應(yīng)對茶園春季霜凍害的減災(zāi)新途徑
——霜凍芽葉產(chǎn)品研發(fā)思路與實踐

張麗霞，亓俊然，張龍雪，黃曉琴，向勤锃

山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018

茶園春季霜凍害是指發(fā)生在春季氣溫回升后（通常為3、4月份，日平均氣溫在 0℃以上），由于冷空氣入侵和地面輻射冷卻而導(dǎo)致茶園地面或茶叢表面溫度在短時間內(nèi)下降到 0℃或以下，使茶樹細(xì)胞原生質(zhì)體結(jié)構(gòu)受到破壞，從而引起茶樹遭受傷害或局部死亡的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害[1-3]。春季霜凍害在我國廣大茶區(qū)[4-27]都有發(fā)生，并大體上呈現(xiàn)出從南到北、從低海拔到高海拔逐漸加重的趨勢，是嚴(yán)重制約我國春季名優(yōu)茶生產(chǎn)的災(zāi)害性天氣之一。目前科技工作者重點研究了霜凍害發(fā)生的影響因素和提高精準(zhǔn)預(yù)報霜凍災(zāi)害天氣的方法[28-31]，提出了霜凍害的防御措施以及災(zāi)后栽培管理技術(shù)[32-37]；此外，浙江紹興還在全國率先開展了基于茶葉霜凍氣象指數(shù)的保險試點工作[38-39]。以上技術(shù)和措施都有效降低了霜凍害對我國春茶生產(chǎn)帶來的經(jīng)濟損失，提高了防災(zāi)和抗災(zāi)綜合能力。

同時我們也看到：由于多種自然和人為因素的影響，我國茶園春季霜凍害每年在不同地區(qū)、不同程度實際發(fā)生，而經(jīng)霜凍后變色的春梢被棄采并最終被修剪掉，造成受災(zāi)茶區(qū)春茶減產(chǎn)甚至絕采，從而導(dǎo)致重大經(jīng)濟損失。據(jù)報道：2010年3月8—10日浙江省因“倒春寒”導(dǎo)致半數(shù)以上茶園遭到霜凍襲擊，全省茶葉經(jīng)濟損失高達17億元[32]；2018年4月7—9日江西婺源、浮梁等北部茶葉主產(chǎn)縣遭受春霜凍災(zāi)害天氣，經(jīng)評估，僅婺源縣春茶直接經(jīng)濟損失就達1.23億元[23]；2019年4月27日發(fā)生在日照茶區(qū)的霜凍害導(dǎo)致露地茶園大面積受凍嚴(yán)重，大部分茶企無原料加工。眾所周知：經(jīng)越冬芽萌發(fā)而形成的第一輪春梢，其內(nèi)含物豐富，所加工的茶葉品質(zhì)是一年中最優(yōu)的。能否將霜凍芽葉加工成茶葉產(chǎn)品，可能降低霜凍害經(jīng)濟損失，進而可探索出一條應(yīng)對茶園春季霜凍害的減災(zāi)提效新途徑。

本文在分析茶樹霜凍芽葉特性和目前關(guān)于霜凍芽葉加工價值現(xiàn)有認(rèn)知基礎(chǔ)上，結(jié)合茶葉加工基本原理，探討了霜凍芽葉產(chǎn)品研發(fā)的思路；同時結(jié)合2019年4月課題組將霜凍芽葉加工成白茶和紅茶產(chǎn)品的實踐，介紹了霜凍芽葉產(chǎn)品加工的技術(shù)要點及注意事項；此外，探討了霜凍芽葉產(chǎn)品研發(fā)可能引發(fā)的爭議。旨在拋磚引玉，以能引起大家對這一領(lǐng)域的關(guān)注以及探索的興趣。

1 茶樹霜凍芽葉產(chǎn)品研發(fā)的依據(jù)

1.1 茶樹霜凍芽葉變化的實質(zhì)及特性

茶園春季霜凍害通常與“倒春寒”相伴發(fā)生，這時已萌發(fā)的幼嫩芽葉代謝旺盛，體內(nèi)總含水量和自由水含量顯著提高，細(xì)胞汁液濃度降低，原被魚葉、鱗片包裹的芽葉暴露在外，茶芽嫩葉自身的抗凍能力減弱[15]。當(dāng)霜凍害發(fā)生時，茶樹幼嫩芽葉組織內(nèi)部會結(jié)冰而導(dǎo)致細(xì)胞膜和原生質(zhì)體結(jié)構(gòu)不可逆損傷[2]。結(jié)冰從芽葉細(xì)胞間隙的自由水形成冰晶的核心開始，隨著溫度的繼續(xù)下降，冰晶體不斷增大，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部的自由水也不斷凝結(jié)或外滲，造成細(xì)胞原生質(zhì)嚴(yán)重脫水和不可逆凝膠化。同時，細(xì)胞也會因冰塊產(chǎn)生的機械壓力而變形，當(dāng)溫度回升、冰晶融化后雖然細(xì)胞壁可得到一定地復(fù)原，但是細(xì)胞膜和原生質(zhì)體因吸水膨脹緩慢而被撕裂損傷，從而出現(xiàn)細(xì)胞汁外溢（水漬或水燙癥狀）、電導(dǎo)率增大、色澤變化等現(xiàn)象。據(jù)觀測：霜凍芽葉會隨凍害程度由低到高依次呈現(xiàn)黃綠、黃、粉紅、紅和紅褐（帶“麻點”）等色澤。在太陽照射和氣溫回升后，霜凍芽葉會因失水和氧化作用而成“焦枯狀”或“赤枯狀”[3]，甚至變黑[4]。

通過以上對茶樹芽葉遭受霜凍害后組織及細(xì)胞內(nèi)部結(jié)冰、融冰過程以及生理、生化變化的認(rèn)知，同時結(jié)合細(xì)胞學(xué)、茶葉生物化學(xué)相關(guān)理論知識，我們可知：與正常芽葉相比，霜凍芽葉在組織、細(xì)胞結(jié)構(gòu)上受到了損傷，并由此引發(fā)了一系列的生理、生化變化，并在芽葉色澤上明顯不同于正常芽葉。

1.2 茶葉加工實質(zhì)及低溫冷凍技術(shù)在加工中的應(yīng)用

眾所周知：茶葉加工是將鮮葉原料加工成可飲用的成品過程。在茶葉品質(zhì)形成最關(guān)鍵的初加工過程中，通過將殺青、揉捻（做形）、悶黃、渥堆、萎凋、做青、發(fā)酵、干燥八大基本工序有機組合，構(gòu)建不同工藝流程加工出我國六大基本茶類。而所有加工過程究其實質(zhì)是：人們借助能量、外力以及調(diào)控外界環(huán)境條件（溫、濕、氧、光）促使鮮葉水分散失、物質(zhì)轉(zhuǎn)化和組織及細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞的過程。

目前，低溫冷凍技術(shù)被應(yīng)用于紅茶加工萎凋工序，并將采用冷凍劑液N或干冰，快速使萎凋葉內(nèi)部細(xì)胞結(jié)冰而導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)充分破損的方法也被稱為“低溫玻璃化法”[40]。已有研究表明[41-44]：在紅茶加工中采用冷凍萎凋不僅可以有效提高細(xì)胞破損率（可達85.7%），縮短萎凋、發(fā)酵及干燥時間，減少干物質(zhì)損失，且能明顯提高成品茶外形、湯色和滋味。聶占一等[43]還通過將傳統(tǒng)萎凋和冷凍萎凋相結(jié)合的方法，克服了單一冷凍萎凋紅茶香氣低的問題，使紅茶感官品質(zhì)得到全面提升，并獲得了如下最優(yōu)化工藝：鮮葉→萎凋（含水量 60%左右）→冷凍（-18℃，1 d 左右）→揉捻（1.5 h 左右）→發(fā)酵（1.5 h 左右）→干燥。目前冷凍萎凋處理大部分采用-20℃的低溫，處理時間短的為2 h，長的達1 d[40-42]，以上處理比茶樹芽葉遭受霜凍害的溫度更低，時間更長。

基于目前紅茶加工中低溫冷凍萎凋技術(shù)的可行性，對于霜凍芽葉，我們可以這樣認(rèn)為：它是在茶園中進行了低溫冷凍萎凋處理的芽葉，是將原本應(yīng)在茶葉加工廠完成的工序提前在茶園中完成。所以，霜凍芽葉完全可以用于研發(fā)需要萎凋加工的茶葉產(chǎn)品。

2 茶樹霜凍芽葉產(chǎn)品研發(fā)思路

2.1 目前茶樹霜凍芽葉產(chǎn)品研發(fā)的局限性

由于我國茶園春季霜凍害發(fā)生較重的主要在江北和江南茶區(qū)，這兩個茶區(qū)春季都加工名優(yōu)綠茶。由于經(jīng)霜凍后的芽葉色澤會發(fā)生明顯變化，若以此為原料加工綠茶，不能滿足綠茶感官品質(zhì)的“三綠”（干茶綠、湯色綠、葉底綠）要求，所以，人們普遍認(rèn)為：霜凍芽葉已失去加工價值[3]；即使將其加工成綠茶，茶葉品質(zhì)也低[27,45]。這也是導(dǎo)致長期以來霜凍芽葉被棄采的主要原因。為了提高霜凍芽葉加工綠茶的品質(zhì)，王舒婷等[46]研究了輕度霜凍芽葉加工綠茶的工藝技術(shù)，對霜凍芽葉的利用進行了有益的探索，并且優(yōu)化篩選出“低溫冷凍保鮮+冷凍干燥+真空干燥”工藝技術(shù)，所加工的綠茶產(chǎn)品具有“干茶色澤翠綠，湯色淺黃綠明亮，棗香明顯，滋味甜醇，葉底淺黃綠”品質(zhì)特點，符合綠茶干茶、湯色和葉底“三綠”要求，但在香型和滋味方面卻具有紅茶的品質(zhì)特征。此外，以上優(yōu)化工藝只能選用輕度霜凍芽葉為原料進行加工，極大地限制了霜凍芽葉的利用率，同時由于所需設(shè)備投入大、運行成本高，也很難在生產(chǎn)實際中廣泛推廣應(yīng)用。

綜上，無論是對茶樹霜凍芽葉加工價值的認(rèn)知上還是產(chǎn)品研發(fā)思路上，目前人們都被限定在“綠茶”這樣一個思維框架中。由此可見，要合理研發(fā)霜凍芽葉產(chǎn)品，首先就要在思想上突破“綠茶”產(chǎn)品的制約，從霜凍芽葉特性出發(fā)，分析霜凍害實質(zhì)與茶葉加工的相關(guān)性，從我國六大基本茶類中篩選原料上適宜、工藝上能有效銜接的茶類進行研發(fā)；然后再在此基礎(chǔ)上優(yōu)化工藝，以期獲得最優(yōu)的霜凍茶產(chǎn)品，充分發(fā)揮其應(yīng)用的經(jīng)濟價值，盡可能降低春季霜凍造成的經(jīng)濟損失。

2.2 茶樹霜凍芽葉加工白茶、紅茶的可行性

如前所述，霜凍芽葉可以被認(rèn)為是在茶園中提前進行了低溫冷凍萎凋處理的芽葉，可以用于研發(fā)需要萎凋加工的茶葉產(chǎn)品。在我國六大基本茶類中，以萎凋工序開始的有白茶、紅茶和青茶三類產(chǎn)品。從我國春季霜凍主要發(fā)生的茶區(qū)主栽茶樹品種、霜凍芽葉嫩度綜合分析，霜凍芽葉適宜加工白茶、紅茶兩類產(chǎn)品，而不太適宜加工青茶。因在遭受霜凍害較重的江北和江南茶區(qū)，主栽品種為適制綠茶或紅綠白兼制的中小葉品種，同時發(fā)生春霜凍害時的芽葉較嫩（單芽至一芽一、二葉），很少有能達到駐芽成熟度標(biāo)準(zhǔn)的新梢。此外，將霜凍芽葉研發(fā)成白茶和紅茶的優(yōu)勢還表現(xiàn)在以下四個方面：

第一，在工藝上不僅可以與霜凍芽葉前期的低溫萎凋很好地銜接，而且因霜凍芽葉細(xì)胞破損率大的特性，還可有效解決常見的紅茶發(fā)酵不勻以及白茶不揉捻帶來的滋味清淡問題。

第二，霜凍芽葉色澤與白茶、紅茶的色澤特征不相沖突，具有相容性。傳統(tǒng)新白茶雖然要求外觀茸毫潔白、葉色灰綠，但現(xiàn)在的新工藝白茶因引入堆積氧化和老白茶的自然氧化，其色澤也呈現(xiàn)出不同程度的褐化，月光白的葉片呈現(xiàn)紫黑色。由此可見，白茶對外觀色澤沒有嚴(yán)格的要求，可以是五彩繽紛的，如“多彩茶”。所以，白茶這種外觀色澤的包容性為充分利用不同受害程度、色澤多樣化的霜凍芽葉提供了有利條件。而將霜凍芽葉研發(fā)成紅茶，則可根據(jù)霜凍芽葉受凍色澤紅變的程度，通過合理調(diào)整萎凋和揉捻速度，控制發(fā)酵程度而加工成湯色紅濃、葉底紅勻的紅茶產(chǎn)品。若霜凍芽葉已完全紅變，則可略去發(fā)酵工序，加工成自然霜凍紅茶。

第三，霜凍成品茶內(nèi)質(zhì)符合白茶和紅茶品質(zhì)要求。我們對2019年4月27日加工的日照霜凍芽葉以及人工模擬霜凍害處理鮮葉加工的白茶與紅茶進行感官審評，結(jié)果表明：霜凍白茶湯色杏黃明亮，香氣清鮮，滋味鮮醇回甘，生津強；霜凍紅茶湯色紅濃、金圈厚，香氣甜香高，滋味甜、醇厚、回甘。霜凍茶不僅在內(nèi)質(zhì)上完全符合白茶和紅茶的要求，而且在滋味的“厚度”和“回甘生津”強度上特征明顯。這與霜凍芽葉為早春原料，其內(nèi)含成分豐富、酚氨比值低和游離氨基酸含量高等有關(guān)，同時還與遭遇霜凍低溫天氣，茶樹應(yīng)激啟動系列生理生化反應(yīng)，促進芽葉細(xì)胞液濃度提高，細(xì)胞器結(jié)構(gòu)損傷加速內(nèi)含物質(zhì)水解轉(zhuǎn)化及多酚酶促氧化等有關(guān)。

第四，不需要購置特殊的加工設(shè)備?？梢猿浞掷镁G茶加工原有的攤晾、智能貯青設(shè)備以及揉捻、干燥設(shè)備完成白茶、紅茶的加工。

綜上可見，將霜凍芽葉研發(fā)成白茶、紅茶，在原料適合度（茶樹品種、嫩度）、工藝銜接性及品質(zhì)符合度等方面均較綠茶合理。

3 茶樹霜凍芽葉加工實踐

下面以筆者研究團隊采摘山東日照茶區(qū)2019年4月27日的霜凍芽葉以及在近兩年人工模擬霜凍害處理鮮葉加工白茶、紅茶的實踐，簡要介紹霜凍芽葉的采摘、加工技術(shù)要點及注意事項。

3.1 霜凍芽葉的采摘

雖然春季霜凍使茶樹芽葉受損程度較重，但與春季雪凍和低溫陰雨冷害的天氣相比，可為霜凍芽葉采摘提供較為有利的天氣條件：第一，霜凍芽葉無雪覆蓋，便于采摘；第二，霜凍主要發(fā)生在晚間，白天一般為晴天，氣溫回升快，茶農(nóng)不會因氣溫過低或下雨而不愿或不便到茶園采摘霜凍芽葉。

在霜凍芽葉采摘時需要掌握以下三點：（1）盡早盡快采摘；（2）分色采摘。即將不同受凍程度的霜凍芽葉依據(jù)色澤（綠、黃、紅、褐）進行分類采摘，以利加工；（3）注重清潔衛(wèi)生。在霜凍芽葉采摘、運輸過程當(dāng)中，要做到洗手后再采茶，并采用清潔衛(wèi)生的盛放容器和運輸工具，盡量避免有害微生物的污染。

3.2 茶樹霜凍芽葉加工技術(shù)要點

相較于正常芽葉，對于霜凍芽葉的加工除了需要考慮品種、嫩度等因素對加工的影響外，還需要重點考慮霜凍芽葉受害程度對加工茶類、工藝流程以及技術(shù)參數(shù)的影響，切實做到“看茶做茶”。下面重點介紹霜凍芽葉加工技術(shù)的兩個要點：

第一，合理確定加工茶類。依前所述，霜凍芽葉適宜加工成白茶和紅茶產(chǎn)品。在生產(chǎn)實際中，對于具體一批霜凍芽葉究竟應(yīng)該加工成白茶還是紅茶，針對霜凍芽葉的特性，我們認(rèn)為：可依據(jù)霜凍芽葉色澤的類型和勻度進行如下選擇判定：（1）如果霜凍芽葉受凍程度輕（色澤略黃）且色澤勻度高，則加工白茶或紅茶均可，加工茶類可依據(jù)消費市場需求和經(jīng)濟效益等因素確定；（2）如果霜凍芽葉的色澤混雜，又無法進行分選的話，宜加工成白茶；（3）如果霜凍芽葉受凍程度重，色澤紅或褐，宜加工成紅茶。

第二，優(yōu)化加工工藝與技術(shù)參數(shù)。（1）對于受凍程度輕且勻的霜凍芽葉加工白茶或紅茶時，只需適當(dāng)調(diào)快萎凋（白茶、紅茶）速度、縮短發(fā)酵（紅茶）時長即可。（2）受凍程度不同、色澤混雜的霜凍葉加工白茶時，宜以受凍最重的芽葉色澤為依據(jù)，確定白茶萎凋速度。霜凍芽葉受凍越嚴(yán)重，萎凋速度越快。白茶萎凋無論采用攤晾架、萎凋槽還是智能貯青設(shè)備攤?cè)~，都需要利用鼓風(fēng)設(shè)備加快萎凋速度，特別是萎凋前期要加大鼓風(fēng)量，盡快消除霜凍芽葉因組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損而出現(xiàn)的水漬狀。（3）采用受凍嚴(yán)重且色澤已紅變或褐化的霜凍芽葉加工紅茶時，在工藝上不能完全遵循原有的工藝流程，而宜借鑒小種紅茶加工中“過紅鍋”的方法利用高溫及時終止酶活性，同時促使紅變的霜凍芽葉在高溫下失去部分水分有利揉捻做形，即宜采用“過紅鍋→揉捻→干燥”的方式進行加工，研發(fā)成一款不同于傳統(tǒng)紅茶的自然霜凍紅茶產(chǎn)品。

4 霜凍芽葉茶產(chǎn)品研發(fā)可能引發(fā)的爭議

茶樹春季霜凍芽葉作為一種非正常原料用于加工白茶與紅茶產(chǎn)品，雖然前面已述其理論、實踐的可行性以及工藝上的合理性，但仍有可能引發(fā)相關(guān)的爭議。在此，選擇兩個關(guān)注度高的問題進行闡述，供參考。

第一，將霜凍芽葉加工成產(chǎn)品的安全性問題。對于霜凍芽葉，絕大多數(shù)人們的第一反應(yīng)是那是“壞了”的葉子，怎么可以用來加工呢？眾所周知：我們在日常生活中所說的食品“壞了”是指該食品中含有或滋生了有害微生物，產(chǎn)生了毒素，從而影響到人體健康，導(dǎo)致食品失去了食用價值。如前文所述，霜凍芽葉究其實質(zhì)是在茶園中提前進行了低溫冷凍萎凋處理的芽葉，使原來在茶樹上細(xì)胞結(jié)構(gòu)“完好”的芽葉變成了有一定膜損傷和原生質(zhì)結(jié)構(gòu)“壞了”的狀態(tài) ，由此帶來的不是霜凍芽葉加工價值的喪失，而是由于細(xì)胞膜受損導(dǎo)致汁液外滲，有可能增加有害微生物滋生的風(fēng)險問題。由于霜凍害發(fā)生的后續(xù)天氣一般不伴隨陰雨，而是空氣濕度較低的晴天。只要受凍芽葉盡早采下，及時、盡快加工，同時注意采摘、運輸和加工過程中清潔衛(wèi)生，霜凍芽葉的安全質(zhì)量是完全可控的。今后可以制定并出臺霜凍芽葉相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等，使之生產(chǎn)規(guī)范化和產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化。

第二，霜凍芽葉茶產(chǎn)品研發(fā)的必要性問題。大家都注意到：每當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)害性天氣，農(nóng)作物生長受到影響而導(dǎo)致減產(chǎn)，但農(nóng)產(chǎn)品價格同期也會出現(xiàn)上漲。若從全國范圍內(nèi)考慮，減產(chǎn)未必減收，而且還可能會給未受災(zāi)地區(qū)帶來增收。所以可能有人會認(rèn)為：霜凍芽葉產(chǎn)品研發(fā)實無必要，特別是我國目前茶葉產(chǎn)能過剩的形勢下。但我們應(yīng)該看到：對于受災(zāi)地區(qū)而言，若茶園霜凍芽葉棄采無疑會導(dǎo)致該茶區(qū)春茶的減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)，由此帶來重大經(jīng)濟損失。據(jù)報道：春季霜凍害導(dǎo)致浙江[32]、江西[23]、廣東[27]等茶園直接經(jīng)濟損失高達億元以上。此外，春季霜凍芽葉是一年中的頭輪茶，其內(nèi)質(zhì)優(yōu)、安全性能高，將其配套合理的工藝技術(shù)加工成白茶或紅茶產(chǎn)品，同樣可以加工出優(yōu)質(zhì)茶?？梢姡獌鲅咳~產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)是非常必要的。