我国茶叶加工技术发展状况及创新趋势
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作者: 蔡圆圆
摘要：文章介绍了中国茶叶生产特别是茶叶初加工技术和茶叶深加工技术的基本发展情况及技术进步，并根据中国知识产权局公布的专利数据，按照每项专利的标题及说明书摘要判定其是否属于茶叶加工技术方面的专利，对获得授权的相关发明专利进行了统计和汇总，进而分析了我国该方面技术自主创新的特点和发展趋势。
关键词：茶叶加工；发明专利；自主创新
中图分类号：S571 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）28-0001-03
1 中国茶叶生产的基本发展情况
中国茶叶生产的历史十分悠久。19世纪，中国还垄断着世界茶叶市场。后来由于印度、斯里兰卡等国茶叶的兴起，中国让出了头号生产国的地位，茶叶生产处于不稳定发展的状况。2005年，中国茶叶产量达到93.4万吨，产值155亿元，重新回到茶叶生产第一大国的位置。2011年，全国茶园面积达211.25万公顷。2012年，毛茶总产量为178.98万吨，干毛茶总产值953.6亿元。2013年，毛茶总产量已达193万吨。
目前，中国茶产业现状可以用“一一二三”来概括，即种植面积第一、产量第一、出口量第二、创汇额第三。我国出口的大多为原料性及大宗散装茶，贴牌加工居多、技术含量低、附加值不高。我国茶产业具有种类多（上千种）、行业企业多、品牌多（1000多个地区品牌、5000多个茶叶牌号）等特点。总体上生产技术弱、品牌意识较差。数据显示，截至2013年12月，我国有茶叶初加工企业7万多家，精加工企业1100多家，深加工企业数十家，专业茶机制造厂100多家。近年来，茶叶生产格局有了由分散向集中发展的趋势，出现大规模的龙头企业、具有较完整的产业链、较规范的管理和自主品牌，在中高端市场优势明显。近二三十年我国茶叶加工技术水平有了较为明显的提高，机械加工设备得以广泛应用，流水线成套设备可以大量供应，各种名优或特色茶品的生产工艺不断改进或升级，茶叶深加工产品也达到了相当规模。以下分别进行说明。
2 中国茶叶初加工工艺及设备的进展
改革开放以来，我国不断引进和开发新技术、新设备、新流程，这些都明显提高了我国茶叶加工的工艺水平。在绿茶加工方面，首先是改进了鲜叶的管理，优化了摊放条件，通过调整温度、湿度和时间控制其失水率。其次是提高了杀青技术水平，引进日本的蒸青技术设备，并进行消化吸收和再次创新；同时开发了热风杀青和汽热杀青技术，彻底钝化了酶的活性，还保持了茶的良好香气；研制出利用微波杀青的新技术，作为传统杀青技术的辅助手段。在茶叶揉捻工序上提高了揉捻机各个步骤的自动控制水平；还提高了干燥工序水平，广泛利用了远红外线加热技术和焙干提香技术。为了满足细嫩绿茶外形的特殊要求，我国还研制并广泛利用了理条机、扁形茶及其他各种形状茶的炒制机。关于乌龙茶，自20世纪90年代以来我国大陆参照了台湾乌龙茶初制技术，开发了轻发酵、清香型乌龙茶加工工艺，提高了香气，保持了“三绿”：干茶外形绿、茶汤绿及叶底绿。另外开始采用空调做青技术，更好地控温控湿，提高了乌龙茶的做青质量。
我国红茶加工已使用可控式供氧发酵技术以及流化床烘干等供热干燥技术，提高了产品质量。在白茶生产方面，出现了在室内运行的可控式白茶萎调系统和技术，便于更好地控制各项萎调技术指标，并进行机械干燥，提升了白茶品质。在黑茶（包括普洱茶）方面，提高了“晒青”和“渥堆”的技术水平，出现了渥堆的温湿度和喷水的自动控制以及机械翻堆技术。另外，晒场和渥堆场所的清洁化和标准化也得到了推行，使加工条件达到国家食品卫生标准的要求。在花茶生产技术方面也有重要改进。首先是发明了“隔离窨花”工艺：将茶坯和鲜花置于不同的密闭容器中，用管道连通两个容器，利用气流将鲜花的香气送到茶叶中，可以大大节约鲜花用量，并提高花茶的鲜活度。其次是出现了“连续湿窨”技术，即减少茶叶窨花后的烘干次数，提高了茶品的香气。我国茶叶初加工设备方面发展也十分迅速。在20世纪80年代以前，我国大宗茶加工就基本实现了机械化。近二三十年，为了适应我国茶叶类别众多的特点，研制了各种名优茶的加工装置，如适应不同茶种的做形设备以及专用的杀青机、揉捻机、理条机、烘干机，显著地提高了劳动生产率并保证了名茶的品质。此外，为了提高茶品连续化、清洁化、标准化的生产水平，我国还研制并大量生产了用于茶叶摊放、杀青、干燥、理条、烘干的通用机械，推动了茶产业的机械化水平。可喜的是，我国逐年增强了企业与高校、科研院所的合作，开发了多种茶品的连续化生产线，使我国茶加工技术向自动化方面进一步发展。
目前我国茶叶机械的年产量已超过10万台，年产值在20亿元以上，茶叶加工机械保有量在100万台以上，包括近百个品种和300种型号，可以初步满足各类茶叶产品加工和茶产业发展的需要。
3 我国茶叶深加工的技术进步
近些年来，茶叶消费逐渐向方便、保健方向发展，茶叶的综合利用也越来越受到人们的重视，茶叶的深加工技术在我国也有了长足的进步。其中包括茶饮料加工技术、固体速溶茶技术、茶叶天然提取物制备技术以及相关产品加工设备的生产技术。
罐装茶饮料最初是在日本出现的。20世纪90年代我国的茶饮料开始产业化并迅速发展。近几年年产量达到500万吨，已经将膜反渗透水处理技术、高速离心或膜分离提取技术、吊篮式或逆流提取技术、膜冷除菌技术、超高温瞬时杀菌（UHT）技术、无菌冷罐装（ACF）技术等先进工艺手段应用于茶饮料生产中，解决了影响茶饮料品质的关键问题，使其质量和产量有了明显的提升和增长。
目前我国在固体速溶茶生产方面也开始广泛应用膜分离、膜浓缩、酶工程、逆流提取、冷冻干燥、SCC等新技术，效果显著。目前加工方式主要有两类：一类是热溶性产品，主要利用单罐浸提或逆流提取技术得到茶汁，采用高速离心技术澄清茶汁，利用薄膜真空技术浓缩，采用喷雾干燥技术干燥。另一类为高端产品，为即饮型小包装产品或作为茶饮料的原料。其在茶汁澄清时采用高速离心与膜分离的组合方式，在浓缩时综合利用了膜分离技术以及薄膜真空浓缩的组合方式，并利用喷雾干燥或冷冻干燥技术进行干燥。 我国茶叶提取物主要有茶多酚、茶色素、茶氨酸、茶皂素等。其中茶多酚的年产量达到2000吨，每年深加工用茶约4万吨。在生产过程中，提取环节主要采用逆流技术，分离环节主要利用溶剂萃取、膜分离、柱层析及树脂分离技术，浓缩环节主要采用反渗透和热浓缩技术，干燥工序主要利用喷雾干燥和冷冻干燥技术，灭菌工序主要采用巴氏灭菌和超高温瞬时灭菌技术。一些高新技术，例如固定化酶技术、超临界流体二氧化碳萃取技术、逆流色谱技术等也开始获得应用。
我国茶叶深加工所需的生产设备大部分已经国产化。目前，一些超滤膜和反渗透膜组件、无菌冷罐装还需要进口，其他设备如连续逆流提取设备、吹瓶机、高速离心机、超高温瞬时灭菌机、冷冻干燥机、热灌装设备的制造水平已经提高，可满足国内企业的基本需求。
4 我国茶叶加工技术自主创新的发展趋势
作者根据中国知识产权局公布的专利数据，按照每项专利的标题及说明书摘要判定其是否属于茶叶加工技术方面的专利，并对获得授权的发明专利进行了统计和汇总，以此分析我国该方面技术自主创新的发展趋势。统计数据表明，我国从1985年实行发明专利制度以来，授予的有关茶叶加工技术的发明专利有200多项。在2000年以前申请的这方面的授权发明专利只有17项。2001年到2011年期间提出申请后来获得发明专利权的茶叶加工技术数量逐年增加，总共达到187项。具体年度分布状态参看图1：
图1 我国茶叶加工授权专利不同年份申请数量分布示意图
数据来源：中国知识产权局专利公告
可以看出，2001年以来，我国茶叶加工的发明专利数量有了跨越式的发展。2001年申请的发明专利最后获准的有2项，而2011年一年申请的获准发明专利就有40项，超过2001～2005年的总和（33项），发展势头令人欣慰。从2001～2011年申请获准专利的具体内容来看，属于新加工产品的有15项，属于提取有效或特殊成分及综合利用茶叶的有27项，涉及加工方法或控制、检测手段的有75项、关于加工设备的有61项。参看图2。
从不同年度来看，新加工产品以及提取成分或综合利用的专利在2006年以后出现的速度反而有所降低，而加工方法和加工设备专利却有着稳定而迅速的增长，2011年申请的分别达到了18项和17项。
图2 我国茶叶加工专利数量在不同类别分布状况示意图（2001～2011年）
数据来源：中国知识产权局专利公告
图3 我国茶叶加工专利申请人分布示意图（2001～2011年）
数据来源：中国知识产权局专利公告
从2001～2011年申请的获准发明专利的申请人或拥有者看，属于科研院所的专利有16项，属于大专院校的有32项，属于公司企业的有59项，属于个人的专利有62项。参看图3。
总的来看，在不同年份个人专利和科研院所专利的分布较为平均，大专院校的专利近几年略有增加，而公司企业专利数量增长十分明显，2010年还只有9项，2011年就达到19项。这充分说明了近年来我国茶叶加工企业和个人（包括私人企业）的技术开发和自主创新能力有了明显提升。
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作者简介：蔡圆圆（1979-），女，湖南怀化人，中国科学院大学人文学院博士后，哲学博士，研究方向：科技史、科学文化。
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