化而增加，乌龙茶中多糖含量为2.63%±0.27%,约是红茶的3.1倍和绿茶的1.7倍。茶多糖提取工艺流程：茶叶原料预处理→浸提→过滤→减压浓缩→沉淀→离心→干燥→纯化3．茶树综合利用产品（1）茶籽的综合利用* 茶籽榨油20世纪70年代提出茶籽榨油新工艺，通过精制的茶籽油可以食用；首次成功地从茶籽饼粕中提取茶皂素。茶籽制油的工艺流程是：清理、脱壳、蒸炒、入榨、毛油压滤、饼粕浸出、毛油精炼，最后获得精炼油。茶籽制油工艺过程中的主要技术参数是：茶籽原料含水分≤15%；茶籽仁壳比（干重）为65∶35；茶籽入榨水分：2%-3%；茶籽入榨温度：110-120℃。* 茶皂素提取与利用茶籽饼中含有10%-15%的茶皂素，可提取利用，茶皂素的提取方法常用的有水浸法、有机熔剂法、水提-醇萃法和吸附树脂法。80年代以来，利用茶皂素的天然表面活性，先后研制出茶皂素石蜡乳化剂、茶皂素洗理香波、农药湿润剂等；根据茶皂素具有表面活性和很强的发泡特性，研制出茶皂素加气混凝土稳泡剂；研究发现茶皂素对含血红素的鱼类产生溶血作用，对含血兰素的鱼类没有溶血作用，根据这一特性，研制出对虾养殖保护剂等产品。（2）茶花的利用茶树在一年的生长发育中，除了芽叶生长外，还有大量的花。据测算，每公倾茶园可产花干300kg左右，茶花利用资源丰富。由于茶花中成分与茶花相仿，鲜茶花烘干后，可以泡饮。云南省还用茶花窨制红茶，窨制后的成茶，花蜜香浓爽持久。（3）茶饲料与茶兽药的开发利用* 茶饲料的开发利用废茶和速溶茶、茶多酚天然抗氧化剂等生产后形成的茶渣，含有高达52%的动物可消化的营养物质，但将其作为动物饲料，必须经过发酵处理，使废茶和茶渣中的粗蛋白和多糖降解。具体方法是把废茶或茶渣烘干至含水分6%-8%，机械粉碎，然后用20%的氢氧化钠溶液于100℃下处理1h，除去木质素。然后用果胶酶或木霉菌在40℃下发酵3-4d，在70℃下烘干至含水量4%-5%，适当粉碎后即可包装备用。茶籽饼中含有茶皂素，具溶血性，故将其用于饲料之前需经脱毒处理。茶叶用于饲料，一般可加工成茶粉与其他饲料配合使用。茶制饲料不仅可为家禽、家畜等饲养动物提供营养，促进其生长，增强抗病力，减少疾病的发生，而且还可改善禽畜产品品质、提高产量，能够显著增加经济效益，辟茶叶资源综合利用的新途径。茶饲料的应用方法有茶叶入饲料育肥牛、使瘦牛复壮、增加奶牛的产奶量、茶叶配中草药滋补剂育肥猪、促进小鸡生长和改善鸡肉鲜嫩度、提高母鸡产蛋量和改善鸡蛋品质。* 茶兽药的开发和应用茶叶中的很多成分如多酚类、多糖类、生物碱类和维生素类，以及茶籽中的茶皂素等机能性成分都具有多种药理作用，有抑菌、杀菌、增强机体抵抗力、促进消化生长等方面均有显著效果。据实验，将茶叶提取物（多酚类物质含量为20%）的片剂按每天1.5g剂量与牛奶一起喂饲10-30天龄的小奶牛，连续4周，发现茶叶可减轻奶牛腹泻。目前茶兽药的应用方法有a.用于治牛感冒、牛鼻炎、牛前胃弛缓、牛厌食等；b.用于治猪感冒、猪痢疾、猪食盐中毒等，此外还可用于治疗兔、马骡及羔羊的疾病。二、茶资源利用趋势由于世界茶叶供过于求，以及人们多元化的生活方式和现代食品加工技术的发展，今后茶资源利用将更加充分和迅速，主要向三个方向发展，其一是立体化，即茶花、茶叶、茶根等的综合利用，以提高茶树种植的整体效益，。其二是深度加工和有效成分的提取，除茶水饮料、速溶茶生产及咖啡碱、茶多酚的提取外，今后茶色素、茶多糖、茶氨酸的提取利用将成为提取物新的亮点，茶氨酸是茶树所特有的氨基酸，占茶树体内游离氨基酸总量的50%左右。自20世纪90年代起，许多国家的科学家就已开始关注茶氨酸的作用，特别是其药用价值的研究，明确了茶氨酸可拮抗由咖啡碱引起的副作用，并有降压作用。茶氨酸还被证明是脑的一种神经传递物质，它可降低脑中S-羟色胺的浓度和增加多巴胺的浓度。因此有希望被开发成一种可解除人体疲劳和降低血压的保健食品。其三是饮茶与“吃”茶并存。除了传统的饮茶外，茶膳、茶食品以及茶片剂发展势头良好，既有利于消费者身体健康，也促进了茶叶消费。