（茶学专业论文）普洱茶饮料加工工艺技术研究.pdf

摘要 普洱茶是一种具有降脂 减肥 抑菌 抗癌等多种功效的后发酵茶 将其开 发为液体茶饮料具有较好的保健价值及市场前景 目前 普洱茶的研究主要集中 在药理功能的动物试验方面 而对其开发利用较少 尤其是将其开发为液体茶饮 料在国内外还尚未见报道 本研究主要针对普洱茶的特性 将膜技术运用于普洱 茶饮料的加工中 对普洱茶饮料的提取 澄清 配方 灭菌等方面进行研究 建 立一套低成本 产品澄清透明 保质期长 并符合健康食品安全标准的普洱茶饮 料加工技术 1 在提取工艺研究中 采用蒸馏水作为浸提剂 通过正交试验及方差分析 综合考虑提取效果与生产成本 对提取条件进行优化 确定了最佳提取工艺 茶 水比为1 3 0 浸提温度为8 5 浸提时间为1 5 i n i n 一次浸提 2 为了确定普洱茶饮料过滤澄清的最佳工艺参数 从安全 无毒 无有害溶 剂残留等角度出发 研究了自然过滤 离心 抽滤 低温处理 膜滤等物理澄清 方法的澄清效果 比较了不同孔径微滤膜在不同操作条件下过滤澄清普洱茶提取 液的渗透通量及普洱茶液过滤后主要滋味成分含量的变化 结果表明 膜滤澄清 技术较其它方法能更有效地解决混浊沉淀问题 采用0 2 m 微滤膜能截留大部分 易发生沉淀的高分子物质 可显著提高普洱茶提取液的澄清度 在最佳的操作条 件下茶汁有效风味成分的保留率高 且感观品质也佳 3 为了开发普洱纯茶饮料 本研究对其配制进行了优化 并开发了调味型的 茶饮料 结果表明 淡茶型纯茶饮料以微滤液稀释5 倍为宜 即固形物含量 7 5 0 一7 9 2 m l 茶多酚含量3 4 0 3 6 3 m g l 咖啡碱含量1 6 0 一1 8 9 m l 浓茶型的纯 茶饮料以微滤液稀释4 倍为宜 即固形物含量9 6 0 9 8 0 m l 茶多酚含量 4 1 0 4 3 2 m 叽 咖啡碱含量2 0 0 一2 1 0 m 舡 调味型的普洱茶饮料以含终浓度为5 1 0 5 康红专用香精 5 1 0 4 甜菊糖为宜 4 灭菌技术对茶饮料的品质与风味影响很大 为了改善普洱茶饮料的色泽品 质 在前人研究的基础上 对茶饮料灭菌技术作了进一步的研究 选择1 0 8 m 1 1 0 m 1 1 1 2 m 2 1 1 5 m 3 1 2 1 m 4 1 2 1 m 5 6 种灭菌方 法 研究了不同灭菌方法对普洱茶饮料物理性状的影响 并进行了微生物培养 结果表明 温度越高 茶汤色泽越深 透光率越低 时间越长 色泽越深 透光 率越低 并且在贮藏期间 2 4 h 后观察到肉眼可见沉淀 最佳灭菌方法是1 1 2 灭 菌 m 2 升温7 m i n 恒温1 2 m i n 降温7 m i n 1 1 5 灭菌 m 3 升温8 m i n 恒温1 0 m i n 降温8 m 血 关键词 普洱茶 饮料 陶瓷膜 徽滤 提取 澄清 配制 灭菌 a b s t r a c t p 叶e r ht e ai sak i n do fa f k r f e r m e n t a t i o nt e aw h i c hi so fm a n vk i n d so f h e a l t l lc a r e f u n c t i o n s s u c h a sr e d u c i n gb 1 0 0 dl i p i d s w e i 曲tl o s s a n t i m i c m b e sa 1 1 da n t i c a n c e lu p t on o w m er e s e a r c h e so np u e r ht e am a i l l l yf o c u s e do nm ep h 踟a c 0 1 0 9 y 如n c t i o n t h r o u g ha 1 1 i m a lt e s t h o w e v e r t h c r ew a s f e w r e p o n o ni t s 印p l i c a t i o n e s p e c i a l l yp u e r h t e ad r i i l kd e v e l o p i n c n t i no r d e rt 0e s 协b l i s ht h em a l l u f 如n 玳t e c h n i q u eo fp u e r ht e a d r i n kw h i c hh a st h ei n c 血so f t r 锄s p 缸e n t l o n gp r e s e r v a t i o n l o wc o s ta 1 1 dm e e t i n gt h e s a f es t a n d a r do f h e a l mf o o d t l i i sp 印e rs t u d i e do nt h et e c m o l o g yo f m a t e r i a le x 把l c t i o n c l a r i f i c 砒i o n w i t l l m e m b 啪e r l kc o n f e c t i o n a 1 1 d s t e r i l i z a t i o n a c c o r d i n g t om e c h a r a c t e r i s t i co fp u e r ht e a 1 1 l e 鹳s u l t ss b o w e d 1 u s ed i s t i l l e dw a t c ra ss o l v e to fm a t e r i a le x 扛a c t i o n m r o u g hc o m p a r i n g v i t l l e x t r a c t i ge 伍c i e n c ya t l do p e 瑚t i i l gc o s 乜 t h eo p t m a le x t r a c t i o nc o n d i t i o no f p u e r ht e a 姐sr a t i oo ft e at ow a t e rw a s1 3 0 e x 廿a c t i n gt e m p e r a t u r ea n dt i m ew 嬲8 5 a n d1 5 m i n u t e sr e s p e c t i v e l y o n et i m ee x 舰c t i o nw 私c h o s e 2 i no r d e rt od e t e r n l i n et l l e o 砸m a l 叩e r a t i n gp a r a m e t e r so fc l 碰f i c a t i o n t h e c l a r i f i c a t i o ne 仃e c to f d i 髓r e m p h y s i c a lf i l 仃a t i o nm e m o d si n c l u d i n go r d i n a r y 丘l t e rp a p e r f i l t e r i n 舀c e m r i 缸g ef i l t e r i n g v a c 眦丘l t e r i n g m t e r i n ga f t e rl o wt e m p e r a t i l r e 廿e a t i n g a i l d m i c r o f i l t e r i n g v e r ec o m p a r c d e s p e c i a l l yt l l ep e m e a t i o na b i l i t y o fp u e r ht e a l i q u i da n dc o n t e n t so fm a i nt a s t ec o m p o n e m so ft e a1 i q u i d f i l t e r e d v i 吐ld i 丘b r e n t a p e r t i l r e m e m b r a n e su n d e rd i 行b 础t o p e r a t i o n c o n d i t i o nw a ss t u d i e d t h er c s l l l t s s h o w e dt h a tm e m b m n ef i l t e rc l a r i f i c a t i o ns o l v e d 也e 呻b l e mo fm u d 1 ya n ds e d i m e n t m o r ee f l e c t i v e l y a 1 1 dh j 曲一m o l e c u l es u b s t a e sw e r eo b s m l c t e d 谢t l l0 2 mm i c m f i l t e r m e n l b r a n ea n dc l a r i f i c a t i o no fp u e r ht e al i 删dw a si n c r e a s e dm a r k e d l y 锄dt 1 1 e r e t a i l l i n g r a t eo fm a i nc o m p o n e n t sw 髂h i g hi nt h ec 嬲eo fo 州m a lm i c r 0 一f i h a t i o n p r o c e s sa c c o m p a i l i e dw i 协g o o do 娼a n o l e 砸cq u a l i 够 3 n l i s p a p e rm a i n l y s t u d i e do nc o n f e c t i o no f p u r ep u e r ht e ad 血浓a n d d e v e l o p e d c o m p o u n d t e ad r i i l k t h er e s u n 3s h o w e dt l l a tt a s t e l e s s p u r e t e as h o u l db e m i c r o f i l t 础o nl i q 试dd i l u t e df i v e 缸e s t h ti s s o l i ds u b s t a l l t i a lc o n t e n t7 5 0 一7 9 2 m l p o l y p h e n o lc o n t e n t3 4 0 一3 6 3 m g 儿a n dc a 腩i n ec o i l t e n t1 6 0 1 8 9 m g l s 仃o n gp u r et e a s h o u l db em i c r o 一矗l t r a t i o nl i q u i dd i l u t e df o u rt i m e s t h a ti s s o l i ds u b s t a n c ec o m e n t 9 6 0 9 8 0 m l p o l y p h e n o l c o n t e n t 4 1 0 4 3 2 m g l c a 岱 i n e c o t e m 2 0 0 一2 1 0 m g l c o m p o l l l l dt e a n ks h o u l da d d e d5 1 0 s p e c i a le s s e n c eo fk a n gs b j f ub l a c kt e a a n d 5 1 0 一4 s t e v i a i l l t o t l l e t e a l i q l l i d 4 0 nt h eb a s eo f f o r i n e r s t u d y f 0 1 1 0 w i n gs i xs 锄1 i z a t i o nm e 也o d s w e r e t r i e d 1 0 8 m o 1 1 0 m 1 1 1 2 m 2 1 1 5 m 3 1 2 1 m 4 a r l d1 2 1 m 5 t h ee f r e c to f d i 髓r e n ts t e m i z a t i o nm e 也o d so np h y s i c a lp f o p e r t i e so fp u e r ht e a 1 1 kw a ss t u d i e d 吼dm em i c r o b ew a sc u l t u r e d r e s u l t ss h o v e dt l l a tt h ce f r e c to f t c m p e r a t l l r ca n dt i m eo n t l l eb r i g h n l e s sa n ds e d i m e n 伽o no f p u e f ht e a v a ss i 鲥f i c a l l t h i 曲e rt e m p e r a t l l r ea i l d l o n g e r t i n l ew 鹊 d a r k e rc o i o r 锄dl o e r p e 吼e a t i o nr a t e w a s g o t w h a t sm o r e m a c r o s c o p i c s e d i m e n t a t i o nc o u l db es e e na f t e r2 4h o u r s t o r a g e t h eo p t i m a l s t e r i l i z a t i o nm e 血o ds h o u l db e1 1 2 s t e r i l i z a t i o n m 2 s et e m p e r 叽盯e7 m m c o n s t a l l t e m p e r a t l l r e1 2 m i n r e d u c et 锄p e r a t i l r c7 m i n 1 1 5 s t e r i l i z a t i o n m 3 r i s et e m p e r a t u r e 8 m i n c o n s t a n tt e n l p e r a t i l r e1 0 m i n r e d l l c e 蛐p e 粕t 眦e8 m i n i k e yw o r d s lp u e r ht e a d r i n k c e 姗i c sm e m b r a n e i n i c r o f i l t r a t i o n e x 订a c t c l 撕f y c o n f 色c t i o n s t c r i l i z a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果 尽我所知 除了文中特别加以标注和致谢的地方外 论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果 也不包含为获得湖南农业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意 研究生繇砾金算 帆妒中年易月 日 l 关于论文使用授权的说明 本人完全了解湖南农业大学有关保留 使用学位论文的规定 即 学校有权 保留送交论文的复印件和磁盘 允许论文被查阅和借阅 可以采用影印 缩印或 扫描等复制手段保存 汇编学位论文 同意湖南农业大学可以用不同方式在不同 媒体上发表 传播学位论文的全部或部分内容 保密的学位论文在解密后应遵守此协议 研究生签名 导师签名 时间 叩牛年 月 日 时间 加仁年 月8 日 午多 也 两矽瑰 j 一 刖舌 l 普洱茶资源研究概况 普洱茶 p u e r ht c a 是云南特色茶 原产于云南西双版纳 思茅等地 历史 上所指的普洱茶 是以云南大叶种茶制成的晒青毛茶为原料 经加工整理而成的 各种云南茶叶的统称 现代普洱茶则是将晒青毛茶经过发酵处理精制而成的茶叶 普洱茶目前在港 澳 台和东南亚 以及法国 日本等地 深受消费者欢迎 现 经国内外有关专家的临床试验证明 普洱茶具有降低血脂 减肥 抑菌 助消化 暖胃 生津 止渴 醒酒 解毒等多种功效 因此普洱茶在日本 法国 德国 意大利 香港 澳门等国家和地区有 美容茶 减肥茶 益寿茶 和 窈窕茶 之 美称 普洱茶独具特色的内质风格和文化内涵 广泛引起了国内外专家 学者的 关注 1 1 普洱茶的特点 普洱茶分为散茶和紧压茶两大类 在制造上属于后发酵茶 普洱散茶外形条 索肥硕壮实 色泽褐红 俗称 猪肝色 或带灰白色 压制的普洱茶是用晒青毛 茶或普洱散茶经蒸压做形而成 前者又称生普 后者称熟普 依形状不同 可分 为碗形普洱茶 长方形的普洱砖茶和圆形的七子饼茶等1 1 罗龙新等对不同产地普 洱茶品质风格比较研究表明 广东 广西的普洱茶外形多呈黑褐色 条索较紧细 云南普洱茶外形肥壮 色泽呈棕红褐色 越南河江普洱茶外形色泽与两广的相似 但条索粗松肥壮 含梗量较高 普洱茶的内质特色为 汤色红浓 具独特陈香 滋味纯和 饮后令人心旷神怡 而云南普洱茶最大特点是滋味浓厚回甘 耐冲泡 2 传统普洱茶的关键工艺是在一定温湿条件下的长时渥堆 由于湿度 湿度 通气 性的差异 而使品质形成也不相同 在渥堆过程中形成的霉菌和酵母菌以及生长 繁殖最旺盛的黑曲霉是导致普洱茶品质变化的主要霉菌 普洱茶加工中优势菌的 产生是由于在堆积发酵过程中水分逐步蒸发减少 酸度增加 营造了微生物活动 良好的环境 其旺盛代谢活动所产生的热促使堆温升高 进而又促进了微生物自 身的繁殖生长 3 1 普洱茶加工过程中温湿度的变化 是影响微生物数量消长的主要 因素 同时 与普洱茶醇 厚 甘 甜 滑等品质特点的形成也密切相关 由于 普洱茶对色 香 味 形品质的特殊要求 使越陈的普洱茶品质越佳 4 j 这是衡量 普洱茶品质的重要指标之一 也是普洱茶与其它茶类的最大区别之处 1 2 普洱茶的功效 经现代医学临床验证 普洱茶对人体有保健作用 到目前为止 有关普洱茶 在降血脂 健齿护牙及抗癌防突变等方面 己开展了较广泛 深入的生理 药理 功能的研究 法国巴黎圣安东尼医学系临床教学主任艾米尔 卡罗比医生用云南普 洱沱茶临床试验证明 云南普洱沱茶对减少类脂化合物 胆固醇含量有良好效果 日本学者1 t o m i t a 等用中国云南生产的普洱茶和日本绿茶进行动物试验 观察对血 清脂质代谢的影响 结果发现喂饲茶叶提取物6 至8 周后 血浆胆固醇脂类明显降 低 而且连续喂饲普洱茶可以促进脂肪组织中三酸甘油酯分解 王旭华等对云南 沱茶降低血清血脂进行动物试验 沱茶煎剂 4 0 每鼠2 m l 灌胃 结果发现2 0 至 4 0 h 后血清血脂 胆固醇 磷脂质和甘油三脂 开始明显降低 中国昆明医学院也 对云南普洱沱茶治疗高脂血病疗效作了5 5 例临床试验 并与降脂较好的药物安妥 明治疗的3 l 例作对比 普洱茶的疗效高于安妥明 法国国立健康和医学研究所 巴黎亨利伦多医院贝纳尔贾可托教授 巴黎大学营养生理学实验室主任吕通教授 等对云南普洱茶临床试验表明 普洱茶可降血脂 5 何国藩 林月婵等研究了普 洱茶对肠段的舒缩推进运动和胃蛋白酶的影响 实验结果表明 普洱茶对离体肠 段有减少收缩幅度和降低收缩频率的作用 茶汤浓度过高会使肠段活动产生不可 恢复的现象 说明饮茶浓度不宜太高 普洱茶能使小肠收缩幅度下降 收缩频率 减慢 意味着对食糜的消化较不充分和对营养物质的吸收较少 普洱茶能使肠壁 舒张 故每个蠕动波可以把食糜的推进距离加大 因而缩短食糜在肠内停留时间 证明普洱茶有显著降血脂效应可能与小肠减少甘油三脂和糖的吸收密切相关 亦 可能是普洱茶有减肥作用的原因 在用普洱茶对人血压心率及脑血流图的影响研 究中 何国藩 林月婵等认为饮普洱茶后脑血管的生理状态和脑皿流动力学状态 都发生了变化 由于心率显著下降 造成心血输出量减少 因而外周血也减少 血压降低 当血管舒张压降低时 单位时间 单位面积进入脑血管的血流量减少 于是血流阻力下降 脑血流图的波幅明显降低 顶峰角也随之增大 总的来说 饮普洱茶后能引起人的血管舒张 血压暂时下降 心率减慢和脑部血流量减少等 效应 故对老年人和高血压与动脉硬化患者 均有良好作用悼l 孙璐西 刘张惠泉 等关于普洱茶抗动脉硬化作用的研究正是 普洱茶可以降低血浆总胆固醇 三酸 甘油酯及游离脂肪酸 亦可减轻胆固醇性脂肪肝现象及增加粪便中胆固醇的排出 也可轻微地抑制肝中胆固醇的合成 增加动物禁食期间对胰岛素之敏感 显示饮 用普洱茶可能具有降脂 改善胰岛素抗拒及预防心血管疾病的效果 由离体实验 及动物实验的结果 普洱茶抽出物具有明显的抗氧化活性 清除自由基 降低l d l 不饱和脂肪酸的数量及增加l d l 生育酚的含量 以降低u l 的氧化敏感度 推论饮 用普洱茶可预防动脉粥状硬化及心血管疾病的发生 9 1 云南昆明天然药物研究所教 授梁明达 胡美英用细胞培养及电子显微镜方法 对普洱茶的抗癌作用进行了十 多年的研究 提出了饮普洱茶能防癌 他们发现 普洱茶杀癌细胞的作用最为强 烈 甚至常人喝茶百分之一的浓度就有明显的作用 他们认为 普洱茶具有多种 丰富的抗癌微量成分 如b 胡萝卜素 维生素b 1 b 2 c e 等 他们的研究还 证明 长期饮用普洱茶有治疗肥胖症的功用l l0 1 湖南医科大学口腔系茶与健康实 验室主任曹进 通过对普洱健齿茶抑制变形球菌附着能力进行体外实验观察研究 结果发现普洱健齿茶具有抗菌斑形成作用 其有效浓度在o 1 2 5 l 之间 以1 浓度效果最佳 普洱健齿茶的抗菌斑形成作用 主要表现在通过抑制g t f 葡糖基 转移酶 活性 抑制了胞外葡聚糖的产生 赵燕 湛吉洪 刘箭卫通过对普洱 茶抗龋齿作用的研究 结果显示 若每人每目用4 9 普洱茶 冲泡浓度为0 5 5 0 1 4 4 0 分钟内 摄入氟量都具防龋作用 l 医药界研究及临床试验证明 云南普洱茶有 抑菌作用 特别是浓的茶汁 日服4 次 可以治疗细菌性痢疾 5 西南农业大学研 究认为 茶叶在渥堆过程中 黄酮类物质以黄酮苷形式存在者最多 而黄酮苷具 有维生素p 的作用 可防止人体血管的硬化 而对普洱茶来说 渥堆 正是形成其 独特风味的一个重要工序 5 j 1 3 普洱茶的开发现状 普洱茶作为后发酵茶中的一种 具有特殊的制茶工艺 及独特的风味品质 其性较中和 正气 对人体免疫功能的综合效应不断得到现代医学的验证 从而 使得普洱茶的开发具有现实意义 目前 对普洱茶的开发国内外文献报道的主要 有速溶普洱茶 普洱健齿茶 袋泡茶 菊普茶等 对于普洱茶液体饮料的开发 还属空白 何晓燕研究认为 速溶普洱茶以9 5 热水按l 1 5 加水比抽提 低温减压 浓缩 冷冻升华干燥为最佳方案 速溶普洱茶实验表明 冲泡水温不宜低于3 0 更不宜冰饮 一般要求水温在4 0 以上 菊普茶 即在普洱茶中加入少量的菊花 干 这样不仅对人体可消滞 而且可清热 香味更合宜 1 3 目前 对普洱茶的研 究主要集中在其生理 药理功能的动物试验 以及其功能的临床医学研究 而对 其开发应用较少 2 膜技术在茶饮料中的应用现状 膜分离技术从2 0 世纪6 0 年代开始发展以来 由于其具有的技术特性和优势 已在食品 饮料 电子 化工 医药 环保等领域得到广泛的应用 并已发展成 为重要的产业 近年来 膜分离技术 特别是超滤 u f 和反渗透 i 在果蔬 汁的澄清和浓缩工艺中的应用己实行工业化 取得了明显的效果 2 0 世纪8 0 年代 以来 国际上茶类饮料的生产得到高速发展 在茶饮料饮品生产过程中 为保证 茶饮料的澄清透明 冷溶性以及原有的色香味品质 澄清和浓缩是重要的操作单 元 微滤 m f u f 和r o 等技术在茶饮料澄清及浓缩中的研究及应用己显示出 其独特的技术优势 在一定程度上克服了传统澄清 过滤 浓缩工艺的缺陷 因 此 膜分离技术在茶饮料生产中的应用得到广泛的重视和研究 张成兵研究表明 采用超滤法除出红茶汁中的鞣质 辅以砂糖 果汁等生产罐装红茶饮料 呈透明 状态 同时 茶中的营养成分 风味物质得到保留 证明了超滤法生产罐装红茶 饮料的可行性 1 4 赵晖 金江等实验证明 采用无机膜超滤澄清浓缩的红茶汁 外观澄清 口味好 茶汁不易二次浑浊和变质 并且操作简单 生产成本低 设 备易于维护 尹军峰 权启爱等试验研究证明 超滤可以有效澄清绿茶汁 在 合适的工艺参数下茶汁有效风味成分保留率高 能截留大部分易发生沉淀的高分 子物质 感观品质佳i 坫l 徐京 刘志坚等对膜技术在茶饮料生产中的应用进行了 研究 认为聚偏二氟乙烯 p v d f 是最适于茶饮料生产的膜材料 并成功地解决 了茶饮料在储存过程中易出现混浊沉淀的问趔1 7 岳鹏翔 谢舒平研究结果表明 采用o 0 5 u m 的陶瓷膜可显著提高绿茶提取液的澄清度 操作条件对主要理化指标 无显著影响 为提高膜通量应选择较高的压力和较高的温度 膜的使用过程中通 量的衰减是必然的 采用多种清洗剂交替清洗可使膜通量得到很好的恢复 1 8 1 高 学玲 岳鹏翔等研究表明 纳滤可有效实现对乌龙茶提取液的浓缩 膜的渗透通 量受乌龙茶提取液的性质影响很大 并且随操作压力的增大 操作温度的上升而 增加 随浓缩时间的延长而减小 茶液中的茶多酚 咖啡碱的截留率随操作压力 的增大而增加 随操作温度的上升而明显下降 采用多种清洗剂长时间清洗可有 效减缓膜面的污染 l 胡建农 金心怡 林顺权试验证明 反渗透浓缩工艺与传 统工艺相比 具有高品质 低成本 易操作的特点 有推广潜力 20 1 s c l l r e i e r 等 1 9 8 4 首次采用r o 技术对红茶液 印度红茶 进行浓缩 使茶可溶性固形物 多酚类和 咖啡碱的浓缩倍数达6 5 倍 但一些香气成分含量并不高 张是求 1 9 8 7 对绿茶 汁的r 0 浓缩试验表明 浓缩倍数可达2 5 5 倍 茶多酚 氨基酸 咖啡碱的截留率 分别达9 5 7 9 8 7 和9 9 0 并且茶汁色香味保持完好 前苏联的研究者 1 9 8 7 研制出平板式茶汁反渗透装置 可使茶汁的浓度由8 1 0 提高到2 5 3 0 3 研究目的和意义 液体茶饮料加工与贮藏中混浊沉淀的形成一直是难以解决的技术难题 目前 对浑浊沉淀形成的机理及解决方法研究较多 一致认为 混浊沉淀主要是茶汤的 内含成分在一定的温度下相互作用的结果 并提出两种解决方法 即物理方法和 化学方法 由于不同茶饮料的内含成分不同 其混浊沉淀的解决方法也不尽相同 特别是像普洱茶这种具有特殊制茶工艺的一类茶 本研究拟将膜技术运用于普洱 茶饮料加工中 建立 套低成本 产品澄清透明 保质期长 并符合健康食品安 全标准的普洱茶饮料加工技术 通过对不同孔径大小的膜材料截留分子量大小的 效果及其对普洱茶主要滋味成分的影响的比较 选择最适于在普洱茶饮料澄清中 运用的膜技术 建立有效的 操作性强的 适用于工业化生产的普洱茶饮料的膜 分离技术 现代l 临床医学研究证实了普洱茶具有降血脂 减肥 抑菌 健齿护牙 抗癌 防突变等多种功效 在东南亚及港澳等地很受欢迎 因此 普洱茶作为一种天然 饮料将其进一步开发利用具有独到的优势 有着非常广阔的市场前景 然而 目 前对普洱茶的研究仅有药理功能的动物实验 液态普洱茶饮料的开发及膜澄清技 术的应用尚未见报道 本研究以解决普洱茶饮料沉淀问题为宗旨 从简单 实用 高效 安全的生产需要出发 对普洱茶饮料的生产工艺 即浸提 澄清 灭菌 配方等方面进行详细的探索 以期建立一套高效 低耗 安全的普洱茶液体茶饮 料的生产制备工艺 为普洱茶的开发利用提供理论与实践指导 材料与方法 1 实验材料 设备及试剂 1 1 原料 实验用普洱茶从云南普洱县购买 1 2 主要试剂 浓硫酸 葸酮 2 的茚三酮溶液 酒石酸铁溶液 考马斯亮蓝 n n 二甲基 甲酰氨 p h 7 5 的磷酸缓冲液 p h 8 0 4 的磷酸缓冲液 甲醇 色潜纯 无水葡萄 糖 谷氨酸 琼脂 牛肉膏 氢氧化钠 生理盐水 马铃薯 1 3 仪器设备 循环水式多用真空泵 s h 2 9 5 河南省巩义市英峪予华仪器j 一 立式圆形 压力蒸汽灭菌器 l s b 5 0 l 上海医用核子仪器厂 高效液相色谱仪 s h i m a d z u 生产 美国w a t e r s 柱 恒温水浴锅 d s y 一2 8 北京国华医疗器械厂 7 5 4 分 光光度计 u v 一7 5 4 上海分析仪器厂 人工气候箱 h s r 0 2 5 南京实验仪器 厂 超声波清洗器 上海必能信 恒温烘箱 上海亚明 瑞士s t a n o r i u s 精密 电子天平 德国c 1 1 r i s tg a m 锄al 2 0 冷冻干燥机 s h i m a d z uu v 2 5 5 0 型紫外分光光 度计 瑞士e l 一1 3 l b u c h i 旋转蒸发仪 冰箱 培养箱 高温灭菌锅 p h 讨 抽滤装 置 北京医用离心机厂高速离心机 微滤膜设备 采用烧结法生产的s i 0 2 管式陶瓷膜 从南京久吾高科技股份有 限公司购买 膜管有效长度为5 0 c m 1 9 通道 通道内径为4 m m 膜面积为o 1 m 2 2 实验方法 2 1 主要理化指标检测方法 水浸出物 按g b8 3 0 5 8 7 测定口5 茶多酚 按g b8 3 1 3 8 7 测定 氨基酸 按g b8 3 1 4 8 7 测定 2 5 l 总可溶性糖 葸酮比色法 2 5 可溶性蛋白质 考马斯亮蓝法 2 6 咖啡碱 高效液相色谱法 感官审评采用文献 2 5 的方法测定 透光率 用1 c m 比色杯在6 4 0 n m 处用7 5 4 分光光度计测透光率 吸光值 用l c m 比色杯在4 2 0 n m 处用7 5 4 分光光度计测吸光值 膜通量 用5 0 0 m l 量筒收集滤液 秒表计时 然后换算为l m 2 h 菌落总数 按g b 4 7 8 9 2 9 4 测定 2 8 霉菌和酵母数 按g b 4 7 8 9 1 5 9 4 测定 2 8 1 2 2 普洱茶提取工艺 原料处理 将普洱茶在恒温烘箱中于1 0 0 烘4 h 浸提方法 将处理后的原料用蒸馏水浸提 分别采用不同茶水比 不同温度 不同时间3 因素5 水平正交实验 表1 以各主要理化成分为指标 选择最佳浸提 条件 浸提后的茶液用脱脂棉和纱布或用4 0 0 目尼龙布进行粗滤 制成原料液备用 表1 浸提条件水平 因素编码表 t a b l e lc o d e o f d e s i 辨e d f a c t o r sa n dl e v e l s 十茶水比 茶的重量 g 与水的体积 m 1 之比 t h er a t i oo f t e aw e i g h t g t ow a 地rv o l 啪e m 1 23 普洱茶澄清方法 2 3 1 不同澄清方法的比较 离心 取原料液4 0 0 m l 在转速为4 4 0 0 r p 耐m i n 的条件下 离心2 0 m i n 抽滤 取原料液4 0 0 m l 用三层定性滤纸进行真空抽滤 自然过滤 取原料液4 0 0 m l 用定性滤纸在常温下过滤 低温处理 取原料液4 0 0 m l 在4 下放置2 4 h 然后用4 4 0 0 r p 耐m i n 离心2 0 m i n 取上清液 膜滤 取原料液1 5 k g 用o 2 肛m 的微滤膜过滤 将温度控制在3 5 以内 进 膜压力控制在o 2 5 m p a o 3 m p a 并在滤液达到总料液7 0 时 以1 0 总料液重的纯 蒸馏水透析2 次 收集初滤液以及两次透析液 弃去滤渣 比较不同澄清处理后滤液的理化成分及亮度 并对各处理样进行巴氏灭菌 1 2 1 恒温7 m i n 后再进行快速贮藏 即变温贮藏 使各澄清处理样分别受骤热 即煮沸3 0 m i n 和骤冷即4 下贮藏1 h 处理 每2 4 h 交换一次 和光照贮藏 将各 澄清处理样置于有光照的地方 主要考察其亮度及沉淀情况 2 3 2 膜滤工艺 2 3 2 1 膜滤方法 采用o 0 5 m 1 o 2 岫l 0 8 m 三种孔径的陶瓷微滤膜对普洱茶液进行澄清处理 将料液加入贮罐 由离心泵打入膜组件中过滤 渗透液由组件侧面流出 截留液 流回贮罐中 工艺流程如图1 所示 图1 微滤工艺流程图 f j g1 p r o c e s so f t l l em i c r 0 f l l t r a t i o n 弃去 2 3 2 2 膜的筛选 在同一温度 3 5 压力 0 2 5 m p o 3 m p 及透析次数 2 次 条件下 分别用o 0 5 m 1 o 2 m 1 o 8 m l 三种孔径的陶瓷微滤膜对普洱茶液过滤 考察膜通 量变化 膜孔径对普洱茶液主要滋味成分的影响及膜的污染与恢复情况 选择一 种较适于普洱茶澄清的膜孔径 2 3 2 3 膜的清洗 对各污染膜采用一定浓度的n a c l o i n 0 3 n a 0 h 等溶剂进行清洗 清洗时 先用清水冲净残留液 然后加入清洗剂 在操作压力为01 m p a 下循环冲洗定时 间 排出清洗液 再用纯净水冲洗至中性 测定纯净水的膜通量 与膜使用前的 表征通量进行对比 2 3 2 4 膜滤操作条件 在确定普洱茶澄清用膜孔径后 对普洱茶液进行不同温度 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 不同压力 0 1 5 m p a o 2 m p a 0 2 5 m p a 0 3 m p a o 3 5 m p a 及不同透析次数 1 次 2 次 3 次 4 次 3 因素的单因素实验 以膜 通量和滤液的主要滋味成分为考察指标 确定普洱茶液膜滤的最佳操作条件 2 4 普洱茶饮料配制方法 2 41 纯茶饮料配制 纯茶饮料是指仅用茶汤和纯净水按一定比例配制而成的具有原茶色泽 原茶 香气和滋味的茶饮料 本试验用经浸提并膜滤处理后的滤液作为配制用原料 用 蒸馏水作为配制用溶剂 采用不同配比进行饮料配制 即分别进行不稀释 稀释2 倍 3 倍 4 倍 5 倍和6 倍处理 通过感观审评及主要滋味成分的检测 从中选 择一种或几种口感好 主要滋味成分含量合宜的配比作为普洱茶饮料的配比浓度 并以此固形物浓度作为该饮料的标准饮用浓度的一个选择范围 为确定最佳配比 还需考虑贮藏效果 在o 9 0 d 贮藏期间每隔3 0 d 对各处理样进行感观审评 物理 性状分析和主要滋味成分检测 看其口感 色泽及主要滋味成分有何变化 并进 行微生物培养 通过以上实验比较后 最终确定普洱茶饮料的标准饮用浓度 即 固形物含量 和最佳配比浓度 2 4 2 调昧茶饮料配方 本试验将微滤处理样按l 4 配制后 主要选用自柠檬香精 康红专用香精和甜 菊糖作为添加剂 香精用量均为5 1 0 终浓度 将9 9 的甜菊糖配成1 的 溶液 每1 0 0 m l 茶汤中分别加入0 2 i n l o 5 1 m l 1 5 m l 2 m l 分别对各配方 的普洱茶饮料进行感观审评和评分 从中选择一种或几种滋味较合宜的配方作为 普洱茶调味茶饮料的配方 2 5 普洱茶饮料灭菌方法 251 灭菌方法的比较 将普洱茶经最佳浸提条件 过滤操作条件及确定的饮料配方制成茶液 并用6 种灭菌方法 表2 分别对茶液灭菌 灭菌后进行微生物培养及物理性状测定 从 而对灭菌方法进行比较 确定能彻底杀灭微生物且较好保持茶汤品质的有效灭荫 方法 再对有效灭菌方法进行比较实验 在贮藏o 4 5 d 中每隔1 5 d 进行一次物理 形状测定 确定最佳的灭菌方法 表2 灭菌方法 t 曲l e 2m e t h o d so f s t e r i l i z a t i o n 2 5 2 微生物培养 25 21 细菌培养 在无菌操作台上 取1 0 0 处理液于装有营养琼脂培养基的培养皿内 用三角 玻棒涂布均匀 密封 倒置于3 6 l 培养箱中培养 2 4 2 h 后观察 2 5 22 真菌培养 在无菌操作台上 取1 0 0 m 处理液于装有马铃薯培养基的培养i l 中 用三角玻 棒涂布均匀 密封 倒置于2 7 1 培养箱中培养 3 d 后观察 1 0 结果与分析 口木 j7 1 i 1 普洱茶提取工艺的优化 1 1 提取工艺对普洱茶主要滋味成分及感观品质的影响 1 1 1 浸提工艺对茶汤主要滋味成分的影响 表3 浸提工艺对茶汤品质的影响 a 温度 b 时间 c 茶水比 at e m p e r a t u r e b t i m e c r a t i a0 f t e at ow a i e r 浸提工艺对茶汤品质的影响见表3 从表3 可知 浸提温度 时间 茶水比三 者共同决定着茶汤的品质 为判定何因素对茶汤品质影响较大 对表3 结果进行 统计分析 结果见表4 表4各浸提因子对主要滋味成分的影响 t a b l e4t h e e c t f e x t m t i n g 把r so nm a i n t a s t ec o m p o n e n t s 如表4 所示 随浸提温度的升高 茶多酚的量呈逐渐增加的趋势 各处理之间 均达到极显著水平 见表6 说明较高温度条件下有利于多酚类的溶出 为保证 茶汁中茶多酚的含量 提取温度不宜太低 氨基酸 咖啡碱的提取量随提取温度 的上升而增加 水平4 8 5 氨基酸与咖啡碱的含量显著高于4 5 6 0 和7 5 浸提的 而8 5 与9 5 浸提效果相差较小 茶水比对茶多酚 氨基酸与咖啡碱的 影响不大 随茶水比的增加 茶多酚 氨基酸 咖啡碱的量变化不大 当茶水比 达l 2 0 后 提取的茶多酚 氨基酸趋于稳定 而对咖啡碱来说 以水平3 1 3 0 含量最高 从提取时间来看 茶多酚的提取时间为1 5 1 i n 2 0 m i n 即可达到一定水 平 延长提取时间 茶多酚提取量变化不显著 而氨基酸 咖啡碱在浸提1 5 m i n 时 达一稳定值 各处理间差异不显著 见表6 说明普洱茶浸提时 主要生化成分 能迅速溶出 较适宜的浸提时间为1 5 m i n 1 12 浸提条件对茶汤澄清度的影响 澄清度是影响茶饮料的重要因素 普洱茶饮料一般要求茶汤色泽明亮 无浑 浊沉淀 表5 结果表明 温度对茶汤澄清度有极显著影响 见表6 并且是最重 要的影响因索 随着浸提温度的升高 混浊度呈上升趋势 t 6 4 0 即澄清度呈下降趋 势 除4 5 6 0 两处理间无显著差异外 其它各处理间差异极显著 见表6 因此 为增大茶汤澄清度 浸提温度不宜太高 浸提时间的延长 也不利于茶汤 亮度的提高 2 5 m i n 浸提处理的o d 4 2 0 与1 0 m i n 及1 5 m i n 处理的0 d 4 2 0 达显著水平 其余各处理之间差异不显著 见表6 茶水比对茶汤澄清度的影响表现为 当1 9 茶用水量在1 0 m l 时 茶汤o d 4 2 0 t o 最佳 随着用水量的增加 茶汤o d 4 2 0 值增 大 t 6 4 0 值减小 说明茶汤亮度降低 而茶汤澄清度的降低 对后续i 序极为不利 从表5 可看出 在l 3 0 的茶水比时 茶汤澄清度较好 虽然 用水量超过6 0 m l 时 茶汤亮度有所增大 但会增加设备投资 因此 每l g 茶的用水量不宜高于6 0 m l 表5各浸提因子对茶汤混浊度及澄清度的影响 t a b l e5t h ee c to f e x t r a c t i n g f a c t o r s o n i n f u s 协n t m i d 记ya n dc l a r 时 1 1 3 浸提工艺对茶汤固形物的影响 浸提各因素对固形物影响的统计分析结果见表4 结果表明 浸提的温度 时 间及茶水比对茶汤固形物都有影响 其中 温度的影响是最主要的 随着温度的 升高 茶汤固形物呈增加趋势 浸提温度低于8 5 时 随温度的升高 茶汤圆形 物浸出率几乎呈直线增加趋势 在8 5 9 5 时 固形物虽然仍在增加 但变化 幅度不大 说明提高浸提温度 有利于茶中有效物质的充分提出 浸提时间对祭 汤固形物的影响表现为 随时间的延长 固形物略有增加 从表4 可以看出 除 l o m i n 与3 0 m i n 浸提处理问有显著差异外 其他各处理间无显著差异 从茶水比对 茶汤固形物的影响来看 1 9 茶用水量超过3 0 m l 无助于茶汤固形物的浸出 用水量 太低 影响浸出效果 在生产上 提高用水量相应会增大设备投资 冈此 在保 证固形物的前提下 茶水比以l 3 0 左右较好 1 2 最佳提取工艺的确定 本实验对普洱茶采用3 因素5 水平正交实验进行浸提 极差分析表明 各因素 对普洱茶提取效果的影响程度从高到低依次为a c b 为逃一步判断上述3 因素对 实验结果的影响是否存在 将正交实验数据进行方差分析 找出这些因素中起主 导作用的变异来源 正交实验的方差分析结果见表6 方差分析表明 对生化成分 除氨基酸外 的浸出效果 温度是最重要的影响因素 对普洱茶的浸提起主导 作用 不同茶水比对提取效果影响达显著水平 时间因素的显著性最低 p 0 1 对浸提效果影响最小 因此 在选择最优组合时 a c 两因素应选a 4 a 5 c 3 表6 正交实验方差分析表 t a b k6t a b l eo f v a r i a n c e 锄a l y s l so f o n h o g o n a le x p e r i m e n t b 可取任一水平 从对感观品质的影响来看 温度间达极显著差异 茶水比 时间 的差异不显著 影响最小 因此 b c 可取任一水平 而在实际生产中需尽量缩 短提取时间 减少浸提液用量 以加快生产周期 降低生产成本 综合以上分析 普洱茶浸提温度在8 5 左右 时间在1 5 2 0 m i n 茶水比在 1 3 0 左右较好 即a 4 8 2 c 3 与a 4 8 3 c 3 两组合最好 为验证所得方案 增补了该 两组合实验 结果见表7 从表7 可以看出 两组合所得浸提液各理化成分及感观 品质差异较小 因此 从减少设备投资及减小生产成本的角度出发 宜采用茶水 比1 3 0 温度8 5 浸提时间1 5 m i n 一次浸提法作为普洱茶饮料的浸提工艺参 数 表7 最优组合浸提结果比较 t 曲1 e 7c o m p a r i s o n so f e x t m c t i n go f t o wb e s tr e s u l 诅n t s 2 普洱茶澄清技术的优化 2 1 不同澄清方法的比较 按照浸提的最佳工艺参数对普洱茶进行浸提 将浸提液分别采取不同方法进 行澄清处理 结果见表8 其中 离心 抽滤 自然过滤和低温处理的绝对含量为 4 0 0 m 1 巾各物质的浓度 料液重 3 0 k g 所得 从表8 可知 膜滤后可以去