「茗边聚焦」刘仲华:让茶叶科学熠熠生辉
刘仲华:让茶叶科学熠熠生辉
——《中华茶人》对话刘仲华教授
文 | 李倩 郑博文
刘仲华在研究黑茶功能饮料
刘仲华,1965年3月生于湖南衡阳,现任湖南农业大学教授、学术委员会副主任、茶学学科带头人,国家植物功能成分利用工程技术研究中心主任、国家茶叶产业技术体系加工研究室主任、教育部茶学重点实验室主任、国家农产品加工技术研发中心茶叶分中心主任、湖南省植物功能成分利用协同创新中心主任,先后获得国家新世纪百千万人才、全国农业科研杰出人才、全国先进科技工作者、湖南省科技领军人才等荣誉。
惟楚有才,于斯为盛——这一千古名联悬挂于湖南长沙岳麓书院内,用它来形容中国茶行业中来自湖南的中坚力量也恰如其分。从1956年开办茶学系至今,湖南农业大学茶学系已为中国茶行业在教育教学、科研开发、生产加工、企业管理等多个领域输送了大批人才,湖南农业大学也以此成为中国茶产业发展的几大摇篮之一。
刘仲华教授极具学者气质,为人谦和幽默,与他交谈让人如沐春风。毕业于湖南农业大学茶学系的刘仲华师从中国黑茶泰斗施兆鹏教授,几十年来一直从事茶叶的科研教育工作,在茶叶深加工与功能成分利用、茶叶加工理论与技术、饮茶与健康等方面取得颇为丰硕的成果。先后承担国家和省部级研究项目40余个,获得国家科技进步二等奖2项、湖南省科技进步一等奖3项、湖南省科技进步二等奖1项、湖南省技术发明二等奖1项、部省级科技进步三等奖4项及国家级教学成果二等奖1项,获国家发明专利授权50多件,发表学术论文380多篇,SCI收录40多篇,主编、参编学术专著和教材15部。他通过“产学研”紧密结合的方式使研究成果有效推动了中国茶叶深加工产业及黑茶产业的快速健康发展,为健康元素驱动茶叶市场与消费提供了重要的科学依据。
2008年和2016年,刘仲华作为项目第一完成人,先后两次荣获国家科技进步二等奖。对此,刘仲华表示:“科学技术是第一生产力,任何奖项的背后都完成了一个完整的科学故事,而茶叶科学工作者取得的科研成果必须推动中国茶业走向规模化、高效化、标 准化、国际化和大众化,这也是未来中国茶产业的发展方向,科技将令‘茶’焕发新生。”
刘仲华2017年1月在人民大会堂参加国家科技奖励大会
中华茶人: 您带领科研团队研究的“黑茶提质增效关键技术创新与产业化应用”项目获得了2016年度国家科技进步二等奖,请您谈谈这项研究成果对黑茶产业发展的现实意义。
刘仲华: 这个项目是两代茶学科研工作者近三十年努力的成果。上世纪80年代末期,正值中国加大改革开放力度,科研条件比改革开放前有了很大的提升,我的导师施兆鹏教授从1988年开始带领我们研究黑茶,那时候主要进行黑茶的基础理论研究,包括黑茶加工中主要化学物质的变化规律色香味品质形成的机理等内容。我们当时旨在从科学原理的角度完整、系统地研究和梳理黑茶加工理论,那也是国内科研团队首次对一个茶类的品质形成机理进行系统的动态研究。1991年我们将研究成果以“黑茶制造化学”专辑的形式发表在中国茶叶科学最高学术期刊《茶叶科学》上,这一研究可以称得上是黑茶加工理论技术的经典之作。
90年代初,国际茶叶市场格局发生突变——中国红茶的传统市场(前苏联)一蹶不振,绿茶内销市场又跟不上,这一变化导致中国茶叶尤其是中低档茶大量滞销,解决中低档茶叶的出路问题成为当务之急。当时,以欧美、日本为主体的发达国家对茶叶功能成分提取物的需求开始逐渐展现,所以从1992年开始,我的老师施兆鹏教授指导团队开始调整研究方向,将研究重点从传统茶领域转向了茶叶深加工领域。我们研究茶叶中茶多酚、儿茶素、茶氨酸、茶黄素、咖啡碱等功能成分的提取分离纯化技术及速溶茶的提制新技术,致力于利用深加工理论与技术的突破来科学解决我国茶叶滞销及行业效益问题。从1992年到2005年,我们用了十几年时间的理论研究与技术创新,对茶叶深加工——这个当时刚刚起步、几乎空白的领域,从理论、技术到产品进行了系统的研究,使其从实验室成果走向产业化,从中国市场走到国际市场,从跟踪日本、欧洲、美国到主导国际市场,这项研究成果在2008年获得了国家科技进步二等奖。
刘仲华教授在哈萨克斯坦推介安化黑茶
2005年,属于黑茶大家族一员的普洱茶开始兴起,这一现象给了我们很大的启示:第一,它预示着黑茶家族未来将有很好的市场发展机会;第二,黑茶,包括普洱茶在内,从产业发展和现代消费的角度还有很多内容需要进行研究探索。于是,我们率领团队从黑茶的健康属性研究入手。湖南黑茶是一个大家庭,茯砖茶、黑砖茶、花砖茶当时在我国边销茶版块中占据了半壁江山。但是,2006年以前,黑茶的总产量并不是很大,全国约2万吨(湖南省的产量约1万吨)。那么,如何让西北边区以外的人们开始饮用黑茶呢?要解决这个问题,必须找到让消费者饮用黑茶的科学依据。黑茶当时的饮用人群主要是在我国西北如新疆、内蒙古、青海、西藏、甘肃等少数民族地区,这些地区的人们几乎每天都会食用羊肉、羊奶、牛肉、牛奶,但是,长期高蛋白、高脂肪的饮食结构竟出乎意料地没有太多的影响他们的健康状况:通过调研数据发现,他们之中患有高血脂、高血糖、高血压的群体并没有我们想象的那么多,反而长寿群体却很多。如果按照现在的食品营养理论来看,他们是典型的营养过剩与营养失衡人群,我们就思考这是否与他们长期大量饮用黑茶有关。为此,我们团队与清华大学、北京大学、中南大学和美国科罗拉多州立大学的医学研究团队合作,采用体外实验、动物实验和人体临床,从化学物质组学、细胞生物学、分子生物学水平上揭示了“金花”黑茶可有效调节糖脂代谢,具有降脂减肥、调降血糖、调理节肠胃、降低血液里面尿酸含量等作用。因此,在我看来这项研究成果的首要作用就是给了消费者一个饮用黑茶的科学依据。
刘仲华在日本静冈参加国际茶叶学术研讨会
我们关于黑茶与健康研究成果的发表在一定范围内对驱动黑茶消费产生积极的影响,但真正将黑茶的健康价值研究成果释放出来,是源于另外两个机会。第一次是2006年在湖南农业大学举办的“中日茯茶与健康学术研讨会”,当时日方来了30多人,包括科学家、企业家、文化人士以及黑茶爱好者,中方代表主要由湖南农业大学研究团队、湖南茶业集团以及几个黑茶企业代表组成。这次学术研讨会给双方提供了交流、分享黑茶与人类健康研究成果的平台,双方还就黑茶将成为健康饮茶突破口这一预判达成了共识。交流结束后,日方代表立即赴新疆考察,对新疆当地的饮茶方式、饮茶习俗以及饮茶群体的健康状况等诸多情况进行了实地调查。当了解到当地的生活环境、饮食结构以及黑茶的饮用情况后,他们十分震惊!在新疆牧民每天吃羊肉牛肉、喝羊奶牛奶的高脂肪和高蛋白饮食背景下,坚持饮黑茶赋予了他们健康的提质。这次考察更加坚定了日本同行对黑茶的信心,同时推动了中国茯砖茶对日本出口量的快速提升。第二次是2007年在长沙举办的国际茶业大会,当时中国作为主办方,湖南农业大学是大会主要协办单位之一,组委会提出要我做一个报告,我欣然接受并作了题为《湖南黑茶——人类健康的新希望》(Hunan Dark Tea——New Hope of Human Health)的报告,我将黑茶对人体健康作用的研究成果通过这个国际会议平台传播给全世界,由此掀起了一股黑茶消费热潮,撬动了黑茶产业发展。
刘仲华与日本著名茶叶专家原征彦博士在探讨茶黄素的研究进展
当黑茶消费趋势形成了,但回头来看黑茶产业发展其实存在很多问题,可以简单总结为:产品原料粗老、包装简陋、传统作业、品饮不便、安全隐患等几方面问题。我们深知在这种问题重重的背景下不可能将产业做大,必须通过现代黑茶加工技术创新研究,在吸取黑茶传统加工技艺精髓的前提下,从传统茶叶生产体系向现代茶叶生产体系转移。我们研究的重点聚焦在如何通过技术创新解决黑茶的品质稳定性问题、安全性问题以及品质高档化和多元化问题。黑茶的发展要实施“四化”,即方便化、高档化、功能化、时尚化。研究突破了传统黑茶“只有粗老原料才能发花、只有压制成砖才能发花、散茶不能发花、砖面不能发花”等技术瓶颈。举个例子:诱导调控发花,就是能实现任何时候产品中的微生物生长(发花)都茂盛饱满,确保产品质量稳定;再比如砖面发花技术,就是让茯砖茶砖的表面长满金花——金花原本是只生长在茶砖里面,现在我们攻克了这一技术壁垒,茶的表面也可以发满金花了。黑茶还需要实施高档化,粗枝大叶不可能高档化,所以我们让天尖、贡尖、生尖这些散茶也可以发花。功能化主要是从健康的角度开发黑茶功能产品,通过现代技术提取黑茶的活性成分,使传统茶的健康价值得以突显开发成功能性产品。时尚化就是解决“黑茶是中老年人专用茶”的误区,通过赋予黑茶时尚的、便捷的内涵,改变黑茶以往老套的形象,吸引年轻一族、时尚一种、职业精英饮用黑茶。至于黑茶的安全隐患,主要是有害微生物风险以及氟含量较高的问题,对此,我们针对茯砖茶研究发明了“高效综合安全降氟”技术,取得了重要突破。这一系列科研成果突破了产业发展过程中的技术瓶颈,提升了黑茶品质、降低了生产成本、保障了质量安全,实现了黑茶产品的多元化。刚才提到,传统的手工作业很难做成大产业,所以要做大黑茶产业,首先要逐步推行机械化作业。这里面也要完成“四化”,即加工过程清洁化、机械化、自动化、标准化。
从宏观角度来看,科技创新推进黑茶产业发展可以归结为四个层面:第一层面是研究黑茶加工的基础理论,第二层面是突破黑茶产业升级的技术瓶颈,第三层面是利用技术创新实现产品的多元化,第四层面是推进手工作业为主的传统产业升级为规模化、标准化、机械化的现代黑茶产业。从理论、技术、装备、产品到标准的层层推进,有效驱动了黑茶从小茶叶变成了大产业、由边销变成了内销、外销同步推进,由西北边疆地区少数民族饮用茶变成了国内大部分区域、各年龄段都开始饮用的大众茶。所以,黑茶产业的发展是一个系统的、循序进行推进的过程。
刘仲华在研究黑茶中的优势微生物
从2006年至2016年的十年是科技创新推进黑茶产业快速发展的积累期。期间,不仅在科技领域有了诸多的积累,例如在国内外发表了80多篇学术论文、授权了30多件发明专利、13件实用新型专利或设计、制修订了6项国家标准和13项湖南省地方标准等等,而且产业规模实现了跨越式增长。以中国黑茶之乡安化县为例,2006年的产业规模在5000万以内,涉茶税收30余万元,2017年实现了152亿的黑茶综合产值,涉茶税收2.8亿元,预计今年茶叶税收将突破3.5亿元。安化因为黑茶由国家级贫困县华丽转身为中国茶叶税收第一县,并由此带动35万涉茶农民增收脱贫与发家致富。在安化的核心产区,茶产业的规模和效益都形成了几十倍乃至上百倍的增长。我们湖南省主要有四大茶类,绿茶、黑茶、红茶、黄茶,而黑茶如今已发展成湖南茶叶的标签。很早以前,湖南的君山银针、古丈毛尖、石门银峰、高桥银针等茶在全国都有着很高的知名度。但现如今走进机场、高铁的礼品店,外地游客都会选择黑茶作为伴手礼。更欣喜的是,现在黑茶消费正在全国范围内全方位的扩展,越来越多习惯喝绿茶、红茶、乌龙茶的区域都逐步开始喝黑茶。所以,从科学、产业、消费者的角度看,黑茶已经形成一个完整的、有序的产业链,这一切的源头都要追溯到1988年黑茶研究项目的开启和2007年湖南省重大科技专项的再次发力。所以,任何奖项的背后都描绘了一个完整的科学故事,我们两代茶学科技工作者通过几十年的努力才将它修成正果。
中华茶人: 在黑茶的大家族中,安化黑茶、雅安藏茶、六堡茶、普洱茶、泾阳茯茶、湖北青砖茶,它们在渥堆发酵的工艺上具体有怎样的区别?
刘仲华: 黑茶家族的概念是我在2009年提出来的,在黑茶家族内部,主要差异主要体现在:第一,原料采摘嫩度的标准和要求不同。在传统加工中,普洱茶、六堡茶的原料嫩度相对较高,四川雅安藏茶、湖北和湖南的青砖茶原料成熟度相对较高,湖南黑茶中“三尖”(天尖、贡尖、生尖)原料相对较嫩,而“三砖”(茯砖、黑砖、花砖)和千两茶的原料相对成熟;第二,产品的核心工序即渥堆发酵的工艺技术参数不同。因为渥堆压制环境所给予的温度、湿度和透气性三个指标在黑茶家族中各有区别,所以微生物菌群演变规律和优势微生物也各不相同,比如湖南黑茶、泾阳茯砖茶是以冠突散囊菌(俗称金花)为优势微生物群的,而普洱是以黑曲霉、酵母菌为优势微生物群。由于品质形成的优势微生物菌群存在差别,所以品质形成的微生物酶促动力不同。第三,产品形态不同,这一点很好理解,暂不赘述。所以,这些茶都属于黑茶家族,都经过了渥堆/发酵或压制过程,具有类似的品饮属性和健康属性,但它们的色、香、味、形都存在一定的差别,它们的品质成分和功能成分组成也会有一定的差异。因此,黑茶家族由于加工工艺不同、产品形态不同、特征品质风格不同,最终合力形成了不同的消费区域和消费群体。
刘仲华与云台山大叶种
中华茶人: 请您简要介绍黑茶的出口现状。
刘仲华: 黑茶家族目前的出口量不大,在中国茶叶的出口占为1%左右。六堡茶和普洱茶在东南亚华侨中有较普遍的传统消费习惯,普洱茶在上世纪八十年代以来在德国、法国等欧洲国家及日本、美国、韩国的消费量逐渐增长,青砖茶主要出口蒙古和俄罗斯,茯砖茶、黑砖茶在俄罗斯、哈萨克斯坦等前苏联国家及日本、韩国有少量销售。目前,黑茶家族出口的主要国家和地区是新加坡、马来西亚等东南亚国家,俄罗斯、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦等“一带一路”沿线国家,德国、法国、西班牙等欧洲国家及韩国、日本、美国等国家。黑茶出口遇到的主要瓶颈有:一是有害微生物问题。黑茶的微生物发酵是其品质形成的核心,但作为食品微生物,国际上有严格的食品质量监测标准,对有益的微生物菌群数量及有害微生物污染均管控得很严。二是农药残留问题。黑茶的原料相对成熟粗老,夏秋茶的茶园中农药的使用量相对较多。我要强调的是,农药并非不能打,只要是使用国际国内允许的农药种类、残留量控制在国际标准限量范围内的就没有问题。但是,作为原料成熟度比较高的黑茶,难以保证每一位茶农都有严苛的生产管理方案、都能确保不打农药,所以,这是黑茶出口必须面对的国际绿色壁垒和质量安全隐患。黑茶,尤其是湖南黑茶、四川藏茶、湖北青砖茶原料相对粗枝大叶,从茶园管理到加工环境、加工过程质量完全把控都是今后需要加强的。三是黑茶的口感风味问题。国际上以饮用红茶为主流,黑茶的口感风味可能很多外国消费者不容易接受,这就一方面需要慢慢培养国际消费群体饮茶习惯和消费方式,逐渐改善这一局面。另一方面,我们应该在生产环节不断优化调节黑茶的风味和产品形态,适应国际市场的需求。因此,黑茶出口目前主要需解决质量安全问题和口感风味的适应性问题。
中华茶人: 您认为应当如何推进茶叶的标准化建设,有何具体推进的举措?
刘仲华: 中国茶叶的标准化道路已经走了很长时间。早在1985年,我的导师施兆鹏教授就开始承担商业部的研究任务,参与边销黑茶的国家标准的制订工作,其中涉及茯砖、黑砖、花砖、青砖、康砖等,中国第一批发布的茶叶国家标准就是边销的紧压茶系列。现在,中国茶叶国家标准覆盖了六大茶类及茶叶深加工制品。所以,中国并非茶叶标准缺失,客观地说,中国过去制订了很多茶叶质量标准或品质标准,也制订了不少的检测方法标准,还有一些操作技术规程或规范。关于标准我希望大家能明确三点:第一,标准化和标准是两个概念,标准化包含了茶从生产、加工、贸易、贮藏、流通到品饮的全过程,所有环节都有标准的约束,而不单单是一个产品标准。只有实施标准化,行业才能健康有序发展;第二,我国茶叶标准制订工作,过去发布实施比较多的是生产技术标准或品质标准,这些标准对于消费者而言属于复杂难懂。所以很多消费者和贸易流通环节的人,要么说中国茶叶没有标准,要么说标准太复杂;今后,我们还要加强流通与消费环节的标准制订,让消费者可以清晰明了。第三,我们要注意如何将茶叶的“标准化”工作做好,也就是说,让茶叶从生产到消费的全过程都有标准可循。
刘仲华向美国和俄罗斯茶叶协会主席介绍中国青砖茶
中国的黑茶家族也必须进一步加强实施标准化。黑茶近年来快速兴起,出现了故事满天飞,过分追求产品差异化而远离标准化基础的现象。但我认为,一定要在标准化的基础上追求产品差异化,如果没有标准化作前提,整个黑茶家族将成为一盘散沙,令消费者无所适从。现在黑茶产品的生产工艺过程五花八门,在市场上流通的产品更令消费者眼花缭乱,中国之所以没有形成大品牌的核心问题不是缺乏标准,而是缺乏“标准化体系”的建设。黑茶家族的成员很多,所以黑茶产业链的全过程都要实施标准化,这是黑茶发展的必然方向。在标准化的背景下,我们提倡企业形成自己的差异,也就是标准化基础上的差异化,但如果没有标准化作为前提的差异化就只会沦为一种无序化的混乱。
今天,我们有国家标准、行业标准、地方标准、团体标准、企业标准,标准的体系是完整的。未来,我们要让茶叶的品质标准、生产标准简单化,让流通领域和消费者可以清晰的理解。这样,标准的实施和贯彻才会更好地推进产业发展。所以,中国不缺国家标准,也不缺茶叶标准,缺的是真正能够引领产销两端、有实用价值的标准。今天,最具约束力的标准是茶叶产品的质量安全标准,因为这是国家强制执行、具有法律约束力标准,如果茶叶质量安全有问题,就会被一票否决。所以,生产者和消费者都格外关注农药残留、重金属、有害微生物、外源污染物等问题。茶叶品质标准相对而言基本上属于推荐性标准,缺乏对企业的绝对约束力。总之,我认为中国茶产业要树立标准意识,加强标准化体系建设。
刘仲华担任中国科协年会16分会场主席
中华茶人: 自1992年您开始进行茶叶深加工的研究已有二十余载,其间成果丰硕。请您谈谈我国茶叶深加工产业目前的情况与未来发展,以及终端产品的研发推广情况。
刘仲华: 上世纪90年代初,湖南农业大学、中国农业科学院茶叶研究所、浙江大学等高校和研究机构都在进行茶叶深加工研究。当时,日本的深加工研究与产业化都是做得最好的,德国、意大利、美国也有茶叶提取物做得非常出色的几家企业。一路走来,我国茶叶深加工从九十年代初的跟踪国际、仰望星空,发展到2000年前后与发达国家技术并跑,2010年以后,我国在茶叶深加工研究与产业化领域已经处于领跑世界的地位,这是一段令人无比自豪的成长史。如今,茶叶深加工产业分为两个板块,其一是茶的活性成分和有效成分的提取、分离、纯化,即茶叶提取物产业,目前这一板块中国已经主导了整个国际市场;其二是利用茶叶提取物进一步开发终端产品,即大健康产品,如天然药物、保健食品、功能食品、功能饮料、化妆品、动物饲料等,目前在这个板块上做得最好的还是日本和美国,尤其是日本在终端产品研究领域依然是全球最领先的。
如果用一句话来形容中国茶叶深加工研究与产业的发展历程,就是我们通过20多年的努力完成了两个转型:第一,茶叶提取物从跟踪日本、德国、美国等发达国家到引领国际市场的跨越;第二,从茶叶提取物向茶叶深加工终端产品开发转型——这是未来中国茶叶深加工研究的重点,也是产业推进的重点方向。
今天,中国茶叶深加工已经形成了巨大的产业规模和产业效益:我国用大约20万吨的茶叶原料,生产了2.5万吨左右的茶叶提取物,打造了1200亿左右的茶叶深加工产业。终端产品包括茶饮料、茶食品、茶化妆品、天然药物、茶日化用品、动物饲料与兽药等。这就意味着,价值15~20亿元、20万吨左右的茶叶原料,从提取、分离、纯化变成茶叶提取物,到开发成终端产品,形成了几十倍的增值。茶叶深加工是把传统茶业通过现代技术延伸到大健康产业,即把相对廉价滞销的茶叶资源通过现代技术转化成为高附加值的大健康产品——这是中国茶业向规模化、高效化、高技术化发展的基本趋势。
刘仲华与陈宗懋院士在中国科协年会茶叶深加工论坛上
今天,中国是世界第一大产茶国,但中国不是茶叶第一强国。问题主要在于两个层面:一是中国缺乏世界级的茶叶大品牌,二是深加工终端产品在国内还未形成大规模。深加工是以高技术为依托,以大健康产业为基本背景,形成的“无形之茶”(产品虽然不呈现茶之原叶外形,但内涵却都是茶之精华)。我国茶叶深加工生产的提取物销售到美国、日本和欧洲发达国家,被他们加工成大健康领域的终端产品返销到了中国,并在这个过程中将大多数利益收入囊中。所以,我们一定要在终端产品研发与生产环节下大功夫、开足马力,形成我们的技术优势、产品优势和效益优势。
我们研究团队最初进入到茶叶深加工研究与产业领域是基于一家法国化妆品公司的茶多酚产品需求,对方希望利用茶多酚研发一款具有抗皱、祛斑、美白等功效的面膜、日霜、晚霜等产品。当时,我们意识到这将是一个机会空间无限的产业发展机会。我们研究构建了茶多酚、儿茶素、茶氨酸、茶黄素、咖啡碱、茶多糖等茶叶功能成及速溶茶的绿色高效综合提制技术体系,为廉价滞销的中低档茶和夏秋茶资源找到了高附加值的利用途径。1996年到2006年这十年间,我们研究团队与日本三井、德国Medigene公司合作,破译了茶多酚密码,助推了世界上第一款采用高纯度茶多酚(Polyphenon E)研制的天然药物(Veregene)问世。这项研究的成功也首次敲开了日本在农业领域向中国购买技术的大门。目前,我们还在与美国辉瑞公司合作,采用儿茶素单单体EGCg研发一款治疗前列腺癌的新药。2008年,我主持的“茶叶功能成分提制新技术与产业化”获得国家科技进步二等奖。
在终端产品开发方面,我国在茶饮料上快速实现了规模化。我国茶饮料最高峰时曾超过1000亿的规模,现在还保持在900亿左右。从1997年到现在,在全世界范围内,中国茶饮料规模的增长速度是最快的。茶叶深加工终端产品发展空间最大的领域分别是茶饮料、茶食品、茶保健品、茶化妆品等。茶叶深加工将会催生一个巨大的产业,下一步我们将重点研究如何利用提取的活性成分转化为终端产品,因为面对消费者的终端产品才是深加工的终极目标。
(编者注:2008年,刘仲华教授主持的“茶叶功能成分提制新技术与产业化”获国家科技进步二等奖;2016年,“黑茶提质增效关键技术创新与产业化应用”获国家科技进步二等奖。)
* 本文刊载于《中华茶人》第83期 *
(来源:中华茶人)
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