CN111035956A - 一种植物提取液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种植物提取液的制备方法,包括以下步骤i)获得pH=12.5‑13.5碱性电解水;ii)将所述碱性电解水与纯水按重量比1~25:75~100混合,获得复配水;iii)用所述复配水浸提植物原料,获得浸提液。该植物提取液对有效成分提取充分。
Description
技术领域
本发明涉及饮料领域,具体涉及一种植物提取液及其制备方法。
背景技术
茶汤是用水浸泡茶叶,经抽提、过滤、调配等工艺制成的液体饮料。相关技术一般采用70~95℃的纯水对茶叶进行浸提。可选地,制成茶汤后,相关技术还在茶汤中加入水、糖液、酸味剂、食用香精、果汁或植(谷)物抽提液等进行调制。
咖啡饮料是以咖啡豆和/或咖啡制品(研磨咖啡粉、咖啡的提取液液或其浓缩液、速溶咖啡等)为原料,经加工制成的液体饮料。可选地,还向饮料中可添加糖、乳、植脂末、食品添加剂等。
发明内容
在一些方面,提供一种植物提取液的制备方法,包括以下步骤
i)获得pH=12.5-13.5碱性电解水;
ii)将所述碱性电解水与纯水按质量比1~25:75~100混合,获得复配水;
iii)用所述复配水浸提植物原料,获得浸提液。
在一些实施方案中,步骤i)中,使用电解水生成器制备所述碱性电解水,所述电解水生成器包括阳极槽和阴极槽,阳极槽中设有阳极,阴极槽中设有阴极,阳极槽和阴极槽之间用离子交换膜(例如阳离子交换膜)隔开。
在一些实施方案中,步骤i)中,制备碱性电解水的方法包括:向阳极槽输入盐溶液,向阴极槽输入纯水,向阳极和阴极之间施加电压,实施电解,直至阴极槽内液体的pH值达到pH=12.5-13.5,阴极槽内液体即为碱性电解水。
在一些实施方案中,向阳极槽输入的盐溶液是盐的水溶液,所述盐选自:碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、或其组合。
在一些实施方案中,步骤i)中的碱性电解水的PH值为12.6、12.7、12.8、12.9、13.0、13.1、13.2、13.3或13.4。
在一些实施方案中,PH值是指使用PH计测量获得的PH读数值。PH计例如是梅特勒Five Easy PlusTMpH FP20型号的PH计。
在一些实施方案中,纯水是指去离子水或蒸馏水。纯水可以由反渗透法(例如RO反渗透法)制备获得。
在一些实施方案中,纯水的PH值为6.0~6.5。
在一些实施方案中,步骤i)中,所述盐溶液中盐的质量浓度为6-30%。例如,6~10%,10~15%,15~20%,20~25%或23~28%。
在一些实施方案中,步骤i)中,所述碱性电解水中金属离子的质量含量为100~1000ppm(例如200、300、400、500、600、700、800、900ppm或387~433ppm),所述金属离子选自Na+、K+或其组合。所述金属离子例如是Na+。
在一些实施方案中,步骤ii)中碱性电解水与纯水按质量比1~25(例如1~5、5~10、10~15、15~20、20~25或13~18):75~100(例如75~80、80~85、85~90、90~95、95~100或83~88)混合。
在一些实施方案中,步骤ii)中复配水的PH值为pH=11.5-12.8。例如复配水的PH值为11.6、11.7、11.8、11.9、12.0、12.1、12.2、12.3、12.4、12.5、12.6、12.7或12.8。
在一些实施方案中,步骤iii)中,浸提温度为5-60℃。例如5~10℃、10~15℃、15~20℃、20~25℃、25~30℃、30~35℃、35~40℃、40~45℃、45~50℃、50~55℃或55~60℃。
在一些实施方案中,步骤iii)中,浸提时间为5-90min。例如5~10min,10~20min,20~30min,30~40min,40~50min,50~60min,60~70min,70~80min,80~90min。
在一些实施方案中,步骤iii)中,所述待提取植物与所述复配水的重量比为0.5~2(例如0.5~1、1~1.5、1.5~2):5~15(例如5~8、8~10、10~12或12~15)。
在一些实施方案中,浸提过程中还进行以下一项或多项操作:搅拌、液体循环操作。
在一些实施方案中,所述植物原料选自:山茶科山茶属的植物(例如茶叶)、芳香植物、可食用植物、药用植物、咖啡豆。
芳香植物(aromatic plants)是具有香气和可供提取芳香油的药用植物和香料植物的总称。
在一些实施方案中,所述植物原料选自:植物的花、叶、根、茎、果实、或其组合。
在一些实施方案中,所述植物原料选自:茶叶(例如绿茶、红茶、乌龙茶,再例如红茶,再例如红碎茶,再例如筛分粒度50μm的红碎茶)或咖啡(例如筛分粒度50μm的咖啡粉,例如咖啡因含量≥0.8wt%的咖啡粉)。
在一些实施方案中,植物提取液的制备方法还包括,在浸提前对待提取植物进行预处理的步骤,所述预处理包括以下一项或多项;
-破碎处理(例如破碎至粒度50μm);
-破壁处理;
-杀菌处理。
在一些实施方案中,电解水生成设备是烟台方心水处理设备有限公司销售的FX-QJ型号电解水生成设备。
在一些方面,提供一种植物提取液,由本公开任一项的方法制备获得。
在一些方面,提供一种饮料,含有本公开任一项植物提取液。
在一些方面,饮料按如下方法制备:向植物提取液中加入水、甜味剂(如糖)、酸味剂、食用香精、果汁或植(谷)物抽提液、乳、植脂末、食品添加剂(如防腐剂、稳定剂)中的一项或多项,获得饮料。
有益效果
本申请的植物提取方法和/或植物提取液有以下一项或多项有益效果:
-本公开方法用于浸泡茶叶,获得茶汤口味好;
-本公开方法用于浸泡咖啡,获得咖啡液口味好;
-本公开方法浸泡植物,获得提取液中有效物质含量高,能有效保留植物基有效成分和特征风味;
-提取快速高效;
-得到最终提取液接近中性,无需加酸调节pH值。
附图说明
图1是一个电解水生成设备结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
下面通过具体实施例,对本发明的具体实施方式以浸提为例作进一步具体说明。
一、仪器和原材料
1、试验仪器:
仪器 | 厂家 | 型号 |
电解水生成设备 | 烟台方心水处理设备有限公司 | FX-QJ |
台式pH计 | 梅特勒 | Five Easy Plus<sup>TM</sup>pH FP20 |
电解水生成设备结构示意图如图1。电解水生成设备包括阴极槽1和阳极槽2。阴极槽内设有阴极10,阳极槽内设有阳极20,阴极槽1与阳极槽2之间用阳离子交换膜30隔开。电源4分别与阴极10和阳极20,用于在阴极10和阳极20之间施加电压。阴极10与阳极20阴极槽1上设有阴极液入口11和阴极液出口12。阳极槽2上设有阳极液入口21和阳极液出口22。工作状态下:向阳极槽1通入阳极溶液,向阴极槽2输入阴极溶液,用电源4在阴极10和阳极20之间施加电压,使阳极溶液和阴极溶液分别被电解。
2、原料
原料如下:
二、实验方法
(一)实施例部分:
1、电解水制备
电解水制备例A1
使用上述电解水生成设备:
1)阳极槽:将15wt%Na2CO3水溶液输入阳极槽;
2)阴级槽:输入纯水,进行电解,获得碱性电解水A1。
Na2CO3溶液在阳极槽中被电解,CO3 2-离子被氧化为CO2溢出,Na+通过阳离子交换隔膜进入阴极槽。纯水在阴极槽被电解,H+还原为H2溢出,剩余OH-在水中。通过控制电解电压和/或电解时间,至阴极槽获得所需pH值和Na+浓度的碱性电解水。
经检测,碱性电解水A1的pH为13.5;Na+浓度为433ppm。
电解水制备例A2
使用上述电解水生成设备:
1)阳极槽:将15wt%Na2CO3水溶液输入阳极槽;
2)阴级槽:输入纯水,进行电解,获得碱性电解水A2。
Na2CO3溶液在阳极槽中被电解,CO3 2-离子被氧化为CO2溢出,Na+通过阳离子交换隔膜进入阴极槽。纯水在阴极槽被电解,H+还原为H2溢出,剩余OH-在水中。通过控制电解电压和/或电解时间,至阴极槽获得所需pH值和Na+浓度的碱性电解水。
经检测,碱性电解水A2的pH为12.5;Na+浓度为387ppm。
2、茶汤制备
茶汤制备例A1
1)向浸提罐中加入150升25℃的pH=13.5碱性电解水A1和850升25℃的纯水,复配后所得复配水的PH值为12.3;
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的红碎茶;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得茶汤,命名为茶汤A1。
茶汤制备例A2
1)向浸提罐中加入150升55℃的pH=13.5碱性电解水A1和850升55℃的纯水,复配后所得复配水的PH值为12.3;
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的红碎茶;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得茶汤,命名为茶汤A2。
茶汤制备例A3
1)向浸提罐中加入220升25℃的pH=12.5碱性电解水A2和780升25℃的纯水,复配后所得复配水的PH值为12.3;
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的红碎茶;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得茶汤,命名为茶汤A3。
3、咖啡液的制备
咖啡液制备例A1
1)向提咖啡罐中加入120升25℃的pH=13.5强电解碱水A1和880升25℃的纯水,复配后所得复配水的PH值为12.5;
2)向上述混合液中加入200kg的过20μm筛的研磨咖啡粉;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得咖啡液,命名为咖啡液A1。
咖啡液制备例A2
1)向提咖啡罐中加入120升55℃的pH=13.5强电解碱水A1和880升55℃的纯水,复配后所得复配水的PH值为12.5;
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的研磨咖啡粉;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得咖啡液,命名为咖啡液A2。
咖啡液制备例A3
1)向提咖啡罐中加入220升25℃的pH=12.5强电解碱水A2和780升25℃的纯水,复配后所得复配水的PH值为12.3;
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的研磨咖啡粉;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得咖啡液,命名为咖啡液A3。
(二)对比例部分
1、碱性电解水的制备
电解水制备对比例B1
使用上述电解水生成设备:
1)阳极槽:采用26.5wt%的NaCl溶液输入阳极槽;
2)阴极槽:输入纯水,进行电解,获得碱性电解水B1。
经检测,碱性电解水B1的pH=13.5,Na+浓度为0.73wt%。
2、茶汤的制备
茶汤制备对比例B1
1)向浸提罐中加入50升25℃的pH=13.5碱性电解水B1(钠离子含量0.73wt%)和950升25℃的纯水,复配后所得复配水的PH值为12.3;
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的红碎茶;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得茶汤,命名为茶汤B1。
茶汤制备对比例B2
1)向浸提罐中加入1000升25℃的pH=6.5纯水;
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的红碎茶;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得茶汤,命名为茶汤B2。
茶汤制备对比例B3
1)向浸提罐中加入1000升55℃的pH=6.5纯水;
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的红碎茶;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得茶汤,命名为茶汤B3。
茶汤制备对比例B4
1)向浸提罐中加入1000升90℃的pH=6.5纯水;
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的红碎茶;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得茶汤,命名为茶汤B4。
茶汤制备对比例B5
1)向浸提罐中加入1000升25℃的pH=13.5碱性电解水A1(钠离子含量433ppm);
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的红碎茶;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得茶汤,命名为茶汤B5。
3、咖啡饮料的制备
咖啡液制备对比例B1
1)向提咖啡罐中加入70升25℃的pH=13.5强电解碱水B1(钠离子含量0.73wt%)和930升25℃的纯水,复配后所得复配水的PH值为12.5;
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的研磨咖啡粉;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得咖啡液,命名为咖啡液B1。
咖啡液制备对比例B2
1)向提咖啡罐中加入1000升25℃的pH=6.5纯水;
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的研磨咖啡粉;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得咖啡液,命名为咖啡液B2。
咖啡液制备对比例B3
1)向提咖啡罐中加入1000升55℃的pH=6.5纯水;
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的研磨咖啡粉;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得咖啡液,命名为咖啡液B3。
咖啡液制备对比例B4
1)向提咖啡罐中加入1000升90℃的pH=6.5纯水;
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的研磨咖啡粉;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得咖啡液,命名为咖啡液B4。
咖啡液制备对比例B5
1)向提咖啡罐中加入1000升25℃的pH=13.5强电解碱水A1(钠离子含量433ppm);
2)向上述混合液中加入100kg的过50μm筛的研磨咖啡粉;
3)开启浸提罐中的桨叶搅拌,转速500rpm,萃取时间60min;
4)200目过滤网过滤得咖啡液,命名为咖啡液B5。
三、检测和表征
(一)茶汤
茶汤理化指标测试
检测实施例和对比例所得茶汤在相同温度下的各项指标,对比结果如下:
备注:Brix检测采用手持式糖度仪;茶多酚检测标准参照:GB/1733—2008茶汤;PH值检测使用上述PH计;得率的计算按照公式:得率=(茶汤量×Brix)/100。
如上表所示,茶汤B1和B5的pH远大于7,偏碱性,烧碱味较大,明显发黑无法使用。茶汤A1~A3中,茶汤A2的Brix%值和茶多酚值最高。
茶汤感官测试(排序检验法):
选取茶汤A2、B3、B4按照2500ppm茶多酚浓度值的标准,用纯水稀释后,再经巴氏杀菌,获得标准茶汤,分别编号为标准茶汤A2、B3、B4。选择30位专业口感敏感者进行喜好度排序,并计分1分,2分,3分。结果如下:
利用附表1及以下公式进行F值(Friedman)检验:
(其中p值为样品数,本实验为3;j值为评价员人数,本实验为30;R1、R2…Rp为每种样品的秩和)
代入计算得到:Ftext=8.47。
按照0.05的显著水平,对照附表1,F值为5.99。Ftext>5.99,表明三个样品之间存在显著差异。
利用下列公式计算最小显著差LSD值:
(j为30,p为3)
计算得到LSD值为15.2。
(二)咖啡
实施例和对比例所得咖啡液在相同温度下检测指标,对比结果如下:
序号 | 工艺 | Brix% | pH | 得率 |
1 | 咖啡液A1 | 1.9 | 6.8 | 11% |
2 | 咖啡液A2 | 2.7 | 6.8 | 15% |
3 | 咖啡液A3 | 1.8 | 6.7 | 10% |
4 | 咖啡液B1 | 1.7 | 10 | 9% |
6 | 咖啡液B2 | 1.3 | 5.0 | 8% |
7 | 咖啡液B3 | 2.3 | 5.1 | 13% |
8 | 咖啡液B4 | 2.7 | 5.2 | 15% |
9 | 咖啡液B5 | 3.4 | 9.8 | 19% |
备注:Brix检测采用手持式糖度仪;PH值检测使用上述PH计;得率的计算按照公式:得率=(最终咖啡液质量×Brix)/100。
如上表所示,咖啡液B1和B5的pH远大于7,偏碱性,烧碱味较大,明显发黑无法使用。咖啡液A1~A3中,咖啡液A2的Brix%值和茶多酚值最高。
咖啡感官测试(排序检验法):
选取咖啡液A2、B3、B4,按照Brix 0.8%咖啡液浓度标准用纯水稀释,再经巴氏杀菌后,得到标准咖啡液A2、B3、B4。选择30位专业口感敏感者进行喜好度排序,并计分1分,2分,3分。结果如下:
利用下列公式进行F值(Friedman)检验:
(其中P值为样品数,本实验为3;j值为评价员人数,本实验为30;R1、R2…Rp为每种样品的秩和)
代入计算得到:Ftext=12。
按照0.05的显著水平,对照附表1,F值为5.99。Ftext=12>5.99,表明三个样品之间存在显著差异。
利用下列公式计算最小显著差LSD值:
(j为30,p为3)
计算得到LSD值为15.2。
四、结果分析
(一)茶提取实验
1)电解水B1的制备方法脱离了本申请方法,茶汤制备例B5尽管使用电解水A1,但未经复配直接使用;由它们制得的茶汤B1和B5的pH值远大于7,偏碱性,碱味较大,明显发黑无法使用;
2)茶汤B3的Brix值(反映提取效率)较低,说明有效成分含量不高。而且通过感官测试比较标准茶汤A2和B3的口味,发现标准茶汤B3的喜好度得分53分,而本公开工艺所得标准茶汤A2的喜好度得分为73分。
3)茶汤B4的Brix%值(反映提取效率)有所提高。但通过感官测试比较标准茶汤A2和B4,发现标准茶汤B4的喜好度得分53分,而本公开工艺所得标准茶汤A2的喜好度得分为73分。
因此,本申请使用特定盐溶液制备pH=12.5-13.5的碱性电解水,并使用独特复配工艺获得复配水,使用该复配水提取茶叶所得标准茶汤pH≤7,无需进行酸中和处理,提取效率高,标准茶汤感官得分高。
(二)咖啡提取实验
1)电解水B1的制备方法脱离了本申请方法,咖啡液制备例B5尽管使用了电解水A1,但未经复配直接使用;由它们制得的咖啡液B1和B5的pH远大于7,偏碱性,烧碱味较大,明显发黑无法使用。
2)咖啡液B3的Brix%值(反映提取效率)较低,说明有效成分含量不高。而且通过感官测试比较标准咖啡液A2和B3,发现标准咖啡液B3的喜好度得分58分,而本公开工艺所得标准咖啡液A2的喜好度得分为74分。
3)咖啡液B4的Brix%值(反映提取效率)有所提高。但通过感官测试比较标准咖啡液A2和B4,发现标准咖啡液B4的喜好度得分48分,而本公开工艺所得标准咖啡液A2的喜好度得分为74分。
因此,本申请使用特定盐溶液制备pH=12.5-13.5的碱性电解水,并使用独特复配工艺获得复配水,使用该复配水提取咖啡所得标准咖啡液pH≤7,无需进行酸中和处理,提取效率高,标准咖啡液感官得分高。
(三)电解水
实施例A1~A2制备的电解水与实施例B1制备的电解水具有不同的成分/性质。一个证据是二者具有不同的Na+含量。实施例A1~A2制备的电解水PH值为12.5~13.5,Na+含量为387~433ppm,对比例B1制备的电解水的PH值为13.5,Na+离子含量却为0.73wt%。可见电解水A1~A2与电解水B1至少在Na+含量这一性质上相差显著。这一证据与后续两种电解水不同的提取性质相互印证。
尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述,但本领域技术人员将理解:根据已经公开的所有教导,可以对细节进行各种修改和变动,并且这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围由所附权利要求及其任何等同物给出。
Claims (15)
1.一种植物提取液的制备方法,包括以下步骤
i)获得pH=12.5-13.5碱性电解水;
ii)将所述碱性电解水与纯水按重量比1~25:75~100混合,获得复配水;
iii)用所述复配水浸提植物原料,获得浸提液。
2.根据权利要求1所述的方法,步骤i)中,使用电解水生成器制备所述碱性电解水,所述电解水生成器包括阳极槽和阴极槽,阳极槽中设有阳极,阴极槽中设有阴极,阳极槽和阴极槽之间用离子交换膜隔开。
3.根据权利要求1所述的方法,步骤i)中,制备碱性电解水的方法包括:向电解水生成器的阳极槽输入盐溶液,向电解水生成器的阴极槽输入纯水,实施电解,直至阴极槽内液体的pH值达到pH=12.5-13.5,阴极槽内液体即为碱性电解水。
4.根据权利要求3所述的方法,向阳极槽输入的盐溶液是盐的水溶液,所述盐选自:碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、或其组合。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于以下一项或多项:
-步骤i)中,所述盐溶液中盐的浓度为6-30wt%;
-步骤i)中,所述碱性电解水中金属离子的含量为100~1000ppm,所述金属离子选自Na+、K+或其组合。
6.根据权利要求1所述的方法,步骤ii)中复配水的PH值为pH=11.5-12.8。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于以下一项或多项:
-步骤iii)中,浸提温度为5-60℃;
-步骤iii)中,浸提时间为5-90min;
-步骤iii)中,浸提过程中搅拌;
-步骤iii)中,所述待提取植物与所述复配水的重量比为0.5~2:10。
8.根据权利要求1所述的方法,浸提过程中还进行以下一项或多项操作:搅拌、液体循环操作。
9.根据权利要求1所述的方法,所述植物原料选自:山茶科山茶属的植物、芳香植物、可食用植物、药用植物、咖啡豆。
10.根据权利要求1所述的方法,所述植物原料选自:植物的花、叶、根、茎、果实、或其组合。
11.根据权利要求1所述的方法,所述植物原料选自:茶叶或咖啡果实。
12.根据权利要求1所述的方法,还包括,在浸提前对待提取植物原料进行预处理的步骤,所述预处理包括以下一项或多项;
-破碎处理;
-破壁处理;
-杀菌处理。
13.一种植物提取液,由权利要求1~12任一项的方法制备获得。
14.一种饮料,含有权利要求13的植物提取液。
15.根据权利要求14所述的饮料,其为茶饮料或咖啡饮料。
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