國內外茶葉新產品研發進展
林 智
（中國農業科學院茶葉研究所，國家茶產業工程技術研究中心，農業部茶及飲料植物產品加工與質量控制重點實驗室，310008）
茶，源于中國，傳向世界。經過數千年的發展，茶葉已成為當今世界上最普及的保健飲品。至今，地球上已有60多個國家引種了茶樹，2008年世界茶園總面積約290萬公頃，茶葉總產量達380.42萬噸[1]。隨著各國茶葉產量的持續增長和人們消費觀念的不斷變化，世界茶葉產供銷之間的矛盾日益突出。為適應現代消費觀念的變化，進一步提高茶葉的利用率和經濟效益，世界上很多產茶國和消費國都致力于茶葉新產品的開發，已取得了豐碩的成果。茶葉新產品的開發已成為拉動茶產業升級的重要動力，并成為茶產業發展的新增長點。目前國內外研究開發的茶葉新產品主要有兩大類：（1）新型茶產品；（2）茶葉深加工產品。
一、新型茶產品
1.低咖啡因茶
低咖啡因茶（Decaffeinated Tea）是一種適合于對咖啡因敏感的特定人群如神經衰弱者、孕婦、老人、兒童等飲用的新型茶類。它采用特定的技術手段如超臨界萃取、熱水浸漬等方法，將茶葉中所含的咖啡因大部分脫除，同時盡可能保留茶葉原有的有效成分和風味。目前，對低咖啡因茶中咖啡因含量沒有統一標準，歐美等國一般要求咖啡因含量低于0.5%，中國、日本將咖啡因含量低于1%的茶葉稱為低咖啡因茶。低咖啡因茶首先是德國開發成功的，德國Halssen & Lyon 公司擁有多項低咖啡因茶生產專利，并開發出多種低咖啡因茶產品。日本于1985年開發出熱水浸漬法生產低咖啡因茶的方法。我國從20世紀90年代開始研究低咖啡因綠茶加工技術，中國農業科學院茶葉研究所率先研制成功應用熱水浸漬原理的茶葉咖啡因脫除機，茶葉中咖啡因脫除率為80%，其他有效成分則可保留90%以上，獲得了國家實用新型專利，并在江蘇、浙江等省實現產業化生產[2]。目前，低咖啡因茶在歐美市場上較為流行。據報道，意大利茶葉市場上低咖啡因茶的銷量占30%左右（約4000噸），加拿大低咖啡因茶的銷量占茶葉總銷量的4%（約為500多噸），但這些低咖啡因茶均是采用超臨界萃取技術加工的低咖啡因紅茶，生產成本相對較高。2005年日本國立蔬菜茶葉研究所與寺田制作所聯合研制成功熱水脫咖啡因的綠茶加工機械，2006年日本喜作園公司開發的低咖啡因綠茶和低咖啡因綠茶飲料正式投放市場。
2.γ-氨基丁酸茶
γ-氨基丁酸茶（GABA Tea，又稱GABARON Tea）是1987年由日本農林水產省蔬菜茶葉試驗場首次開發成功的新型茶，要求茶葉中γ-氨基丁酸的含量必須達到1.5mg/g以上。經動物實驗和臨床實驗證實，γ-氨基丁酸茶具有顯著的降血壓作用[3]。因此，γ-氨基丁酸茶自1987年在日本投放市場以來，深受消費者特別是廣大高血壓患者的青睞，已形成葉茶、袋泡茶和罐裝茶飲料等系列產品。該茶賣價比一般同級綠茶高1倍，市場零售價達10000日元/kg左右。
目前，提高茶葉中γ-氨基丁酸含量的方法主要有氮氣厭氧處理，紅外線、微波照射，谷氨酸鈉溶液處理，氮氣厭氧和好氣交替處理等。但目前這些加工方法還存在著這樣那樣的缺陷，如采用氮氣嫌氣處理成本較高（特別是在我國農村、鄉鎮很難購到氮氣）；采用紅外線照射耗電較大；采用微波照射對防泄露要求較高；采用谷氨酸鈉溶液處理茶鮮葉易產生“水悶味”，影響茶葉品質等等。為此，中國農業科學院茶葉研究所根據我國國情開發出一種簡便易行、經濟實用的γ—氨基丁酸茶加工方法（已獲國家發明專利ZL200310109054.3），采用該方法可生產出高品質的γ-氨基丁酸綠茶、紅茶和烏龍茶，其γ-氨基丁酸含量分別達到3.32mg/g，3.55mg/g和3.05mg/g，超過日本制定的高γ-氨基丁酸茶標準1倍以上[4]。目前該技術已在浙江、江蘇、云南和廣西等省進行了推廣和應用。
3.抗過敏茶
研究發現，某些茶樹品種含有特殊的甲基兒茶素類化合物，如(-)-EGC3-O-(3”-O-methyl) gallate (EGCG3”Me）和(-)-EGC3-O-(4”-O-methyl) gallate (EGCG4”Me），與茶葉中主要兒茶素EGCG、EGC、ECG和EC等相比，甲基兒茶素具有很強的抗過敏和消炎等藥理作用。此外，它在動物血液中的穩定性明顯高于EGCG，口服吸收率比EGCG高9倍，具有很大的醫學價值和開發應用前景[5]。為此，日本利用甲基兒茶素含量較高的茶樹品種“Benifuki” 和“Benihomare”等，開發出具抗過敏作用的綠茶和茶飲料，目前還在開發具抗過敏作用的茶食品。
中國農業科學院茶葉研究所通過五年的研究，已從我國2000多份茶樹種質資源中篩選出6個甲基兒茶素含量在1%以上的茶樹品種[6]，并試制成功感官品質較好，甲基兒茶素含量大于1%的綠茶和烏龍茶新產品
4.降糖茶
在日本，丸山制茶株式會社利用秋、冬季茶葉富含茶多糖的特點，采用專利技術開發出具有降血糖功能的新產品[ポリサッカ王]，該茶需采用冷水沖泡飲用，具有較好的防治糖尿病效果。在國內，2001年中國農科院茶葉研究所利用粗老茶為原料，在加工過程中添加適當比例的茶多糖和茶多酚等茶葉天然活性物質，開發出“神葉牌”降糖茶，該產品投放市場后深受糖尿病患者的好評[7]。
5.超微細茶粉
超微細茶粉（Ultra-fine tea powder）是采用幼嫩茶鮮葉經保色處理和脫水干燥后,在低溫狀態下將茶葉瞬間粉碎成超微細顆粒，能最大程度保持茶葉原有的營養成分。除可直接飲用外，廣泛應用于茶葉食品加工，以強化其營養保健功效，并賦予天然綠色和茶葉風味。20世紀80年代日本采用先進的超微粉碎技術成功開發出超微或微細茶粉，茶葉顆粒可達2～12微米或70～100微米，并開發出豐富多彩的茶葉食品。中國農業科學院茶葉研究所從20世紀90年代開始研制超微細茶粉，至今，整體顆粒度已從最初的200目（約127微米）提高到目前的300目（約60微米），最細的顆粒度已達到5微米。產品的種類有綠茶粉、紅茶粉、烏龍茶粉和花茶粉等，已工業化生產的主要是綠茶粉，其關鍵加工技術為：一是對鮮葉原料采用特殊的保綠處理；二是超微細粉碎技術[8]。目前，在我國超微細綠茶粉已成功地應用于冰淇淋、羊羹、蛋糕、糖果、面包、果凍和月餅等食品。
6.冷水沖泡型茶
傳統工藝加工的茶葉一般只能用熱水沖泡，如用冷水沖泡，很難浸出茶葉的有效成分，香氣和滋味都很差。但歐美等國的人們卻偏愛冷飲，幾乎90%的茶葉都是用來制作成冰茶飲用的，因此，通常為制作冰茶，必須將水煮沸沖泡茶葉，然后再等候茶湯冷卻，往往需要1個多小時。為此，英國聯合利華公司開發出一種新的冷水沖泡型茶（Cold Brew Tea）加工技術,并已于2001年9月獲得歐洲專利和世界專利。該茶通過特殊的加工處理，在15℃水中5分鐘內就可浸出，大大縮短制作“冰茶”的時間，而且由于是用冷水沖泡，茶湯中只含有很少的咖啡堿，有益于人體健康。該茶于2001年由Lipton公司在美國投放市場大獲成功，年銷售額達2000多萬美元。近年，日本、韓國為擴大夏季茶葉的消費，也開發出冷水可浸出的綠茶，并且市場銷售量逐年增加。與傳統煎茶加工工藝相比，該茶的加工工藝特點是延長鮮葉蒸青時間（180～240秒），減輕精揉程度，精揉葉切碎后過6號篩，然后高火干燥[9]。目前，中國農業科學院茶葉所在冷水沖泡型茶加工技術方面已初步取得成功。
7.天然花香型綠茶和紅茶
目前，我國很多茶區以春茶為主，夏秋茶資源很少利用，將烏龍茶加工工藝與綠茶、紅茶加工工藝結合，開發生產天然花香型茶葉成為近年的一大熱點[10]。如利用綠茶品種或烏龍茶品種的夏秋季鮮葉，集成烏龍茶和綠茶的加工工藝開發出天然花香型綠茶、天然花香型綠碎茶等；利用烏龍茶品種或紅綠茶兼制品種的夏秋季鮮葉，集成烏龍茶和紅茶的加工工藝開發出天然花香型紅茶。
8.香味茶
香味茶（Flavoured Tea）是以各種茶葉為原料，采用先進的微膠囊包埋等技術，添加天然水果香料或植物香料窨制而成的具有花果香味的茶葉產品[11]。近年來，隨著年輕一代消費者飲食上追求新奇、多樣化和刺激性的消費觀念的出現，風味獨特而獨具魅力的香味茶在歐美等國得到快速發展。美國年銷售茶葉中有30%是香味茶，約19000噸。德國有100多種香味茶，年產量達4萬～5萬噸。意大利茶葉銷量的10％是香味茶。斯里蘭卡近年來也非常重視香味茶的開發和生產，除了傳統的小豆蔻香味茶外，還開發生產了20多種熱帶水果風味的香味茶，如香蕉紅茶等。而在我國除廣東少量生產玫瑰紅茶和荔枝紅茶外。香味茶的產品幾乎處于空白，我國擁有豐富的植物香料和水果資源，香味茶由于具有豐富多樣的風味，同時具有現代飲料的色彩，因而國內香味茶的市場是巨大的。目前，國外許多香味茶產品已進入國內市場，如Tetley，Twinings，Lipton等品牌的水果香味茶。其零售價為24.70元／包，相當于每公斤香味茶494元人民幣。而其紅茶的原料價格最高是30～50元／公斤。因此，研制香味茶的加工技術，開發生產香味茶產品，其經濟效益也是十分明顯的。
二、茶葉深加工產品
1.速溶茶
速溶茶（Instant Tea）是用純水提取茶葉中的水溶性成分，再經過濾、分離、濃縮、干燥而制成的。在20世紀40年代，英國首先研制出速溶紅茶，1943年獲得發明專利。50年代，英、美等國工業化生產速溶茶并投放市場。70年代后，美、英等國逐漸將速溶茶生產轉移到印度、斯里蘭卡、肯尼亞等產茶國，目前上述三國已成為世界速溶茶生產大國，2006年速溶茶產量分別為3436噸、2462噸和1145噸。速溶茶初期的加工設備及技術大多沿襲速溶咖啡的制造方法，采用熱提取、熱濃縮和真空干燥等技術，但由于茶的化學組成與咖啡不同，因此初期的產品質量不能令人滿意。20世紀80年代以后，膜分離技術、酶技術、冷凍干燥等高新技術逐漸應用于速溶茶的制備，使速溶茶的滋味和香氣有了明顯改善。英國聯合利華公司和美國雀巢公司相繼取得了冷溶速溶茶的世界專利。
我國的速溶茶研制工作開始于20世紀60年代，當時只獲得了一些小試樣品，到70年代才開始小規模生產速溶茶。70年代和80年代，我國的速溶茶除部分出口外，國內銷量很少，到90年代，隨著科學技術的發展特別是膜技術、冷凍干燥技術日益成熟和茶飲料高速增長的帶動下，速溶茶的生產和銷售才得到長足進展。據估計，1998年我國速溶茶的生產量只有100多噸，2007年已達到6000多噸。目前我國速溶茶產品主要是采用真空冷凍干燥和噴霧干燥兩種工藝獲得凍干粉和噴干粉，品種有綠茶、紅茶和烏龍茶三個種類，但由于品質問題，很少直接飲用，主要被用作生產茶飲料的原料。近年，中國農業科學院茶葉研究所開發出高香冷溶速溶茶加工技術，經專家組鑒定，居國際先進和國內領先水平。該速溶綠茶產品在10℃左右的水中30秒即可溶解，并具有高級綠茶的風味，具有非常廣闊的市場前景[12]。此外，固體奶茶飲料在我國茶飲料市場異軍突起，以“香飄飄”為代表的杯裝奶茶在市場刮起一股奶茶熱潮，根據A.C.Nielsen調查，僅上海、廣東、浙江地區，2006年奶茶的市場銷售額就達4億多元，市場的主要品牌有立頓、香飄飄、喜之郎、香約、雀巢、摩卡等。
2.即飲茶飲料
即飲茶飲料（Ready-to-Drink Tea）是以茶葉的水提取液或其濃縮液、速溶茶粉為原料加工制成的一類飲料。自1972年立頓公司開發出罐裝即飲冰茶飲料（Iced Tea）開始，茶飲料的工業化大規模生產首先在美國走入了市場。從上世紀八九十年代以來，茶飲料以其健康、時尚、方便的形象，在世界各地快速發展，日本、我國臺灣地區等地的產量已超過碳酸飲料，成為飲料的主導產品。1981年日本的伊藤園首次推出罐裝烏龍茶飲料，同年我國臺灣地區的統一公司推出“麥香紅茶”飲料。1987年美國Snapple公司推出了瓶裝冰茶飲料。我國的茶飲料始于20世紀80年代中后期，大規模生產從1994年旭日升集團推出冰茶飲料開始。我國消費者近年來逐漸認同并接受茶飲料，成為飲料市場最具活力的品種[13]。
近年來茶飲料在全球的生產與消費快速發展。根據Euromonitor International的統計，從2001～2006年，亞洲茶飲料的消費量快速增長，其中中國和日本的消費量及年均增長率最大，分別為21.37%和8.94%。
在歐洲，根據ZenithInternational（2008）資料，全球的即飲冰茶銷售量從2002年1400萬噸，增長至2006年的1860萬噸，并預計到2012年增長至2480萬噸，2002～2012年平均增長率為5.8%。從歐洲各國的消費量來看，德國、意大利、俄羅斯、法國等10個國家的消費量占300多萬噸，占歐洲即飲冰茶銷售量的80%。美國作為茶飲料的生產銷售大國，根據Datamonitor 的統計，2007年美國熱飲料和軟飲料的市場銷售額分別達到91億美元和110.4億美元，其中RTD茶飲料總銷售額達18億美元，銷量約282.92萬噸，占RTD即飲茶和RTD咖啡總量的75%。
中國是茶飲料的生產與消費大國，全國生產和銷售茶飲料的公司多達39家，其中大中型企業有15家，上市品牌多達100多個，有近50個產品種類。其中康師傅的銷售量和銷售額占市場份額的50%以上，其次是統一，娃哈哈排第三位。但目前我國茶飲料加工技術還很落后，品種單一，以調味茶飲料為主，市場份額在90％以上，因為同純茶飲料相比，生產調味茶的難度不大，質量的穩定性容易得到保證。預計隨著我國純茶飲料生產技術的不斷改進，純茶飲料的市場分額將不斷提高。
3.茶多酚（兒茶素）
茶多酚（Tea Polyphenols）是茶葉干物質中含量最多的一類功能成分，占干物質重量的15%～25%，其中最重要的組分是兒茶素類化合物，占茶多酚總量的50%～70%。現代科學研究表明，茶多酚具有多種生理活性和保健功能，如抗氧化、清除自由基、抗輻射、抗菌消炎、抗病毒、抗癌、抗突變、降血脂、降血糖、預防肝臟及冠狀動脈硬化等。茶多酚作為一種新型天然抗氧化劑，在我國于1990年被列為食品添加劑（GB 12493—90），可廣泛應用于食品加工和醫藥保健等領域。
國內于20世紀80年代中期由中國農業科學院茶葉研究所率先從茶葉中提取出以茶多酚為主體的天然抗氧化劑，并應用于月餅、火腿等食品中，有效地延長食品的保質期。此后，浙江農業大學、安徽農業大學、湖南農業大學和華中農業大學等科研、教學單位也相繼開展茶多酚提取技術研究，使茶多酚產品的得率和純度均有明顯提高，并開發出脂溶性茶多酚和以茶多酚為原料的“心腦健”膠囊等產品。國內早期的研究，茶多酚得率為1.5%左右，純度為80%以上；90年代中期，茶多酚得率達到3.5%，茶多酚含量為95%以上，其中兒茶素含量超過60%；現在，茶多酚的得率已達到8%～10%，兒茶素的含量超過80%。從茶葉中提取茶多酚的方法主要有沉淀萃取法、有機溶劑萃取法、吸附樹脂法、超臨界CO2流體萃取法等[14]。其中有機溶劑萃取法是目前我國茶多酚生產行業的主導工藝，以中國農業科學院茶葉研究所開發的技術最為成熟。該技術主要特點是從一份茶葉原料同時制備出茶多酚、咖啡因、茶多糖、茶色素四種產品，整套技術水平處國際先進水平。目前全國有茶多酚生產廠家40多家，生產茶多酚約2000噸。
茶多酚的應用在我國尚不發達，我國生產的茶多酚大多數出口日本、美國和歐洲等發達國家。在這些國家，特別是日本，利用茶多酚制作的產品已增加到200余種，到處可見到利用茶多酚除臭和抗氧化等功能生產的各種生活用品和保健食品。這些制品用途廣泛，遍及食品、飲料、服裝、床上用品、化妝品以及空調、冰箱、吸塵器等家用電器生產領域。如用茶兒茶素制成消臭抗菌劑、芳香劑，成為家庭、旅店、餐廳、醫院、學校的必備品；茶消臭劑和抗菌劑還應用到空調上，可除去塵埃和臭氣，使室內空氣更加清潔和衛生。另外，開發成功的帶兒茶素的抗氧化棉纖維，用它做內衣可以除掉活性氧，預防皮炎和皮膚粗糙。這些產品的銷路頗佳，一件用綠茶染色的短袖襯衫最低能夠賣到29.8美元，高的竟達89美元。在美國，茶多酚主要是用作生產保健食品膠囊。目前我國雖已開發出茶多酚片劑和膠囊等產品，但產業化程度不高。
4.咖啡堿
咖啡堿（Caffeine）是茶葉中主要生理活性成分之一，含量在1%～4%。。大量的研究證實，咖啡堿具有使中樞神經系統興奮、強心、利尿、醒酒、助消化等作用。目前國內外從茶葉中提取天然咖啡堿的方法主要有升華法、萃取法和超臨界流體萃取法[15]。升華法主要是通過高溫使茶葉中咖啡堿得以升華，經冷凝收集精制而成，該方法操作簡單，但原料浪費大，得率低。萃取法是利用咖啡堿溶于某些特定的有機溶劑的特性，通過液-液萃取，經溶劑回收、濃縮、干燥后制得，該方法是目前國內普遍采用的方法，可在提取、精制茶多酚的同時進行。中國農業科學院茶葉研究所此項技術生產的咖啡堿的含量達到99.5%，符合美國藥典規定的標準，產品得率在0.8%以上。超臨界流體萃取法提取咖啡堿技術最早由德國開發成功，但由于設備投資和生產成本過高沒有產業化。
咖啡堿主要是作為藥用和食品、飲料的添加劑，但由于從茶葉中提取的咖啡堿生產成本較高，加之屬于興奮劑類物質，各國控制嚴格，至今為止，國內外尚未形成較大的消費市場。
5.茶多糖
茶葉中茶多糖（Tea Polysaccharide）含量一般在1%左右，尤其在粗老茶中含量較高。它是由不同單糖組成的雜多糖，其單糖組成成分主要有葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、核糖、木糖、巖藻糖和甘露糖等。現代研究表明，茶多糖具有防輻射、抗凝血、抗血栓、降血糖和增強機體免疫等多種生理功能[16]。因此，關于茶多糖的提取純化和利用也備受關注。1996年中國農業科學院茶葉研究所率先工業化提取分離出茶多糖，含量可達60%以上。目前，國內多數廠家生產的茶多糖，多采用熱水浸提-醇沉法，茶多糖含量一般在10%～20%之間，其產品中茶多酚、蛋白質、果膠和灰分含量等雜質含量較高，分別在15%、20%、10%、和15%左右，加之用熱水浸提，產品的生理活性較差，嚴重制約了茶多糖產品的進一步開發和利用。
6.茶氨酸
茶氨酸（Theanine）是茶葉中特有的一種氨基酸，含量在0.5%～3%，純品為無色針狀結晶，極易溶于水，其水溶液呈微酸性，具有焦糖香和味精的鮮爽味，是茶葉鮮爽味的主要成分。近年來，隨著茶葉功能成分研究的不斷深入，越來越多的研究證實，茶氨酸能抑制由咖啡因引起的過度興奮，能形成α-腦波使人產生輕松鎮靜的感覺，能提高記憶效率；具有降血壓、協助抗腫瘤和提高人體抗病毒等獨特的藥理功用，在世界上引起普遍關注。目前國際市場上純品茶氨酸的售價已達400美元/公斤（折合人民幣約3300元/公斤），主要用途是作為飲料（特別是茶飲料）和功能食品的添加劑。
日本于20世紀50年代就成功開發出茶氨酸化學合成技術，80年代開展了茶樹組織培養生產茶氨酸的研究，90年代開發出微生物發酵法工業化生產茶氨酸技術。由于化學合成的茶氨酸存在著一定的食用安全問題，組織培養生產茶氨酸成本太高，因此，在日本多采用微生物合成的茶氨酸，目前微生物合成的茶氨酸在日本已通過急性、亞急性毒理試驗和變異原性試驗，并被列入食品添加劑目錄，已開發出多種添加茶氨酸的功能飲料和食品；在美國，茶氨酸已通過FDA認證是一種安全物質，可以在食品和藥品中添加[17]。
我國對茶氨酸的合成和提取的研究起步較晚，目前，雖有化學合成茶氨酸和采用茶樹組織培養生產茶氨酸的報道，但未見產業化產品。現在國內已有茶多酚廠家開始從茶多酚廢液中提取茶氨酸，但產品純度還不高，一般只能達到30%左右。最近，中國農業科學院茶葉研究所在茶氨酸提取技術上取得突破，已從茶多酚廢液中提取得到純度在90%以上的茶氨酸，并取得國家發明專利（專利號：ZL200310109053.9）[18]。同時，正在以茶氨酸為原料，開發具有增強免疫和抗疲勞功效的保健食品“茶安片”。
7.茶黃素
茶黃素（Theaflavins）是紅茶中的主要功能性成分，在紅茶中的含量一般在1%～5%。它是紅茶滋味強度和鮮度的重要成分，同時也是形成紅茶茶湯“金圈”的主要物質。茶黃素是茶葉天然產物研究領域的新興功能性成分之一。大量的研究證實，茶黃素具有防癌抗癌、抗氧化、抗炎、抗病毒和除臭等作用，對動脈粥樣硬化、腦梗塞、血小板凝聚、高血壓、高血脂癥、脂代謝紊亂等疾病也有較好的預防和治療作用[19]。因此，它在食品添加劑中作為天然、有保健作用的食用黃色素，具有較高的應用價值。目前中國農業科學院茶葉研究所在茶黃素提取和制備新技術方面取得了顯著進展，可以有效地從茶葉中分離制備出含量大于80%的茶黃素制品，并對茶黃素的抗氧化、防治心腦血管病、降血脂、防癌方面的功效等開展了研究，揭示了茶黃素有益生物活性，研制出茶黃素片劑和茶黃素軟膠囊終端產品。
三、結 語
綜上所述，國內外在茶葉新產品研究開發方面已取得了很大進展，這些新產品順應自然、健康的消費理念，市場前景廣闊，經濟效益顯著。相信隨著科學技術不斷進步和高新技術在茶葉加工及深加工領域的應用，茶葉新產品將層出不窮，用途將更為廣泛，必將在促進世界茶葉產業發展方面發揮巨大的作用。
