植物工厂铁观音茶青萎凋技术的研究

谢辉煌

（福建省中科生物股份有限公司，福建 安溪 362400）

茶叶是我国重要的经济作物之一，据中国茶叶流通协会发布，2022年，全国茶园面积达333.03万hm2，同比增长2.03%。其中可采摘面积为302.66万hm2，同比增长3.78%；茶叶产量为318.1万t，同比增长3.85%，产值达3180.68亿元，同比增长8.62%[1]。

影响茶叶品质的因素包括原料与加工两个方面，其中加工工艺的控制对产品最终品质的形成起着关键的作用。在加工过程中，萎凋是许多茶叶都要采用的重要工序，如：铁观音、白茶、红茶等。适宜的萎凋过程可以使鲜叶水分散发，叶质柔软，增强细胞膜透性、提高酶活性；还能促进叶绿素、蛋白质、大分子化合物等一系列内含物质缓慢水解、氧化反应，为后续的制茶步骤奠定物质基础[2]；并且能促进糖苷类和脂质类等非挥发性香气前体物质转化为挥发性香气成分，从而形成茶叶色、香、味的品质基础。良好的萎凋，可以使鲜叶的青草气消退并产生清香的气味，同时还具有水果香和花香，后期成茶滋味香醇不苦涩。

传统的萎凋方法一般是在自然阳光下进行晾晒。但由于气候的原因，在采茶季节经常会出现连日阴雨天，严重影响茶叶生产和品质。近年来人们发现，在室内采用人工光照明的方法进行萎凋不但可以避免气候的影响，还会提高茶叶的品质。早期，人们从不同单色光源萎凋对乌龙茶生理生化及品质形成做了大量研究[3]，但在植物工厂可控环境下，对不同光质组合（光配方）进行萎凋试验还不够深入。

福建中科生物股份有限公司于2018年在福建省安溪县湖头光电产业园里建成了国内外首个茶树植物工厂（图1），在茶树植物工厂里，对茶树所需的光质、光强、温度、湿度、二氧化碳及营养液进行全方位调控，从而对茶树在植物工厂条件下的生长发育规律、环境调控技术、茶青的品质形成特点等进行了研究。此外，为了提高茶叶室内加工技术水平及茶叶品质，对植物工厂茶青在室内萎凋技术（萎凋光配方、萎凋适宜温湿度）进行研究，初步筛选出了室内萎凋适宜光配方以及合适的温湿度。

1 研究内容与方法

1.1 LED萎凋光配方筛选

利用中科生物铁观音植物工厂（图2），以日光萎凋为对照（CK），设置10个萎凋光配方处理，具体处理内容如表1所示：

表1 萎凋光谱处理设置

图2 中科生物铁观音植物工厂

1.2 LED萎凋温度筛选

以光谱筛选中处理4的光源为萎凋光源，设3个温度处理：32℃（A处理）、26℃（B处理）和20℃（C处理），其他方法与光谱筛选相同。

1.3 萎凋湿度筛选

在处理4光谱，室内温度32℃下，设置不同湿度处理进行萎凋，共设3个处理：W1为湿度45%-55%，W2为湿度58%-68%，W3为70%-80%。

2 研究结果与分析

2.1 不同光谱萎凋对铁观音内含物的影响

对铁观音不同光谱萎凋叶内含物通过以上10个光配方处理，产生萎凋叶，进行生化物质检测，检测项目为茶多酚、儿茶素、茶氨酸、氨基酸、咖啡碱、可溶性糖，检测结果见表2。

表2 不同光谱对铁观音萎凋后内含物的影响（%）

从表2中可以看出：1）处理1和处理10的茶多酚含量最高，超过了16%，而处理1、2、3、4、7的可溶性糖含量较高，这可能与红光含量较高有关。但处理8的含糖量并不高，说明单纯红光萎凋不能增加茶叶中可溶性糖含量，还需要与其他光配合使用。2）大部分处理没食子酸的含量均高于对照（除处理1和处理10），说明室内LED萎凋可以提高对人体有益成分含量，为今后功能性茶叶开发提供了参考。

除了生化成分含量检测外，还对不同处理的成茶进行了感官审评（表3）：从香气、汤色、滋味综合来看处理4的表现最好（感官品质得分最高），因此选择它作为初选优化光谱，进入后续试验。

表3 不同光配方萎凋铁观音毛茶感观审评

2.2 不同温度对铁观音LED萎凋效果的影响

从表4中可以看出，随着处理温度的升高，茶多酚、水侵出物、咖啡碱以及儿茶素中的EGCG、ECG、EGC、EC都有所增加，而可溶性糖和游离氨基酸变化不大。

表4 不同温度对铁观音LED萎凋效果的影响（%）

从成茶的香气、汤色、滋味等感官审评结果来看（表5），室内32℃的萎凋效果优于室内25℃，而室内25℃的萎凋效果又优于室内20℃萎凋。

相关文献也表明[4]，LED 30℃的萎凋更有利于铁观音萜类等香气物质含量积累，这与生产实际上的萎凋温度相一致。综合以上，本试验范围内室内LED萎凋温度以32℃最佳。

2.3 不同湿度对铁观音萎凋效果的影响

由表6可以看出：W2（湿度58%-68%处理）的茶叶各成分（茶多酚、茶氨酸、氨基酸总量、可溶性糖、咖啡碱及儿茶素的组成）含量均高于其他处理（W1、W3），说明在此湿度条件下萎凋，鲜叶内含成分转化较充足，品质较佳。

表6 不同湿度对茶叶萎凋的影响（%）

从审评结果（表7）来看，湿度58%-68%下萎凋制的成茶品质较好。湿度太高，萎凋时间过长，香气闷，滋味苦涩；湿度太低，萎凋叶失水速度过快，鲜叶内含成分转化不足，所制茶叶带青气，滋味淡薄青涩。

表7 不同湿度萎凋铁观音毛茶感观审评

3 展望与小结

植物工厂茶叶产品是真正的健康安全食品。植物工厂是严格控制环境条件的农业产业，无病虫害，因此植物工厂条件下进行茶叶生产，不需要使用任何农药，加上生产车间环境洁净，生产出的茶叶无农药和无重金属污染，是真正的安全优质茶叶产品。

能生产风味独特品质稳定的茶叶产品。通过对植物工厂环境条件进行人工模拟与控制，定向调控产品形态与茶树叶片内次生代谢产物的合成与积累，产出我们需要的风味独特的优质产品。

可以实现茶叶周年不间断的连续生产，生产效率高。由于不受气候环境条件制约，植物工厂全年能实现不间断的连续生产，加上是立体化栽培的垂直农业，因此单位面积土地上产量高。以一栋五层的植物工厂为例，每个楼层内在垂直方向上架设2层种植槽，单位种植面积扩大到10倍；每年可采收4茬，鲜叶采收量是野外茶园的2倍，折合计算，单位占地面积产量是传统种植的20倍[5]。

通过植物工厂铁观音茶青室内萎凋一系列研究，掌握萎凋最佳光谱组合为：蓝光15%、绿光16%、红光58%、远红光11%，最主要远红光与红光比例为1:5.27，蓝光与红光比例为1:3.8，绿光与红光比例为1:3.6。这对于制作最佳铁观音萎凋专用灯，提供了最佳光配方；同时，提出萎凋的最佳温度32℃，最佳湿度58%-68%，为指导广大茶企在阴雨天进行萎凋提供科学指导，从而可提高阴雨天茶叶的制优率。