茶叶深加工系列产品关键技术研究

1、第二章 茶多酚、茶多糖、茶氨酸综合提取分离2.1试验材料与设备2.1.1试验材料茶叶、蒸馏水、乙醇溶液（95%）、碱式硫酸铜、乙酸乙酯、二氯甲烷、稀硫酸、硫化氢、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、酒石酸钾钠、硫酸亚铁、柠檬酸（5%）、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、谷氨酸标准溶液、茚三酮、葡萄糖、苯酚溶液（6%）、浓硫酸2.1.2试验设备真空抽滤（布氏漏斗、抽滤瓶、胶管、抽气泵、滤纸）0.1-5µm微滤膜、5万-10万超滤膜、50-400反渗透膜喷雾干燥器CO2超临界流体设备真空浓缩装置真空干燥装置重结晶（布氏漏斗、吸滤瓶、抽气管、安全瓶、锥形瓶、短颈漏斗、循环水真空泵、热水保温漏斗、玻璃漏斗、玻璃棒

2、、表面皿、酒精灯、滤纸、量筒、刮刀）超声波设备高效液相色谱仪、微孔滤膜过滤器、0.45µm滤膜分光光度计、电子天平、电子恒温不锈钢水浴锅、旋转蒸发仪、离心沉淀机。2.2茶多酚、茶氨酸、茶多糖提取、分离、纯化工艺技术路线溶剂回收（真空蒸馏回收乙酸乙酯）CO2超高临界脱碱脱溶脱农残浆液整理 喷雾干燥茶多酚反渗透脱碱（二氯甲烷）离子沉淀醇析茶氨酸溶剂萃取抽滤茶渣微滤超滤醇析纯化干燥茶多糖茶叶茶叶破碎热水浸提法截留液萃余相萃取相2.3试验方法2.3.1试验条件的选择准确称取2g茶叶并粉碎，热水浸提1次，用5%柠檬酸水溶液调PH值6. 5-6. 8，采用正交实验方案，研究浸提温度、料液比、浸提

3、时间3个因素对提取茶多酚、茶多糖、茶氨酸的影响，每个因素3水平。2.3.1.1提取时间对茶多糖（茶多酚、茶氨酸）提取率的影响在提取温度80 ,料液比130(mv) , 提取时间分别为40,50,60,70min的条件下进行试验,研究提取时间对茶多糖（茶多酚、茶氨酸）提取率的影响。 2.3.1.2提取温度对茶多糖（茶多酚、茶氨酸）提取率的影响在料液比130 (mv) , 提取时间50min,提取温度分别为70,80,90,100 的条件下进行试验,研究提取温度对茶多糖（茶多酚、茶氨酸）提取率的影响。 2.3.1.3料液比对茶多糖（茶多酚、茶氨酸）提取率的影响在提取温度80 ,提取时50 min,

4、料液比分别为120,130,140,150 (mv) 的条件下进行试验,研究料液比对茶多糖（茶多酚、茶氨酸）提取率的影响。2.3.1.4正交试验试验选取提取时间、提取温度、提取料液比为优化因素，设计三因素三水平正交试验，其因素及水平见表2-1。表2-1 L9（34）正交试验设计表Table 2-1 Orthogonal experiment design table on L9 (34)水平A时间（目数）B温度（%）C料液比（r/min）140701:20250801:30360901:402.3.2茶多酚、茶多糖、茶氨酸的定量检测2.3.2.1酒石酸亚铁比色法测定茶多酚的含量（1）原理 利用

5、茶叶中多酚类物质能与亚铁离子形成紫蓝色络合物的性质。将茶叶水提液与酒石酸亚铁溶液反应，生成紫蓝色络合物，通过测定此络合物的吸光度值，利用公式便可计算出茶叶中茶多酚的含量。（2）溶液的配制酒石酸亚铁溶液称取1g (准确至0.0001g)硫酸亚铁和5g (准确至0.0001g)酒石酸钾钠，用水溶解并定容至1L(溶液应避光，低温保存，有效期一个月)。pH7.5磷酸盐缓冲液磷酸氢二钾: 称取23.377g磷酸氢二钾，加水溶解后定容至1L。磷酸二氢钾:称取9.078g磷酸二氢钾，加水溶解后定容至1L。取上述磷酸氢二钾溶液85ml和磷酸二氢钾溶液15ml混合均匀。（3）测定步骤准确吸取水提液1mL，注入2

6、5mL的容量瓶中，加水4mL和酒石酸亚铁溶液5mL，充分混合，再加pH7.5的缓冲液至刻度，用10mm比色杯，在波长540nm处，以试剂空白溶液作参比，测定吸光度(A)。（4）结果计算 计算方法和公式茶叶中茶多酚的含量，以干态质量百分率表示，按下式计算: 茶多酚(%)=(A×1.957×2)/100 × L1/(L2×M×m)式中: L1-试液的总量，mL; L2-测定时的用液量，mL; M-试样的质量，g; m-试样干物质含百分率，%; A-试样的吸光度; 1.957-用10mm比色杯，当吸光度等于0.50时，每毫升茶汤中含茶多酚相当于1.9

7、57mg。 如果符合重复性的要求，则取两次测定的算术平均值作为结果。 重复性同一样品的两次测定值之差，每100g试样不得超过0.5g。2.3.2.2茚三酮法测定茶氨酸的含量（1）原理国标(GB/T8314-2002)中规定,茶叶中游离氨基酸在pH8.0的条件下与茚三酮共热,形成紫色络合物,用分光光度计在特定波长下测定其含量。但由于国标法中谷氨酸浓度较低,检测时偏差较大,故采用浓度稍高的标准溶液。（2）溶液的配制PH8.0 酸缓冲液配制称取23.877g磷酸氢二钠固体,用蒸溜水加热溶解后,冷却定容至1L;称取9.073g 磷酸二氢钾固体,用蒸馆水加热溶解后,冷却定容至1L;分别取磷酸氢二钠溶液9

8、5ml, 磷酸二氢钾5ml,于烧杯中混匀。2%茚三酮溶液称取2g的茚三酮水合物固体,用蒸馏水50ml于烧杯中溶解,加入80mg的氯化亚锡,静置一夜之后,离心过滤,用100ml容量瓶定容,避光保存。茶氨酸测定标准曲线的制作谷氨酸标准溶液的配制：由于茶氨酸纯品在市场很难买到,而茶氨酸和谷氨酸性质类似,可以用谷氨酸作为替代品。称取100mg的谷氨酸纯品,用的蒸馏水加热溶解后,冷却定容至100ml的容量瓶,混匀;用移液管移取5ml溶液,定容至50ml,摇匀。谷氨酸标准曲线绘制：分别取0,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0ml的谷氨酸溶液于25ml的容量瓶,各加入0.5ml的缓冲液,再加入0.5ml

9、的茚三酮溶液,在沸水浴中加热15min。之后取出溶液,自然冷却至常温,加水定容至25ml,于570nm处测定吸光值, 横坐标为谷氨酸浓度,纵坐标为吸光值,得到标准曲线。谷氨酸标准曲线的制作管 号0.10mg/mL谷氨酸标准液(mL)缓冲液(mL)2%茚三酮（mL）00.000.500.5011.000.500.5021.500.500.5032.000.500.5042.500.500.5053.000.500.50（2）茶氨酸含量的测定采用茚三酮法测定茶氨酸的含量，取水提液1mL，然后按绘制标准曲线的方法测定茶氨酸含量。2.3.2.3苯酚-硫酸法测定茶多糖的含量（1）原理 多糖在硫酸的作用下

10、先水解成单糖,并迅速脱水生成糖醛衍生物,然后与苯酚生成橙黄色化合物（2）茶多糖测定标准曲线的制作标准葡萄糖溶液配制：精确称取在干燥器中干燥至恒重的葡萄糖8mg,用水定容至100ml,即的到浓度为0.08mg/ml的葡萄糖溶液。葡萄糖标准曲线绘制：采用苯酚-硫酸法测定标准曲线，分别吸取配制的标准葡萄糖溶液0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6及1.8ml,各以水补至2.0ml后加入6%苯酚1.0ml及浓硫酸5.0ml,摇匀,沸水浴10min,摇匀，流水冷却至室温后于490nm处测定吸光值,以2.0ml水按同样条件作为空白,横坐标为多糖浓度,纵坐标为吸光值,得到标准曲线。葡萄糖标准

11、曲线的制作管 号0.08mg/mL葡萄糖标准液(mL)纯净水(mL)6%苯酚(mL)浓硫酸（mL）00.002.001.005.0010.401.601.005.0020.601.401.005.0030.801.201.005.0041.001.001.005.0051.200.801.005.0061.400.601.005.0071.600.401.005.0081.800.201.005.00（3）茶多糖含量的测定采用苯酚-硫酸法测定茶多糖的含量，取水提液1mL，然后按绘制标准曲线的方法测定茶多糖含量。2.3.3茶多酚、茶氨酸、茶多糖的分离纯化2.3.3.1茶多酚、茶氨酸、茶多糖的联合

12、提取称茶叶2000克，破碎至20目，并用5%柠檬酸水溶液调PH值6. 5-6. 8，用热水浸提，得到提取液，提取液经120-200目的工业滤网和孔径0. 1-5um的微滤器过滤得精制提取液。精制提取液用切割分子量5-10万超滤膜脱除果胶、蛋白质。超滤透过的提取液再用切割分子量50-400的反渗透膜将提取液浓缩至2-5倍，得浓缩提取液。2.3.3.2茶多糖的分离纯化所述的超滤截留液经过真空蒸馏浓缩，得浓缩液，过滤，滤液加入4倍体积的95乙醇，在恒温-4- 0的状态下，醇析24小时，用离心机在3500rpm下离心20min分离得沉淀物。经冷冻干燥得茶多糖。2.3.3.3茶多酚的分离纯化所述的浓缩提

13、取液用体积比为1：1. 2的乙酸乙酯在25-35恒温下动态逆流萃取茶多酚，将萃取相的乙酸乙酯蒸馏回收循环使用，得茶多酚浓浆液，输入配置二个回路系统的超临界装置的萃取釜内，采用第一回路系统操作，用二氧化碳超临界流体在萃取压30-40MPa，减压分离压力6.5MPa,恒温45，循环连续萃取2小时，去除溶剂和农药残留，再采用第二回路系统操作，在萃取釜内的茶多酚浓浆液中加入无离子水作为携带剂，携带剂的量为茶多酚浓浆的1/3-1/4萃取压力30-40Mpa（35Mpa），减压分离压力6.0MPa，恒温35，循环连续萃取6小时，超临界的萃取釜卸压排出茶多酚浓浆液，用无离子水稀释整理，Nz保护喷雾干燥得茶多

14、酚。2.3.3.4茶氨酸的分离纯化所述的乙酸乙醋萃取茶多酚后的萃余相，经真空蒸馏浓缩得浓浆液，用体积比1:0.8的二氯甲烷二次动态脱除咖啡碱和蛋白质。萃余相在常温条件下静置4小时后，分离去除沉淀物，将上清液真空蒸馏浓缩1-2倍后用硫酸调PH值5-6，加热恒温40，动态加入碱式碳酸铜，结晶沉淀4小时得茶氨酸铜盐。将结晶体用纯水洗涤二遍，溶于0.01摩尔的稀硫酸溶液中，用H2S反应沉淀去除茶氨酸铜盐的铜离子得上清液，将茶氨酸还原出来，用体积比1:4倍的95%乙醇在温度-5条件下沉析分离再经重结晶纯化后真空干燥得茶氨酸。第三章 茶渣膳食纤维的挤压改性工艺3.1试验材料与设备3.1.1试验材料茶渣 云

15、南省腾冲县高黎贡山生态茶业有限责任公司氢氧化钠天津市恒兴化学试剂制造有限公司浓盐酸天津化学试剂二厂95%乙醇食品级3.1.2试验设备单螺杆挤压机(模头底部直径6mm)温岭市犬溪东海机械厂ACS550-01高性能矢量控制变频器北京ABB电气传动系统有限公司HT-8862红外测温仪广州市宏诚集业电子科技有限公司BSA224S-CW分析天平赛多利斯科学仪器有限公司PHSJ-4A实验室pH计上海仪电科学仪器股份有限公司HH-4数显恒温水浴锅国华电器有限公司H-1850R离心机长沙湘仪离心机仪器有限公司101-1AB型电热鼓风干燥箱天津泰斯特仪器有限公司高速万能粉碎机天津泰斯特仪器有限公司S-4800扫

16、描电子显微镜日本日立公司3.2茶渣基本成分含量测定水分测定：参考GB 5009.3-2010；灰分测定：参考GB 5009.4-2010；蛋白质测定：参考GB 5009.5-2010；脂肪测定：参考GB 5009.6-2003。SDF含量测定方法如下。3.3茶渣膳食纤维的制备茶渣的处理：经提取后的茶渣自然干燥得到干的茶渣，干燥的茶渣用粉碎机粉碎20s过20目筛，收集待用。3.4试验方法考察各因素不同水平对挤压改性效果的影响。由于挤压改性是一种短时操作，温度难以控制，挤压机内的物料温度易受到物料组分、水分和转速等因素的影响，所以本试验不对挤压温度进行研究，仅在试验中给出相应的温度监控数值范围83

17、。3.4.1水溶性膳食纤维的提取工艺准确称取1g样品于100mL的烧杯中，调节料液比为1:25，提取温度为70下水浴100min，抽滤。滤液转移到250mL烧杯中，按照提取液乙醇比为1:4加入预热到水浴温度的95%的乙醇溶液，室温下静置24h，6000r/min离心10min，弃去上清液，残渣转移至已恒重的培养皿中，105下干燥至恒重，计算得率。SDF提取率（%）= （2-1）式中：M0样品质量（g）；M1恒重后水溶性膳食纤维的质量（g）。3.4.2物料粒度对茶渣膳食纤维挤压改性效果的影响茶渣膳食纤维粉碎，分别过20、40、60、80和100目筛。准确称取50g脱色苹果粗膳食纤维，加入所称物料

18、40%的水（pH约为7），搅拌均匀，静置30min。调节螺杆转速为600r/min，挤压改性。改性后茶渣膳食纤维干燥粉碎后过筛，测定SDF提取率。3.4.3加水量对茶渣膳食纤维挤压改性效果的影响茶渣膳食纤维粉碎过20目筛。准确称取50g茶渣粗膳食纤维，加入所称物料30%、35%、40%、45%和50%的水（pH约为7），搅拌均匀，静置30min。调节螺杆转速为600r/min，挤压改性。改性后茶渣膳食纤维干燥粉碎后过筛，测定SDF提取率。3.4.4螺杆转速对茶渣膳食纤维挤压改性效果的影响茶渣膳食纤维粉碎过20目筛。准确称取50g茶渣粗膳食纤维，加入所称物料40%的水（pH约为7），搅拌均匀，静

19、置30min。调节螺杆转速为510、600、690、780、870r/min，挤压改性。改性后茶渣膳食纤维干燥粉碎后过筛，测定SDF提取率。3.4.5静置时间对茶渣膳食纤维挤压改性效果的影响茶渣膳食纤维粉碎过20目筛。准确称取50g茶渣粗膳食纤维，加入所称物料40%的水（pH约为7），搅拌均匀，静置30、60、90、120和150min。调节螺杆转速为780r/min，挤压改性。改性后茶渣膳食纤维干燥粉碎后过筛，测定SDF提取率。3.4.6 pH对茶渣膳食纤维挤压改性效果的影响茶渣膳食纤维粉碎过20目筛。准确称取50g茶渣粗膳食纤维，调节水的pH分别为3、5、7、11和13，加入所称物料40%

20、的水，搅拌均匀，静置60min。调节螺杆转速为780r/min，挤压改性。改性后茶渣膳食纤维干燥粉碎后过筛，测定SDF提取率。3.4.7正交试验试验选取物料粒度、加水量和螺杆转速为优化因素，设计三因素三水平正交试验，其因素及水平见表3-1。表3-1 L9（34）正交试验设计表Table 3-1 Orthogonal experiment design table on L9 (34)水平A物料粒度（目数）B加水量（%）C螺杆转速（r/min）1203569024040780360458703.4.8扫面电镜分别将不同物料粉碎过200目筛，用导电胶固定在载样台上，对样品进行喷金处理。利用扫面电镜

21、对样品进行观察和拍照。第四章 茶渣膳食纤维压片成型工艺的初步探讨4.1试验材料与设备4.1.1试验材料茶渣 云南省腾冲县高黎贡山生态茶业有限责任公司无水乙醇天津化学试剂二厂柠檬酸天津市天力化学试剂有限公司甘露醇明月海藻集团蔗糖市售聚乙烯吡咯烷酮K30（PVP）上海蓝季科技发展有限公司膳食纤维片广州三九科工贸实业发展公司4.1.2试验设备单螺杆挤压机（模头直径6mm）温岭市犬溪东海机械厂ACS550-01高性能矢量控制变频器北京ABB电气传动系统有限公司BS323S电子天平赛多利斯科学仪器有限公司PHSJ-4A实验室pH计上海仪电科学仪器股份有限公司101-1AB型电热鼓风干燥箱天津泰斯特仪器有

22、限公司YD-1片剂硬度测试仪天津市鑫洲科技有限公司DP30A单冲式压片机北京国药龙立科技有限公司4.2试验预处理4.2.1茶渣膳食纤维粉末的制备茶渣脱色方法见试验2.2。茶渣粗膳食纤维在螺杆转速825r/min、加水量20%、静置时间30min的条件下挤压改性，挤压后的物料50下干燥3h，粉碎10s过150目筛，收集筛分，备用。4.2.2辅料预处理试验选取柠檬酸、蔗糖和甘露醇作为矫味剂；选取聚乙烯吡咯烷酮K30（PVP）作为黏合剂；选取苹果香精作为香味剂。柠檬酸、甘露醇过150目筛，蔗糖粉碎后过150目筛，分别收集筛分备用。95%乙醇分别稀释为70%的乙醇溶液和40%的乙醇溶液，使用两种溶液配

23、制质量浓度为5%和10%的PVP溶液，备用。4.3试验方法4.3.1配方筛选试验一取50份茶渣膳食纤维，50份甘露醇，1份柠檬酸，混合均匀。利用70%的乙醇溶液配制的质量浓度为5%的PVP溶液，18目筛进行湿法制粒，在50下干燥1h，得到茶渣膳食纤维颗粒，备用。使用单冲式压片机压片成型。测定片剂的硬度和片重，并给出感官评价。4.3.2配方筛选试验二取30份茶渣膳食纤维，40份甘露醇，30份蔗糖，2份柠檬酸，混合均匀。利用70%的乙醇溶液配制的质量浓度为10%的PVP溶液，18目筛进行湿法制粒，在50下干燥1h，得到茶渣膳食纤维颗粒，备用。使用单冲式压片机压片成型。测定片剂的硬度和片重，并给出感

24、官评价。4.3.3配方筛选试验三取30份茶渣膳食纤维，20份甘露醇，50份蔗糖，2.5份柠檬酸，混合均匀。利用40%的乙醇溶液配制的质量浓度10%PVP溶液，18目筛进行湿法制粒，在50下干燥40min，取0.01份茶香精，配制成约4mL的无水乙醇溶液，均匀的喷洒在颗粒表面，再次干燥10min，得到茶渣膳食纤维颗粒，备用。使用单冲式压片机压片成型。测定片剂的硬度和片重，并给出感官评价。4.3.4配方筛选试验四取20份茶渣膳食纤维，30份甘露醇，50份蔗糖，2.5份柠檬酸，混合均匀。利用40%的乙醇溶液配制的质量浓度为10%PVP溶液，18目筛进行湿法制粒，在50下干燥40min，取0.02份茶

25、香精，配制成约4mL的无水乙醇溶液，均匀的喷洒在颗粒表面，再次干燥10min，得到茶渣膳食纤维颗粒。物料过40目筛，收集不能够过筛的颗粒备用。使用单冲式压片机压片成型。测定片剂的硬度和片重，并给出感官评价。第五章 超微茶粉加工工艺研究5.1试验材料与设备5.1.1试验材料茶叶 云南省腾冲县高黎贡山生态茶业有限责任公司无水乙醇天津化学试剂二厂硫酸亚铁硫酸氢二钠硫酸二氢钠维生素C丙酮草酸四水合酒石酸钾钠5.1.2试验设备万分之一天平北京赛多利斯仪器系统有限公司722s分光光度计上海精密科学仪器有限公司6CZS-150型汽热杀青机浙江上洋机械有限公司6CST-40型滚筒杀青机浙江上洋机械有限公司6C

26、W-GE型茶叶微波杀青干燥设备农业部南京农业机械化研究所微波技术研发中心30B万能粉碎机常州市博兰特干燥设备有限公司6CFX-30型立式风选机浙江武义华帅茶叶机械有限公司XK-160型开炼机无锡华源橡塑机械厂QLM-100KA气流粉碎机浙江省上市和力粉体有限公司Mastersizer Microplus激光粒度分析仪马尔文公司,英国Hitachi-7650透射电子显微镜日立公司,日本FW100型高速万能粉碎机天津市华翕仪器厂5.2试验方法5.2.1工艺流程5.2.2蒸汽杀青1）鲜叶摊凉采取的标准鲜叶(独芽或荀)按品种、规格大小分开在C青槽上摊凉,摊凉时间为4-6小时。摊凉后的鲜叶应柔软,失去鲜活