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(shù)提取、分離、純化制成的速溶茶的沖泡場(chǎng)景。
“我們研制出了復合酶水解技術(shù)，讓苦澀的茶汁變得甘甜。”12月中旬，中國農業(yè)科學(xué)院茶葉研究所茶深加工與多元化利用團隊首席科學(xué)家尹軍峰研究員接受科技日報記者采訪(fǎng)時(shí)，現場(chǎng)演示了速溶茶泡制。記者發(fā)現，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(wú)異，且沒(méi)有顆粒感。
一葉飄香，滋養一方。“十三五”期間，我國茶葉種植面積和產(chǎn)量持續保持世界第一。茶產(chǎn)業(yè)在實(shí)施脫貧攻堅和鄉村振興中發(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(zhù)“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(wàn)畝綠色生態(tài)茶園。為優(yōu)化茶產(chǎn)業(yè)結構、助力脫貧攻堅，2018年，金寨縣轉變思路，著(zhù)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，一直存在結構性產(chǎn)大于銷(xiāo)的問(wèn)題，影響茶業(yè)增效及茶農增收。
“團隊通過(guò)16年系統研究，創(chuàng )制了將夏秋茶苦澀味轉化為回甘的新方法。通過(guò)引進(jìn)我們的專(zhuān)利技術(shù)，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(xiàn)。”尹軍峰介紹道，經(jīng)生物技術(shù)與食品高新技術(shù)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(shuō)，經(jīng)研究發(fā)現，綠茶中以苦澀味為主的酯型兒茶素與呈現回甘滋味特征的非酯型兒茶素之間，可通過(guò)生物酶解進(jìn)行轉化調控。團隊利用復合酶水解，實(shí)現了茶汁滋味的定向精準調控，提升了夏秋茶口感。
通過(guò)構建夏秋茶高值化梯次利用技術(shù)體系，2018年至2020年，尹軍峰團隊主要技術(shù)產(chǎn)品讓30萬(wàn)噸夏秋茶漲了身價(jià)，直接新增產(chǎn)值超40億元，應用區茶農每畝增收1675元，實(shí)現間接效益205億元。
“夏秋茶資源利用率仍有較大的提升空間。”尹軍峰說(shuō)。業(yè)內專(zhuān)家建議，可通過(guò)生物技術(shù)挖掘茶葉新功能，如應用酶膜聯(lián)用技術(shù)，嘗試研發(fā)茶黃素、茶氨酸、茶多酚或兒茶素等含量高的風(fēng)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(shù)開(kāi)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(chóng) 生物誘捕器實(shí)現環(huán)境零污染
在冬日暖陽(yáng)的照射下，杭州西湖區龍塢鎮的茶園仍顯翠綠。置身于這萬(wàn)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(chóng)害的防治作用卻舉足輕重。
“誘捕器的奧妙在所用的誘芯。”中國農科院茶葉研究所病蟲(chóng)害防控團隊首席科學(xué)家周利研究員介紹，通過(guò)分離鑒定引起害蟲(chóng)生理活性的物質(zhì)，再進(jìn)行人工合成模擬仿制出散發(fā)害蟲(chóng)氣味的誘芯，可以實(shí)現對害蟲(chóng)的有效誘捕。在保障茶葉產(chǎn)量的同時(shí)，可有效減少茶園化學(xué)農藥使用量，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(chóng)咬食葉片，能將茶樹(shù)吃得光禿禿，導致茶樹(shù)減產(chǎn)、長(cháng)勢衰弱。雌性成蟲(chóng)會(huì )釋放一種叫性信息素的化合物引誘雄蟲(chóng)，從而完成交配。
“根據茶尺蠖這一生物特性，由陳宗懋院士領(lǐng)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(chóng)，顯著(zhù)減少其蟲(chóng)口基數，并且能連續使用超過(guò)3個(gè)月。
近年來(lái)，陳宗懋院士團隊先后解析了茶尺蠖、灰茶尺蠖、茶毛蟲(chóng)、茶蠶、湘黃卷蛾等多種鱗翅目害蟲(chóng)的性信息素成分，并配套形成了性信息素誘殺技術(shù)。“十三五”期間，相關(guān)高效性誘劑推廣應用43.7萬(wàn)套。
周利介紹，2020年，團隊研發(fā)的相關(guān)高效性誘劑及黃紅雙色誘蟲(chóng)板、窄波LED殺蟲(chóng)燈等技術(shù)產(chǎn)品在全國推廣面積超1.3萬(wàn)公頃，示范區化學(xué)農藥平均減施達76%。
業(yè)界認為，在已有性誘劑、病毒等高效綠色防控技術(shù)的應用下，目前茶尺蠖、茶毛蟲(chóng)等鱗翅目害蟲(chóng)的防治壓力不是很大。未來(lái)茶葉蟲(chóng)害防治壓力主要來(lái)自茶小綠葉蟬、茶棍薊馬等小型害蟲(chóng)。
“團隊目前正在研制防治茶小綠葉蟬、茶棍薊馬的植物源農藥。”周利表示，未來(lái)還需要加強小型害蟲(chóng)的基礎生物學(xué)研究，從而研發(fā)綠色防控技術(shù)，持續提升茶葉質(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。”中國農科院茶葉研究所茶樹(shù)資源與改良研究中心郝心愿副研究員介紹說(shuō)。
目前國內名優(yōu)茶采摘仍舊依賴(lài)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(wèn)題日益突出。國內外實(shí)踐證明，推行鮮葉機械化采摘是降低茶產(chǎn)業(yè)過(guò)度依賴(lài)勞動(dòng)力的有效技術(shù)手段，其中品種是實(shí)現機械化采摘的基礎。
“‘中茶502’是我們采用系統選育法育出的，選育周期較長(cháng)。接下來(lái)我們將從適宜機采品種選育指標和新梢發(fā)育特性上開(kāi)展深入研究，逐步建立科學(xué)高效的品種選育技術(shù)體系。”郝心愿介紹，“十三五”期間，我國育成的茶樹(shù)新品種數量快速增加，在茶樹(shù)重要性狀的調控機理解析及基因挖掘方面也取得了較大進(jìn)展。
近年來(lái)，中國農業(yè)科學(xué)院茶葉研究所、安徽農業(yè)大學(xué)等多家單位完成了多個(gè)茶樹(shù)品種（材料）染色體級別的參考基因組組裝，為深入開(kāi)展茶樹(shù)遺傳學(xué)、功能基因組學(xué)研究奠定了基礎，在助力快速培育產(chǎn)業(yè)需求的茶樹(shù)新品種中，生物技術(shù)的作用逐漸顯現。
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(kāi)發(fā)了一個(gè)可快速鑒定低咖啡堿茶樹(shù)的功能標記。”郝心愿說(shuō)，這一成果可助力低咖啡堿茶樹(shù)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)內專(zhuān)家表示，伴隨著(zhù)生物組學(xué)、營(yíng)養組學(xué)和高通量篩選等技術(shù)的發(fā)展與應用，茶葉功能成分鑒定、評價(jià)、利用的研究將繼續成為未來(lái)茶學(xué)研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，在這些方面的突破必將催生形成茶葉功能利用新的增長(cháng)點(diǎn)，為茶產(chǎn)業(yè)未來(lái)可持續發(fā)展提供重要支撐。
