液态茶饮料加工技术现状及展望.doc

液态茶饮料加工技术现状及展望陈 晶1 郭荣荣2（1.上海农林职业技术学院，上海松江：201600；2.安徽出入境检验检疫局，安徽淮北：235000）摘 要：综合了近年来国内外液态茶饮料加工技术的现状及研究进展。围绕液态茶饮料加工过程中原料选择、茶叶浸提、过滤、调配、包装和灭菌等工序对各个环节进行了详细的论述。讨论了液态茶饮料加工过程中存在的主要技术难题及相应的解决措施，并根据现状提出今后液态茶饮料加工的发展方向。关键词：液态茶饮料；加工技术；现状1 前言茶饮料是指用水浸泡茶叶，经抽提、过滤、澄清等工艺制成的茶汤或在茶汤中加入水、糖液、酸味剂、食用香精、果汁或植（谷）物抽提液等调制加工而成的制品。茶饮料因富含茶多酚、咖啡碱等有效成分，兼具营养保健与清凉解渴的功效而备受亲睐。在日本和中国台湾，茶饮料已超过碳酸饮料成为市场第一大饮料品种。国内茶饮料市场自1993年起步至今迅速从最初的几个品种发展到上百个品种，尤其近几年来茶饮料以每年30%的速度增长，占中国饮料消费市场份额的20%，从长远来看，茶饮料将成为可以与碳酸饮料相抗衡的产品。随着人们生活品质的提高，对饮茶要求在保持原茶叶风味的基础上向方便化、液态化、保健化的方向发展，即开即饮的液态茶饮料吸引了众多国内外饮料企业各展其长，相继开发、生产出诸多品种的液态茶饮料, 并在饮料市场中呈现出良好的发展趋势。国内外液态茶饮料的生产流程依产品种类和包装方式的不同而不同，但其加工过程中茶叶原料经过浸提、过滤、调配、包装、灭菌、贮藏等工序制作茶饮料的制备工艺基本上是一致的。本文从液态茶饮料加工工艺的各个环节出发，对其加工技术现状及最新进展作以概述，讨论了液态茶饮料加工中茶汤浑浊沉淀、颜色褐变、香气损失这三大难题1的解决措施，展望了液态茶饮料的发展方向，以期为液态茶饮料的加工提供理论依据。2 液态茶饮料加工中主要工序的研究现状液态茶饮料加工中各工序都会不同程度地影响茶汤质量，包括原料选择、茶叶浸提、过滤、调配、包装、灭菌等，控制好这些技术可以有效的提高茶饮料的品质。2.1 原料选择液态茶饮料加工的原料包括茶叶原料和浸提用水，合适的茶叶原料和用水可有效减轻或避免产品加工、贮藏过程中的浑浊沉淀、香气损失问题，因此选择合适的、高质量的茶叶原料至关重要。茶饮料加工中使用最多的是绿茶、红茶、乌龙茶，由于干茶在贮藏过程中品质易劣变，应尽量选用新茶来加工茶饮料。研究表明，原料在加工前先进行烘焙处理能改善茶叶香气，有效去除茶叶陈味，进而改善茶汤品质2-3；在烘焙过程中添加适当的芳香物质还可增加茶叶香气。为保持茶汤品质稳定、延长产品货架期，茶叶一般选用茶多酚含量低的品种或级别。资料显示，使用低档原料加工罐装绿茶饮料，能较好地保持茶汤绿色度，且多酚类物质色、香、味品质比较稳定4。生产液态茶饮料的浸提用水对茶汤品质至关重要。浸提水中钙、镁、铁、氯等离子的存在和pH值的变化均不利于茶饮料汤色的保持。研究表明，茶饮料用水的pH值应在6.7-7.2、铁离子含量小于0.08mg/L、总硬度（CaCO3计）小于50mg/L，此外应尽量降低水中溶解氧量5。因此自来水6、矿泉水7均不可直接用于茶饮料加工。目前茶饮料用水的处理一般采用电渗析加超滤法、纳滤加超滤法或反渗透一步法8。2.2 茶叶浸提影响茶叶浸提效果的因素有很多, 主要包括：茶水比、pH值、时间、温度、浸提方式等。研究发现，液态饮料茶中的茶叶使用量以1.0%-1.5% (干茶重量跟成品液态饮料茶重量比)为宜；浸提时乌龙茶饮料以pH 5.8-pH 6.5、红茶pH5.0左右、绿茶pH5.0-pH6.5为宜。一般认为浸提时间对茶汤影响较小，提取时间以10 min为宜9。浸提温度和浸提方式对产品品质影响较大。不同茶叶需采用不同的浸提温度，同一种茶叶应采用合理的浸提温度。通常绿茶和花茶饮料的浸提水温以50-80为宜，乌龙茶、红茶饮料的浸提水温以70-95为宜。研究表明，绿茶浸提温度从80上升到120时，绿茶饮料汤色变暗、变黄，而加热温度在85时绿茶饮料的汤色、儿茶素浓度和香气浓度变化较少，因此认为罐装绿茶饮料的浸提和加热灭菌温度都不宜超过8510-11。通过研究浸提方式对汤色的影响发现，50超声波辅助浸提不仅能获得较高的有效成分提取率，而且茶汤明度可保持在较高水平12。由于茶叶中的可溶性成分通常被以纤维素和果胶为主要成分的细胞壁所包围，因此浸提过程中加入纤维素酶、果胶酶、淀粉酶等外源酶制剂可有效提高茶汤浸出率和改善产品风味13。2.3 过滤茶饮料由于固体颗粒的存在、水质原因、“冷后浑”及茶汤中的大分子物质发生反应等原因会出现沉淀浑浊现象，需要过滤和澄清净化14。传统上采用的化学法、离心沉降法及机械过滤法在效果和操作上都存在着较大缺陷，无法彻底解决浑浊沉淀问题，膜分离技术的引入在一定程度上克服了传统过滤澄清工艺的缺陷。目前国际上，超滤（UF）和反渗透（RO）技术在茶饮料澄清工艺中的应用已十分广泛，取得了明显的效果。超滤技术可有效地去除茶叶中的大部分蛋白质、果胶等大分子物质，而茶多酚、氨基酸、儿茶素、咖啡碱等特征性成分含量损失较少；原有的纯正香气和醇厚滋味得到保持，汤色清澈透明，并能基本消除沉淀现象产生。在茶汤中添加酶制剂使茶饮料中大分子降解也可达到除混去沉的目的，或在茶汤中加入胶体物质以减少大分子物质铬合沉淀。对于常规过滤技术无法解决的茶汤澄清问题往往采用冷却离心、添加澄清吸附剂、包埋剂、碱转溶剂等方式15-16。2.4 调配液态茶饮料的风味调配是成品加工的关键工序，是化学成分及感官品质指标的关键控制点。其调配一般是根据既定的设计参数要求和实际的化学成分及感官品质情况，通过添加纯净水和甜味剂、酸味剂、香料、果汁和抗氧化剂等各类辅助原料，达到产品标准的各项品质指标17。评价茶饮料质量的好坏主要看茶饮料的香气、滋味和色泽18，在其加工过程中常基于某种独特风味特性或保健效果添加风味物质，如苹果茶饮料19、牛磺酸茶饮料20、银花苦丁茶21等果味茶、保健饮料茶。2.5 包装 据统计，全世界已在使用的茶饮料包装有玻璃瓶、金属易拉罐、纸铝塑复合砖型利乐包、聚酯瓶（PET）等。我国主要采用的是易拉罐、利乐包和聚酯瓶（PET）。易拉罐包装以适应性强，投资费用较低，产品保存性好等特点成为早期茶饮料生产厂家的首选包装。利乐包装的缺点是其设备一次性投资费用较高，优点是包装材料费用低，且材质轻、运输费用低，目前资金雄厚的企业常将其作为果味茶、冰茶的包装，此种包装方式产品保质期一般在6个月到一年之间。PET瓶具有质轻价优、无色透明、可回收等优点，广泛应用于碳酸饮料、矿泉水、纯水的包装。随着耐热性的PET瓶的开发，因其能承受高达95的灌装温度，逐渐成为茶饮料的主流包装。从包装容器内气体种类看, 饮料茶的包装又可分为无充气包装(空气包装)、充气包装(如充入N2、CO2 等)、真空包装。由于多酚类物质易被空气中或茶汁中的氧所氧化, 充气包装, 真空包装目的就是使多酚类物质与氧隔离, 保护茶汤品质。液态茶饮料的罐装及灭菌技术依包装方式的不同而异，易拉罐包装一般采用高温高压灭菌，饮料品质相对较差；利乐包采用无菌冷罐装，饮料品质较好，但设备投资较大。耐热PET 瓶包装核心技术是热罐装技术，最早出现在日本，其主要工艺流程为22：前处理好的茶汁经135、10s 超高温瞬时灭菌后趁热罐装，罐装温度在85-90，封盖后平放或倒置，进行一定时间的杀菌后冷却即可。茶饮料热灌装对设备、技术要求低，但对产品风味影响较大23。近年出现的冷罐装工艺不仅克服了茶饮料受热灭菌引起的色质改变，而且大大降低了包装成本，是一种非常有前景的工艺技术。因此，茶饮料特别是高速发展的纯茶饮料的灌装技术发展方向必然是无菌冷灌装。2.6 灭菌液态茶饮料中主要的微生物有霉菌、酵母菌、乳酸菌等。由于茶汤中富含蛋白质、糖、游离氨基酸、维生素等营养物质，极易滋生微生物而使茶汤腐败变质。因此，茶饮料的细菌指标比一般饮料要求严得多，要求达到“商业无菌”标准。目前，液态茶饮料常用的灭菌方式为热力杀菌。一般多采用121的高温灭菌和135-140的超高温瞬时灭菌技术，后者可大大缩短灭菌时间，熟汤味明显减少。但由于茶饮料属热敏产品，高温灭菌后茶汤难免出现褐变、滋味滞钝苦涩等现象，因此开发茶饮料的非热力杀菌技术成为研究热点。日本学者对超高压灭菌技术在茶叶上的应用研究较早，一般认为该法对茶汤风味影响较小，压力大于200 Mpa对微生物的致死作用才能达到商业无菌状态，但对孢子无效。用300700MPa 的压力在70下处理10min，既能抑制茶汤的化学变化，又能全部杀灭细菌。目前该法已成为日本研究最多、商业化程度最高的非热力杀菌技术。研究发现采用超声波或微波技术代替高温杀菌，不但可以杀灭细菌，而且茶多酚的损失以高温灭菌相比可减少15% 24。现代膜分离技术除了用于过滤澄清外还可以截留微生物，起到除菌的目的。采用该法灭菌可以有效避免高温杀菌引起的茶饮料汤色褐变和不良风味的产生, 但该技术对环境卫生和管理的要求极高，因此主要应用于实验室的各类除菌25。紫外线灭菌、辐射灭菌是利用粒子、粒子及粒子破坏微生物的组织细胞并将其杀死，应用于茶饮料的报道却很少，但在食品业方面已广泛应用。3.液态茶饮料加工中存在的主要问题及研究进展为解决液态茶饮料加工的技术问题，科研工作者进行了大量深入细致的研究并取得一定进展。3.1 混浊沉淀问题消除茶饮料中的混浊和沉淀是茶饮料生产的关键技术。茶叶浸提液冷却后产生白色茶乳沉淀，是由茶叶中的茶多酚及其氧化分解物与咖啡碱铬合生成的，即俗称的“茶乳酪”。蛋白质、果胶、淀粉大分子物质也容易出现沉淀，而水中的金属离子又是促进混浊和沉淀的首要原因。解决茶饮料混沌的方法有几种，目前普遍采取的解决措施有物理方法、化学方法。物理法是使茶汤冷却后用高速离心机除去或用超滤法滤去，以提高茶叶汤汁的澄净度。国内几个主要茶饮料生产厂如三得利、康师傅等均使用日本或我国台湾设备以及方法生产茶饮料。化学方法主要是通过调节pH值、添加酶26、使用添加剂使沉淀物重新溶解或促使形成沉淀而过滤分离。研究发现，乌龙茶在pH4.0时最易产生混浊，pH6.0-pH7.0 以上时溶解。使沉淀重新溶解的添加剂主要有分离剂、澄清剂和氧化剂、碱试剂等。有研究报道在红茶饮料加工过程中，为减少沉淀物的产生和弥补去除沉淀过程中茶叶有效成分的丧失，可在红茶中加入一定量的绿茶进行合并提取27，此法不但可以减少沉淀问题还拓宽了茶饮料的品种。3.2 颜色褐变问题在液态茶饮料的贮藏过程中, 茶汤主要成分之间容易氧化络合，造成茶汤色泽变褐, 形成浑浊沉淀，影响其外观品质。这一现象在绿茶中尤为严重。乌龙茶、红茶等茶饮料加工过程中色泽褐变问题已基本解决28。绿茶容易发生褐变原因是绿茶的茶多酚含量较高，多酚类在光、温等因素影响下容易氧化褐变。此外，绿茶茶汤中叶绿素的不断分解与茶褐素等深色物质的不断形成也会使绿茶饮料色泽不断加深。目前稳定汤色的主要措施有：（1）调节茶汤pH值。研究发现，调节pH4.0pH5.0，加入0.06%Na2SO3、0.01%ZnCl2 可有效抑制绿茶茶汤变褐29。（2）添加抗氧化剂防止茶汤氧化。添加L-抗坏血酸和重碳酸钠的同时加入一定量类黄酮的方法，可以克服绿茶罐装饮料褪色和失去风味的问题30。（3）添加护色剂(离子螯合剂)。护色剂可消除水中金属离子尤其是重金属离子对茶汤色泽有不利影响31。常用的护色剂有重合磷酸盐、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠等。（4）包埋技术。绿茶饮料中使用最为广泛的包埋剂是-环状糊精，通过将大分子物质包埋，使其不易沉淀而起到保护绿茶色素的作用。（6）酶处理法。添加葡萄糖氧化酶后，茶汤中的茶多酚、维生素、芳香成分等对氧敏感的物质变得稳定，从而起到了护色作用32。目前果胶酶、原果胶酶、纤维素酶等因价格低廉而广泛使用。3.3 香气损失问题研究和生产实际证明，茶叶经过热水浸提经过热水萃取后的茶汤几乎有与现泡茶同样的新鲜香气浓度，但在其后的每个过程（如过滤、调配、杀菌及灌装等）都有香气的损失，特别是茶汤经过灭菌、灌装的高温作用，其香气成分损失或破坏较严重，失去了现泡茶的香气。综合国内外相关研究，保香增香的措施主要有：（1）应用微胶囊技术。加入-环化糊精，可包埋香气物质，减少热、氧气等不利因素对芳香物质的破坏，减轻茶饮料加工过程中的香气损失，并可包埋臭味物质，防止杀菌时不良气味的产生。（2）加入天然添加剂。如日本在红茶加工中将胡萝卜素加入萎凋叶和揉捻叶中。另有报道，在红茶加工中加入多酚氧化酶，可产生浓烈甜香，改变茶叶品质。（3）利用香气回收技术，把损失的香气再重新添加至茶饮料中去。（4）采用辐射杀菌，以避免高温杀菌时不良气味的产生。（5）茶叶原料选取时利用多品种茶叶组合新型茶饮料香气。（6）酶处理。研究显示在红茶加工中加入多酚氧化酶，可产生浓烈甜香，改善茶叶品质33。4 茶饮料加工新技术及发展趋势随着科学技术的发展和研究手段的提高，各种高新技术有望在茶饮料生产中应用。综合国内外饮料澄清技术的研究进展来看，以单宁酶为主的酶固定化技术与超滤膜分离相结合的酶膜联合技术将成为今后液态茶饮料澄清技术的发展方向；以保香和增香为目的的微胶囊技术、包埋茶香精技术以及天然香料的开发；以灭菌为目的的辐照杀菌技术；以提高茶饮料品质和保存性为目的的无菌冷灌装技术等也将成为近期茶饮料加工的主要方式。调查表明，最近几年，中国茶饮料市场涨势迅猛，其发展速度超过300%。尽管国内茶饮料市场增加迅速，但在中国，发展空间仍然很大，因为这与占饮料市场销售额40%的碳酸饮料和以20%份额居第二的饮用水相比，份额并不是很大。目前人均年饮用茶饮料为0.4L，日本人均年饮用茶饮料为20L -30L，也就是说，茶饮料在国内市场还应当有50倍以上的成长空间。有专家放言，21世纪将是茶饮料的世纪。随着消费者越来越注重茶饮料中茶多酚等营养成分的含量，国内外开发和生产液态茶饮料，尤其是纯茶饮料、保健茶及功能性茶饮料加工技术研究已成为时代发展的必然趋势，可以预见如何兼顾茶饮料的营养保健功能与茶香茶味将成为新的课题。参考文献1 冯小华浅谈影响茶饮料风味的几个因素J饮料工业，2002，5（2）：5-8.2 张如华茶叶之加热处理焙火J科学与技术，1994，25（1）：43-51.3 陈清泉速溶茶制造技术J食品工业月刊，1995（2）：16-22.4 陈玉琼，张家年原料对罐装绿茶水品质的影响J茶叶科学，2001，21（）：120-123.5 尹军峰茶饮料加工用水的基本要求及处理技术J中国茶叶，2005，6：10-11.6 马红彦，王登良，曹潘荣加工工艺对绿茶饮料品质的影响初探J广东茶业，2002（6）：15-17.7 李小满不同水质对绿茶饮料品质影响的研究J中国茶叶加工，2001（2）：28-30.8 谢芬高新技术在茶叶加工上的应用福建茶叶，2005，2：40.9 张凌云，梁月荣，孙其富等绿茶鲜汁浸提条件研究J茶叶科学，2003，23（1）：46-50.10 陈玉琼，倪德江罐装绿茶水浸提条件的研究J茶叶科学，2000，20（2）：119-123.11 Kim E S, Liang Y R, Jin J, et al. 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