此文由安徽农业大学宁井铭教授编写。其中，茶科技创新方面的部分生产应用，已单独发布。本文为按照综述体例的内容，全文约1.4万字，并列明106篇参考文献，供感兴趣的朋友查阅。
编者
2021.12.07
一、品种选育
1、茶树品种选育技术研究
（1）茶树种质资源研究
茶树种质资源是茶树育种、遗传研究和生产利用的物质基础，也是茶产业持续发展的潜力所在[1]。种质资源收集与保存的数量多寡和质量优劣直接影响着茶树育种和茶树生物学研究的深度和广度。2015-2020年开展了第三次全国农作物种质资源普查与收集行动，对湖南、浙江、福建、广东、安徽等多省的茶树种质资源进行了调查、征集和收集。
作为世界茶树的起源中心，我国一直对茶树资源的考察和收集工作十分重视，早在20世纪80-90年代，就先后组织了5次大规模的茶树种质资源区域性考察，征集各类茶树资源1300份。在“十三五”期间，利用优异茶树种质资源培育了新品种。通过系统选育、人工杂交、辐射诱变等手段，共育成无性系新品种近300个，其中系统选育品种超过70%、特异资源的开发和利用已成为近年来推动茶产业发展的重要手段，展现出巨大的市场潜力。优异种质资源可以直接用于茶树新品种选育或者间接为茶树遗传改良提供优良基因来源，因此快速、准确地鉴定出育种上迫切需要的优异资源及其蕴含的有利基因是当前的研究重点。
（2）茶树遗传学研究
茶树具有自交不亲和特点，由于大量的杂交和多倍化，茶树在分类学和系统发育上被列为植物中最具挑战性的分类群之一。“十三五”期间，结合二代、三代测序技术等，安徽农业大学、华南农业大学、华中农业大学、中国农业科学院茶叶研究所等单位分别完成了4个茶树品种（舒茶早、碧云、野生种DASZ及龙井43）染色体级别的参考基因组的组装[2-5]。茶树重要性状（如抗逆、品质代谢、生长发育等）的调控机理解析及基因挖掘取得较大进展。如茶树叶色变异是一个可以利用的性状，对多个白化、黄化及紫化的品种进行了多组学的分析，发现白化和黄化表型的形成多与叶绿体发育受阻和叶绿素合成受到抑制有关，其相关的基因表达较绿色叶片变化明显下调，而紫化茶树品种的表型则与花青素含量累计有关，在分子机制上，花青素合成途径的功能基因及调控基因表达上调[6-8]。
借助于大批量转录组数据和基因组数据的释放，与品质、抗逆、生长发育等形状有关的功能基因及调控基因被批量克隆，且通过异源转化或体外表达的方式进行了功能的简介鉴定，为深入解析茶树重要形状形成调控机制奠定了基础。
（3）育种技术创新
茶树传统自交育种采用的均为人工授粉，需要准备花粉、授粉、套袋以及后期摘袋等工序，过程中会对茶树的花朵形成多重损伤，可能会导致花朵脱落，影响结实率[9]。“十三五”期间开始探索和研究新的育种技术。如中国农业科学院茶叶研究所利用神舟11号搭载茶树种子返回后，获得了航天茶苗。Wang[10]等利用GWAS技术，发掘出26个与春茶发芽期关联的SNP等位变异和候选基因，并从中开发出1个dCAPS标记，可用于分子标记辅助育种。
2、茶树品种选育进展
2015年11月，第十二届全国人民代表大会常务委员会通过了修订的《中华人民共和国种子法》。新版《种子法》规定：除主要农作物和主要林木实行品种审定制度外，对部分非主要农作物实行品种等级制度。列入非主要农作物等级目录的品种在推广前应当等级。茶树被列入第一批非主要农作物等级目录。自从新的《种子法》实施以来，2018年第一批9个茶树品种通过了非主要农作物品种登记，2019年有39个品种通过登记，2020年有42个品种通过登记。“十三五”期间，共有90个品种通过登记（表1）[11]。
表1 “十三五”期间通过登记的茶树品种
（王新超等，2021）
二、种植与栽培技术
“十三五”期间在国家重点研发计划项目“茶园化肥农药减施增效技术集成研究与示范”、国家茶叶产业体系和地方政府的大力支持推动下，我国茶叶科技在茶叶种植领域取得了阶段性的进展。优化和改进了无害化除草技术和生态茶园技术，集成提出了茶园病虫害绿色防控技术模式，构建了茶园化肥减施增效的理论、方法和技术体系，茶园环境信息感知技术和装备取得了阶段性的成果。
1、生态保护
茶园生态环境的研究和构建对提高茶叶的品质和产量、提高劳动效率和经济效益具有重要意义。“十三五”期间，基于茶树的生长发育规律，对茶树的生长环境进行调节控制展开研究，取得了阶段性的进展。有研究表明土壤微生物活动对茶园土壤的理化性状、物质循环和激素合成等起着重要作用，土壤微生物间的拮抗作用和茶树根际中微生物菌株耐胁迫等能力都会影响茶树的生长和茶园的病虫害防治[12,13]。有关研究针对茶园独特的土壤生态系统，提出了利用微生物的生态功能，构建“茶-草-菌”的立体栽培技术模式的生态茶园，提高土壤有机质和改善微生物群落，进而促进茶树的生长发育和病虫害防治[14]。茶园施肥对土壤微生物群落特征具有重要的影响，有研究揭示不同施肥模式下土壤中微生物的数量具有明显的差异[15]，茶园土壤微生物的多样性随有机肥替代比例的升高而增加[16]，随化学氮肥施用量的增加而降低[17]。
在茶园土壤氮元素循环的微生物机制方面科研人员进行了研究。研究发现氮肥施用量增加引起自养硝化和异养硝化作用进一步促进N2O的排放，嗜酸反硝化细菌和对酸性耐受性较强的真菌在高酸性茶园土壤N2O排放中起重要作用[18]。研究发现真菌在茶园土壤氮素矿化过程中起到了重要作用，对土壤净硝化作用和净氮矿化作用的贡献大于细菌[19]。
2、绿色防控
茶园有害生物绿色防控技术是提升茶叶品质和质量、维持我国茶产业健康可持续发展的重要技术支撑。随着科技的发展，“十三五”期间茶园有害生物的绿色防控技术水平提高。
（1）绿色防草技术研究进展
茶园中的杂草是茶园生态环境的重要组成部分，杂草与茶树互相之间对养分和水分的争夺不利于茶树的生长，降低茶叶的产量和品质。传统的人工除草技术存在耗时耗工且防效差的问题。“十三五”期间，我国科技工作者对我国茶园杂草的信息进行了修订和整理，提出了多种免人工除草技术。齐蒙等[20]为确定中国查去已经报道的茶园杂草有效名录，利用清单法整理1959-2018年中国茶区茶园杂草文献中茶园杂草名录信息，结果表明截至2018年中国茶区报道的茶园杂草有效名录为241条，分属57科66属。通过与中国农田恶性杂草名录和中国外来入侵植物名录进行对比，发现有12种杂草属于恶性杂草[21]。茶园杂草信息的修订整理为杂草防控奠定了基础。为免除人工除草，研究表明采用生态抑草是茶园防治杂草的有效方式。在茶园中套种绿豆茎蔓、茶园行间种植白三叶草和间作鼠茅草能够有效抑制杂草的生长、调节土壤温湿度和结构、改善土壤肥力显著提高茶叶中的氨基酸、咖啡碱、茶多酚和水浸出物含量提高茶树的发芽密度和百芽重[22-24]。研究提出了防草布覆盖除草技术，研究表明在夏季覆盖防草布对茶园行间杂草的防治效果可达100%，同时覆盖防草布可以降低夏季茶园不同深度的土壤温度，改善土壤水分促进茶树的生长[25]。
（2）绿色病虫害防控技术研究进展
我国茶园病虫害种类繁多，常见的茶树病害有茶白星病、茶轮斑病、茶赤星病、茶饼病、茶炭疽病等，常见的茶树虫害有茶小绿叶蝉、茶尺蠖、灰茶尺蠖、茶橙瘿螨等。随着科技水平的提高，对茶树病害的病原鉴定取得了阶段性的进展。茶白星病是高海拔茶区高频发生的茶树病害，茶白星病最早于1887年在日本静冈县被发现，但直到1920年首次鉴定茶白星病病原菌为叶点霉属的Phyllosticta sp[26], 而后巴西、巴干达等均鉴定其病原菌为E.leucospila[27]。随着分子技术的发展和菌类信息的完善，Phyllosticta sp于2018年在我国被提出为Phoma sp.[28]，因此茶白星病的病原菌出现了Phyllosticta sp，E.leucospila，Phoma sp.三种不同的说法，经过科研人员的进一步研究，对分离得到的病原菌形态观察、分子序列比对和致病力测试发现E.leucospila为茶白星病病原菌，而Phyllosticta sp为一种感染患病植物组织的重寄生真菌[29]。茶树炭疽病属是茶树叶部病害的一种，但国内外对茶炭疽病原菌归属一直存在争议。目前研究表明炭疽菌属Colletotrichum真菌、果生炭疽菌、胶孢炭疽菌等均可以引起茶炭疽病、茶云纹叶枯病[30,31]。
“十三五”期间对茶尺蠖和灰茶尺蠖展开了研究，研究发现灰茶尺蠖和茶尺蠖两近缘种之间存在着不对称的交配作用，其混合群体后的发生量会明显减少，其中灰茶尺蠖对茶尺蠖的生殖干扰作用更为明显[32]。有关研究基于COI基因酶切位点差异，建立了“PCR-RELP”快速鉴定方法，根据该方法初步明确了茶尺蠖和灰茶尺蠖的地理分布[33]。针对我国茶园的主要害虫茶尺蠖、灰茶尺蠖、茶小绿叶蝉等，在化学生态防控技术、物理防控技术和害虫生物防治技术方面取得了众多研究成果。随着分析技术的进步，成功鉴定出了茶尺蠖和灰茶尺蠖的性信息素成分，为高效性诱剂的研制奠定了基础[34]。茶尺蠖性信息素的正确鉴定，研制出了高效性诱剂，并对配合性诱剂使用的缓释载体、诱捕器和放置密度进行了进一步的优化，建立了灰茶尺蠖性诱杀防治技术[35]。提出了茶毛虫、茶蚕、斜纹茶蛾、茶细蛾等害虫的高效性诱剂产品[36]。通过研究茶园主要害虫和天敌的趋光特性差异，研发出了天敌友好型LED杀虫灯，该杀虫灯提高对小型害虫的诱杀效果同时显著降低了天敌昆虫的诱杀量[37]。成功研发出了可生物降解的红黄双色诱虫板，红色用于驱赶天敌昆虫，黄色用于引诱茶小绿叶蝉，实现了茶小绿叶蝉的高效精准诱杀[38,39]。依据茶园病虫害出现的类型，通过以螨治螨的方式在茶园中释放食螨胡瓜钝绥螨防治茶橙瘿螨、茶跗线螨等茶园害螨，防治效果可达到80%。对高效毒株进行筛选，提高对灰茶尺蠖致死率的同时缩短了致死时间[40]。近年来，从斜纹夜蛾罹病死亡的幼虫尸体分离出一种新型细菌杀虫剂，对多种鳞翅目害虫具有较好的防治效果，已成为茶园鳞翅目害虫无害化防治的有效手段[36]。研究结果表明，间作黄豆、玉米可以降低茶树茶饼病和茶炭疽病的患病率[41]。研究集成和示范推广了茶园病虫害绿色防控技术模式，实现化学农药平均减施70%以上，极大地提高了我国茶园害虫绿色防控技术水平。
3、科学施肥
茶树是叶用经济作物，茶园的合理施肥对提高茶叶质量和品质至关重要。“十三五”期间，国家开展了茶园化肥减施增效的专项研究，取得了重要的进展。针对我国茶园施肥存在过量施肥、茶树专用肥占比少、有机养分替代率低和表面撒施等问题，研究从精准养分用量、有机肥替代化肥、调整肥料结构、改进施肥方法和配套土壤改良等5个方面总结提出了茶园养分综合管理技术策略[42]。研究表明茶园有机肥种类和使用比例对茶园的产量、品质以及茶园突然具有影响，田间实验结果表现出在茶园有机肥替代化肥的比例在30%时茶叶的氨基酸含量更高[43]。研究揭示了茶树品质成分代谢对氮素用量的响应，氮素用量过多对黄酮醇糖苷的合成具有抑制作用[44]。田间试验表明，在1月中旬至2月份茶树根系生长停止和地上部深度休眠的情况下，茶树根系依然具有较强的氮素吸收，吸收氮素储存于茶树的根系、枝条和成熟叶中，为春季茶树新稍生长重新分配和利用[45]。研究揭示了不同减氮模式对茶园土壤细菌群落结构的影响，适当减氮处理有利于增加茶园土壤中细菌菌落的多样性，有利于茶园养分的高效利用[46]。研究了施肥了富硒茶园硒含量、养分和品质的影响，回归分析表明春季磷肥施用量对春茶有机硒含量有显著影响，春、夏季氮肥施用量对夏茶有机硒含量有显著影响[47]。提出了滴灌施肥水肥一体化技术参数和叶面施肥技术，茶树养分吸收量明显增加，养分淋溶损失显著减少。近年来各地提出了多项化肥减施增效技术模式，在实际生产中发挥了十分重要的作用。研究表明控释肥和有机替代两种化肥减施增效技术模式在广东单丛茶区上有较好的应用前景[48]。研究提出了6套化肥减施增效技术模式与平均施肥模式（或当地习惯施肥模式）相比，茶园化肥减量23%～88%，增产3.3%～19.5%，新梢养分利用率明显增加，同时每公顷节本增效1.17万～2.25万元[49]。
4、物联网技术
茶树生长状况和茶园环境的快速感知、智能决策和精准实施是实现茶园智能管理的重要前提。“十三五”期间，茶园智能化装备技术取得了阶段性的成果。在获取茶树生长状况感知技术方面取得了较大的进展，研究建立了基于可见近红外高光谱成像技术结合多元统计分析无损监测茶叶中的氮肥水平、磷和钾含量的方法[50,51]，探明了使用高光谱成像技术结合深度学习监测茶叶中的叶绿素的可行性[52]。利用近红外光谱结合化学计量学开发了一种有效的茶园土壤分析技术，对茶园土壤中的有机物和总氮含量进行评估，并对茶园土壤肥力进行判别，研究结果有助于物联网传感器在高产优质茶园建设中的发展[53]。针对茶园害虫识别依靠人工效率低的局限性，提出了采用计算机视觉技术实现茶园害虫的智能识别[54]。基于物联网、多媒体、计算机图像识别、GIS等技术构建了茶树病虫害监测预警系统，结合自动虫情灯、自动性诱仪、孢子不着仪、智能气象仪、高清摄像机等物联网硬件设备，实现了茶园生产环境监测、虫情监测、病虫害预警等功能，该监测预警系统在英德市试点茶园进行了应用，有效的提高了茶园病虫害防治工作效率，促进了英德市茶叶产业的经济效益增长和可持续发展[55]。利用数码相机和手机结合深度学习识别茶树嫩芽的采摘位点，为机械智能化鲜叶采摘奠定了基础。提出并构建了一套高标准现代化茶园物联网系统，整个系统包括茶树生长环境监测平台、视频监测平台、水肥一体化调控平台、茶叶质量追溯平台和茶树生长过程综合管理平台，试验结果表明，该系统的应用能够有效提高茶园的管理效率，具有一定的推广性[56]。目前茶树生长状况和生长环境的智能化感知监测准备和技术还处于研发阶段，应用于茶园还处于试验阶段，需要进一步进行优化和改进才能转化为产业化。
三、加工工艺/制茶技术
1、传统加工工艺与现代技术的融合
（1）绿茶加工技术研究
“十三五”期间，杀青和干燥是绿茶加工技术研究的重点。研究表明，不同联合杀青方式对绿茶感官品质影响显著。滚筒联合远红外可有效提高栗香品质，其中以滚筒-远红外-微波联合杀青处理最优[57]。开发了电磁滚筒变温-热风耦合干燥技术，这一技术具有精准控温、分段变温的操作特性，且有利于绿茶栗香的形成[58-59]。将茯砖茶发花的冠突散囊菌用于秋季绿茶，发现绿茶花香增加涩味减少，品质得到了提升[60]。
（2）红茶加工技术研究
“十三五”期间，补光萎凋、动态发酵等一系列工夫红茶加工新技术开发成功，初步实现了高品质工夫红茶或特色工夫红茶的定向化加工。Chen等人研究发现，富氧发酵显著提高了红茶的品质，在滋味上苦涩味降低，鲜味增加[61]。Hou等人将动态萎凋应用于祁门工夫红茶，发现动态萎凋有利于花香和果香味的积累，并且茶汤鲜味增加[62]。
安徽农业大学研发了一款微型近红外仪，用于检测红茶萎凋与发酵程度，并得到了较好的试验成果。Jin等人研究表明，使用微型近红外对红茶发酵程度进行判别，判别率为75.67%；自行搭载廉价的成像系统对红茶发酵程度进行评价，判别准确率为81.08%[63]。
（3）白茶加工技术研究
白茶的萎凋是“十三五”期间研究的重点。设施萎凋技术研究不断深入，实现了白茶萎凋环境温度、相对湿度、光质光强等的精准调控，探明了红光萎凋技术可以降低白茶苦涩味、提高鲜爽度[64]。温度25-30℃、相对湿度65-75%条件下萎凋35-40h，鲜叶失水速度和失水程度适宜，有利于获得品质优异的白茶[65]。
（4）乌龙茶加工技术研究
“十三五”期间对乌龙茶的加工标准进行了统一，制定并发行了国家标准乌龙茶加工技术规范（GB/T 35863—2018），对生产企业的标准化起到了规范作用。其中还分别制定了台式乌龙茶（GB/T 39562-2020）、水仙（GB/T 30357.4-2015）等乌龙茶的加工标准。做青是乌龙茶加工技术研究的重点。实现了智能化检测做青时的温度、湿度和青叶减重率，为之后自动化做青提供了理论依据[66-67]。
（5）黑茶加工技术研究
“十三五”期间，渥堆是黑茶加工技术研究的重点。青砖茶渥堆工艺的最优条件：潮水量30%、渥堆温度55℃、时间25天、相对湿度95%。在此条件下制成的青砖茶陈香明显，滋味陈醇、有回甘[68]。湖南农业大学研发了黑茶诱导调控发花、散茶发花、砖面发花及品质快速醇化等加工新技术，大力提升了黑茶产业的加工技术水平。他们通过分离纯化茯砖发花过程的优良菌种并加以培养，在茯砖渥堆前加入发花诱导剂（菌种）实现了诱导调控发花。诱导调控发花技术参数为：茶坯含水量25%，发花温度28-30℃，环境湿度70-75%，发花周期缩短3-5d。采用该技术生产的茶砖内“金花”均匀茂密，加工成本降低30%以上，综合效益提高50%以上[69]。
（6）黄茶加工技术研究
闷黄是黄茶加工技术研究的重点。研究发现，在黄茶闷黄阶段通入氧气不仅可以缩短闷黄时间，提高生产效率，而且有助于可溶性糖的积累，使黄茶形成甜醇的口感[70]。并且研究明确了黄茶闷黄的条件：叶温（45±2）℃、叶片含水率（37±3）%、环境相对湿度（80±5）%。以此参数进行闷黄处理，黄茶的风格特征明显，内质滋味甘润、醇厚[71]。在黄大茶的加工过程中，焙火工艺是研究的重点。研究表明，老火（145-155℃）处理下的黄大茶挥发性品质较优，有利于黄大茶稳定、和谐焦香风味的呈现及特征锅巴香的形成[72]。Wei等人对霍山黄芽闷黄工艺进行了研究，发现两次闷黄有利于保证黄茶的质量。经过两次闷黄处理后的霍山黄芽干茶和茶汤明显黄变，苦涩感较未闷黄的茶样明显降低且甜感增加[73]。
2、茶叶加工机械装备性能提升
（1）连续化加工技术进一步熟化并应用
“十三五”期间，扁形、针形绿茶的加工工艺和装备得到了进一步升级，研发出珠形、条形绿茶的成套标准化加工技术，并在产业上示范应用。胡欣[74]等人在单机化试验的基础上，利用我国自行设计的颗粒形绿茶连续化生产线，探明了最优工艺组合参数，并将该结果应用于最近研建的颗粒形绿茶连续化生产线。安吉白茶连续化加工生产线，有效解决了生产洪峰期鲜叶大量采摘时不能及时加工造成鲜叶红变的问题，同时克服了单机作业中操作工人的人为不可控因素。确保茶叶加工过程的安全性、茶叶品质的规格一致和稳定性[75]。
松阳碧云天茶业有限公司引进了工夫红茶全程连续自动化生产线机组，该生产线主要由鲜叶处理、二次萎凋和揉捻做形、连续发酵（带温湿自控）、动态初烘（品质调控）、足烘提香等五个模块组成。试验表明，此生产线具有节能明显、温控精确、操作简便、自动化程度高等特点，符合工夫红茶加工的清洁化、标准化、连续化、规模化生产要求[76]。
在安化毛茶加工领域，长沙湘丰智能股份有限公司有针对性地研发了集摊青、杀青、揉捻、渥堆、烘干等为一体的黑毛茶自动化生产线。益阳胜希机械设备制造有限公司研发的黑茶自动压制生产线，实现了黑茶压制定型及自动输送。这条自动压制生产线研发成功后，经过多次改进优化，自动化程度大大提高，操作提高、产能大，一条生产线可产多种规格的茶砖。生产的紧压黑茶外观正频率、生产效率大大提高，成品茶砖外观精致。
（2）数字化、智能化加工技术及装备得到研发
加工装备是保障茶叶生产质量的关键，性能优异的装备可以提升生产效率，优化产品品质，实现加工作业高效、省力、标准。安徽农业大学开发出茶鲜叶原料质量分析仪、近红外光谱无损检测装备等，可进行鲜叶质量登记、茶叶色香味形品质的综合评判，推动了茶叶数字化品控和装备的提升。赵进等人设计了茶叶揉捻机组和实现4台茶叶揉捻机协调工作的自动控制系统给，该机实现了茶叶揉捻过程中喂料、揉捻、卸料的全部自动化环节，并实现了数字化、可视化的控制过程。通过试验，系统实现了茶叶生产量220kg/h，成条率稳定在83%以上，提高了茶叶生产效率和生产质量，节约了人力资源[77]。
安徽农业大学Wang等人联合嗅觉可视化、计算机视觉技术和微型近红外仪用于监测红茶萎凋的程度。研究结果表明，单一感知技术难以实现红茶萎凋程度的准确评判；基于中层数据融合所建的SVM模型取得了最优的评判结果，对预测集样本中三个萎凋程度的判别率达到100.00%、92.86%和100%[78]。
安化黑茶加工方面研发应用了黑茶高效节能型汽蒸与渥堆发酵新装备、涡轮推进发酵机、智能固态发酵机、节能高效蒸茶装置、茯砖茶循环双向蒸茶机等专利产品，这些设备的应用使蒸汽利用率提高35%以上，渥堆发酵均匀度得到显著提高。普洱茶发酵发面，研发出控温、控湿、控微生物的发酵装备，如发明双层保湿转动式普洱茶发酵罐、普洱茶清洁化发酵车间、普洱茶发酵无线控制系统等，这些创新发酵装备使得普洱茶发酵做到了可控化、清洁化、数字化。广西六堡茶发酵工艺中，研发出发酵罐和全自动智能茶叶发酵装置。四川黑茶加工中开发出卧式发酵机、滚筒发酵机等先进的发酵装置。华中农业大学研发出黑茶（青砖茶）数字化自动渥堆发酵技术，通过模拟自然渥堆，实现自动加湿与补湿、温湿度自动检测与控制、自动翻堆与解块，使青砖茶品质得到提升。
四、深加工技术与产品
茶叶深加工是实现茶资源高效利用的主要途径，是提升茶叶附加值、跨界拓展茶的应用领域、延伸茶叶产业链的重要途经和推动我国茶产业高质量发展的重要支撑。“十三五”期间，“食品添加剂与配料绿色制造关键技术研究级开发”“现代茶制品加工与贮藏品质控制关键技术及装备研发”“茶叶产品质量安全控制技术及健康功能评价应用示范”等国家重点研发计划陆续实施，茶叶深加工技术创新进入攻坚期。同时随着科技水平的不断提高，茶制品产业链结构和产品供应链体系趋于稳定。
1、茶叶功能成分提制技术进展
“十三五”期间，茶叶中茶多酚、儿茶素、茶黄素、茶多糖、茶皂素等功能性成分的提制技术和产品质量取得了突破性的进展。茶叶功能成分提制技术由单一追求产品目标，逐步转变为全面考虑绿色性能、节能降耗、生产效率和生态环境效益等综合指标上来[79]。实现了茶叶儿茶素混合物的工业化分离纯化，创建了制备高纯儿茶素(儿茶素总量≥90%，咖啡碱≤0.5%)的成熟工艺，只采用水和食用酒精作为溶剂高效分离纯化儿茶素组分并绿色安全脱除咖啡碱，解决了儿茶素传统提制工艺中乙酸乙酯、二氯甲烷和三氯甲烷等溶剂残留的问题，提高了儿茶素制品的质量安全性[80]。通过综合采用酶工程技术与柱色谱在线检测技术，突破了儿茶素单体高效分离制备技术瓶颈，儿茶素单体的制备水平实现了工业化和规模化，该成果对促进我国深加工领域学术应用创新研究，增强产业竞争具有明显的战略意义[81]。茶黄素是红茶中的“黄金分子”，直接从红茶中分离纯化制备茶黄素成本昂贵，难以实现产业化。“十三五”期间，通过儿茶素酶促氧化制备茶黄素的技术水平逐渐成熟，彻底扭转了以红茶为原料提制茶黄素成本高的局面[82]。茶多糖是茶叶中重要的活性成分之一。茶多糖最常见的制备方法是水提醇沉法，以及各种辅助提取方法，如微波、超声波、酶辅助浸提、超临界流体萃取等，常见的纯化技术有先用Sevag法除蛋白、双氧水法脱色、透析法除盐等，然后用柱层析法、超滤法、季铵盐沉淀法等提纯[79]。近年来，纯化水初级浸泡、隔水提取、高能微波预处理和磨球机械辅助提取等多种提取工艺相结合，显著提高了茶多糖的提取效率[83-86]。茶皂素是一种性能优良的非离子型天然表面活性剂。茶皂素的传统提制工艺有水提法和有机溶剂提取法[79]。近年来，重结晶法、萃取法、生物纯化法、沉淀法、吸附分离法的应用，使得茶皂素的分离纯度和分离效率及产品质量的安全性大大提高[80]。
2、速溶茶加工进展
目前我国速溶茶年产量超过2万吨，主要销往日本、美国及欧洲国家和地区，且产值达15亿元，已跃然成为速溶茶第一大生产国[87]。传统速溶茶产品主要有速溶红茶、绿茶、乌龙茶、茉莉花茶等。随着新型技术的发展，高香热溶速溶茶、冷溶原味速溶茶、高香冷溶速溶茶等高品质速溶茶产品陆续被研发，极大程度的满足了市场高端化、个性化的需求。“十三五”期间，以动态逆流提取和冷冻干燥等技术为核心的速溶茶加工技术创新，进一步推动了速溶茶产业的发展。“十三五”期间，速溶茶加工技术的迭代更新促进了我国速溶茶产业的稳步发展。新型的提取、分离、浓缩和干燥技术及装备的研发应用极大程度的推动了新型的特色速溶茶产品的发展。
（1）新型提取技术
提取工艺技术与装备是决定速溶茶得率和品质的重要工序。超声、微波辅助提取与逆流动态提取技术相结合的方式可以实现相对低温条件下茶叶有效成分的高效、快速提取，同时确保了提取效率及品质，是茶叶提取物工业化生产的主要浸提方式[88]。高压脉冲电场（PEF）提取技术对速溶茶的香气起到了很好的改善作用，适合与冷冻浓缩、真空冷冻干燥等技术联合使用[89]。此外，酶解提取、超临界 CO2提取等新技术也得到了不断的研究与应用。
（2）新型浓缩技术
相比于传统的蒸发浓缩和冷冻浓缩技术，新型的膜浓缩技术运行温度更低，不仅能有效的保护热敏性物质，保留茶叶原本的香气物质，提高速溶绿茶的感官品质，同时能抑制重金属、农药残留、无机盐等的富集。新型的膜浓缩技术主要包括反渗透浓缩、超滤浓缩和纳滤浓缩[80]。机械式蒸汽再压缩技术(Mechanical vapor recompression, MVR)因能耗低、效率高而被广泛应用于真空浓缩设备中。目前，MVR真空浓缩技术常以膜浓缩技术相结合的方式应用于大规模的速溶茶生产过程中。
（3）干燥技术
目前，喷雾干燥和真空冷冻干燥是速溶茶加工生产中主要的干燥方法。随着技术的发展，真空低温连续干燥、微波真空干燥以及高压电场干燥等新型干燥技术被提出，但在产业化生产过程中的应用不多。连续真空冷冻干燥方法和低温喷雾干燥等新技术的研发为提高速溶茶的风味品质奠定了良好基础。在传统喷雾干燥的基础上，低温喷雾干燥技术具备提高速溶茶产品色泽及冷溶性品质的优势。
（4）生物酶技术
生物酶是速溶茶生产过程中主要的添加物，能明显改善速溶茶的感官品质。研究表明，蛋白酶[90]、单宁酶、β- 葡萄糖苷酶[91]、茶茎粗酶（ETS）、马铃薯葡萄糖粗酶（EPD）[92]、果胶酶、纤维素酶[93]、和黑曲霉[94]等可以显著提高速溶茶产品的滋味和香气品质。生物酶技术的应用，有助于速溶茶产品的花果香和青草香提高，降低苦涩感[95]。
（5）提香保香技术
为适应市场对速溶茶高质化、终端化技术的需求。“十三五”期间，中国农业科学院茶叶研究所等国内相关单位相继开展了速溶茶保香、提香技术的研究。微胶囊技术是指利用聚合物薄膜包裹微量物质，是一种储存固体、液体、气体的微型包装技术。该技术能很好的保护速溶茶香气，其中保香增香效果较好的主要是β-环糊精（β-CD），且β-CD 的安全无毒性已被证实，在茶饮料的增香保香中应用较为成功[89]。此外，香气回填技术的研究也为高品质速溶茶的生产制备奠定良好基础。天然香气回收和香气回填技术，是指利用冷凝方法将茶汤中挥发出的香气物质进行收集，再将含香冷凝水添加到茶汤浓缩液中的技术。该技术已成功应用于铁观音速溶茶的加工生产中，制得香高馥郁、具有“音韵”的铁观音速溶茶粉[96]。
3、茶饮料加工进展
目前，我国茶饮料年产量超1500万吨,是国际第一大茶饮料生产国[87]。“十三五”期间，茶饮料加工在滋味品质的调控、茶饮料沉淀控制以及饮料专用化加工技术等方面的提升促进了我国茶饮料的发展。此外，以茶叶及制品为主要原料，以鲜奶或奶制品、水果、糖、谷物、酒及香料等为辅料，经现场提取和调配制成的新式茶饮满足了年轻一代消费者的需求，其产业得到迅速发展。
（1）茶饮料滋味品质调控技术
滋味是影响茶饮料品质的关键因子之一，其调控技术的研究具有重大意义。“十三五”期间，针对夏秋茶苦涩味重、滋味品质差造成了资源利用率低的难点问题，相关研究取得突破性进展。为充分利用夏秋茶资源，研究者对绿茶茶汤中苦涩味和回甘滋味的关键成分的呈味规律进行深入探索。研究发现，绿茶中呈苦涩味的酯型儿茶素与呈甜味的非酯型儿茶素之间，通过生物酶解进行转化调控[97]。因此，生产中利用复合酶水解，并在酯型/非酯型儿茶素比例协同体系pH 的在线监测下，可实现茶汁滋味的定向精准调控。
（2）茶饮料沉淀控制技术
茶饮料生产及贮藏过程中形成的沉淀极大程度上影响了产品的外观及风味品质。“十三五”以来，研究者在茶饮料生产过程中基于络合作用的沉淀物形成机理取得大重大突破。研究表明绿茶沉淀物乳酪的生成与茶多酚和碳水化合物的初始浓度有关，而红茶乳酪的生成量由蛋白质、甲基黄嘌呤和茶红素浓度决定[98]。儿茶素因与蛋白质、咖啡碱和金属离子存在分子相互作用，对乳酪的形成起着关键作用。牛血清蛋白（Bovine serum albumin，BSA）的引入，使得具备更强相互作用的酯型儿茶素-牛血清蛋白的复合体打破了氢键，可有效减少乳酪的形成[99]。
茶饮料沉淀生物控制技术的研究为提高茶饮料品质及货架期打下坚实基础。相比于传统的膜过滤法、吸附法、包埋法及转溶法等，生物酶解法可以极大程度上减少对茶饮料风味品质的影响。单宁酶被广泛用于控制茶乳酪形成和沉淀，经单宁酶处理的茶叶提取物与蛋白结合的能力降低，使得茶乳酪的形成受到抑制[100]。单宁酶与纤维素酶、蛋白酶和脯氨酸核酸内切酶结合可有效分解茶乳酪，同时能水解形成乳酪的关键物质如茶多酚和蛋白质，对茶汤的澄清效果增强。
（3）饮料专用茶加工技术
鉴于传统加工制成的原料茶难以满足茶饮料加工的需求，早在2000年，我国对饮料专用茶展开相关研究。“十三五”期间，饮料专用茶加工技术研究与应用取得了新的进展，制定了饮料专用茶叶成套加工技术，开发出了一批高质化、特色化饮料专用茶叶，饮料用原料茶开始走向专用化。研究发现，烘焙处理可提高蒸青绿茶饮料风味的稳定性，且热处理几乎不影响焙茶制得茶饮的滋味品质[101]。为解决茶饮料专用原料茶的筛选问题，研究提出基于茶汤色度指标的快速初筛方法，显著提高了茶饮料用原料茶的筛选效率。针对茶饮料原料茶来源广、品质不均匀的问题，集成茶叶热转化提质技术和基于“线性规划模式”的茶叶定量拼配技术，联用分筛、风选、静电、磁选等净选去杂技术和微波杀菌技术，创制出饮料专用茶叶成套加工技术，产品品质、安全性、稳定性显著提高。
（4）新式茶饮的发展
随着茶饮消费群体的年轻化，茶饮料开发呈多元化、差异化、特色化发展的趋势。“十三五”期间，以粉末为原料的冲调模式逐渐被市场所淘汰，线下直饮式的奶茶饮品市场规模迅速扩大。自2010年以来，一种有别于传统茶叶和瓶装即饮茶的新式茶饮产品逐渐步入茶业消费市场。这些新式茶饮产品突破了传统茶饮制作和消费边界，以材质天然、设计时尚、现场制作和即饮方便等特点，满足了年轻一代消费者的需求，其产业得到快速发展。据统计，截至2020年底我国新式茶饮市场规模突破千亿元大关，成为继传统杯泡热饮、工业化瓶装即饮茶之后的第三大茶叶消费方式[102]。
新式茶饮是指以茶叶及制品为主要原料，以鲜奶或奶制品、水果、糖、谷物、酒及香料等为辅料，经现场提取和调配制成的茶饮。其主要包括奶茶、水果茶、纯茶、抹茶、混合茶等系列茶饮品。为满足年轻一代消费群体的需求，新式茶饮类型居多、设计时尚，且其发展与迭代速度较快。新式茶饮的发展不仅满足了新时代茶叶消费市场的个性化需求，同时也为培养新一代的饮茶群体提供良好方案。
4、茶食品加工进展
茶食品是一类利用超微茶粉、抹茶、茶汁或茶叶提取物等原料，配以其他可食材料加工而成的食品。随着经济社会发展，茶食品因其健康、天然、绿色等特性在我国快速发展，成为茶叶深加工利用的一个重要发展方向。“十三五”期间，超微茶粉在食品上应用的技术突破以及各类新产品的开发，推动了茶食品行业的持续发展。超微茶粉（抹茶）外形细腻、粒径较小且分布均匀、色泽翠绿，作为配料已逐渐代替速溶茶粉或茶水提物，广泛应用于食品、化妆品和医疗行业。超微茶粉（抹茶）的分散性[103]、流动性和稳定性差是影响其在食品中广泛应用的主要难题。针对抹茶等超微茶粉在应用时易发生粘附及团聚现象，通过喷雾流化床造粒机在茶粉表面喷涂亲水性聚合物，对茶粉表面进行改性，可提高抹茶粉的流动性和水分散性。羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、黄原胶等食品添加剂，可降低超微茶粉的沉降比，提高茶粉分散稳定性[104]。研究表明通过结构修饰可以提高茶粉的稳定性及利用效率，如采用β-环糊精包埋超微绿茶粉，能够提高茶粉有效成分的溶解度、溶出率、稳定性和生物利用率[105]。研究发现，可利用含锌或含铜化合物置换叶绿素中镁离子，结合烫漂技术，添加酵母微量元素，获得色泽热稳定性高的抹茶粉[106]。我国茶食品种类众多，工艺制作方法各异导致风味特征呈现显著差异。茶食品研发需要对产品配方和制作工艺进行筛选与优化，提高产品的感官风味品质。茶的添加形式、添加量以及茶的类别对茶食品的品质具有重要的影响。茶食品由国外主流食品向传统食品转变，茶月饼、茶面条、茶豆腐等具有中国特色的食品开始进入人们的视野。“十三五”期间，茶食品的品质分析技术从以传统的感官审评为主体的主观评判方式逐渐发展为以质构分析、图像分析和颜色分析等多传感结合的客观评价方式。建立了更系统客观的定性和定量相结合的评价体系，促进茶食品产业的可持续健康发展。
来源：中国茶业创新白皮书
编辑：宋沛珊
