茶叶包装论文茶叶深加工.doc

茶叶包装论文 茶叶深加工茶叶包装论文:茶叶深加工第一节速溶茶加工,速溶茶加工原理及工艺速溶茶的生产主要包括原料处理,浸提,净化,浓缩,干燥,包装等工序.茶叶生物化学是制定速溶茶生产工艺技术的理论依据,化工原理则是有关设备选型的重要指南,速溶茶生产过程中还必须始终注意食品安全卫生,讲求经济效益.速溶茶的生产流程如图所示.1,原料处理鲜叶,毛茶和成品茶都可以加工为速溶茶.非产茶国因受到茶叶资源的限制,只能依靠进口成品茶作原料.斯里兰卡和其它产茶国,除去用成品茶做原料外,还积极开展从鲜叶直接加工速溶茶的研究,这无疑是值得尝试的新途径.采用毛茶或成品茶加工速溶茶,货源充沛,生产可以不受采茶季节的影响,况且这种原料的质量比较稳定,所以目前绝大多数生产速溶茶的国家都是直接取材于毛茶或成品茶.原料产地,规格及来源不同,将使有效成分及总浸出物含量不尽相同,加之速溶茶的品质特别重视色泽及香味,并且原料成本是速溶茶加工的主要生产成本之一,因此对加工速溶茶的原料必须进行认真的感观审评和理化检测,并制定出原料管理的企业标准.加工速溶茶的原料无需考究外形,对内质的要求可因成品速溶茶品位的不同而异,上至高档茶下至低档副茶都可用来加工速溶茶,但从既考虑速溶茶产品品质,也考虑生产成本高低等诸因素出发,原料的选择应采用品质互补,制率互补及价格互补为原则,将多来源,多品位的原料进行拼配.原料选定后,应进行粉碎处理.根据萃取原理,茶叶有效成分的提取率同固液两项的接触面积呈线性关系,茶叶分割得越细,与水的接触界面就越大,有效成分的渗出量也就越多,因此在浸泡前必须将茶叶原料适当轧碎,轧碎度掌握在60目为宜,过度粉碎将导致过滤困难,并且使浸提液浑浊不清.2,浸提(一)浸提原理浸提(萃取)过程系指溶剂进入细胞组织溶解其有效成分变成浸出液的全过程.它实质上是溶质由茶叶固相转移到液相中的传质过程,系以扩散原理为基础,其浸提过程包括浸润,溶解,扩散,置换四个阶段.茶叶的浸出物主要受下列因素的影响.1.水质的纯度速溶茶加工通常以水为浸出溶剂,它对极性物质如多酚类,生物碱,甙,水溶性有机酸,糖类,氨基酸等都有较好的溶解性能,但水质的纯度直接影响浸提效果.一般应用蒸馏水或去离子水.当水质硬度大时,能影响上述有效成分的浸出,当水中含钙量大于13.5mg/L时,能与茶叶中某些成分产生沉淀反应;当水中含镁盐量为0.5g/L时,将减少多酚的浸出率;当钙,镁,铁离子含量高时,制成的速溶茶溶解度差,且汤色发暗;当水中重金属含量高时,不仅影响酚类等有效成分的浸出效果和稳定性,还将使产品的重金属含量超标.因此确保浸提用水的水质,是提高制率,获得高品位速溶茶不可忽视的因素之-.2.浸提用水的温度根据扩散原理,授提用水的温度升高,则扩散速度增加,对加速浸出过程有利.就速溶茶而言,提高浸提温度,将明显地提高产品制率,同时浸提温度还直接影响产品的品质,因此浸提温度应因茶而异,如速溶绿茶要求汤色显绿,故一般浸提绿茶的温度通常略低于红茶,采用90-95,温度高了,使浸提液泛红,茶叶苦涩;温度太低,则难于提高制率及获得良好的香味.浸提红茶时,水温可达100,这样,浸提液红艳明亮,香味浓强,但对溶解性有不同要求的速溶茶应分别选择不同的水温,如冷溶型速溶茶的浸提温度应低于热溶型速溶茶.3.浸提时间在速溶茶加工过程中,选择的浸提温度和浸提时间有紧密联系,一般而言,沸水提取的浸提时间以10-15min为宜,提取时间太长,将使一些有损滋味的无效成分过多浸出,而浸提温度较低时,则可适当延长浸提时间.就茶类而言,绿茶及要求冷溶的速溶茶的浸提时间宜短,而红茶,乌龙茶的浸提时间可适当延长.4.茶水比例茶水比是指每浸提1kg茶与所需用水的kg数的比值.加水愈少,意味着浸提液的浓度增高,则茶汤在浓缩时的蒸发量减少,从而减少了芳香物质的挥发,降低了茶多酚等有效成分的氧化,从而提高了茶汤质量;但加水过少,则有效物质浸出量减少,制率降低.因此茶水比例也应因茶而异,因产品质量要求而异,因浸提方法而异.一般而言,茶水比以控制在不超过1:12为宜.(二)浸提方法目前速溶茶工业化生产中采用的浸提方法通常有如下三种.1.沸水冲泡法本方法是将茶叶原料先放入气动活底出渣式密闭提取器中,然后将预先烧开的沸水从提取器顶部加入,借助水的重力作用向下渗漉,并通过适当搅拌使水与茶叶充分接触,经过一定时间的浸提后通过减压的办法将浸提液抽出,并通过打开气动活底排出茶渣.2.回流提取法回流提取采用二个串连的提取池或渗漉器.第一个提取池中盛装的是经过了第一次浸提或提取不完全的原料,第二个提取池中盛装的是干的未提取过的茶叶.热水或沸水先通过第一个提取池对上一阶段提取不完全的茶叶先进行提取,形成了较稀的提取液,该提取液再流人装有干茶的第二个提取池进行提取.从第二个提取池流出的较浓的提取液交下一工序.这样处在第一池中的茶叶已经过两次提取将弃去,而第二个提取池将转动到第一池的位置,原来的第一池弃除茶渣后转到第二池的位置,用于盛装未提取过的干茶.如此循环提取的方法将减少浸提用水量,并且获得浓度较高的茶汤.3.淋洗与冲泡相结合法本方法先将原茶用较少的沸水渗滤淋洗后,再用沸水继续冲泡.其理论依据是茶叶中可提出的物质可以划分为二类,一类物质密盖在叶子表层,这类物质在最终的品质中构成愉快的香气,滋味和色泽特性;另一类则在茶叶内部,它主要赋予品质以特征性的身骨和收敛性.第一类内包括着挥发性强的化合物,它对高温处理表现特别敏感,而第二类则对高温相对稳定,采用淋洗与冲泡相结合的方法就是先在短时间内将第一类物质淋洗出来,然后再冲泡出第二类物质.3,净化速溶茶不可夹杂茶叶碎末和任何悬浮杂质,一定要经过净化处理.速溶茶的净化方式有两种,一种是物理净化,以过滤和离心的方法除去抽提液中不溶性的大小杂质;另一种是化学净化,即通过各种转溶方法使茶乳酪混浊胶体转溶,以保证速溶茶即便用冷水或硬水冲泡也具有明亮澄清的汤色.(一)物理净化物理净化的主要目标是把已抽提过可溶物的残渣除去,以获得无任何杂质的茶汤.具体方法是先用三足式离心机将经过提取的茶叶与茶汤的混合物以一定的速度进行离心分离,所收集的粗滤液再用严密的较厚韵过滤层过滤,以除去残留在粗滤液中的不溶物,经过细滤后的茶汤交下一工序处理.(二)化学净化经过物理净化后的茶汤,当冷却至10以下时,即会出现乳酪状不溶物,俗称茶乳酪(Cream)或冷后浑(Creamdown),它是茶叶多酚类与咖啡碱的络合物.顾名思义,冷后浑是在较低温度下形成的,不溶于冷水,但冷后浑可溶于一定温度的热水.因此是否进一步除去冷后浑将决定最终产品的溶解特性.若产品质量要求具备冷溶性,即在10的冷水甚至冰水中能溶解,则必须将冷后浑除去.去掉冷后浑最简单的办法是采用离心沉降将其弃除,但茶多酚的过多弃除,将使茶汤滋味失去浓强度,因此许多科学家研究了将冷后浑转溶的方法,即通过各种有效的化学手段,将不溶的茶乳酪转变成可溶于10以下冷水的物质,故称之为化学净化.1.茶乳酪的形成机理(1)茶乳酪的化学本质关于茶乳酪的研究是本世纪40年代开始的.布雷德菲尔德(Bradfield)等人于1944年首先论述了茶乳酪与茶滋味的关系.随后经过了大约20年的时间,著名的茶叶生物化学家罗伯茨(Roberts)和勃哈蒂(Bhatia)等人分别在1963,1964年发表论文,阐明茶黄素,茶红素和生物碱是构成红茶茶乳酪的主要成分.而威克尔马辛(Wiekremasingne,1966年),史密斯(Smith,1968年)则通过研究表明,茶中的其它生物碱,即茶碱,可可碱及其它多酚类物质也是茶乳酪的组分.1976年,在茶叶生物化学家桑德森发表的文章中认为,茶乳酪的外观色泽和重量是茶浸提液中多酚类,生物碱组成与含量的综合表现.迄今为止,经过半个多世纪的研究,对茶乳酪的形成基本上有了一致性的看法,即茶乳酪是茶浸提液冷却后,由茶多酚与生物碱通过分子间与(或)分子内的氢键缔合形成的一类大分子物质.所谓氢键,就是氢原子同时和两个电负性很大而原子半径较小的氧(或是氟,氮)原子间的结合力.氢键的缔合并不局限于单个分子,往往可以是几个,十几个甚至几十个或更多的单分子汇聚到一起,构成大分子颗粒.因此缔合物的缔合度越是增加,构成缔合物的大分子中的极性基因越少,非极性基团越多,粒径也随之增大.当缔合物的粒径加大到10-7-10-5cm时,茶汤就不再是透明的真溶液了,而显示出典型的胶体特征.如果缔合度再不断加大,细微的胶粒便会云集絮凝,甚至在重力场内聚沉.(2)茶乳酪的形成条件为了推动速溶茶的工业化生产,特别是冷溶型速溶茶的生产,必须设法阻遏茶乳酪的形成.因此首先必须弄清楚茶乳酪的特性及影响茶乳酪形成的条件.大量的科学研究表明,茶叶种类,温度,咖啡碱及茶多酚的浓度,水质及酸碱度是茶乳酪形成的主要制约因子.茶叶种类各类速溶茶的生产都不可避免地有茶乳酪的形成,但根据茶乳酪形成的氢键缔合机理,不同的茶类由于其多酚类物质的分子量不同因而对冷后浑的形成有明显的影响.不难理解,在红茶的制造过程中,鲜叶中的黄烷醇,黄烷酮等多酚类物质已经氧化聚合成了茶黄素,茶红素,茶褐素等分子量较大的氧化产物,这些物质与咖啡碱以氢键相互缔合而形成茶乳酪沉淀的能力要比绿茶中的儿茶素或儿茶素没食子酸酯的强.因此不难想象,在速溶红茶,速溶乌龙茶的生产中其茶乳酪的形成要比速溶绿茶的更为明显.同样,速溶红茶茶乳酪的完全溶解水温要比速溶绿茶的更高一些.温度咖啡碱与茶多酚所形成的氢键缔合物在沸水或较高温度的水中可以完全溶解,而随着浸提液温度的降低,茶汤慢慢变浑浊,温度越低,浑浊越严重.阎守和等研究了不同冷却温度对红茶茶乳酪形成数量及产品溶解性的影响,将2%-3%的红茶沸水浸提液分成若干份,在不同温度下冷却相同时间,然后各自在该温度下离心,测得沉降的茶乳酪的重量,从而求得不同温度下茶乳酪的形成量或脱除率(表12-1),将脱除了茶乳酪的滤液冷冻干燥制成速溶茶粉末,然后用10冷水和100沸水分别冲泡,观察其溶解特性及汤色等,结果表所示.不同温度下茶乳酪的脱除率及其产品的溶解特性淡橙黄+明亮+35.55淡淡+明亮+28.010淡淡+明亮+23.015稍淡稍淡+明亮+17.520稍淡稍淡+稍浑12.026浓强红艳+浑浊-5.035浓强红艳+浑暗-0.0对照滋味汤色溶解性能(100)汤色冷溶性能(10)冲泡沸水冷水冲泡茶乳酪脱除率(%)温度()注:-有不溶解物;微量不溶物;十溶解度很好.从表可知,温度为20时,析出的茶乳酪量为茶可溶物总量的17.5%,这时用10冷水冲泡的汤色已变得明亮,但沸水冲泡的汤色,滋味均变淡,到冷却温度为5时,茶乳酪量占到35.5%,其滋味就更淡了.由此可见,降温除去茶乳酪是使产品滋味变淡的主要原因.咖啡碱及茶多酚的浓度现有速溶茶的分析结果表明,热溶型速溶茶中咖啡碱和茶多酚的含量都较高,而冷溶型速溶茶的咖啡碱和茶多酚含量都较低或者仅是咖啡碱含量较低.速溶红茶的溶解类型与内含成分的关系中国28.017.20冷溶芙蓉美国35.047.18冷溶Tenderleaf美国33.106.74冷溶Ourown美国40.516.38冷溶Maxwerhouse中国37.4810.50热溶新芽中国41.059.15热溶金农英国43.8311.16热溶Nestea澳大利亚45.609.46热溶Bushall产地茶多酚%咖啡碱%溶解类型茶样其共同的特点是咖啡碱的含量必须较低.由此可见,在茶乳酪的形成过程中咖啡碱的浓度起着决定性的作用.罗伯茨研究了茶浸提液中咖啡碱的浓度与茶乳酪形成量的关系,结果表明,随着咖啡碱浓度的增加,茶乳酪的形成量也增加,尤其是当咖啡碱浓度较低时,这种关系更为明显.阎守和等先用氯仿抽提法除去茶浸提液中的咖啡碱,再用加入纯咖啡碱来提高浸提液中咖啡碱的浓度的方法研究了抽提液中咖啡碱浓度与茶乳酪形成量的关系.通过外加或除去的办法使浓度为0.05%的系列红茶浸提液中,咖啡碱的浓度从l0g/ml80g/ml,然后将咖啡碱含量不同的样品在10冷却2h,用浊度法测定茶乳酪形成后所引起的茶汤浑浊度的变化(图,A线),A线说明随着咖啡碱浓度的增加,茶乳酪的形成量也随之增加.在此基础上阎守和等又将0.05%的红茶浸提液在5冰箱内静置24h,离心除去形成的茶乳酪,把这样处理过的红茶抽提液分成两份,对其中的一份加入10-80g/mll的咖啡碱,另一份则加入同量的没食子酸或鞣酸等多酚类物质,结果发现,加人多酚类对茶乳酪的继续形成并没有明显的影响,而加入同量咖啡碱则能导致茶乳酪的继续形成(图,B线),这些研究结果为冷溶型速溶茶的制造提供了非常有意义的理论依据.水质及酸碱度许多研究表明,用钙,镁等离子含量较高的硬水浸提茶叶,将有助于茶乳酪的形成,而浸提用水的酸碱度则可明显的控制茶乳酪的絮凝或转溶.因为茶多酚具有在酸性条件下聚沉的特性,因此在茶汤中加入酸后将促进茶乳酪的继续凝聚.相反,加入苛性碱将导致茶乳酪转溶.因为碱解离后的羟基带有明显的极性,能切断茶乳酪内部的氢键,并且还能与多酚类物质竞争咖啡碱,重新组合成分子量较小的颗粒,从而达到转溶的效果.2.茶乳酪的净化处理如前所述,茶乳酪是在茶浸提液冷却后所形成的一种不溶性大分子物质.若要改善速溶茶的冷溶性能,就必须设法去除已形成的茶乳酪,或使茶乳酪转溶.下面介绍几种在速溶茶加工中用得较多的茶乳酪的净化处理方法.(1)冷冻离心法茶乳酪不通过任何转溶处理,直接经冷冻离心去除,冷却温度越低,茶乳酪的析出量也越多,则越有利于提高产品的冷溶性.这种处理方法,在制造冷溶型速溶茶的初期使用较多.该方法处理技术简单,产品质量纯正,不带异味,但由于茶多酚等呈味物质的过多弃除,使茶味较淡,制率偏低.(2)碱转溶法原理碱转溶法是当前使用最多的一种方法.美国是生产冷溶性速溶茶的主要国家,其中几种产量较高的冷溶型速溶茶如雀巢,嫩叶,沙拉达,永佳等都是采用碱转溶性法来处理茶乳酪的.碱对茶乳,酷的转搭效率很高.大约有80%-100%的茶乳酪都可以转溶.-方面,由于苛性碱解离的羟基带有明显的极性,能插进茶乳酪复杂分子内,切断其氢键,并且跟茶多酚等物质竞争咖啡碱,重新组合成小分子水溶物;另一方面,苛性碱还能与本来以弱酸形式存在的茶红素等酚类物质反应生成水溶性更高的盐类,从而也提高了产品的溶解性能.但后者却带来了使茶汤颜色变深,茶味发涩的缺点.碱转溶的方式为了减少碱转溶所造成的副作用,必须选择合理的作用方式.是将茶乳酪分离出来单独作碱转溶处理,还是将整个茶汤连同茶乳酪一起作处理为好,阎守和等就这个问题进行/研究,实验把速溶茶和由它分离成的茶乳酪及茶清(除去茶乳酪所得的上清液)两部分分别配制成5%的水溶液.先测定每种溶液的起始pH值,茶乳酪为6.0,速溶茶及茶清为5.0-5.2之间.然后分别向这三种溶液中逐惭加入一定浓度的KOH或NaOH,实验结果表明,与速溶茶和茶清相比,茶乳酪对碱的作用更为敏感.在50ml5%茶乳酪溶液中,加入10%的KOH或NaOH0.5ml,茶乳酪溶液的pH值分别从6.0上升到7.25和7.80,而速溶茶,特别是茶清对同量碱的作用表现出相当的缓冲能力.因此为了尽量减少碱的用量,且又获得满意的转溶效果,应该采用将茶乳酪分离出来单独进行转溶处理,然后再与原浸提液合并的方法比较有利.碱的种类与数量罗伯茨的实验指出,对茶乳酪的转溶采用KOH比NaOH所造成的副作用小,即茶多酚的钠盐比其钾盐的颜色更加深暗.因此许多生产厂家均是采用KOH来转溶,尽管要达到相同的pH值,其NaOH的用量可比KOH节省40%.加入碱的数量当然不可一概而论,应依具体情况而定,通常以把转溶的pH值调到8-9为宜.一般通过测定产品的灰分及K,Na离子的百分含量便可判断出是否采用碱转溶处理和转溶用碱的种类与数量.未经碱处理的速溶茶其灰分,K,Na离子含量都较低.相反,经碱处理过的则灰分较高,同时伴随着K离子含量特别高或者是Na离子特别高.转溶时的温度勃恰(Batch)等的研究表明,碱处理的时间与温度有密切的关系,对于同样数量的茶乳酪在24转溶处理要进行2-3h,而在121则只要2.5s,温度越低,转溶处理需要的时间越长,为了兼顾转溶效果及产品品质,应控稍适中的转涪时间和转溶温度.否则作用时间过长或者作用温度过高都将使产品汤色过度变暗.转溶后汤色与pH值的调节茶乳酪部分被转溶后,pH值显著升高,应选用磷酸等食用酸将其中和恢复到茶汤本身的pH值,以消除碱味,对于转溶所导致的深暗汤色可采用氧化剂漂色的办法来补救,如通人氧气,臭氧或加入过氧化氢等.茶乳酪转溶液经过氧化剂和中和剂调节处理后,先行冷却,然后离心除去少量残留的不溶物后与原茶汤部分合并,交下一工序处理.(3)酶促降解法酶是一种具有高度催化活性的蛋白质,醇促反应条件温和,对底物作用的专一性强,副反应少,催化效率较高,所以酶法转溶无疑是一种有前途的方法.酶法转溶主要采用单宁酶,单宁酶能切断儿茶酚上没食子酸的醋健,释放没食于酸(图12-3).解离的没食于酸阴离子又能同茶多酚竞争咖啡碱,形成分子量较小的水溶物;释放的阳离子(H+)可在通氧搅拌的条件下,用碱中和,以避免汤色变暗.单宁酶现在可以用微生物发酵的方法进行工业生产,常用的产酶菌种有黑曲霉(Aspegillusnoger)和米曲霉(Aspergillusoryzae)两种.单宁酶转溶的条件如表12-3所示.(4)浓度抑制法上述三种方法是茶乳酪形成之后所能采取的对策,相反,浓度抑制法是在茶乳酪形成之前先去除一部分多酚类或咖啡碱,从而遏制茶乳酪的絮凝和聚沉.如木瓜蛋白酶,明胶或聚乙烯吡咯烷酮都是部分脱除茶多酚的优良试剂.各种卤代烷,植物油,液态CO2等则是咖啡碱的良好脱除剂,有实验表明,胶除大约30%的咖啡碱既能达到冷溶的目的,而且又不影响茶制品的质量.总之这类处理的共同缺点是通过损失部分茶叶有效成分来换取最终的澄清度,由于多酚类的损失将使速溶茶的品质受到影响,同时多酚类的浓度对茶乳酪形成的影响并不如咖啡碱那么明显,而咖啡碱的部分脱除对速溶茶的品质又损失不大,因此真正找到一种切实可行的脱咖啡碱的方法,来减少茶乳酪的形成,这对制造高品位的冷溶型速溶茶具有十分重要的意义.表12-3单宁酶转溶的条件(美国专利3,295,497,1976)0下完全澄清,放置2天也不混浊40保温pH值保持5.5固定化单宁酶柱(每g硅藻土加25mg酶)10离心,收集茶乳酪,流速(15ml/h)5以下对照样不溶物为7.5%,处理后不溶物为1.35%90使酶失活,3500r/min离心澄清30搅拌70min磷酸-柠檬酸盐缓冲液pH5.6单宁酶粉190mg/g1.3%红茶浸提液75ml澄清效果终止酶反应温度-时间pH值酶量底物四,浓缩茶叶浸提液的浓度很低,仅含有2%-3%的固形物,该稀提取液在经过净比处理之后必须加以浓缩,以把固形物提高到30%左右的浓度.这样不仅可以提高于燥效率,而且是增大产品颗粒直径的必备条件.(一)真空浓缩为了减少浓缩过程的香气损失,并尽可能避免多酚类化合物的进一步氧化,必须选用高效真空浓缩设备.所谓真空浓缩即利用浓缩液在减压的情况下能于较低温度下蒸发的特性,从而使那些在高温下挥发的芳香物质得到保留,并且减少了多酚类在高温下的氧化.我国目前使用较多的真空浓缩设备有离心薄膜真空浓缩和各种升膜式或降膜式真空浓缩设备.在减压下浓缩液的沸点明显降低,从而达到了在低温下蒸发的目的.然而沸点的降低也有一定的限度,尽管是真空浓缩,也还得有适当的加温.根据中国茶科所的试验,将浓缩温度提高到36时的工作效率是室温浓缩(30)的7倍,因为室温浓缩的时间过长,使在长时间抽真:空的状态下芳香物质的挥发量增加,因而产品质量反而不及适当加温浓缩的.但鉴于茶叶中的有效成分大多是热敏性物质,若温度升的太高,则产品的色,香,味品质都会明显降低.真空浓缩的正常工艺指标应为:掌握真空度大寸:680mm汞柱,温度不超过45,时间不超过40min,最终浓度以30%左右为宜.(二)冷冻浓缩冷冻浓缩是通过低温将水分冻结成冰晶,再通过离心除去冰晶,从而达到浓缩的目的,与真空浓缩相比,冷冻浓缩的优点在于低温下有利于保持茶的天然本色,减少氧化及香气物质的损失.缺点是成本较高,手续较繁杂,且弃除的冰晶内部将夹带-些可溶物,从而影响了制率.五,干燥干燥是速溶茶加工中的一道关键工序,对于产品的外形型状及色,香,味品质都起着决定性的作用.现行干燥速溶茶的方法主要有喷雾干燥和真空冷冻干燥两种.(一)喷雾干燥喷雾干燥是速溶茶加工中应用最广的一种比较先进的干燥手段.其干燥原理是通过一定的方法(如高压或离心等)使浓缩后的茶汤先行雾化,然后与热空气接触,在此过程中受热雾滴上的水分迅速气化随热风排出,而固形物部分则受重力的作用落入产品收集桶中.雾滴直径与雾化器类型及操作条件有关.当雾滴直径为l0m左右时,每升液体所成的液滴数可达1.911012,其总表面积可达600m2,通常雾滴直径为几十微米,每升料液经喷雾后表面积可达300m2左右,因而表面积很大,传热迅速,水分蒸发极快,干燥时间一般只需零点几秒到十几秒钟,具有瞬间干燥的特点.尽管在于燥过程中进口热风温度可高达150,甚至更高,但雾滴因水分蒸发并未达到高温.在喷雾于燥的开始阶段,由于雾粒中水分的迅速蒸发,粒温瞬间即接近周围空气的湿球温度,大约50左右,待雾滴中大部分水分蒸发后,粉粒内部的水分向外移动的速率减慢,因单个粉粒表面水分很少,这时物料虽然有可能接触高温,但在高温区的时间极短,随即迅速飘落至产品收集区,因而对质量的影响不大.喷雾干燥的产品在一般情况下呈颗粒状.但依据喷雾方式的不同,其颗粒有空心和实心之分.很显然,空心颗粒的速溶性要比实心颗粒好.根据速溶茶冲泡即溶的品质要求,宜选择生产空心颗粒的喷雾方式,为此湖南农学院在70年代研究了泡沫喷雾干燥的方法,即在专门设计的连续式混合器中,将一定体积的空气或惰性气体混合到一定体积的浓缩茶汁中去,使其产生泡沫,然后使用一定的压力,驱动产生的泡沫经喷嘴进行分散.浓缩茶汁和气体的体积,可分别用液体和气体流量计进行控制.泡沫喷雾干燥能获得造型美观的空心薄皮颗粒.但操作的关键是要控制泡沫的稳定性,否则产品粒径将大小不齐,从而降低了正品率.由于喷雾干燥的生产能力大,成本低且产品质量较好,因此在主要生产速溶茶的国家,几乎都是采用喷雾干燥.但喷雾于燥也有一些缺点,如产品香气较差,冲泡时容易产生浮沫等.(二)真空冷冻干燥真空冷冻干燥是将浓缩后的茶汤先冻结成固体,然后在低温低压条件下,从冻结状态不经过液态而直接升华除去水份的一种干燥方法.由于不产生液相,冰冻茶汁失水后,不会发生体积收缩,因而产品特别疏松,冷溶性好,同时是在低温缺氧的环境中干燥,因而化学反应很弱,使产品的色,香,味品质得到了保全.这种产品疏松多孔,色泽鲜艳,呈晶型薄片状,冷溶性好,且冲泡时不产生浮渣.但冷冻干燥的成本高,生产能力小,使其应用受到了限制.不论采用哪种干燥方法,速溶茶成品都应该具有比较小的溶重.一般每100ml速溶茶的重量应在12-l5g,颗粒直径似控制在200-500m为宜.速溶茶的容重与茶汤中溶存的果胶含量有密切关系,果胶含量太高太低都不能使产品达到希望的容重.一般情况下,果胶含量保持在1.0%左右比较适当,若含量太高,如达到2.0%以上,则这种速溶茶在冷的硬水中无法溶解.六,增香在速溶茶制造过程中,香气的损失无法避免,特别是在提取,浓缩与干燥三道工序最为明显,而这其中又以浓缩时的损失最多.目前多以中,低档茶为原料制造速溶茶,其茶香晶位本身就不高,再加上加工过程中的损失,从而使速溶茶与传统茶相比具有一个明显的缺点,即香气低微,甚至完全丧失了茶香的特征,就这一点已经在很大程度上限制了速溶茶的发展.因此如何提高速溶茶的香气,使之具备高档茶的天然香型,是今后速溶茶发展中必须重点研究的课题之一.至今为止,关于速溶茶的增香或弥补主要通过以下途径来完成.(一)水蒸汽汽提增补法水蒸汽汽提是用蒸气作为传香介质,先把存在于茶叶中的或茶浸提液中的香气组分驱赶出来,并收集在一定的载体上,再在干燥之前与浓缩液棍合或是在干燥之后直接雾化喷洒于产品上,以达到增香的目的.水蒸汽汽提的基本过程是:将茶叶原料先按正常工序浸提,过滤得到一定浓度的稀茶汤,再将稀茶汤由专制的蒸汽解吸塔塔顶逐渐注入,汽提用的蒸汽则从塔底引入,使汽提的蒸汽与茶汤相对而行,相互接触时经过充分混合后,蒸汽再从塔顶放出,由于茶叶中的芳香物质易于挥发,故收集到的蒸汽冷凝物中含有茶叶香气成分.将从塔底流出的已抽提香气的茶汤进行浓缩,并使浓缩后的固形物含量高于一般水平,然后将浓缩液与含香蒸汽冷凝部分混合,使混合后的固形物含量符合正常要求,然后进行喷雾干燥.通常水蒸汽汽提时的蒸汽用量约为稀茶汤重量的4%-5%,分离出来的含香蒸汽冷凝部分的重量则为稀茶液重量的3%-4%.Wethefilt等对水蒸汽汽提法作了研究,实验结果表明,采用此法获得的产品具有新鲜茶汤的特征,在一定程度上确实起到了增香的作用.(二)液态CO2抽提增补法以液态CO2作为传香介质的抽提法,因其抽香过程是在较低的温度下进行,且CO2的回收十分容易,因而此法具有防止茶香及滋味物质氧化,保持香韵鲜爽的优点,且提取茶香之后除去的CO2还可以循环使用,或者直接引入浓缩好的茶汤中,起到调节产品容重的作用,Schultz的实验结果表明,用液态CO2反复抽提可以将茶中的香精油充分抽出,得到一个高浓度的基本上不含水,醇,糖,果胶,酸和其它非香成分的天然茶香,因此将其与液态CO2分离后得到的纯茶叶芳香油经过雾化可以直接往速溶茶上喷洒.Schultz采用的液态CO2提香装置如图12-4所示.其工艺过程是将待抽提的茶液先盛于贮存缸中,它经喷嘴雾化进入提取器,再经管道通过泵的作用,循环进入提取器;液态CO2经管道进入提取器与茶液相混并抽提其中的香气成分形成含有香气成分的CO2抽提液,抽提液经管道进人蒸发器,蒸发器有热水夹套加热,使液态CO2汽化进入冷凝器,冷却成液态后循环利用;而从CO2中分离出来的香气成分收集起来作为香精油使用,可以与浓缩液混合一起喷雾,也可以直接雾化喷撒在干燥后的成品.液态CO2贮存器作为操作开始时液态CO2的供给源和操作过程中CO2丢失后的补给源.(三)分馏增补法分馏的方法是在提取,浓缩,干燥的过程中,通过某些设备装置,把那些以气体方式逸散的茶香组分冷凝收集起来的一种方法.通过这种方法收集的香气物质因含有大量的水蒸汽,故浓度很低,还需经过进一步的精馏,以去掉大量的水分,从而获得香气浓缩物,此香气浓缩物再加入到浓缩后的茶汤中一起喷雾干燥.(四)人工调香法根据调香用香气物质来源的不同,目前使用的人工调香方法主要有以下几种:1.添加各类天然浆果的香气抽提物具体作法是:先将水果洗净,切碎,浸入选择好的溶剂中,数小时内不时搅动,然后将果渣与含有香气物质的溶剂相分离,并在适当的压力下,采用低温回收溶剂,获得香气组分,然后将香气抽提物直接喷到速溶茶上去.不同水果的香气抽提物适合于不同的茶类,如香蕉的香气抽提物是浓香型的,适合加入到苦涩味较重,收敛性较强的绿茶中去;苹果的香气抽提物是淡香型的,宜于作为红茶的调香料.2.添加各种香料单体有许多香型的香料单体都可用于速溶茶的调香,其中主要有杏香型,干草香型,醛香型,花香型,冬青香型,果香型和酯香型七种.表12-4为不同香型的香气单体用于热溶型与冷溶型速溶茶调香的对比情况.但速溶茶有很多类型,在选用调香料方面不可能强求一致,一般都采用多品种香料单体调配,而很少使用单一的或少数几种调香料来调香.就调香料的用量而言,差别也很大,如冷溶型速溶茶往往比热溶型速溶茶要多用40%左右,这是由产品的加工特点和冲饮条件所决定的.表12-4速溶茶的调香料(重量%)(英国专利3,966,986,1976)7.5611.5214.08对-2-己醛其它香型1.622.589.23水杨酸甲酯冬青香型0.071.900.700.520.220.220.540.540.160.160.890.410.210.191.110.51-紫罗兰酮异茉莉酮牻牛儿醇苯乙醛苯乙醇-萜醇花香剔0.200.220.541.570.381.960.48醋酸乙酯橙花叔醇苯甲醛果香型4.7016.8016.803.405.0021.7010.802.167.602.164.1617.003.119.801.413.188.541.736.131.821.67乙醛丙醛异丁醛戊醛己醛2-甲基丁醛醛香型1.300.700.230.302.161.411.76丙醇n-戊醇n-辛醇异丁醇异丙醇干草香型2.306.004.4010.515.104.328.633.237.925.902.227.337.382.781-戊烯-3-醇对-2-已烯醛顺-3-己烯-1-醇对-2-己烯-1-醇青香型3.002.3055.6611.9227.0015.1218.8310.2423.5812.82沉香醇沉香醇氧化物甜木香型21321热溶型速溶茶冷溶型速溶茶香气单体香型各种调香料除了产生香气外,还拥有多种其它的性能,如蒸气压较低的香气单体对蒸气压较高的香气单体起到定香的作用;芳香族醇类和苯乙醇不仅本身产香,而且兼有抗氧化作用,有利于防止香气氧化产生过氧化物而损害茶味.应该指出,人工调香技术完全受控于香料科学的发展,运用现代仪器分析手段,如气相色谱等微量分离检测设备来探索茶香的组成和香型的特征是开展人工调香必不可少的基础工作,同时现代色谱技术也是指导人工调香过程中关于香料单体选择及调配用量的工具.至今人们已经发现和运用的天然香料达500多种,常用的有200多种;合成香料也达3000多种,其中比较常用的有700多种,如此众多的香料为调配各种香型提供了广泛的选择余地.七,包装(一)对包装材料的要求速溶茶容重小,比表面积大,容易吸潮结块;同时速溶茶对异味敏感,容易吸收存贮环境的异味而影响饮用品质,因此对包装速溶茶的材料务必仔细考究,必须做到轻便,安全,无毒,无异味,密封防湿性能好.一般可用符合上述要求的轻重瓶包装,或是铝箔塑料袋包装等.(二)包装车间的空气状态参数用于包装速溶茶的车间必须安装空调和去湿设备,以使包装环境能维持一定的温湿度.一般温度不超过25,空气相对湿度不高于40%.为了保证产品的微生物指标合格,最好建立无菌车间,包装工人应严格佩戴口草,手套等.第二节茶饮料加工1茶饮料的研究现状我国的茶饮料研究起步于20世纪80年代中后期,主要产品有茶汽水,茶可乐,凉茶等,但未形成气候,直到20世纪90年代中期,河北旭日集团向全国推出了冰茶,暖茶,其强大的广告宣传使广大消费者认识了旭日升冰茶,也真正接受了茶饮料.随后,一些大型食品企业纷纷参与茶饮料的开发与生产,使得茶饮料生产异常火爆.1997年我国的茶饮料产量为200万吨,1998年为500万吨,1999年为800万吨,2000年达1800万吨,2003年预计达3000万吨,已成为继碳酸饮料,饮用水之后的第三大软饮料3.尽管茶饮料的生产量呈飞速发展趋势,从糖浆制备,水处理系统,再到茶叶的处理过程中应用一些现代食品工程高新技术,如酶技术,超滤膜技术等,提高了产品质量3,8,9.但在茶饮料的加工储藏工程中,仍然存在三大技术难点:一是茶的混浊沉淀;二是加工过程中香气成分的保持;三是维持茶饮料在制造或储存中色泽的稳定10.茶饮料属于澄清外观的饮料,通常采取PET瓶包装,饮料的澄清度和色泽对消费者至关重要.由于茶叶中营养成分复杂,含有茶多酚,氨基酸,蛋白质,果胶,茶多糖,色素,咖啡碱等,它们在茶饮料制造及储藏过程中很容易发生反应而引起茶汤感官品质的下降10.茶饮料的加工工艺1.典型茶抽出液生产工艺流程去离子水茶叶(经预处理)浸提过滤(茶渣废弃)冷却离心分离调和2.日本罐装饮料标准工艺流程原水水处理煮沸冷却(pH调整为6.0)茶叶浸提(6080,24min)过滤(250目尼龙滤布)调和(加入Vc)加热(9095)充填密封(冲氮,氧气含量0.2ml/100ml)杀菌(121,313min)冷却成品3.典型的罐装绿茶饮料生产工艺流程绿茶浸提过滤维生素c和NaHCO3调和加热(90)罐装充氮密封杀菌冷却成品4.PET瓶罐装茶饮料工艺流程去离子水茶叶浸提茶抽出液过滤加热(UHT)杀菌冷却无菌充填(杀菌的PET瓶)封盖(杀菌的盖)冷却贴标检验装箱成品引起茶饮料混浊沉淀的因素及解决方法茶饮料混浊沉淀形成的原因茶饮料混浊沉淀形成的原因有以下几种情况:(1)茶多酚类物质的酚羟基分别与咖啡碱的酮氨基,可溶蛋白质的氨基通过氢键结合成络合物,此络合物在溶液温度较高时,各自呈游离状态,温度较低时沉淀.(2)碱也可与蛋白质以氢键结合成络合物,络合物的粒径可达10-7-10-5cm,在茶汤冷却后析出沉淀.(3)酚类物质与蛋白质结合产生蛋白质茶多酚沉淀,并且以表没食子儿茶素(L-EGC)和表没食子酸儿茶素没食子酸酯(L-EGECG)沉淀蛋白质的能力最强.因为这两种酯型儿茶素即L-EGC和L-EGECG分子分别有两个能与酶蛋白酪合作用的活性基团:一个是醅酰基,一个是羟苯基.(4)在温度较高时,可溶性的蛋白质和果胶冷却后分别形成絮状沉淀和云雾状沉淀.(5)酯类物质的疏水作用,即酯类物质与茶多酚,蛋白质,咖啡碱间存在疏水作用.茶多酚,蛋白质,咖啡碱以氢键形成络合物时,酯类物质与蛋白质,咖啡碱同时进入疏水区而产生沉淀.(6)由细菌等微生物污染引起茶饮料变质而出现混浊沉淀.微生物来源包括茶叶原料,水质和设备.(7)水中或茶叶原料中金属离子与茶叶内含成分形成络合物而沉淀.解决混浊沉淀的方法不同茶类,茶乳酪化学组成及构成是不一样的,因而解决措施也不同.目前,对茶乳酪的解决措施有以下几种.(1)冷却去乳酪:从茶叶中提取的物质中包括可溶性成分和不溶性的丹宁酸.不溶性的丹宁酸可以通过将提取液冷却到15以下(通常是5-10)而得到分离,即冷却去乳酪.不溶性的丹宁酸在较高温度和压力条件下被氧化而溶解,再将这样的丹宁酸液加回到原来的体系中.(2)分步浸提法防止茶乳酪的形成:第一步,在一定的压力条件下获得茶叶加压提取物;第二步,在大气环境下获得茶叶的提取物,再经微滤得到常压提取物;第三步,根据原茶叶原料的重量,将加压提取物与常压提取物按一定比例混合.这样得到的产品具有良好的风味和香气平衡,不出现沉淀,适合于茶饮料的加工.(3)用使用过的红茶或绿茶分离不溶性的茶乳酪:将使用过的红茶叶或绿茶叶与冷却法得到的不溶性茶汤混合,过滤,浓缩,干燥可得到富集的,冷水可溶的茶提取物,提高了茶提取物的溶解度.此方法不用碱,酸,不需要冷却去酪,可降低因增加冷却系统而提高的生产成本.(4)用离子交换树脂除去金属离子再微滤去除茶乳酪:将绿茶提取物用离子交换树脂去除金属离子,然后在37.8-60进行微滤.此方法提取物可应用于各种饮料,尤其是其可以抑制在膳食饮料中使用天(门)冬氨酰苯丙氨酸甲酯(aspartame,一种比蔗糖甜约200倍的甜味剂)带来的回味.(5)使用pH值在6.7-7.2的水防止茶乳酪的形成:不同的水质会影响茶乳酪形成及色泽,滋味,这已被研究所证实.(6)添加胶体防止茶乳酪的形成:在茶提取物中添加可食性树脂如黄原胶,纤维素胶,刺槐树胶及糖胶等,可防止在重复冷冻与解冻过程中雪花状薄片的生成,提高茶提取物的冷水溶解度.如茶固形物的质量分数为0.004-0.080,黄原胶重量为茶固形物的5%-12%.(7)添加-环状糊精防止茶乳酪的形成:向茶汤中加入-环状糊精可降低茶乳酪生成量,且在浸提前加入比在浸提后加入效果好,其最佳质量分数为0.01.(8)氢氧化钠处理去除茶乳酪:将茶浸提物中冷水不溶性成分用NaOH处理,最好是在有氧的条件下进行,因为氧可增加可溶性成分的量.这一处理可以在将不溶性成分与可溶性成分分离.通过这一处理将不溶性成分归还给茶浸提物,然后经过中和,再将茶液通过蒸发浓缩制成速溶茶.(9)用交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)处理去除茶乳酪:在30-50,用4-5g/L交联度吨0.4-0.6%PVPP处理绿茶饮料,对茶多酚的去除率达到50%以上,明显改善了茶饮料的稳定性,延长了茶饮料的贮存期.研究还证明,PVPP与Vc协同使用效果更佳.(10)酶法去除茶乳酪:由于外源物质的加入,影响了产品的色泽和风味,这与当今人们追求天然的潮流是背道而驰的,故而现在在国外开展了许多用酶对茶汤进行澄清的研究(如单宁酶,果胶酶,纤维素酶等),其反应条件温和,效率高,专一性强.如单宁酶作用于质量分数为0.06的红茶汤,发现单宁酶在茶汤pH为5-6,45下作用30-60min时茶乳酪最少;质量分数为0.01的乌龙茶液经0.3-0.4%纤维素酶作用1-2h后,品质最佳.茶饮料加工过程中香气成分的变化和保持方法茶饮料加工过程中香气成分的变化茶中含有多种敏感性的芳香物质,它们对茶叶的香气起着非常重要的作用.Kinu-gasa,Hitoshi研究报道,罐装绿茶在杀菌过程中会产生杀菌不良气味.杀菌过程中减少了顺-3-己烯醇,沉香醇之氧