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2020 年普洱茶相关研究动态

2021-07-10肖巧梅张晓宇吕才有

热带农业科技 2021年3期
关键词:普洱茶茶树研究

肖巧梅,张晓宇,王 娟,吕才有

(云南农业大学龙润普洱茶学院,昆明650201)

云南茶产业发展具有自然资源、产业规模和知名度三大优势,茶叶种植历史悠久,茶产业现已发展成为高原特色农业,是助力农民增收和脱贫攻坚的重要支柱产业[1]。一直以来,云南茶产业发展受到高度重视,并随着“十三五”规划的实施和“一县一业”建设的不断推进。2020 年,云南全省茶叶面积47.96 万hm2,其中有机认证茶园面积5.45 万hm2,绿色食品认证茶园面积3.03 万hm2;干毛茶总产量 46.6 万 t,成品茶产量 33.2 万 t,茶类主要以普洱茶、红茶和绿茶为主。普洱茶是云南的地理标志保护产品,2020 年普洱茶总产量约占云南成品茶产量的47%,“普洱茶”公用品牌价值70.35 亿元。但就目前实际情况看,普洱茶发展仍然存在资源利用不充分、整体投入产出率较低、品牌经营能力不足等问题。本文综述了2020年普洱茶的最新研究动态,旨在让更多人了解其最新研究动态并为进一步研究应用提供参考。

1 2020 年普洱茶研究动态数据

整理资料显示,2020 年有关普洱茶的研究结果主要涉及功效、品质成分、加工工艺、文化与旅游、质量安全、古茶树资源、茶园管理、仓储、市场、普洱茶食品、标准研究等11 个方面(表1)。与过去相比,普洱茶对健康有益的功效研究和品质成分研究报告数量仍居首位,而涉及品质成分的研究主要集中在香气成分分析鉴定。值得注意的是,自2015 年柑普类茶在市场上持续走俏以来,引起了研究者的研究兴趣,柑普茶的挥发性物质及功效研究成为新的热点。在20 篇加工工艺研究文献中,与普洱茶发酵及微生物相关的研究占12 篇,渥堆发酵是形成普洱茶独特风味的关键工艺,且在此过程中由大量微生物参与产生酶促、湿热作用,其内含成分发生复杂的化学变化。另外,普洱茶仓储陈化及安全性评估等方面的研究依然受到持续关注。而其他诸如普洱茶文化、市场、种质资源、综合利用及相关标准等方面的研究数量较少,且质量不高。

表1 2020年普洱茶相关研究文献统计

据不完全统计(表2),2020 年我国涉及普洱茶的专利共有104 项,其中,发明专利57 项、实用新型专利18 项、外观设计专利29 项,主要涉及6个技术领域,其中涉及加工及发酵工艺的专利数量最多,达19 项。从申请单位看,高校、研究所等科研单位及个人申请数量分别为25 项和20 项,企业申请数量59 项,占申请总量的56.7%。云南是普洱茶的唯一产地,是茶叶种质与加工大省,云南各单位申请数量为52 项,占总量的50%。总体上,我国涉及普洱茶的专利以普洱茶的加工设备和加工工艺为主,而目前普洱茶面临产大于销的严峻局面,且在食品、日用、医药保健等领域的资源应用开发技术十分稀缺,普洱茶资源综合利用程度不足,值得深入研究。

表2 2020年国内普洱茶相关专利统计

2 2020 年普洱茶主要研究重点

2.1 普洱茶的功效研究

近年来,随着普洱茶对健康有益的各类研究的陆续开展和肥胖患病人群的不断增长,普洱茶与肥胖的关系研究也成为研究热点。杜恩菊[2]等用普洱茶水浸提物对经高脂饲料饲喂后的肥胖大鼠进行灌胃干预12 周后,发现普洱茶水提取物使大鼠体重显著降低(P<0.05),并能提高肥胖大鼠机体的胰岛素敏感指数,改善胰岛素抵抗。肠道微生物可能在很大程度上影响肥胖症的发生,通过对比正常小鼠与普洱茶灌胃处理后的肥胖小鼠肠道菌群,推断普洱茶通过增加厚壁菌门(Firmicutes)细菌相对丰度和的减少以及拟杆菌门(Bacteroidetes)细菌相对丰度,从而起到预防和改善肥胖的作用[3]。不同黑茶中茶褐素和茶多糖提取物对脂肪酶的抑制作用存在差异,普洱茶的茶褐素提取物对脂肪酶的抑制率显著高于六堡茶、茯砖茶和藏茶,而茶多糖提取物在浓度为40 mg/mL 时才能达到最高抑制率[4]。值得注意的是,茶褐素与秋千运动结合,通过刺激小鼠分泌多巴胺加速葡萄糖和脂质代谢,从而有效防治肥胖[5]。

普洱茶提取物可通过调节小鼠肠道微生物和代谢组学反应,改善由于长期饮酒引起的氧化应激、炎症、脂质蓄积以及肝和结肠损害,从而治疗慢性饮酒引起的微生物和代谢组疾病[6]。此外,Cao SY[7]在以急性酒精引起的肝损伤小鼠为模型评估32 种中国茶的体内抗氧化和保肝活性的研究中发现,普洱茶表现出最强的抗氧化和保肝活性,且酒后饮用普洱茶可在一定程度上减轻酒精带来的不利影响。

2.2 普洱茶香气成分分析

香气是普洱茶品质成分中的重要因子,成分复杂,主要以杂氧化合物和醇类为主,其成分受茶树品种、栽培环境、加工方式、贮藏条件等因素的影响。加工中的蒸压过程会对普洱茶(生茶)的总体香气质量造成较大影响,主要表现为芳樟醇及其氧化物、水杨酸甲酯和醛类物质的含量显著下降,α-松油醇、香叶醇、1-辛烯-3-醇的含量升高[8]。新的发酵工艺可形成花果香型的普洱茶(熟茶),以氧化芳樟醇、芳樟醇、苯乙醇、(3R,6S)-2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氢-2H-吡喃-3-醇、苄醇和松油醇等醇类物质的相对含量较高。同市不同小地区出产的普洱茶香气组分中醇类、醛类、酮类、酚类、碳氢类等化合物的相对百分含量总体上差异不大[9]。

针对茶饮料、茶粉加工过程中香气成分易散失的难题,Wang C[10]等对使用吸收油回收香气的可行性进行了探讨,通过对比评估不同吸收油回收的香气质量和效率后,得出石蜡油35cSt 适合用于回收普洱茶香气,且在开水煮沸普洱茶后回收的冷凝水中分析出1,2,3-三甲氧基苯、芳樟醇、β-紫罗兰酮、己醛、1,2-二甲氧基苯、芳樟醇Ⅰ,4-乙基-1,2-二甲氧基苯、α-萜品醇、对薄荷醇-1-醇、芳樟醇Ⅱ,1-壬醇、1-辛烯-3-醇、1,2,4-三甲氧基苯和(E,E)-2,4-庚二烯等关键挥发性物质。

2.3 普洱茶渥堆发酵

渥堆发酵工艺是形成普洱茶特有风味的关键环节,在此过程中原料产生了复杂的化学变化,形成一系列水溶性的化合物,改变并影响茶汤的口感与滋味。普洱茶渥堆发酵的研究始于20 世纪80 年代,发展至今研究内容越来越深入和全面,可大体分为三个阶段:第一阶段,探索渥堆发酵的环境条件,如最佳温度、湿度等;第二阶段,揭示发酵中茶叶各类化合物的变化规律及微生物种群鉴定等;第三阶段,接种优势有益微生物发酵,探明各类化合物的变化途径、机理,发酵微生物基因测序、克隆与表达等研究。近年也有一些基于提高品质的发酵新概念被提出,如微堆发酵、数控发酵、发酵罐发酵、自动化发酵等。

根据Long P[11]等的研究结果,儿茶素类化合物在整个发酵过程中持续下降,但EGC 和EC 含量在初期发酵样中有升高趋势,这可能与EGCG和ECG 的水解有关,黄烷-3-醇、黄酮醇糖苷和原花青素显著下降,且在发酵完成的茶样中基本检测不到原花青素,咖啡碱和茶黄素含量显著增加。而另一个研究[12]发现,发酵中咖啡碱在聚多曲霉菌作用下经N-脱甲基化途径被降解为茶碱、3-甲基黄嘌呤、1-甲基黄嘌呤、1,7-二甲基黄嘌呤和7-甲基黄嘌呤,发酵完成后咖啡碱含量显著下降。与前者相比,后者采用接种优势菌株(聚多曲霉菌)发酵是导致出现两种不同结果的最可能原因。机械采摘与数字控制立体发酵系统结合的生产方式在扩大生产和稳定品质上具有较大优势,但因机械采摘的原料等级限制,茶叶品质总体上并未表现出明显优势[13]。

发酵的实质是利用大量微生物的酶促与湿热作用参与茶叶物质转化。发酵前期(1-3 周)微生物以曲霉属居多,后期(4-6 周)以细菌和酵母菌为主,发酵中的微生物主要来源于发酵原料,与发酵环境中的微生物相关性不大[14]。发酵中不同的优势微生物直接对普洱茶品质造成影响。在分别以黑曲霉和顶头孢霉[15]为优势菌发酵的茶叶中,各自化学成分的变化规律存在较大差异。曲霉菌[16]在普洱茶发酵中产生的糖基转移酶、糖苷水解酶、单宁酶、漆酶、香草醇氧化酶等促进糖苷和多糖的代谢,水解、氧化、转化茶叶中酚类化合物,使茶黄素的含量上升。

2.4 普洱茶仓储陈化

普洱茶因其独特的品质特征,具备越陈越香的贮藏价值,好的仓储条件能促使普洱茶的风味品质逐渐得到改善。关于普洱茶仓储的研究主要集中在贮藏环境条件及贮藏过程中普洱茶的品质变化两方面。人为技术干预在一定程度上会加速普洱茶的陈化,如高压脉冲电场[17]处理对提高普洱茶(生茶)香气品质和缩短陈化年份的有利,且与脉冲电压、频率和处理时间有关。贮藏过程中生长“金花”菌的普洱茶(熟茶)中没食子酸、茶红素、水溶性糖的含量相对较高[18]。

感官分析和理化分析是传统的普洱茶贮藏年限鉴别方法。现有研究[19]将深度学习技术引入到伏安电子舌的模式识别中,提出的基于一维卷积神经网络与极限学习机机组合的模式识别模型,适用于不同年份普洱茶的快速、准确鉴别。另外,基于超高效液相色谱-高分辨质谱技术,结合主成分分析、组学分析软件和Origin 软件,建立的最大化凸显不同组别之间的差异模型能够较好地区分不同年份的普洱茶[20]。

2.5 普洱茶安全性评价

普洱茶的安全性主要从农药残留、重金属含量、生物毒素及毒理学等方面进行评价。气相色谱-质谱联用法和高效液相色谱-质谱联用法是普洱茶农药残留检测的重要手段,而多壁碳纳米管/N-丙基乙二胺混合吸附-超高效液相色谱-串联质谱法[21]可准确灵敏的检测出普洱茶中三哗酮、苯霜灵、丙环哗等农药的残留。茶叶中检出农药残留是茶叶种植过程中使用过农药的标志,但农残超标则代表农药的滥用和误用。经检测,广州市2013-2015 年市售普洱茶农残检出率为81.71%,超标率为1.62%,表明绝大部分茶农具备规范使用农药的意识[22]。

茶叶的重金属污染问题受到世界各国的高度重视,茶叶重金属污染主要来源于化肥使用、大气污染、土壤的污染等,主要污染类型有铅、砷、汞、镉、铬、铜。经电感耦合等离子体质谱法检测,普洱市[23]各县区100 个市售普洱茶样品中均检出铅、砷、汞、镉、铬、铜,除1 个样品铜含量略超出国家标准限量,其余均未超标,污染风险较低;勐海县[24]普洱茶中砷、镉、铬、酮、镍、铅和锌的含量均低于标准限量,且对人体的潜在健康危害风险较低;广州市[25]2013-2015 年 418 份市售普洱茶样品中91.38%的铅残留量小于1.0 mg/kg,残留量均低于标准限量。以上研究结果表明,普洱茶中的重金属含量低,对人体的潜在健康危害风险小,可放心饮用。

2.6 古茶树与茶园管理

古茶树包括野生茶树、半驯化野生茶树和人工栽培百年以上的古茶树,云南省古茶树资源主要分布在保山市、临沧市、文山市、德宏州、普洱市、西双版纳州等地区。2020 年古茶树相关研究涉及古茶树植株嫁接收集方法、资源表型性状分析、管养措施及古茶树内生真菌拮抗病原菌等方面的研究。杨朝彬[26]等在澜沧江中下游流域古茶树叶片表型性状研究中发现2 份特异种质古茶树资源,其最为突出的叶片性状为叶面积较大超过120 cm2。陈建英[27]等从香竹箐古茶树枝叶上分离出308 株内生真菌,其中96%以上的菌株具备植物病原真菌拮抗活性,同属菌株的抗菌活性和范围存在相似性或差异性,不同属的内生真菌对同一病原真菌的拮抗活性程度也不尽相同。

茶园管理已逐渐从高产向高质转变,绿色生态、健康有机是目前普洱茶发展的方向,茶园生态有机管理措施的研究也不断受到关注。茶园选址与设计建设成为生态有机茶园建设的前提[28],立体种植模式及结合农业防治、物理防治、生物防治的综合性茶园病虫害绿色防控技术[29]是保证高质量茶叶的有效途径。生态环境是茶树生长的基础,或许通过对茶园环境中的微生物进行研究可以为绿色防控打开新思路。茶园空气中的微生物因季节、栽植茶树品种的数量、套种树种等差异存在巨大差异[30];茶园土壤的微生物随土壤pH 值、海拔、经度及人类活动的变化而变化,其中纬度与海拔对细菌群落的组成与结构的影响比真菌群落更大[31]。

2.7 柑普茶的新发现

柑普茶是将普洱茶(熟茶)填入被掏空果肉的柑橘果皮中,再经低温烘干而制成的一种新兴再加工茶。柑普茶中含有63 种黄酮,14 种有机酸,7 种儿茶素,6 种生物碱和 1 种柠檬苦素[32]。柑普茶香气兼具柑皮和普洱熟茶香气特征,以酯类、碳氢化合物和醇类为主,其中芳樟醇、α-松油醇、香兰素、α-蒎烯是柑普茶特征性香气物质[33]。研究表明,长期饮用柑普茶对肠道菌群影响不大,但在抗氧化活性方面优于陈皮或普洱茶,说明柑皮和普洱茶结合具有协同抗氧化作用[34]。此外,在柑普茶水溶浓缩液对抗恶性肿瘤细胞的体外细胞培养试验研究[35]结果表明,高浓度的柑普茶水溶液对人胃癌细胞和肝癌细胞的繁殖具有一定抑制作用。

2.8 普洱茶文化研究

云南普洱茶文化历史悠久,自清初被选定为皇家贡茶而闻名,贡茶和茶马互市文化随着历史的进程与云南少数民族文化不断融合,从而衍生出独具特色的茶马古道文化。涉及云南普洱茶文化方面的研究重点集中在文化运用方面,如史志研究[36-37]、文旅结合[38-40]、文教互促[41]等,但就目前来看这方面的研究深度还不够。

2.9 普洱茶市场研究

随着互联网环境的不断变化,普洱茶在互联网的销量持续增长,茶企业也越来越重视电商营销。大数据环境条件下构建普洱茶市场预警预测机制,可对普洱茶市场波动率进行动态监测和预测,实时监测市场价格、供需、经济政策环境等,从而实现普洱茶市场供需精准匹配[42]。但整体上其发展状况并不乐观,存在许多概念性、结构性和策略性的问题[43]。其次,产量大、效益低是目前普洱茶产业的现状,一方面原因是普洱茶缺乏科学的品质鉴定理论依据,另一方面是市场标准化管理难度大[44]。因此,只有充分把握电商时代的机遇,依托电商平台,充分挖掘普洱茶特点,完善普洱茶品质鉴定依据,吸引潜在消费群体,才是普洱茶电商发展的出路[45]。这需要行业组织、产区政府、企业及相关涉茶单位长期的协同合作、发挥所长,才能共同推进普洱茶消费市场的发展。

3 小结与展望

2020 年普洱茶的研究重点内容为普洱茶的功效、香气成分、渥堆发酵、仓储陈化、安全性及柑普茶等方面,普洱茶的研究涉及内容广泛,但各内容的关注度及研究深度参差不齐。据此,笔者建议未来应从以下几个方面开展研究:在普洱茶功效研究方面,加强流行病学及临床应用研究,提高普洱茶功效说服力;在普洱茶资源综合利用与深加工研究方面,深入研究并实现成果转化指导实际生产,进一步提高经济价值、拓宽应用领域,促进普洱茶产业的持续发展;在普洱茶文化、市场、标准等方面,提高普洱茶产业的标准化、品牌化,深度挖掘云南民族茶文化。

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