CN115211476A - 茶浓缩液或茶饮料及超声波辅助提取与电渗析脱盐耦合制备其的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种茶浓缩液或茶饮料及超声波辅助提取与电渗析脱盐耦合制备其的方法，该方法包括：将无霉变的茶叶与水混合后进行超声提取，得到粗茶叶提取液；并将粗茶叶提取液进行固液分离，得到澄清茶叶提取液；然后将澄清茶叶提取液泵送至电渗析装置进行电渗析脱盐处理，得到电渗析脱盐处理后茶叶提取液；再将电渗析脱盐处理后茶叶提取液与pH调节剂混合，得到茶浓缩前液；最后将茶浓缩前液进行浓缩、灭菌、无菌灌装，得到茶浓缩液，或者向茶浓缩前液中添加其他原辅料及食品添加剂后，进行灭菌、无菌罐装，得到茶饮料。采用该方法制备茶浓缩液或茶饮料，有效成分提取率高，提取时间短，产品稳定性好，贮藏过程中不易出现浑浊及沉淀。
Description
技术领域
本发明属于食品饮料加工技术领域，具体涉及一种茶浓缩液或茶饮料及超声波辅助提取与电渗析脱盐耦合制备其的方法。
背景技术
茶文化在我国具有悠久的历史，是我国的传统文化之一。随着人们生活节奏的加快及生活方式的改变，对于“茶文化”的需求逐渐从现饮现泡向更加便捷的茶饮料方向发展。茶饮料不仅具有解渴的功能，同时还富含多种生物活性成分，如茶多酚、茶氨酸、儿茶素等，具有多种营养和保健功能。作为一种绿色健康的饮料，茶饮料受到众多消费者的青睐，近年来在我国迅速发展，已成为饮料行业的三大品类之一。
然而，茶饮料在加工、运输、贮藏及销售过程中，极易受到温度、湿度、光照、氧气等环境因素的影响，导致茶饮料中的化学成分发生变化，出现褐变、营养成分降解及沉淀等问题，尤其以茶饮料的浑浊、沉淀问题较为突出，是制约茶饮料加工的重要因素之一。茶饮料传统的生产方法通常提取有效成分后将茶汤冷却至15℃，保温30min后离心去除沉淀，不仅容易造成茶多酚等有效成分的损失，且贮藏过程中会重新形成沉淀。
因此，亟需开发一种有效的茶饮料的沉淀(冷后浑)控制技术。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种茶浓缩液或茶饮料及超声波辅助提取与电渗析脱盐耦合制备其的方法，采用该方法来制备茶浓缩液或茶饮料，有效成分提取率高，提取时间短，且产品稳定性好，贮藏过程中不易出现浑浊及沉淀。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种超声波辅助提取与电渗析脱盐耦合制备茶浓缩液或茶饮料的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：
(1)将无霉变的茶叶与水混合后进行超声提取，以便得到粗茶叶提取液；
(2)将所述粗茶叶提取液进行固液分离，以便得到澄清茶叶提取液；
(3)将所述澄清茶叶提取液泵送至电渗析装置进行电渗析脱盐处理，以便得到电渗析脱盐处理后茶叶提取液；
(4)将所述电渗析脱盐处理后茶叶提取液与pH调节剂混合，以便得到茶浓缩前液；
(5)将所述茶浓缩前液进行浓缩、灭菌、无菌灌装，以便得到茶浓缩液，或者向所述茶浓缩前液中添加其他原辅料及食品添加剂后，进行灭菌、无菌罐装，以便得到茶饮料。
根据本发明实施例的超声波辅助提取与电渗析脱盐耦合制备茶浓缩液或茶饮料的方法，通过将无霉变的茶叶与水混合后进行超声提取，可以提高茶叶中有效成分的提取率、缩短提取时间；然后将得到的粗茶叶提取液进行固液分离，即可得到澄清茶叶提取液，并将澄清茶叶提取液泵送至电渗析装置进行电渗析脱盐处理，可以对澄清茶叶提取液中的金属离子进行脱除，从而能够抑制金属离子与蛋白质、茶多酚、糖类等物质形成“茶凝乳”，减少茶浓缩液或茶饮料浑浊及沉淀的产生，提高产品稳定性；再将电渗析脱盐处理后茶叶提取液与pH调节剂混合，得到茶浓缩前液，最后将茶浓缩前液进行浓缩、灭菌、无菌灌装，即可得到茶浓缩液，或者向茶浓缩前液中添加其他原辅料及食品添加剂后，进行灭菌、无菌罐装，即可得到茶饮料。由此，本申请的方法将超声波辅助提取与电渗析脱盐技术进行耦合，通过超声波辅助提取增加提取率，同时使部分与茶叶中蛋白质或多糖等螯合的金属离子解离，更加利于电渗析脱盐过程中对金属离子的脱除，与传统茶提取方式相比较而言，茶叶中有效成分提取率高，提取时间短，制备得到的茶浓缩液或茶饮料风味更好，且冷藏过程中沉淀形成量少，茶饮料货架期内无沉淀产生，4℃冷藏3个月后仍能保持澄清，有效抑制了茶浓缩液及茶饮料“冷后浑”的产生，拓宽了超声波及电渗析脱盐技术的应用范围。
另外，根据本发明上述实施例的超声波辅助提取与电渗析脱盐耦合制备茶浓缩液或茶饮料的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述茶叶包括红茶、绿茶和乌龙茶中的至少之一。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述茶叶与所述水的质量比为1：(8～35)。由此，可以对茶叶中的有效成分进行充分提取。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述超声提取的功率为100～600W，温度为65～90摄氏度，时间为30～70分钟。由此，可以提高茶叶中有效成分的提取率、缩短提取时间。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述固液分离的条件为：采用80～120目双联过滤器对所述粗茶叶提取液进行粗滤，再采用管式离心机进行精滤，所述精滤的离心速度为6000～12000转/分钟。由此，固液分离进行的较为彻底，得到的澄清茶叶提取液中杂质含量较少。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述电渗析脱盐处理的条件为：进料温度为25～40摄氏度，所述电渗析装置的浓水罐中为纯净水，极水罐中为浓度为2wt％～4wt％的Na2SO4溶液，所述电渗析脱盐处理的电压为10～25V，时间为40～120分钟。由此，可以有效抑制茶浓缩液及茶饮料“冷后浑”的产生。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述电渗析脱盐处理后茶叶提取液的电导率不大于800μs/cm。由此，可以有效抑制茶浓缩液及茶饮料“冷后浑”的产生。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述pH调节剂为碳酸氢钠。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述茶浓缩前液的pH为5.5～6.5。
在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，所述浓缩采用降膜式蒸发器浓缩或纳滤膜浓缩，所述降膜式蒸发器浓缩的蒸发温度为50～60摄氏度，所述纳滤膜浓缩的压力为2～5MPa，时间为30～120分钟。
在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，所述茶浓缩液的可溶性固形物含量为10～30°Brix。
在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，所述灭菌采用超高温瞬时灭菌，所述灭菌的温度为110～139摄氏度，时间为10～60秒。
在本发明的第二个方面，本发明提出了一种茶浓缩液或茶饮料。根据本发明的实施例，所述茶浓缩液或茶饮料采用上述的方法制备得到。由此，该茶浓缩液或茶饮料有效成分提取率高，风味极佳，且稳定性好，贮藏过程中不易出现浑浊及沉淀。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的超声波辅助提取与电渗析脱盐耦合制备茶浓缩液或茶饮料的方法流程示意图；
图2是实施例1～2和对比例1制备的茶浓缩前液的茶多酚含量、咖啡碱含量对比图；
图3是实施例1～2和对比例1～3制备的绿茶浓缩液产品的冷藏后离心沉淀率对比图；
图4是实施例4和对比例4～5制备的绿茶浓缩液产品的冷藏后离心沉淀率对比图；
图5是实施例1～2和对比例1～2制备的绿茶浓缩液产品冷藏30d后的状态对比图；
图6是实施例4和对比例4制备的乌龙茶饮料4℃贮藏30d后的状态对比图；
图7是实施例5制备的绿茶饮料置于4℃条件下冷藏18h及冷藏30d后的离心沉淀率图；
图8是实施例5制备的绿茶饮料4℃贮藏30d后的状态图；
图9是根据本发明的一个实施例的超声波辅助提取与电渗析脱盐耦合制备茶浓缩液或茶饮料的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的第一个方面，本发明提出了一种超声波辅助提取与电渗析脱盐耦合制备茶浓缩液或茶饮料的方法。根据本发明的实施例，参考图1和9，该方法包括：
S100：将无霉变的茶叶与水混合后进行超声提取
该步骤中，通过将无霉变的茶叶与纯净水混合后供给至超声提取装置进行超声提取，得到粗茶叶提取液。发明人发现，采用超声提取的方式，可以利用超声波的机械粉碎和空化作用产生的冲击波和剪切力促使细胞破碎，提高茶汤中有效成分的溶出速度和数量，以达到提高提取效率、缩短提取时间的目的，同时，可以使部分与茶叶中蛋白质或多糖等螯合的金属离子解离，更加利于后续电渗析脱盐过程中对金属离子的脱除。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对茶叶以及超声提取装置的具体类型进行选择，例如，茶叶包括红茶、绿茶和乌龙茶中的至少之一；超声提取装置可以为超声波提取罐。
进一步地，上述茶叶与水的质量比为1：(8～35)，具体的，可以为1:8、1:11、1:14、1:17、1:20、1:23、1:26、1:29、1:32或者1:35等。发明人发现，若茶叶与水的质量比过大，则无法对茶叶中的有效成分进行充分提取，有效成分的提取率降低；而若茶叶与水的质量比过小，则会增加后续固液分离以及浓缩的负担。由此，采用本申请的质量比一方面可以提高有效成分的提取率；另一方面可以避免增加后续固液分离以及浓缩的负担。
进一步地，上述超声提取的功率为100～600W，温度为65～90摄氏度，时间为30～70分钟。发明人发现，若超声提取的功率过低，茶叶中有效成分的提取率相对较低，需要延长提取时间；而若超声提取的功率过高，会破坏茶叶中的活性成分，如茶多酚、咖啡碱等提取率反而降低，且会增加能耗。同时，若超声提取的温度过低，会降低茶叶中有效成分的提取率，延长提取时间；而若超声提取的温度过高，极易造成茶叶中挥发性香气成分的大量损失和各类助浑浊物质的浸出，对茶浓缩液和茶饮料的品质产生不利影响。另外，若超声提取的时间过短，茶叶中有效成分的提取率低，而若超声提取的时间过长，同样会破坏茶叶中的活性成分、增加能耗，降低效率。由此，采用本申请的超声提取条件，可以在提高有效成分提取率，缩短提取时间的同时，避免茶浓缩液和茶饮料的品质降低。需要说明的是，超声提取过程的加热及保温方式并不受特别限制，优选地，采取在超声提取装置上设置蒸汽加热夹套及保温层来保证超声提取过程维持在65～90摄氏度。
S200：将粗茶叶提取液进行固液分离
该步骤中，通过将粗茶叶提取液进行固液分离，去除杂质，得到澄清茶叶提取液。需要说明的是，上述固液分离的具体方式并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，可以为过滤。
进一步地，上述固液分离的条件为：采用80～120目双联过滤器对粗茶叶提取液进行粗滤，再采用管式离心机进行精滤，精滤的离心速度为6000～12000转/分钟。发明人发现，若双联过滤器滤网的目数过低，则固液分离效果不佳；而若双联过滤器滤网的目数过高，则固液分离的效率低。同时，若管式离心机的转速过低，则固液分离效果不佳；而若管式离心机的转速过高，不仅会增加能耗，还会存在安全隐患。
S300：将澄清茶叶提取液泵送至电渗析装置进行电渗析脱盐处理
该步骤中，通过将澄清茶叶提取液泵送至电渗析装置(具体类型不限)的淡水罐进行电渗析脱盐处理，得到电导率不大于800μs/cm的电渗析脱盐处理后茶叶提取液。发明人发现，电渗析脱盐处理可以对澄清茶叶提取液中的金属离子进行脱除，从而能够抑制金属离子与蛋白质、茶多酚、糖类等物质形成“茶凝乳”，减少茶浓缩液或茶饮料浑浊及沉淀的产生，提高产品稳定性。
进一步地，上述电渗析脱盐处理的条件为：进料温度为25～40摄氏度，电渗析装置的浓水罐中为纯净水，极水罐中为浓度为2wt％～4wt％的Na2SO4溶液，电渗析脱盐处理的电压为10～25V，时间为40～120分钟。发明人发现，若电渗析脱盐处理的电压过高，能耗过高；而若电渗析脱盐处理的电压过低，通过溶液的电流就越小，单位时间内通过离子交换膜的阴阳离子数目降低，从而降低脱盐效果，另外，若电渗析脱盐处理的时间过短，则澄清茶叶提取液中的金属离子脱除不彻底，无法有效抑制茶浓缩液及茶饮料“冷后浑”的产生；而若电渗析脱盐处理的时间过长，会降低效率。由此，采用本申请的电渗析脱盐处理的条件可以对澄清茶叶提取液中的金属离子进行高效脱除。需要说明的是，若步骤S100的超声提取是在加热的条件下进行的，则在将澄清茶叶提取液泵送至电渗析装置之前，需要预先将澄清茶叶提取液进行冷却，使其温度降至25～40摄氏度，本领域技术人员可以根据实际需要对冷却的方式进行选择，优选地，采用板式换热器进行冷却，由此，可以提高冷却效率。
S400：将电渗析脱盐处理后茶叶提取液与pH调节剂混合
该步骤中，通过将电渗析脱盐处理后茶叶提取液与pH调节剂混合，将其pH值调整为5.5～6.5，得到茶浓缩前液，此时，茶浓缩前液能释放出令人满意的茶特征风味。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对pH调节剂的具体类型进行选择，例如，可以为碳酸氢钠。
S500：将茶浓缩前液进行浓缩、灭菌、无菌灌装，或者向茶浓缩前液中添加其他原辅料及食品添加剂后，进行灭菌、无菌罐装
该步骤中，通过将茶浓缩前液浓缩至10～30°Brix，并进行灭菌、无菌灌装后，即可得到茶浓缩液；或者向茶浓缩前液中添加其他原辅料及食品添加剂后，进行灭菌、无菌罐装，即可得到茶饮料。需要说明的是，无菌罐装的容器类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，可以为无菌袋或者无菌PET瓶。
进一步地，上述浓缩采用降膜式蒸发器浓缩或纳滤膜浓缩，采用降膜式蒸发器浓缩时，降膜式蒸发器浓缩的蒸发温度为50～60摄氏度。发明人发现，若降膜式蒸发器浓缩的蒸发温度过高，会造成茶浓缩液中有效成分的降解、香气成分的损失以及色泽加深等，进而影响茶浓缩液的品质；而若降膜式蒸发器浓缩的蒸发温度过低，所需浓缩时间较长，浓缩效率降低。由此，采用本申请的降膜式蒸发器的蒸发温度可以在保证良好茶浓缩液品质的同时，提高浓缩效率。采用纳滤膜浓缩时，纳滤膜浓缩的压力为2～5MPa，时间为30～120分钟。发明人发现，若纳滤膜浓缩的压力过大，膜会被压力压实，高压导致滤饼层密度变大，有效驱动力大大降低，影响浓缩效果；而若纳滤膜浓缩的压力过小，系统的驱动力不足，溶质及颗粒会快速地沉积在膜表面，堵塞膜孔，影响浓缩效果。由此，采用上述的纳滤膜浓缩压力可以保证较好的浓缩效果。
进一步地，上述灭菌采用超高温瞬时灭菌，灭菌的温度为110～139摄氏度，时间为10～60秒。发明人发现，若灭菌的温度过高，易造成茶叶中挥发性香气成分的大量损失；而若灭菌的温度过低，灭菌不彻底。同时，若灭菌的时间过长，会降低效率；而若灭菌的时间过短，灭菌不彻底。由此，采用本申请的灭菌条件，一方面可以保证灭菌较为彻底；另一方面可以避免茶叶中的活性成分被破坏。
需要说明的是，上述其他原辅料及食品添加剂的具体类型以及与茶浓缩前液的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
发明人发现，通过将无霉变的茶叶与水混合后进行超声提取，可以提高茶叶中有效成分的提取率、缩短提取时间；然后将得到的粗茶叶提取液进行固液分离，即可得到澄清茶叶提取液，并将澄清茶叶提取液泵送至电渗析装置进行电渗析脱盐处理，可以对澄清茶叶提取液中的金属离子进行脱除，从而能够抑制金属离子与蛋白质、茶多酚、糖类等物质形成“茶凝乳”，减少茶浓缩液或茶饮料浑浊及沉淀的产生，提高产品稳定性；再将电渗析脱盐处理后茶叶提取液与pH调节剂混合，得到茶浓缩前液，最后将茶浓缩前液进行浓缩、灭菌、无菌灌装，即可得到茶浓缩液，或者向茶浓缩前液中添加其他原辅料及食品添加剂后，进行灭菌、无菌罐装，即可得到茶饮料。由此，本申请的方法将超声波辅助提取与电渗析脱盐技术进行耦合，通过超声波辅助提取增加提取率，同时使部分与茶叶中蛋白质或多糖等螯合的金属离子解离，更加利于电渗析脱盐过程中对金属离子的脱除，与传统茶提取方式相比较而言，茶叶中有效成分提取率高，提取时间短，制备得到的茶浓缩液或茶饮料风味更好，且冷藏过程中沉淀形成量少，茶饮料货架期内无沉淀产生，4℃冷藏3个月后仍能保持澄清，有效抑制了茶浓缩液及茶饮料“冷后浑”的产生，拓宽了超声波及电渗析脱盐技术的应用范围。
在本发明的第二个方面，本发明提出了一种茶浓缩液或茶饮料。根据本发明的实施例，该茶浓缩液或茶饮料采用上述的方法制备得到。由此，该茶浓缩液或茶饮料有效成分提取率高，风味极佳，且稳定性好，贮藏过程中不易出现浑浊及沉淀。需要说明的是，上述针对制备茶浓缩液或茶饮料的方法所描述的特征和优点同样适用于该茶浓缩液或茶饮料，此处不再赘述。
下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的，或者可以按照本文或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。
实施例1
步骤1：准备无霉变的绿茶，加入75℃热水(绿茶与水的质量比为1:9)，在超声波提取罐中进行超声提取，超声提取功率为200W，提取温度75℃，提取时间60min，获得粗绿茶提取液；
步骤2：将粗绿茶提取液经120目双联过滤器粗滤，再经管式离心机8000r/min离心，去除杂质，得到澄清绿茶提取液，澄清绿茶提取液的电导率为2524μs/cm，pH值为5.2，可溶性固形物含量为3.932°Brix；
步骤3：将澄清绿茶提取液通过板式换热器冷却至35℃后，泵送至电渗析装置的淡水物料罐进行电渗析脱盐处理(电渗析装置的浓水罐中为纯净水，极水罐中为浓度为3wt％的Na2SO4溶液)，电渗析脱盐处理的电压为25V恒定电压，时间为60min，得到电渗析脱盐处理后绿茶提取液，其电导率为726μs/cm，pH值为2.91；
步骤4：将电渗析脱盐处理后绿茶提取液的pH值用碳酸氢钠调整至5.8，得到茶浓缩前液，采用降膜蒸发器在55℃条件下，低温浓缩至18～19°Brix，在128℃条件下进行超高温瞬时灭菌45s，冷却至30℃后，无菌灌装至容量为20kg的无菌袋中，得到绿茶浓缩液产品。绿茶浓缩液产品可溶性固形物含量为18.510°Brix，pH值为5.8。
实施例2
步骤1：准备无霉变的绿茶，加入75℃热水(绿茶与水的质量比为1:9)，在超声波提取罐中进行超声提取，超声提取功率为400W，提取温度75℃，提取时间40min，获得粗绿茶提取液；
步骤2：将粗绿茶提取液经120目双联过滤器粗滤，再经管式离心机8000r/min离心，去除杂质，得到澄清绿茶提取液，澄清绿茶提取液的电导率为2631μs/cm，pH值为5.2，可溶性固形物含量为4.012°Brix；
步骤3：将澄清绿茶提取液通过板式换热器冷却至35℃后，泵送至电渗析装置的淡水物料罐进行电渗析脱盐处理(电渗析装置的浓水罐中为纯净水，极水罐中为浓度为3wt％的Na2SO4溶液)，电渗析脱盐处理的电压为25V恒定电压，时间为60min，得到电渗析脱盐处理后绿茶提取液，其电导率为741μs/cm，pH值为2.91；
步骤4：将电渗析脱盐处理后绿茶提取液的pH值用碳酸氢钠调整至5.8，得到茶浓缩前液，采用降膜蒸发器在55℃条件下，低温浓缩至18～19°Brix，在132℃条件下进行超高温瞬时灭菌30s，冷却至25℃后，无菌灌装至容量为20kg的无菌袋中，得到绿茶浓缩液产品。绿茶浓缩液产品可溶性固形物含量为18.821°Brix，pH值为5.8。
对比例1
步骤1：准备无霉变的绿茶，加入75℃热水(绿茶与水的质量比为1:9)，在提取罐中进行提取，提取温度75℃，提取时间60min，获得粗绿茶提取液；
步骤2：将粗绿茶提取液经120目双联过滤器粗滤，再经管式离心机8000r/min离心，去除杂质，得到澄清绿茶提取液，澄清绿茶提取液的电导率为2364μs/cm，pH值为5.2，可溶性固形物含量为3.771°Brix；
步骤3：将澄清绿茶提取液的pH值用碳酸氢钠调整至5.8，得到茶浓缩前液，采用降膜蒸发器在55℃条件下，低温浓缩至18～19°Brix，在128℃条件下进行超高温瞬时灭菌28s，冷却至25℃后，无菌灌装至容量为20kg的无菌袋中，得到绿茶浓缩液产品。绿茶浓缩液产品可溶性固形物含量为18.874°Brix，pH值为5.8。
对比例2
步骤1：准备无霉变的绿茶，加入75℃热水(绿茶与水的质量比为1:9)，在超声波提取罐中进行超声提取，超声提取功率为200W，提取温度75℃，提取时间60min，获得粗绿茶提取液；
步骤2：将粗绿茶提取液经120目双联过滤器粗滤，再经管式离心机8000r/min离心，去除杂质，得到澄清绿茶提取液，澄清绿茶提取液的电导率为2524μs/cm，pH值为5.2，可溶性固形物含量为3.932°Brix；
步骤3：将澄清绿茶提取液的pH值用碳酸氢钠调整至5.8，得到茶浓缩前液，采用降膜蒸发器在55℃条件下，低温浓缩至18～19°Brix，在125℃条件下进行超高温瞬时灭菌50s，冷却至25℃后，无菌灌装至容量为20kg的无菌袋中，得到绿茶浓缩液产品。绿茶浓缩液产品可溶性固形物含量为18.611°Brix，pH值为5.8。
对比例3
步骤1：准备无霉变的绿茶，加入75℃热水(绿茶与水的质量比为1:9)，在超声波提取罐中进行超声提取，超声提取功率为400W，提取温度75℃，提取时间60min，获得粗绿茶提取液；
步骤2：将粗绿茶提取液经120目双联过滤器粗滤，再经管式离心机8000r/min离心，去除杂质，得到澄清绿茶提取液，澄清绿茶提取液的电导率为2631μs/cm，pH值为5.2，可溶性固形物含量为4.012°Brix；
步骤3：将澄清绿茶提取液的pH值用碳酸氢钠调整至5.8，得到茶浓缩前液，采用降膜蒸发器在55℃条件下，低温浓缩至18～19°Brix，在140℃条件下进行超高温瞬时灭菌20s，冷却至25℃后，无菌灌装至容量为20kg的无菌袋中，得到绿茶浓缩液产品。绿茶浓缩液产品可溶性固形物含量为18.701°Brix，pH值为5.8。
实施例3
步骤1：准备无霉变的红茶，加入85℃热水(红茶与水的质量比为1:12)，在超声波提取罐中进行超声提取，超声提取功率为500W，提取温度85℃，提取时间50min，获得粗红茶提取液；
步骤2：将粗红茶提取液经80目双联过滤器粗滤，再经管式离心机6000r/min离心，去除杂质，得到澄清红茶提取液，澄清红茶提取液的电导率为2131μs/cm，pH值为5.1，可溶性固形物含量为3.309°Brix；
步骤3：将澄清红茶提取液通过板式换热器冷却至35℃后，泵送至电渗析装置的淡水物料罐进行电渗析脱盐处理(电渗析装置的浓水罐中为纯净水，极水罐中为浓度为3wt％的Na2SO4溶液)，电渗析脱盐处理的电压为20V恒定电压，时间为75min，得到电渗析脱盐处理后红茶提取液，其电导率为673μs/cm，pH值为2.76；
步骤4：将电渗析脱盐处理后红茶提取液的pH值用碳酸氢钠调整至5.7，得到茶浓缩前液，采用纳滤膜在60℃条件下浓缩至24～25°Brix，压力为3MPa，浓缩时间60min，在135℃条件下进行超高温瞬时灭菌30s，冷却至25℃后，无菌灌装至容量为20kg的无菌袋中，得到红茶浓缩液产品。红茶浓缩液产品可溶性固形物含量为24.496°Brix，pH值为5.7。
实施例4
步骤1：准备无霉变的乌龙茶，加入90℃热水(乌龙茶与水的质量比为1:28)，在超声波提取罐中进行超声提取，超声提取功率为350W，提取温度90℃，提取时间35min，获得粗乌龙茶提取液；
步骤2：将粗乌龙茶提取液经100目双联过滤器粗滤，再经管式离心机10000r/min离心，去除杂质，得到澄清乌龙茶提取液，澄清乌龙茶提取液的电导率为1562μs/cm，pH值为5.3，可溶性固形物含量为1.364°Brix；
步骤3：将澄清乌龙茶提取液通过板式换热器冷却至35℃后，泵送至电渗析装置的淡水物料罐进行电渗析脱盐处理(电渗析装置的浓水罐中为纯净水，极水罐中为浓度为4wt％的Na2SO4溶液)，电渗析脱盐处理的电压为15V恒定电压，时间为55min，得到电渗析脱盐处理后乌龙茶提取液，其电导率为652μs/cm，pH值为2.91；
步骤4：将电渗析脱盐处理后乌龙茶提取液的pH值用碳酸氢钠调整至5.7，得到茶浓缩前液，测定电渗析脱盐处理后乌龙茶提取液中茶多酚含量为3512mg/kg，咖啡碱含量为423mg/kg，将电渗析脱盐处理后的乌龙茶提取液用纯净水稀释6倍，调配后，在135℃条件下进行超高温瞬时灭菌30s，冷却至25℃后，进行PET瓶无菌灌装，得到乌龙茶饮料。乌龙茶饮料可溶性固形物含量为0.213°Brix，pH值为5.7，茶多酚含量585mg/kg，咖啡碱含量70.32mg/kg。
对比例4
步骤1：准备无霉变的乌龙茶，加入90℃热水(乌龙茶与水的质量比为1:28)，在提取罐中进行提取，提取温度90℃，提取时间35min，获得粗乌龙茶提取液；
步骤2：将粗乌龙茶提取液经100目双联过滤器粗滤，再经管式离心机10000r/min离心，去除杂质，得到澄清乌龙茶提取液，澄清乌龙茶提取液的电导率为1471μs/cm，pH值为5.3，可溶性固形物含量为1.258°Brix；
步骤3：将澄清乌龙茶提取液的pH值用碳酸氢钠调整至5.7，得到茶浓缩前液，测定澄清乌龙茶提取液中茶多酚含量为3291mg/kg，咖啡碱含量为386mg/kg，将澄清乌龙茶提取液用纯净水稀释6倍，调配后，在135℃条件下进行超高温瞬时灭菌30s，冷却至25℃后，进行PET瓶无菌灌装，得到乌龙茶饮料。乌龙茶饮料可溶性固形物含量为0.210°Brix，pH值为5.7，茶多酚含量548mg/kg，咖啡碱含量64.33mg/kg。
对比例5
步骤1：准备无霉变的乌龙茶，加入90℃热水(乌龙茶与水的质量比为1:28)，在超声波提取罐中进行超声提取，超声提取功率为350W，提取温度90℃，提取时间35min，获得粗乌龙茶提取液；
步骤2：将粗乌龙茶提取液经100目双联过滤器粗滤，再经管式离心机10000r/min离心，去除杂质，得到澄清乌龙茶提取液，澄清乌龙茶提取液的电导率为1562μs/cm，pH值为5.3，可溶性固形物含量为1.364°Brix；
步骤3：将澄清乌龙茶提取液的pH值用碳酸氢钠调整至5.7，得到茶浓缩前液，测定澄清乌龙茶提取液中茶多酚含量为3596mg/kg，咖啡碱含量为451mg/kg，将澄清乌龙茶提取液用纯净水稀释6倍，调配后，在134℃条件下进行超高温瞬时灭菌30s，冷却至25℃后，进行PET瓶无菌灌装，得到乌龙茶饮料。乌龙茶饮料可溶性固形物含量为0.216°Brix，pH值为5.7，茶多酚含量594mg/kg，咖啡碱含量75.17mg/kg。
实施例5
步骤1：准备无霉变的绿茶，加入70℃热水(绿茶与水的质量比为1:25)，在超声波提取罐中进行超声提取，超声提取功率为400W，提取温度70℃，提取时间60min，获得粗绿茶提取液；
步骤2：将粗绿茶提取液经100目双联过滤器粗滤，再经管式离心机8000r/min离心，去除杂质，得到澄清绿茶提取液，澄清绿茶提取液的电导率为1762μs/cm，pH值为5.2，可溶性固形物含量为1.614°Brix；
步骤3：将澄清绿茶提取液通过板式换热器冷却至35℃后，泵送至电渗析装置的淡水物料罐进行电渗析脱盐处理(电渗析装置的浓水罐中为纯净水，极水罐中为浓度为3wt％的Na2SO4溶液)，电渗析脱盐处理的电压为20V恒定电压，时间为60min，得到电渗析脱盐处理后绿茶提取液，其电导率为681μs/cm，pH值为2.91；
步骤4：将电渗析脱盐处理后绿茶提取液的pH值用碳酸氢钠调整至6.0，得到茶浓缩前液，按照茶提取液15wt％、白砂糖4wt％、D-异抗坏血酸钠0.02wt％、抗坏血酸0.02wt％、碳酸氢钠0.05wt％的配比进行调配，调配后在128℃条件下进行超高温瞬时灭菌30s，冷却至30℃后，进行PET瓶无菌灌装，得到绿茶饮料。绿茶饮料可溶性固形物含量为4.387°Brix，茶多酚含量612mg/kg，咖啡碱含量79.17mg/kg。
上述实施例和对比例制备的茶浓缩液及茶饮料的相关测试结果如下：
茶多酚含量的测定采用酒石酸亚铁比色法，参考GB/T 21733-2008；咖啡碱含量的测定采用紫外分光光度法，参考GB/T 8312-2013；金属离子测定采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)，参考GB5009.268-2016。
测试实施例1～2、对比例1中茶浓缩前液的茶多酚含量、咖啡碱含量，结果如图2所示，并测试了实施例1～2、对比例1～3中茶浓缩前液的金属离子含量，结果如表1所示，由图2可以看出不同样品中茶多酚及咖啡碱的含量为对比例1＜实施例1＜实施例2，即本申请中制备的绿茶提取液中的茶多酚、咖啡碱含量显著高于传统热水提取。由表1可以看出，本申请实施例1～2所制备的茶浓缩前液中金属离子的含量显著低于对比例1～3，表明本申请实施例1～2制备的绿茶浓缩液产品中金属离子大部分被脱除，抑制了金属离子与蛋白质、茶多酚、糖类等物质形成“茶凝乳”，减少沉淀的产生，对茶浓缩液的“冷后浑”具有抑制效果。
表1实施例1～2及对比例1～3中茶浓缩前液中金属离子含量
将实施例1～2、对比例1～3所得的绿茶浓缩液产品置于4℃条件下冷藏18h及冷藏30d，测定绿茶浓缩液产品冷却前后浊度及离心沉淀率变化，结果如表2及图3所示，实施例1～2以及对比例1～2所得的绿茶浓缩液产品冷藏30d后的状态对比如图5所示。由表2和图3可以看出，本发明实施例1～2制备的绿茶浓缩液产品冷却后浊度及离心沉淀率均低于对比例1～3，由图5可以看出，对比例1～2所得的绿茶浓缩液冷藏30d后的浑浊程度明显高于实施例1～2，即本申请工艺对绿茶浓缩液产品的“冷后浑”具有抑制效果。
表2实施例1～2及对比例1～3制备的绿茶浓缩液产品冷藏前后浊度变化
将实施例4、对比例4～5所得的乌龙茶饮料置于4℃条件下冷藏18h及冷藏30d，测定绿茶浓缩液冷却前后浊度及离心沉淀率变化，结果如表3及图4所示。由表3及图4看可以看出，本申请实施例4制备的乌龙茶饮料冷藏18h及30d后，浊度及离心沉淀率均明显低于对比例4～5，且本发明制备的乌龙茶饮料在4℃条件下贮藏30d后，仍然保持澄清(如附图6所示)。
表3实施例4、对比例4～5制备的乌龙茶饮料冷藏前后浊度变化
将实施例5所得的绿茶饮料料置于4℃条件下冷藏18h及冷藏30d，测定绿茶浓缩液冷藏前后浊度及离心沉淀率变化，结果如表4及图7所示。由表4及图7看可以看出，本申请实施例5制备的绿茶饮料冷藏18h及30d后，浊度及离心沉淀率均较低，且本发明制备的乌龙茶饮料在4℃条件下贮藏30d后，仍然保持澄清(如附图8所示)。
表4实施例5制备的绿茶饮料冷藏前后浊度变化
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种超声波辅助提取与电渗析脱盐耦合制备茶浓缩液或茶饮料的方法，其特征在于，包括：
(1)将无霉变的茶叶与水混合后进行超声提取，以便得到粗茶叶提取液；
(2)将所述粗茶叶提取液进行固液分离，以便得到澄清茶叶提取液；
(3)将所述澄清茶叶提取液泵送至电渗析装置进行电渗析脱盐处理，以便得到电渗析脱盐处理后茶叶提取液；
(4)将所述电渗析脱盐处理后茶叶提取液与pH调节剂混合，以便得到茶浓缩前液；
(5)将所述茶浓缩前液进行浓缩、灭菌、无菌灌装，以便得到茶浓缩液，或者向所述茶浓缩前液中添加其他原辅料及食品添加剂后，进行灭菌、无菌罐装，以便得到茶饮料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述茶叶包括红茶、绿茶和乌龙茶中的至少之一。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述茶叶与所述水的质量比为1：(8～35)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述超声提取的功率为100～600W，温度为65～90摄氏度，时间为30～70分钟。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述固液分离的条件为：采用80～120目双联过滤器对所述粗茶叶提取液进行粗滤，再采用管式离心机进行精滤，所述精滤的离心速度为6000～12000转/分钟。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述电渗析脱盐处理的条件为：进料温度为25～40摄氏度，所述电渗析装置的浓水罐中为纯净水，极水罐中为浓度为2wt％～4wt％的Na2SO4溶液，所述电渗析脱盐处理的电压为10～25V，时间为40～120分钟；
任选地，在步骤(3)中，所述电渗析脱盐处理后茶叶提取液的电导率不大于800μs/cm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述pH调节剂为碳酸氢钠；
任选地，在步骤(4)中，所述茶浓缩前液的pH为5.5～6.5。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述浓缩采用降膜式蒸发器浓缩或纳滤膜浓缩，所述降膜式蒸发器浓缩的蒸发温度为50～60摄氏度，所述纳滤膜浓缩的压力为2～5MPa，时间为30～120分钟；
任选地，在步骤(5)中，所述茶浓缩液的可溶性固形物含量为10～30°Brix。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述灭菌采用超高温瞬时灭菌，所述灭菌的温度为110～139摄氏度，时间为10～60秒。
10.一种茶浓缩液或茶饮料，其特征在于，采用权利要求1～9中任一项所述的方法制备得到。
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Patent Citations (2)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈金定，等: "超声波辅助提取与电渗析脱盐耦合技术对绿茶茶汤理化性质的影响", 食品工业科技 * |
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