CN101971902A - 运用冷冻浓缩技术生产浓缩茶汁/粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种运用冷冻浓缩技术生产浓缩茶汁/粉的方法，其特征在于：先采用PEF冷水浸提法制备茶叶提取液，利用PEF的细胞穿透性实现了低温浸提茶叶中的可溶性滋味和香气成分，从而避免了因热水浸提导致香气损失，有效保留茶叶香气物质；茶汤再经过冷冻浓缩，在低温条件下浓缩茶叶提取液得到浓缩茶汁，有效减少茶叶香气物质挥发散失；最后采用PEF杀菌和无菌灌装得到产品，亦无加热过程，严格控制茶叶香气物质的损失。本发明PEF冷冻浓缩集成技术生产浓缩茶汁，整个工艺流程均在未加热的条件下进行，可以最大限度地保留茶叶香气物质，提高浓缩茶汁品质，降低能耗。该浓缩茶汁也可以通过喷雾干燥或冷冻干燥得到相应的茶粉。

Description

运用冷冻浓缩技术生产浓缩茶汁/粉的方法

技术领域

本发明涉及一种浓缩茶汁/粉的生产方法，它是一种用于有效保留茶的香气物质的浓缩茶汁/粉非热力生产方法，将高压脉冲电场技术（PEF）与冷冻浓缩技术相结合，在低温条件下生产浓缩茶汁/粉，保护茶叶香气物质。

背景技术

茶饮料在国际上被称为“新生代饮料”，被认为符合现代人崇尚天然、绿色的消费追求，在中国，茶饮料行业已成为传统茶产业的支柱。

目前浓缩茶汁的生产工艺中，采用热水浸提法制备茶叶提取液。但这种热水浸提法易造成有效成分的生物活性降低，使茶叶中的香气物质挥发散失。由于香气物质在茶叶中含量低、成分杂、易挥发、不稳定，提取过程中易发生氧化、聚合、基团转移等反应，并且其挥发速度与温度成正比，水温高时挥发得多而快，水温低时挥发得少而慢，因此沸水浸提对茶叶香气物质的保留产生阻碍。茶叶浸提液即为茶汤，茶汤的风味是决定茶汤品质的关键因素，直接影响浓缩茶汁的品质。茶汤风味受温度影响较大。高温浸提难以满足茶饮料生产中保留茶叶香气物质、保证茶汤风味的要求。

目前浓缩茶汁的生产工艺常采用热蒸发浓缩进行浓缩，包括真空蒸发浓缩和微正压蒸发浓缩，茶的香气物质大量挥发，损失很大，造成浓缩茶汁口感不佳，并且能耗高。也有研究应用膜分离浓缩技术来进行浓缩，虽然该技术保持茶叶的香气有一定的改善，但是滤膜容易受污染而失效，成本高，同时影响浓缩茶汁的品质，也不尽人意。

目前浓缩茶汁的生产工艺还是多采用UHT（超高温瞬时处理）技术，这种热杀菌技术为尽量减少加热带来的风味损失和品质破坏而采取瞬时加热，但是经过高温杀菌，产品的风味不可避免受到影响。

发明内容

为了解决浓缩茶汁生产上现有的上述问题，本发明提供一种旨在有效保留茶叶香气物质的浓缩茶汁非热力生产方法，它结合高压脉冲电场技术（PEF）、冷冻浓缩技术，使整个工艺流程都在低温条件下进行，生产浓缩茶汁。这种生产方法不仅能够最大限度地保留茶的香气物质，提高浓缩茶汁的品质，还能节约能耗。

本发明的技术方案是这样构成的，其特征在于：先利用PEF（高压脉冲电场技术）冷水浸提法制备茶叶提取液，再经过冷冻浓缩，在低温下浓缩茶叶提取液得到浓缩茶汁，最后采用PEF（高压脉冲电场技术）杀菌和无菌灌装得到产品。

本发明涉及的浓缩茶汁的生产方法完整的工艺流程如下：

与传统的浓缩茶汁的生产工艺相比，本发明主要进行了以下三方面的改进，以解决茶的香气物质挥发严重这一难点问题：

（1）PEF冷水浸提法取代沸水浸提法制备茶叶提取液

本发明基于沸水浸提法制备茶叶提取液造成茶叶香气物质挥发散失这一问题，提出将PEF（高压脉冲电场技术）与水提法相结合，即采用PEF冷水浸提法进行茶叶提取液的制备，满足茶饮料加工中保留茶叶香气物质这一热点需求。

PEF冷水浸提法，是指先将茶叶粉碎成粉末，然后将茶粉与冷水混合通过PEF设备进行浸提。采用PEF冷水浸提，在排除沸水浸提过程中由于高温造成茶叶香气物质挥发的同时，PEF能够穿透茶叶细胞壁，增加提取率，使茶叶中的可溶性滋味和香气物质被稳定充分有效地浸出，有效保留茶叶香气物质。并且，PEF冷水浸提可避免茶多酚含量在高温时出现突峰，保持茶多酚、咖啡碱、氨基酸含量比例均衡，保证茶汤甘醇爽口。

作为茶饮料的原料之一浓缩茶汁具有保留茶香、品质均一、简化茶饮料的生产工艺，减少茶饮料生产企业的设备和人员投入、降低生产成本等优势。 

显然非热力杀菌技术更具有优势。PEF（高压脉冲电场技术）杀菌即是一种颇具代表性的非热力杀菌技术，可以在低温条件下杀菌抑酶，在保证浓缩茶汁的质量安全的同时，最大限度保留了茶叶的香气物质，保证了浓缩茶汁的风味和品质。

因此，PEF冷水浸提法提取率高，提取时间短，操作简单，能耗少，成本低，是一种制备茶叶提取液并保留茶叶香气物质、保证茶汤风味的有效方法，是获得高品质浓缩茶汁的基础。

（2）冷冻浓缩取代热蒸发浓缩和膜分离浓缩制备浓缩茶汁

本发明为解决浓缩过程引起的茶香挥发问题，运用冷冻浓缩技术，在低温常压下浓缩提取液。研究表明，通过选择适当的冷冻浓缩温度与结冰速度，使用冷冻浓缩工艺浓缩茶叶提取液能够最大限度保留茶叶香气物质。并且相比传统的热蒸发浓缩工艺，冷冻浓缩工艺能耗更低。有数据表明，水的汽化热为2260kJ/kg，冰的熔解热为336kJ/kg 前者是后者的6.7倍，即在假设其他条件恒定的条件下，热浓缩比冷冻浓缩的能耗高6.7倍。因此，冷冻浓缩技术在浓缩茶汁生产上的应用很好地解决了茶的香气物质挥发严重的问题，并且节约能耗。

（3）PEF杀菌取代UHT杀菌对产品进行杀菌

本发明考虑到热力杀菌因加热带来的风味损失和品质破坏，运用非热力杀菌技术对浓缩茶汁进行杀菌，在低温条件下操作，保证最大限度地保留茶的香气物质。PEF杀菌技术在浓缩茶汁生产上的应用，使得整个工艺生产流程都在低温下进行，很好地保留了茶的香气物质，提高了浓缩茶汁的品质。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明内容进行详细说明。

（一）本发明具体方案如下：

一种运用PEF冷冻浓缩集成技术生产浓缩茶汁的方法，其特征在于：先利用PEF（高压脉冲电场技术）与冷水浸提法相结合制备茶叶提取液，再经过冷冻浓缩，在低温下浓缩茶叶提取液得到浓缩茶汁，最后采用PEF（高压脉冲电场技术）杀菌和无菌灌装得到产品。整个工艺流程均在未加热的条件下进行，有效保留茶叶香气物质，是一种旨在有效保留茶叶香气物质的浓缩茶汁非热力生产方法。

所述的PEF（高压脉冲电场技术）与水提法相结合制备茶叶提取液，是指先将茶叶粉碎成粉末，然后将茶粉与水温0℃以上至50℃以下的冷水按照1:10-1:40（w/w）的比例混合浸泡后，通过电场强度10kV/cm-35kV/cm的PEF（高压脉冲电场）设备进行浸提处理10μs-1000μs。采用PEF冷水浸提，在排除沸水浸提过程中由于高温造成茶叶香气物质挥发的同时，PEF能够穿透茶叶细胞壁，增加提取率，使茶叶中的可溶性滋味和香气物质被稳定充分有效地浸出。

所述的低温下浓缩茶叶提取液，是指：在0℃～-10℃的低温常压下，利用冰与水溶液之间固液相平衡原理的一种浓缩方法，其操作是把稀的溶液降温至0℃至-10℃水的冰点（凝固点），使得部分水冻结成冰晶，把冰晶分离出去从而得到浓缩液。

所述的PEF杀菌（高压脉冲杀菌技术），是一种非热力杀菌技术，浓缩茶汁的温度介于30℃～-10℃之间时，采用电场强度≥10kV/cm，脉冲数≥10个，脉冲宽度在2μs～50μs之间的高压脉冲电场中进行杀菌处理。

（二）具体实施方式：

PEF冷冻浓缩集成技术生产浓缩茶汁，生产工艺流程如下：

 

先将茶叶经过粉碎、研磨等工序加工制得茶粉。

将茶粉与冷水混合浸泡，待茶粉与冷水混合完全后，将茶粉混合液通过PEF设备进行浸提，并过滤后得到非热力茶叶提取液。

将茶叶提取液冷却降温到0～-7℃℃以下进行冷冻浓缩，使茶叶提取液内的水分结成冰晶体后，将冰晶体和浓缩液分离，即获得非热力茶叶浓缩汁，此项技术通常可以使茶叶浓缩汁的浓度达到20%（w/w）以上。

将浓缩后的茶汁

在20℃～-10℃ 温度下流经电场强度≥10kV/cm，脉冲数≥10个，脉冲宽度在2μs～50μs之间，处理时间≥20μs的高压脉冲电场，进行杀菌处理后获得冷杀菌浓缩茶汁。对于高压脉冲电场，场强越高，杀菌效果越好，但一般取10kV/cm～30kV/cm，过高的场强有时会导致放电。

将上述方法获得的非热力浓缩茶汁进行无菌灌装，在常温下或在低温下长期贮藏。茶饮料加工企业只需加入适当比例的纯净水进行调配，及后续加工，即可生产出口味纯正的茶饮料。

实施例1：非热力浓缩绿茶（浓度以可溶性固形物浓度计）

（1）PEF冷水浸提法制备绿茶提取液。先将绿茶粉碎成粉（茶粉的细度不要求，可以是任意目数；一般以80目较好），茶粉与冷水按照1：20的重量比混合浸泡，再将茶粉混合液通过电场强度10kV/cm的PEF设备在低温下（25℃）进行浸提500μs，经过滤后获得绿茶提取液；

（2）将绿茶提取液在低于-1℃的温度下进行冷冻浓缩，不断去除冰晶获得浓度为25%（w/w）的绿茶浓缩汁；

（3）将上述低温绿茶浓缩汁在-3℃～-6℃的温度下流经电场强度为25kv/cm、脉冲数为100个、脉冲宽度为2μs（若电场强度为30kv/cm时，脉冲数仅需40个）的高压脉冲电场，经过200μs杀菌处理后获得冷杀菌绿茶浓缩液；

（4）将上述步骤获得的浓度为25%的冷杀菌绿茶浓缩汁进行无菌灌装，置于冻库冷藏。所得非热力绿茶浓缩汁保留了绿茶原有的香味物质，使用方便，是一种生产绿茶饮料的优质原料。

实施例2：非热力浓缩红茶（浓度以可溶性固形物浓度计）

（1）PEF冷水浸提法制备红茶提取液。先将红茶粉碎成粉，茶粉与冷水按照1:40的比例混合浸泡，再将茶粉混合液通过电场强度15kV/cm PEF设备低温下进行1000μs浸提，经过滤获得红茶提取液；

（2）将上述红茶提取液在-7℃进行冷冻浓缩,不断去除冰晶获得浓度为35%（w/w）的红茶浓缩汁；

（3）将上述红茶浓缩汁在-3℃～-6℃下流经电场强度为35kv/cm、脉冲数为30个、脉冲宽度为10μs（2~17μs））的高压脉冲电场，进行杀菌（300μs）处理后获得冷杀菌红茶浓缩液；

（5）将上述步骤获得的浓度为35%的冷杀菌红茶浓缩汁进行无菌灌装，置于冻库冷藏。所得非热力红茶浓缩汁保留了红茶原有的香味物质，使用方便，是一种生产红茶饮料的优质原料。

实施例3：非热力浓缩铁观音茶（浓度以可溶性固形物浓度计）

（1）PEF冷水浸提法制备铁观音提取液。先将铁观音茶粉碎成粉，茶粉与冷水按照1:30的比例混合浸泡后，再将茶粉混合液通过电场强度20kV/cm的PEF设备在20℃低温下进行浸提500μs，经过滤获得铁观音茶提取液；

（2）将铁观音茶提取液在-5进行冷冻浓缩,不断去除冰晶获得浓度为15%（w/w）的铁观音浓缩汁；

（3）将上述低温铁观音茶浓缩汁在-2℃～-5℃流经电场强度为30kv/cm、脉冲数为20个、脉冲宽度为7μs的高压脉冲电场，经过140μs杀菌处理后获得冷杀菌铁观音茶浓缩液；

（4）将上述步骤获得的浓度为15%的冷杀菌铁观音浓缩汁进行无菌灌装，置于冻库冷藏。所得非热力铁观音浓缩汁保留了铁观音原有的香味物质，使用方便，是一种生产铁观音茶饮料的优质原料。

（5）将上述浓缩茶经过喷雾干燥或冷冻干燥，就可以得到相应的茶粉。

Claims (7)

1.一种运用冷冻浓缩技术生产浓缩茶汁/粉的方法，其特征在于：先利用PEF冷水浸提法制备茶叶提取液，再经过冷冻浓缩，在低温下浓缩茶叶提取液得到浓缩茶汁，最后经PEF杀菌后无菌灌装得到浓缩茶汁或将浓缩茶汁直接通过喷雾干燥或冷冻干燥获得茶粉。

2.根据权利要求1所述的运用冷冻浓缩技术生产浓缩茶汁/粉的方法，其特征在于：所述的PEF冷水浸提法，是结合PEF和水提法，将茶叶粉末与水温0℃以上至50℃以下的冷水按照1:10-1:40 w/w的比例混合后，直接通过电场强度10kV/cm-35kV/cm的高压脉冲电场设备处理10μs-1000μs，利用PEF对细胞膜的电穿孔技术，在0℃以上至50℃以下的低温下制备茶叶提取液。

3.根据权利要求1所述的运用冷冻浓缩技术生产浓缩茶汁/粉的方法，其特征在于：所述冷冻浓缩，是把稀的溶液降温至0℃至-10℃，使得部分水冻结成冰晶，把冰晶分离出去从而得到浓缩液。

4.根据权利要求1所述的运用冷冻浓缩技术生产浓缩茶汁/粉的方法，其特征在于：所述PEF杀菌，是一种非热力杀菌技术，浓缩茶汁的温度介于30℃～-10℃之间时进行杀菌。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的运用冷冻浓缩技术生产浓缩茶汁/粉的方法，其特征在于：

（1）PEF冷水浸提法制备绿茶提取液。先将绿茶粉碎成粉，茶粉与冷水按照1:10的重量比混合浸泡，再将茶粉混合液通过电场强度10kV/cm的PEF设备在25℃低温下进行浸提500μs，经过滤后获得绿茶提取液；

（2）将绿茶提取液在低于-1℃的温度下，不断去除冰晶的冷冻浓缩的方法，获得浓度为25%（w/w）的绿茶浓缩汁；

（3）将上述绿茶浓缩汁在-3℃～-6℃的温度下流经电场强度为30kv/cm、脉冲数为100个、脉冲宽度为1μs的高压脉冲电场，经过100μs杀菌处理后获得冷杀菌绿茶浓缩液；

（4）将上述步骤获得的浓度为25%的冷杀菌绿茶浓缩汁进行无菌灌装，置于冻库冷藏。所得非热力绿茶浓缩汁保留了绿茶原有的香味物质，使用方便，是一种生产绿茶饮料的优质原料。 

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的运用冷冻浓缩技术生产浓缩茶汁/粉的方法，其特征在于：

（1）PEF冷水浸提法制备红茶提取液。先将红茶粉碎成粉，茶粉与冷水按照1:40的比例混合浸泡，再将茶粉混合液通过电场强度15kV/cm PEF设备低温下进行1000μs处理，经过滤获得红茶提取液；

（2）将红茶提取液通过-7℃冷冻后不断去除冰晶的浓缩方法获得浓度为35%（w/w）的红茶浓缩汁；

（3）将上述红茶浓缩汁在-3℃～-6℃的温度下流经电场强度为25kv/cm、脉冲数为100个、脉冲宽度为2μs的高压脉冲电场，进行200μs杀菌处理后获得冷杀菌红茶浓缩液；

（4）将上述步骤获得的浓度为35%的冷杀菌红茶浓缩汁进行无菌灌装，置于冻库冷藏。所得非热力红茶浓缩汁保留了红茶原有的香味物质，使用方便，是一种生产红茶饮料的优质原料。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的运用冷冻浓缩技术生产浓缩茶汁/粉的方法，其特征在于：

（1）PEF冷水浸提法制备铁观音提取液。先将铁观音茶粉碎成粉，茶粉与冷水按照1:30的比例混合浸泡后，再将茶粉混合液通过电场强度20kV/cm的PEF设备在20℃低温下进行浸提500μs，经过滤获得铁观音茶提取液；

（2）将铁观音茶提取液通过-5冷冻后不断去除冰晶的浓缩方法获得浓度为15%（w/w）的铁观音浓缩汁；

（3）将上述铁观音茶浓缩汁在-2℃～-5℃的温度下流经电场强度为30kv/cm、脉冲数为20个、脉冲宽度为7μs的高压脉冲电场，经过140μs杀菌处理后获得冷杀菌铁观音茶浓缩液；

（4）将上述步骤获得的浓度为15%的冷杀菌铁观音浓缩汁进行无菌灌装，置于冻库冷藏。所得非热力铁观音浓缩汁保留了铁观音原有的香味物质，使用方便，是一种生产铁观音茶饮料的优质原料。

（5）将上述浓缩茶经过喷雾干燥或冷冻干燥，就可以得到相应的茶粉。