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景。
“我們研制出了復(fù)合酶水解技術(shù)，讓苦澀的茶汁變得甘甜。”12月中旬，中國農(nóng)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(fù)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(gòu)、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(gòu)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(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。”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，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(fù)合酶水解，實現(xiàn)了茶汁滋味的定向精準(zhǔn)調(diào)控，提升了夏秋茶口感。
通過構(gòu)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30萬噸夏秋茶漲了身價，直接新增產(chǎn)值超40億元，應(yīng)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(shù)挖掘茶葉新功能，如應(yīng)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(yīng)用微生物定向發(fā)酵技術(shù)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(xué)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(xué)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(dǎo)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(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，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(shù)。“十三五”期間，相關(guān)高效性誘劑推廣應(yīng)用43.7萬套。
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板、窄波LED殺蟲燈等技術(shù)產(chǎn)品在全國推廣面積超1.3萬公頃，示范區(qū)化學(xué)農(nóng)藥平均減施達76%。
業(yè)界認(rèn)為，在已有性誘劑、病毒等高效綠色防控技術(shù)的應(yīng)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(chǔ)生物學(xué)研究，從而研發(fā)綠色防控技術(shù)，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(shù)手段，其中品種是實現(xiàn)機械化采摘的基礎(chǔ)。
“‘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(biāo)和新梢發(fā)育特性上開展深入研究，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(xué)院茶葉研究所、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)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(xué)、功能基因組學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)，在助力快速培育產(chǎn)業(yè)需求的茶樹新品種中，生物技術(shù)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(dān)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(biāo)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(dān)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(xué)、營養(yǎng)組學(xué)和高通量篩選等技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)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(xué)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。
