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湖南城市学院黑茶基地研发团队多项工艺荣获国家专利
2018-02-27
中国教育报

  

电子显微镜下金花子囊孢子图片。受访者 供图

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  茯砖茶,又称民族茶、团结茶。当时少数游牧民族因为少蔬菜供给,长期食肉,所以依赖茯砖茶来进行体内食物的消化与代谢。所以古时,茯砖茶又称“统治茶”,是统治者“以茶治边”的主角。

  金花是茯砖茶中特有的一种金黄色颗粒,学名为“冠突散囊菌”,是一种益生菌。大量研究和临床数据表明,金花菌能够有效提升人体免疫能力,并起到防癌、抗氧化、抗衰老等作用,令人延年益寿。所以,金花被普遍认为有益于现代人的身体健康。如今,许多少数民族仍最爱茯砖茶,特别要求砖内金花茂盛,嗅着有一股花的清香。甚至,金花的多少被他们视为检查茯砖茶品质好坏的标准。

  如何让茯砖茶里长满金花菌?如何让散茶也能开金花?如何利用对黑茶的活性功能成分进行提取与加工,从而开发出金花系列产品?近年来,凭借对金花的深入研究,湖南城市学院黑茶基地研发团队成功地使金花生产周期由传统的45天缩短为7天,相关研发工艺荣获多项国家专利。随着多个黑茶研究平台在湖南城市学院的建立,黑茶金花研究成为湖南城市学院在转型发展中的一张耀眼名片。

  力弱勇为 邂逅“黑茶之乡”

  “中国黑茶之乡”是湖南益阳安化县的代名词。可是在2007年时,安化黑茶并不像如今一样全国闻名。作为益阳市唯一一所本科院校,湖南城市学院成立黑茶发酵联合实验室,研发安化黑茶。

  这个重担落到了当时的化学与环境工程学院教师队伍身上。然而,当时该院只开设了化学、生物工程、环境工程3个专业,3个专业的10多名教师组成了研发队伍。可这10余名教师中,绝大部分的研究领域与黑茶并不对口。“我的研究方向是植物工程,还算对口的。可那时候很多教师的研究方向是湿地研究、环境工程、化工等,虽说同处一个大领域范畴,但研究方向不一致意味着隔行如隔山!”现任材料与化学工程学院副院长刘石泉教授回忆。

  这意味着,最初时,黑茶研发团队力量不仅不强大,甚至稍显薄弱,研发者们面临着研究方向的迫切调整,也是不争的事实。于是,大伙儿开启了“白加黑”“5+2”奋斗模式——晚上加班成常态,周末也是工作日。平日里,他们通过各种途径查阅相关资料,弥补专业知识的欠缺;上完课后,一有时间他们就往实验室里钻,研究黑茶的特性;挤出一点时间了,他们就结伴前往各大茶厂实地走访,考察黑茶生产的各个环节,掌握现在企业在黑茶工艺研发过程中面临的各种短板和难题。

  通过研究,团队发现,在安化所有种类的黑茶中,茯砖茶的保健效果最好,而这种茶恰巧是益阳茶厂所主产的黑茶种类。于是,双方将研究对象定为富金花茯砖茶的开发。

  “我们说的富金花,意思就是茯砖茶里金花普遍茂盛,色泽鲜艳金黄,颗粒肥大。”黑茶金花湖南省重点实验室学术带头人龙立平教授解释。而当时通过实地考察,黑茶研发团队发现,茯砖茶的砖体内金花发花的情况并不理想,要么长得不满,要么索性不长。“传统茯砖茶的制作方式可谓‘靠天吃饭’,发酵得好不好,金花多不多,全凭传统经验,尚未形成精控化、产业化的新型黑茶生产技术体系。”龙立平说。

  于是,黑茶研发团队和益阳茶厂技术人员一道,对生产线上的金花发花工艺进行探索和改良。这种从无到有的状态,令所有人扛着压力,却也让他们饱尝收获的愉悦。慢慢地,生产线上的茯砖茶砖体内,金花多了起来,益阳茶厂的效益也逐渐看涨。

  彼时的黑茶研发团队成员们早已意识到:金花极具研发价值,诚如其名!

  突破瓶颈 攻克散茶发花

  湖南城市学院黑茶基地就这么跌跌撞撞地起步了。接下来的研究,也大多数围绕着金花展开。

  2009年,黑茶研发团队再度和益阳茶厂联合开展“茯砖茶的微生物发酵优化”项目研究。项目做得出彩,次年,第一个省级基地——湖南省高校“黑茶发酵工艺与质量控制关键技术”产学研合作示范基地——成功落户湖南城市学院化学与环境工程学院。

  “这就催促着我们一定要快马加鞭地搞产业化啦!”刘石泉说。有了这3个产业化项目做支撑,黑茶研发团队成员个个干劲十足,甩开膀子热火朝天地干了起来。

  每个产品的背后,都有一个令人难以忘怀的故事,比如于2014年研发成功的富金花散茶。

  黑茶研发团队对富金花散茶感兴趣,纯粹缘于许多团队成员第一次在益阳茶厂喝茯砖茶的经历。当时,望着一块块茯砖茶,大伙儿心里都犯了嘀咕。“这一块块茶砖,究竟怎么泡?”只见泡茶者用小刀取下适当茶叶,碎开后再进行冲泡。这样的冲泡方式,对于追求便捷的现代人而言,无异于太过繁琐。

  “为什么它不能像绿茶一样,抓一把放到茶杯里就能冲泡好?”这个问题一直盘旋在刘石泉脑中。当茯砖茶金花发花工艺有所突破后,刘石泉想到了这茬事,便召集几个团队成员开会,琢磨着如何能让金花不仅仅只是茯砖茶的特色,而同样能在散茶中出现。

  “不将黑茶压紧,能不能发花?”带着这个问题,在化工楼的一间小实验室里,研发团队围绕着一个不到一立方米容量的绿色培养箱忙活开了。为了稳定散茶里金花发花的工艺,首先要确保金花的群种,保证没有杂菌。于是,研发团队多次尝试,屡战屡败却又屡败屡战。研发团队逐步落实了冠花散囊菌的纯化分离、冠突散囊菌孢子悬液制备与浓度确定、添加冠突散囊菌孢子悬液、烘茶、控制湿度和温度发花、散茶干燥和保存等步骤,最终成功发明研制了一种茯砖茶发花散茶制备工艺,散茶发花难题终于得以攻克。

  这种工艺最大程度地提高了金花的耐受度,使散茶内的金花均在3—4天短期内发现发花。然而,这一摸索就花了两年多的时间。为了更好地开放接种,黑茶研发团队还自主研发了散茶生产线。而从走出实验室到生产线的技术成熟,又花费了两年时间,这才真正实现了金花散茶的开放性生产。

  关于黑茶开发与生产的许多工艺研究得到突破,一大批代表性研究成果及产品涌现,仅富金花散茶生产工艺、冠状散囊菌快速分离方法、金花黑茶生产工艺3种研究成果,就已为当地黑茶及相关企业增加了近3亿元经济效益。

  深度探“花” 对接人才培养

  在做“茯砖茶降糖功能产品及其开发”项目的研究时,黑茶研发团队发现,金花的降糖、降脂功效要比黑茶普通提取物高十倍。所以,从2012年开始,黑茶基地就致力于黑茶金花的功能产品研发。尤其是当2014年又一省级科研平台——黑茶活性功能成分应用基础研究基地落户湖南城市学院时,黑茶研发团队如虎添翼,在这个平台基础上做了系列研究,对黑茶金花的深加工产品进行开发。

  他们利用茯砖茶发花散茶制备工艺、黑茶金花生产工艺,突破了传统不能批量生产金花的瓶颈,同时使金花生产周期由传统的45天缩短为7天,并研发了高品质的茯茶金花系列散茶;通过现代高效生物分离技术提取茯茶金花中的降糖、降脂、降压等活性成分,开展富金花散茶、金花膏、金花酒、金花饮料、金花面膜等系列功能产品的产业化开发,迎合用天然药物活性成分来实现绿色、有效、持久防治的现代医学发展趋势,具有难以估量的市场开发潜力。

  从最初的“阵痛期”到“平稳发展期”,现在的湖南城市学院黑茶基地迎来了“快速上升期”。研发团队壮大了——从最初的10余人到40人,人员梯队结构、专业分布合理,有从事茶学、药学、生物工程、化学工程等各方面人才;仪器配备齐全了——黑茶发花室、黑茶成分检测室、超临界萃取实验室一应俱全,超速冷冻离心机、全自动高压灭菌器、原子吸收光谱仪应有尽有。

  “学校坚持应用型办学定位,实施产教融合、校地合作,采用‘以社会需求为导向,以行业、职业要求为参照,以学生实践能力和创新精神培养为核心’的‘能力本位’的人才培养模式。黑茶基地恰恰就是立于这块强大的基石上不断向前跃进。”湖南城市学院党委书记罗成翼说。

  “如今的黑茶基地不仅为教师们营造了很好的科研平台,更是精准对接了我校应用型人才培养改革发展战略,成了材化院应用型高级人才培养的一方主阵地。”目睹着黑茶基地的快速发展,湖南城市学院校长李建奇感触颇多。目前,材料与化学工程学院针对学生开设了黑茶特色系列课程,每年至少1/3的生物工程专业毕业班学生会将毕业论文的研究内容定为黑茶研发相关内容。

  如今,作为全省唯一的黑茶金花重点实验室,实验室以开发湖南黑茶为目标,形成具有鲜明特色的黑茶发酵微生物种质资源、黑茶精控发酵理论与技术、黑茶活性功能成分等研究领域,建立湖南黑茶绿色开发前沿技术平台。

  “我们的目标是,用成果来冲击黑茶金花国家重点实验室!”刘石泉语气豪迈。

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