CN102334578A - 一种植物凉茶浓缩液的提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凉茶浓缩液的提取方法，将中草药按需要的比例混合作为原料，将原料粉碎；将粉碎后的原料按比例投入提取罐中，加入其重量8-10倍的水，升温至85-90℃进行萃取；经过过滤工序，浓缩工序，杀菌工序，灌装工序，得到凉茶浓缩液。本发明采用二级冷凝系统及外循环系统能够最大限度的提高原料的利用率，在凉茶浓缩液生产的第一道工序就避免有效成分尤其是易挥发组分及风味物质的损失，提高了可溶性固形物的含量。提取的凉茶浓缩液有效成分及香气成分更丰富且含量更高。本发明得到的植物凉茶浓缩液用水稀释或加糖可制成凉茶饮料。
Description
技术领域
本发明涉及一种凉茶浓缩液的提取方法，植物凉茶浓缩液的提取方法，具体地说是一种以多种中草药为原料生产植物凉茶浓缩液的提取方法。
背景技术
为了适应凉茶饮料工业的发展，目前市场上出现了多种凉茶浓缩液和速溶凉茶粉，现有的凉茶浓缩液的萃取方法多为低温长时间浸提法或加热短时浸提法，这些方法普遍存在耗时长，萃取液的香气成分损失大，有效成分流失多等缺点。在这种凉茶浓缩液的基础上再进行喷雾干燥或冷冻干燥制成的速溶茶粉，其制造过程又进一步造成风味和营养成分的流失和破坏，影响成品的品质。现有技术已有一些利用膜浓缩分离技术来生产凉茶浓缩液的例子，以解决成分流失等问题，例如中国申请200910134431.6号发明专利申请。由于中草药成分复杂，含有大量的植物甙，易挥发的酯类，酮类及挥发油等成分。如要解决有效成分流失的问题就要从第一道工序开始，凉茶有效物质的提取是生产线排在最前的工序也是最关键的一道工序，决定了浓缩液的成分和风味，也决定整个生产过程的水电气能耗。因此对凉茶浓缩液的浸提时，要尽量避免长时间熬煮，减少高温造成的这类香气及有效成分的损失。如何充分进行这类凉茶浓缩液的的浸提，并最大限度的保留其有效成分及风味，目前未见相关的报道和专利。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种植物凉茶浓缩液的提取方法。该方法将二级冷凝回收技术及浸提液内部循环工艺应用到凉茶浓缩液的提取中，即采用二级冷凝回流技术将中草药在加热浸提过程中受热挥发的组分，功能性成分及香气物质冷凝回流；并且在浸提过程中为了使整个体系均一，中草药能够充分浸提采用浸提液循环浸提的方法，使得浸提初期漂浮在水面上的中草药能充分接触水分以浸提。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种凉茶浓缩液的提取方法，其特征在于：该方法将中草药按需要的比例混合作为原料，经过粉碎、萃取、过滤、浓缩、杀菌、无菌灌装工序得到凉茶浓缩液，具体要求如下：
1）将原料粉碎；
2）将粉碎后的原料按比例投入提取罐中，加入其重量8-10倍的水，升温至85-90℃进行萃取，由于原料密度比水小所以浸提初期尤其是升温过程中原料并不能完全浸没水中，单纯的搅拌也不会将漂浮的原料沉到底部，反而会是原料越发向上蓬松，这样在整个浸提时间内原料的有效组分并不能完全提取出。因此，本发明中我们在提取罐的中上部设计一个可以开合的不锈钢挡板，在原料投入提取罐后，将挡板完全打开，原料被压盖在挡板下，向罐中注入定量水，升温浸提。这样原料完全浸没在水中，可以充分浸提。
在原料浸提过程中通过夹层蒸汽进行加热，这种方式通常是靠近罐体四周温度最先达到并且沸腾，但中心温度仍然不够，本发明中采用强制外循环的方法可以解决这一问题并使提取罐内温度均一。
所述强制外循环在提取罐底部料液出口管路处安装一个输料泵连接物料管至提取罐体顶部，浸提液由下口出通过离心泵输送到顶部流入罐体中，这样的过程使罐体底部及中心部温度低的料液通过不断的循环与整个体系温度一致，也使得原料能够充分浸提，温度升高到保温阶段后由于体系温度恒定从而减少蒸汽热能的损耗。保温阶段温度降低升温过程同样开启外循环，升温循环同时进行极大限度的提高原料的利用率，从而提高可溶性固形物含量，减少频繁升温带来的后续耗能。
浸提工序采用冷凝的方法回收加热蒸发掉的水蒸汽及香气。选用冷凝系统由两级冷凝器组成，即按照提取罐，一级冷凝器，二级冷凝器的方式连接，提取过程产生的水蒸汽（含大量香气物质及易挥发有效组分）首先经一级冷凝冷却回流，部分未经冷却的水蒸汽继续上升至二级冷凝器，继续冷凝回流。从而使受热挥发的组分及香气重新回到提取液中，最大限度的保留了凉茶的有效成分和风味物质。
3）过滤工序，选用粗滤后精滤大众熟知的方法，但在精度的选择上很重要。本发明在粗滤工序选用200目（75μm）的滤布，除去一些大的杂质；然后选用5-10μm的过滤网精滤；最后选用微孔过滤器。这样能有效的除去提取液中的杂质及部分有害微生物，并有效保护下一道工序膜浓缩系统中的膜元件。
4）浓缩工序，选用膜分离浓缩系统，选用美国特种反渗透膜（RO），水是唯一通过的介质，浓缩过程中始终处于常温状态，处理过程无相变，对提取液中组成成分尤其是热敏性物质无任何不良影响，可显著提高有效成分含量。利用低压作为膜分离动力，简化设备亦可达到浓缩目的。
5）杀菌工序，采用超高温瞬时杀菌工艺，通过对比几种杀菌方式后的浓缩液风味及保质期，杀菌条件选用137-142℃保温15-20秒。最大限度的减少凉茶浓缩液有效成分及风味的损失。
6）灌装工序，采用无菌冷灌装工艺，即杀菌机连接灌装机，超高温杀菌结束后的凉茶浓缩液在管路中迅速降温到35℃，进入灌装机注入复合无菌袋中，得到凉茶浓缩液。
本发明中提取工序采用单罐全封闭萃取，增加冷凝器回收受热蒸发的中草药有效成分，并增加外循环系统保中草药浸提完全并均匀。
本发明有以下优点：
（1）方法中采用的二级冷凝系统及外循环系统能够最大限度的提高原料的利用率，在凉茶浓缩液生产的第一道工序就避免有效成分尤其是易挥发组分及风味物质的损失，提高了可溶性固形物的含量。由图表可清楚看出本发明工艺比之传统工艺提取的凉茶浓缩液有效成分及香气成分更丰富且含量更高。
（2）本发明从原料处理到浓缩液杀菌灌装全线工艺通过发明和优化大大减少了能源消耗，降低生产成本。
本发明得到的植物凉茶浓缩液用水稀释或加糖可制成凉茶饮料。
具体实施方式
实例1
将符合要求的鸡蛋花，夏枯草，布渣叶，菊花，仙草等原料按要求切割，按比例称重为一份，清洗后投入提取罐中。
原料投入提取罐后，关闭隔板，将原料完全压盖在隔板下。按照原料与水的比例为1：9的比例注入纯净水。给提取罐通入蒸汽升温，温度升到60-70℃时，启动外循环系统，将罐内液体循环1-2次，关闭循环，并开启冷凝器冷却水。升温到85℃时开始计时保温。此时已有小量水蒸气进入冷凝器开始回流。每隔10min开启外循环系统，将提取液进行循环。且冷凝器回流料液越来越多。如此循环，至保温结束。提取液经200目滤布粗滤，并通过板式换热器降温至暂存罐，静置20min，再经5μm过滤器，微孔过滤器进入浓缩循环罐。
通过本发明提取的凉茶提取液在风味，可溶性固形物含量上均优于传统的罐式萃取。具体参见表1
表1 传统萃取工艺于本发明萃取工艺参数比较
| 项目 | 传统萃取工艺 | 本发明方法 |
| 可溶性固形物含量（。Brix） | 1.5 | 2.0 |
| 风味（按比例加水对比） | 口感略显平淡 | 口感厚实，风味突出 |
| 香气 | 香气自然，头香弱 | 香气饱满丰富，头香强 |
凉茶提取液精滤后进入膜浓缩系统，浓缩液固形物含量达到10±0.05。Brix时浓缩结束，浓缩液在138±1℃条件下杀菌20s，冷却至35℃无菌灌装，得到凉茶浓缩液。
实例2
将符合要求的鸡蛋花，夏枯草，布渣叶，菊花，仙草等原料按要求切割，按比例称重为一份，清洗后投入提取罐中。
原料投入提取罐后，关闭隔板，将原料完全压盖在隔板下。按照原料与水的比例为1：8的比例注入纯净水。给提取罐通入蒸汽升温，温度升到60-70℃时，启动外循环系统，将罐内液体循环1-2次，关闭循环，并开启冷凝器冷却水。升温到90℃时开始计时保温。此时已有小量水蒸气进入冷凝器开始回流。每隔10min开启外循环系统，将提取液进行循环。且冷凝器回流料液越来越多。如此循环，至保温结束。提取液经200目滤布粗滤，并通过板式换热器降温至暂存罐，静置20min，再经5μm过滤器，微孔过滤器进入浓缩循环罐。
通过本发明提取的凉茶提取液在风味，可溶性固形物含量上均优于传统的罐式萃取。具体参见表2
表2 传统萃取工艺于本发明萃取工艺参数比较
| 项目 | 传统萃取工艺 | 本发明方法 |
| 可溶性固形物含量（。Brix） | 1.5 | 2.3 |
| 风味（按比例加水对比） | 口感略显平淡 | 口感厚实，风味突出 |
| 香气 | 香气自然，头香弱 | 香气饱满丰富，头香强 |
凉茶提取液精滤后进入膜浓缩系统，浓缩液固形物含量达到15±0.05。Brix时浓缩结束。浓缩液打入调配罐中，按浓缩液于白砂糖3:1的比例加入白砂糖，搅拌均匀后，浓缩物料在140±1℃条件下杀菌15s，冷却至35℃无菌灌装，得到凉茶浓缩液。此浓缩液加水稀释还原为凉茶饮料。
Claims (3)
1.一种凉茶浓缩液的提取方法，其特征在于：该方法将中草药按需要的比例混合作为原料，经过粉碎、萃取、过滤、浓缩、杀菌、无菌灌装工序得到凉茶浓缩液，具体要求如下：
1）将原料粉碎；
2）将粉碎后的原料按比例投入提取罐中，加入其重量8-10倍的水，升温至85-90℃进行萃取，所用提取罐的中上部设有能开合的挡板，在原料投入提取罐后，将挡板完全打开，原料被压盖在挡板下，然后向罐中注入水；
采用强制外循环的方法保证提取罐内温度均一，采用冷凝的方法回收加热蒸发掉的水蒸汽及香气；
3）过滤工序，选用粗滤后精滤的方法，在粗滤工序选用200目（75μm）的滤布，除去一些大的杂质；然后选用5-10μm的过滤网精滤；最后选用微孔过滤器；
4）浓缩工序，采用膜分离浓缩系统，浓缩过程中始终处于常温状态，处理过程无相变；
5）杀菌工序，采用超高温瞬时杀菌工艺，杀菌条件为137-142℃保温15-20秒；
6）灌装工序，采用无菌冷灌装工艺，即杀菌机连接灌装机，超高温杀菌结束后的凉茶浓缩液在管路中迅速降温到35℃，进入灌装机注入复合无菌袋中，得到凉茶浓缩液。
2.根据权利要求1所述的凉茶浓缩液的提取方法，其特征在于：所述强制外循环是指，在提取罐底部料液出口管路处安装输料泵，连接物料管至提取罐体顶部，浸提液由下口出通过离心泵输送到顶部流入罐体中，使罐体底部及中心部温度低的料液通过不断的循环与整个体系温度一致，也使得原料能够充分浸提；温度升高到保温阶段后由于体系温度恒定从而减少蒸汽热能的损耗；保温阶段温度降低升温过程同样开启外循环，升温循环同时进行，提高原料的利用率，从而提高可溶性固形物含量，减少频繁升温带来的后续耗能。
3.根据权利要求1所述的凉茶浓缩液的提取方法，其特征在于：采用冷凝系统进行冷凝，冷凝系统由两级冷凝器组成，即按照提取罐，一级冷凝器，二级冷凝器的方式连接，提取过程产生的含香气物质及易挥发有效组分的水蒸汽首先经一级冷凝冷却回流，部分未经冷却的水蒸汽继续上升至二级冷凝器，继续冷凝回流，使受热挥发的组分及香气重新回到提取液中，保留了凉茶的有效成分和风味物质。
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