生物技術成茶產(chǎn)業(yè)提質(zhì)“金鑰匙”

杭州西湖區(qū)龍塢茶鎮(zhèn)某茶園內(nèi)，安裝有含高效性誘劑的船型誘捕器、黃紅雙色誘蟲板、窄波LED殺蟲燈。中國農(nóng)科院茶葉研究所供圖

將一包粉末倒入一瓶礦泉水，再搖晃幾秒，一瓶甘甜香醇的茶就泡好了……這不是在變戲法，而是運用生物技術提取、分離、純化制成的速溶茶的沖泡場景。

“我們研制出了復合酶水解技術，讓苦澀的茶汁變得甘甜。”12月中旬，中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所茶深加工與多元化利用團隊首席科學家尹軍峰研究員接受科技日報記者采訪時，現(xiàn)場演示了速溶茶泡制。記者發(fā)現(xiàn)，不同于速溶咖啡，速溶茶粉經(jīng)冷水泡制后澄澈透明，口味與茶飲料無異，且沒有顆粒感。

一葉飄香，滋養(yǎng)一方。“十三五”期間，我國茶葉種植面積和產(chǎn)量持續(xù)保持世界第一。茶產(chǎn)業(yè)在實施脫貧攻堅和鄉(xiāng)村振興中發(fā)揮了重要作用。在我國茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展背后，生物科技正成為重要支撐。

運用復合酶“添加劑” 大幅提升夏秋茶附加值

地處大別山腹地的安徽省六安市金寨縣，有著“八山半水半分田，一分道路和莊園”的地形地貌特征，產(chǎn)茶歷史悠久，已建成10萬畝綠色生態(tài)茶園。為優(yōu)化茶產(chǎn)業(yè)結(jié)構、助力脫貧攻堅，2018年，金寨縣轉(zhuǎn)變思路，著力發(fā)展夏秋茶生產(chǎn)及深加工。

相較于春茶，夏秋茶滋味苦澀而香氣差，因品質(zhì)低、利用途徑少，常遭受大量棄采。然而，我國茶園夏秋茶占茶葉產(chǎn)量的50%以上，一直存在結(jié)構性產(chǎn)大于銷的問題，影響茶業(yè)增效及茶農(nóng)增收。

“團隊通過16年系統(tǒng)研究，創(chuàng)制了將夏秋茶苦澀味轉(zhuǎn)化為回甘的新方法。通過引進我們的專利技術，位于金寨縣的安徽省三安生物科技有限公司已建成年產(chǎn)200噸的高香冷溶原味速溶茶生產(chǎn)線。”尹軍峰介紹道，經(jīng)生物技術與食品高新技術的集成處理，原本苦澀的夏秋茶搖身一變，成為了高質(zhì)、方便的茶葉新產(chǎn)品。

尹軍峰解釋說，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，綠茶中以苦澀味為主的酯型兒茶素與呈現(xiàn)回甘滋味特征的非酯型兒茶素之間，可通過生物酶解進行轉(zhuǎn)化調(diào)控。團隊利用復合酶水解，實現(xiàn)了茶汁滋味的定向精準調(diào)控，提升了夏秋茶口感。

通過構建夏秋茶高值化梯次利用技術體系，2018年至2020年，尹軍峰團隊主要技術產(chǎn)品讓30萬噸夏秋茶漲了身價，直接新增產(chǎn)值超40億元，應用區(qū)茶農(nóng)每畝增收1675元，實現(xiàn)間接效益205億元。

“夏秋茶資源利用率仍有較大的提升空間。”尹軍峰說。業(yè)內(nèi)專家建議，可通過生物技術挖掘茶葉新功能，如應用酶膜聯(lián)用技術，嘗試研發(fā)茶黃素、茶氨酸、茶多酚或兒茶素等含量高的風味特性良好的功能型茶飲料和茶食品，應用微生物定向發(fā)酵技術開發(fā)具有特殊功能的發(fā)酵型茶飲料和茶食品等。

用性誘劑誘殺害蟲 生物誘捕器實現(xiàn)環(huán)境零污染

在冬日暖陽的照射下，杭州西湖區(qū)龍塢鎮(zhèn)的茶園仍顯翠綠。置身于這萬畝翠色中的船型誘捕器并不顯眼，但每年3月至10月，它們對茶園蟲害的防治作用卻舉足輕重。

“誘捕器的奧妙在所用的誘芯。”中國農(nóng)科院茶葉研究所病蟲害防控團隊首席科學家周利研究員介紹，通過分離鑒定引起害蟲生理活性的物質(zhì)，再進行人工合成模擬仿制出散發(fā)害蟲氣味的誘芯，可以實現(xiàn)對害蟲的有效誘捕。在保障茶葉產(chǎn)量的同時，可有效減少茶園化學農(nóng)藥使用量，提升茶葉質(zhì)量安全、減少茶園環(huán)境污染。

以茶尺蠖為例，其幼蟲咬食葉片，能將茶樹吃得光禿禿，導致茶樹減產(chǎn)、長勢衰弱。雌性成蟲會釋放一種叫性信息素的化合物引誘雄蟲，從而完成交配。

“根據(jù)茶尺蠖這一生物特性，由陳宗懋院士領銜，團隊2016年鑒定出了茶尺蠖和灰茶尺蠖的性信息素成分，由此研發(fā)出性誘劑。”周利介紹，每次只需往誘芯注入幾毫克的性誘劑，就能誘殺害蟲，顯著減少其蟲口基數(shù)，并且能連續(xù)使用超過3個月。

近年來，陳宗懋院士團隊先后解析了茶尺蠖、灰茶尺蠖、茶毛蟲、茶蠶、湘黃卷蛾等多種鱗翅目害蟲的性信息素成分，并配套形成了性信息素誘殺技術。“十三五”期間，相關高效性誘劑推廣應用43.7萬套。

周利介紹，2020年，團隊研發(fā)的相關高效性誘劑及黃紅雙色誘蟲板、窄波LED殺蟲燈等技術產(chǎn)品在全國推廣面積超1.3萬公頃，示范區(qū)化學農(nóng)藥平均減施達76%。

業(yè)界認為，在已有性誘劑、病毒等高效綠色防控技術的應用下，目前茶尺蠖、茶毛蟲等鱗翅目害蟲的防治壓力不是很大。未來茶葉蟲害防治壓力主要來自茶小綠葉蟬、茶棍薊馬等小型害蟲。

“團隊目前正在研制防治茶小綠葉蟬、茶棍薊馬的植物源農(nóng)藥。”周利表示，未來還需要加強小型害蟲的基礎生物學研究，從而研發(fā)綠色防控技術，持續(xù)提升茶葉質(zhì)量安全水平。

基因素材庫擴容 按功能選育茶品種成為可能

“出芽后葉片朝天、新芽整齊數(shù)量多，乍看就像一只佛手，‘中茶502’這一綠茶新品種，適合機械采收。經(jīng)對比試驗證明，其特殊形態(tài)使得機采后新梢芽葉完整率更高。”中國農(nóng)科院茶葉研究所茶樹資源與改良研究中心郝心愿副研究員介紹說。

目前國內(nèi)名優(yōu)茶采摘仍舊依賴人工，采茶工費用占茶園生產(chǎn)管理費用的40%左右，且用工難、用工貴問題日益突出。國內(nèi)外實踐證明，推行鮮葉機械化采摘是降低茶產(chǎn)業(yè)過度依賴勞動力的有效技術手段，其中品種是實現(xiàn)機械化采摘的基礎。

“‘中茶502’是我們采用系統(tǒng)選育法育出的，選育周期較長。接下來我們將從適宜機采品種選育指標和新梢發(fā)育特性上開展深入研究，逐步建立科學高效的品種選育技術體系。”郝心愿介紹，“十三五”期間，我國育成的茶樹新品種數(shù)量快速增加，在茶樹重要性狀的調(diào)控機理解析及基因挖掘方面也取得了較大進展。

近年來，中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所、安徽農(nóng)業(yè)大學等多家單位完成了多個茶樹品種(材料)染色體級別的參考基因組組裝，為深入開展茶樹遺傳學、功能基因組學研究奠定了基礎，在助力快速培育產(chǎn)業(yè)需求的茶樹新品種中，生物技術的作用逐漸顯現(xiàn)。

茶葉中的咖啡堿具有提神作用，有人喝茶是為了提神醒腦，但也有部分群體擔心飲茶后引發(fā)失眠而不敢喝茶，“中國農(nóng)科院茶葉研究所已經(jīng)較清晰地闡明了低咖啡堿的分子機制并開發(fā)了一個可快速鑒定低咖啡堿茶樹的功能標記。”郝心愿說，這一成果可助力低咖啡堿茶樹新品種選育和低咖啡堿茶制品的研發(fā)，讓擔心失眠的人也能放心大膽地喝茶。

業(yè)內(nèi)專家表示，伴隨著生物組學、營養(yǎng)組學和高通量篩選等技術的發(fā)展與應用，茶葉功能成分鑒定、評價、利用的研究將繼續(xù)成為未來茶學研究的熱點和重點，在這些方面的突破必將催生形成茶葉功能利用新的增長點，為茶產(chǎn)業(yè)未來可持續(xù)發(fā)展提供重要支撐。

標簽： 金鑰匙，提質(zhì)，茶產(chǎn)業(yè)