茶饮料的品质与膜过滤工艺和设备

　　据食品商务网2008年7月21日讯 近年来，随着饮料业的发展，天然植物饮料，特别是茶叶天然饮料、茶叶保健食品，越来越受到国际上的重视和人们的广泛欢迎。
　　茶叶中所含的茶多酚、儿茶素和咖啡因等，本身就是药用价值很高的药物，茶多酚、儿茶素可以作抗菌抑菌药物和抗癌降脂药物，茶多酚就是优良的天然抗氧化剂，对霉菌生长也具有抑制能力；咖啡因可用于制安钠咖（苯甲酸钠咖啡因），一种中枢兴奋药，加强大脑皮层兴奋过程，用于神经衰弱和精神抑制状态，咖啡因小剂量能振奋精神、祛除瞌睡疲乏，使动作敏捷，改善思维活动，提高工作效率，医药上可用作心脏和呼吸兴奋剂，在欧美等地区，还大量用作饮料添加剂。咖啡因也是配制复方乙酰水杨酸和氨非咖片等的主要原料。综上所述，茶叶具有很高的营养保健功效和药用价值，由于茶叶食品的特殊风味，在国外，尤其是发达国家和地区，茶饮料成了走俏的产品，我国有传统的饮茶习惯，也是茶叶生产大国之一，茶饮料产品市场广阔，开发茶饮料系列产品具有重要的意义。
　　由于我国茶饮料工业起步比较晚，工艺设备比较落后，大多数生产企业采用以茶叶为原料，直接萃取茶中可溶性的方式加工，对茶饮料生产企业一直有三个问题困扰着，这三个难题为：茶饮料的护色、保香和防沉淀。从某种意义上讲，如何解决这些难题已经成为茶饮料工业在我国健康发展的关键。
　　影响茶饮料品质的因素主要有：
　　1）水质：水是茶饮料的主要组成部分，其品质对茶饮料影响甚大。一般说，水中的钙、镁、铁、氯等离子影响茶汤的色泽和滋味，会使茶饮料发生混浊，形成茶乳。当水中的铁离子含量大于5ppm（百万分之5）时，茶汤将显黑色并带有苦涩的味道；氯离子含量高时会使茶汤带腐臭味。茶叶中的植物鞣质与多种金属离子可以反应，并可生成多种颜色。
　　纯净水也需要采取一定的措施将溶解氧限制在一定含量以下，因为水中溶解的氧在加工过程中可能氧化茶汤中的茶多酚和维生素C等，从而使茶汤色泽加深并改变风味。
　　2）原料：茶叶可分为绿花、红茶、乌龙茶、黑茶、白茶、黄茶六大类，各类茶风味各异。成品茶由于其茶青品质不同、产地不同及制茶技术、储存好坏有异而形成不同的风味，同时其可溶性成分也不一样。茶青的品质又与茶树品种、生长地区的土壤、日照、肥料、栽培方法及采集季节、茶芽水分有很大关系。成茶的品质在茶青的基础上取决于加工技术。如茶青堆放时的厚度、发酵时间掌握、焙烘温度和水分控制等。好的成品茶如果储放不当引起受潮或霉变都会导致茶饮料产品质量的下降。
　　茶叶要求选择当年的茶叶，最好是新茶。如果是陈茶，或贮藏过久的茶，宜通过适当烘烤以改善原料茶的品质。不同厂家可根据自身的实力选择不同等级的茶叶原料。
　　3）萃取：直接影响茶叶中可溶性物质萃取率和萃取液品质的因素是水温、萃取时间、原料颗粒大小、茶叶与水的比例及萃取方式。水温高、浸提时间长、茶叶颗粒细小，可获得较高的浸出率，但所得的茶浸出液的色泽较深、苦涩味重、香气欠鲜爽。因此，为获得香味、色泽最佳的茶浸出液，提取前应根据不同的原料找出各种因素的最佳组合条件。 而萃取是否采用多级方法，也影响茶汤品质。
　　茶饮料生产的关键技术是避免和消除茶饮料中的混浊和沉淀。茶叶萃取液冷却后产生白色茶乳沉淀，是由茶叶中的茶多酚及其氧化分解物与咖啡碱铬合生成的，行业专家称之为“茶乳酪”。蛋白质、果胶、淀粉大分子物质也容易出现沉淀，而水中离子又是促进混浊和沉淀的首要原因。
　　浸提时应遵循的原则是：在保证充分萃取出茶叶中有效成分和茶汤品质的前提下，尽量降低萃取温度和减少萃取时间。
　　4）过滤澄清：茶饮料加工过程中中最常见的问题是特别是在低温下出现混浊或沉淀（称冷混浊）。
　　浓缩茶汁中含有淀粉、果胶、蛋白质、茶多糖等大分子物质，以及小分子物质，如不当的方法进行澄清过滤处理，这些物质就会在低温下或在贮藏中产生混浊沉淀。澄清过滤处理一般是采用常规过滤、精密过滤和超滤相结合的方法。常规过滤主要是将茶汁中的较粗的颗粒物质除去，精密过滤器主要是为消除茶汁中的其余细小固形物，以降低超滤的使用成本。而超滤则主要用于去除大分子物质，如蛋白质、果胶，此外，还能去除微生物，尤其是酵母菌和霉菌，达到滤液无菌的目的。经超滤后的茶饮料基本上达到滤液澄清、透明、无沉淀。
　　5）调配：调配的目的，在于控制茶饮料成品的风味、保持质量一致，并加入抗氧化剂等添加剂，以保证成品贮藏性。理化指标是调配的依据，纯茶饮料有pH值、添加剂的分量、常规指标（茶多酚、氨基酸、咖啡碱）等；调味型茶饮料则包括糖度、pH值、香精浓度、果汁浓度、常规指标及其他添加剂的分量等。不论是哪种茶饮料，只有严格参照规定的理化指标进行调配，才能稳定该品种的风味品质。
　　由于茶饮料极易氧化褐变，并改变茶饮料的风味，因此调配时需要加入一些抗氧化剂。茶汤的化学护色防浊茶饮料或浸提出的茶汤在放置时颜色会加深、变暗、变黑。原因主要是茶汤中的多酚类物质被氧化并不断形成茶褐素等深色物质所致，而且碱性愈强，茶多酚的氧化速度愈快。
　　对于瓶装茶饮料的沉淀混浊，是由茶乳凝和茶汁中的淀粉、果胶、蛋白质等物质引起的，可用物理或化学方法除去。由于茶乳凝是由茶汤中的咖啡碱与茶黄素及茶红素经键缔合而成，而果糖、柠檬酸等分子结构中具有与多酚类分子结构上类似“-OH”基团，故当添加到茶汤与多酚类等大分子共同竞争具有极强氢键结合力的咖啡碱，即可达到转溶的目的。
　　6）杀菌及冷却：灭菌条件除调味型茶饮料外，其他茶饮料多属低酸性饮料，一般要采用高温杀菌或超高温瞬时灭菌，才能达到灭菌的目的。灌装茶饮料采用高温杀菌时工序简单，设备投资费用低，但茶叶本身的香气容易损失，且会产生恶劣的熟汤味；而超高温瞬时灭菌则可最大程度地保存茶叶本身的香气、降低熟汤味，但这种方法一般要结合无菌包装，且对罐装环境整个工序的操作要求均较高。至于调味型茶叶饮料一般采用常压灭菌。灭菌的彻底与否，将直接决定茶饮料品质的优劣。只有完全依照杀菌公式彻底灭菌的茶饮料，才是合格品。
　　7）灌装：最好采用的是无菌冷灌装工艺。灌装设备可采用喷瓶/冲瓶/灌装/封盖无菌灌装机组，但是环境的无菌要求较高，灌装净化室1必须达到100级以上的空气净化要求。灌装阀门结构必须简单，易于清洗，阀内无夹缝等卫生死角。经过三级过滤后所得到的无菌空气进入灌装室多采用密集流线散流器，顶部送风方式，并保证灌装室内正压为115～3 mm水柱。灌装室外的净化室2则只需达到10000级以上的空气净化要求即可，但必须保证工作时正压为19～115mm水柱，而且无菌风通过扰流板后要求能平衡地保持风压均匀。
　　8）净化系统：采用冷灌装对净化系统要求比较高，净化室的任务是将整个消毒、灌装、封盖区域维持在无菌状态下，并利用微过滤和低紊流微压力的无菌空气将普通空气阻隔于净化室外。首先，PET瓶和瓶盖从浸泡式消毒机、无菌水浸泡槽出来后，利用颈夹传送系统输送，经过一个无菌空气气锁将普通空气阻隔于净化室外。然后在喷瓶机内，通过连续供给高纯度无菌空气，以及利用双氧水、蒸汽等对PET瓶进行消毒处理，从而实现绝对无菌的生产环境。净化室有两个，净化室1（100 级）位于消毒机到灌装机和封盖机之间，与整套机械连成一体；净化室2（10000级）与气锁系统相连，其范围是从消毒机无菌水冲洗和无菌空气吹干的输出口开始，延伸到灌装机和封盖机。这两个净化室均装有无菌空气过滤器，吹风机、照明灯和净化室监测仪器。
　　新一代茶饮料的加工设备
　　靖江艾莉特食品机械有限公司吸收国外先进茶饮料加工设备技术和结合国内外众多科研单位的先进工艺，运用目前先进的科学技术，成功研制国内先进的茶饮料加工生产线，彻底解决茶饮料的护色、保香和防沉淀三大问题，为茶饮料工业在我国健康发展做出应有的贡献。
　　该生产线具有一下特点：
　　1） 运用先进RO膜反渗透及臭氧灭菌水处理技术，彻底去除水中的离子含量；
　　2） 采用先进的自动萃取技术，有效地控制萃取茶水比例、萃取时间、萃取温度和萃取次数，完全杜绝在人力控制下萃取过程中茶汤品质不一致的现象；
　　3） 运用冷却、常规过滤、分离精滤及膜超滤三级过滤技术，彻底杜绝茶在低温情况下，茶饮料混浊沉淀现象；
　　4） 采用先进的自动配料系统，有效地控制添加各种添加剂的比例、pH值自动调整等工作程序，完全杜绝在人力控制下调配过程中茶汤品质不一致的现象；
　　5） 运用先进的PLC和人机界面超高温杀菌冷却系统，有效地控制杀菌时间、杀菌温度及出料温度，避免人力控制下对茶汤品质不一致的现象；
　　6） 采取无菌冷灌装的工艺技术，不需要恒温循环系统、倒瓶杀菌和喷淋冷却等装置，所以生产成本可大大降低。

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