近年来,我国茶饮料得到快速发展,生产量逐年翻番,2002年产量预计可超过300万t。其中绿茶饮料由于其独特的保健功能,市场占有率不断提高,成为茶饮料市场新的增长点。
现在市场上茶饮料的主要包装方式为透明PET瓶装,作为透明包装的茶饮料对茶汤的澄清度要求较高,已成为众多茶饮料厂家的技术瓶颈。由于绿茶与红茶、乌龙茶的冷后浑及其沉淀的机理有所不同,传统上一般采用化学法处理和普通机械过滤,但效果不佳,产品质量较差。膜分离技术具有无相变、不带入化学物质、工艺操作简便、能耗低等诸多优点,被分离物的活性和质量较好。本研究采用最简捷实用的平板超滤膜系统对宁海县生产的绿毛茶饮料膜分离过程中的化学成分变化进行系统研究,为绿茶饮料的澄清工艺和宁海绿茶参与饮料的开发提供技术参数和依据。
一、方法与材料
1材料与设备
茶叶原料采用浙江省宁海县生产的绿毛茶。膜分离设备采用平板超滤器,由国家海洋二所定制生产。国产平板膜采用CA材料30KD3万分子量、50KD5万分子量、100KD10万分子量膜孔径。平板超滤器的超滤面积为015m2。
2试验条件及方法
按茶水比1∶15的比例将绿毛茶加入85~88℃水中,浸提10min,用纱布去渣,再经200目筛网预过滤,然后进行超滤试验。茶汁滤前浓度为20~23 °Brix。
3主要理化成分分析方法1茶汁中茶多酚TP含量采用酒石酸铁比色法。
2氨基酸AA含量采用茚三酮比色法。
3可溶性糖SS含量采用蒽酮比色法。
4茶汁蛋白质总量PRO采用紫外分光光度法。
5茶汁果胶PEC采用果胶酸钙重量法。
6茶汁色泽采用MINOLTA CT310色差计。应用L a b 色差系统测定。
7茶汁pH值测定采用pHS3C型精密pH计。
8茶汁儿茶素CAT组成及咖啡碱CAF含量采用Waters 510型高效液相色谱仪。条件:检测器Waters-996,自动进样器Waters-717,色谱条件25mm×45mm不锈钢柱,固定相ODS-18反相柱,流动相A:2%乙酸,B:乙腈。梯度洗脱条件:0~16min,935%A~85%A;16~20min,85%A~75%A;20~23min,935%A。流速14mL/min,柱温23℃。
二、结果与分析
1不同工艺参数下超滤对绿茶汁主要有效成分的影响
从试验数据表1来看,绿茶汁经超滤后茶多酚、咖啡碱、氨基酸、可溶性糖等主要有效成分都有不同程度的截留,且保留率随膜孔径的减小而降低。50KD和100KD膜处理的茶多酚、咖啡碱、氨基酸、可溶性糖含量的差异较小,保留率基本上可以保持在80%以上;而30KD膜处理后各有效成分都有大幅度的降低,这表明绿茶汁采用5万~10万分子量膜孔径进行超滤,主要有效成分的保留率相对稳定,3万以下分子量膜孔径分离对绿茶主要品质成分的影响较大。试验表明,绿茶汁经超滤后主要有效成分的保留率为:咖啡碱>氨基酸>茶多酚>可溶性糖。如25℃、50KD或100KD膜处理下,茶多酚保留率为80%~82%,氨基酸保留率为81%~84%,咖啡碱保留率为82%~88%,可溶性糖保留率为66%~82%。试验还发现,与其他品质成分比较,超滤膜孔径对绿茶汁咖啡碱保留率的影响相对较小,即使用30KD膜处理,其保留率也在80%以上。
2超滤对绿茶汁儿茶素组成及含量的影响
从表2可以看出,绿茶汁经超滤后儿茶素总量及各组分含量都有不同程度的减少,并随膜孔径的减小而降低,特别是30KD孔径膜对儿茶素含量的影响较大。从组分上看,超滤后EGC、EC等组分变化较小,经30KD膜处理后的保留率仍可以达到80%以上,而EGCG、ECG等组分受膜孔径的影响较大,经30KD膜处理后的保留率只有35%~40%。
3不同工艺参数下超滤对大分子物质的截留作用
试验结果表明,在合适的工艺参数下超滤可以截留绿茶汁中大部分的蛋白质、果胶等大分子物质,其截留率明显高于对茶多酚、咖啡碱、氨基酸和可溶性糖等主要成分的截留。从表1的数据可以看出,超滤对绿茶汁果胶质的截留率为80%~100%,对可溶性蛋白质的截留率为40%~50%。
4不同工艺参数下超滤对绿茶汁pH值、色差和粘度的影响
茶饮料作为饮用品,其感官品质至关重要。从本试验研究结果来看,选用合适的膜材料进行超滤对绿茶饮料的风味品质无影响,在常温和常压操作条件下不会带入其他异味。同时超滤可以明显改善绿茶汁的澄清度,降低茶汁粘度,对茶汁的酸碱度影响不大。从表3的试验结果看,由L a b 色差系统分析,绿茶汁经50KD膜超滤后,L值从8569提高到9748,透光率得到大幅度提高,同时颜色变绿变浅。茶汁粘度降低了17%,而茶汁pH值没有发生大的变化.
现在市场上茶饮料的主要包装方式为透明PET瓶装,作为透明包装的茶饮料对茶汤的澄清度要求较高,已成为众多茶饮料厂家的技术瓶颈。由于绿茶与红茶、乌龙茶的冷后浑及其沉淀的机理有所不同,传统上一般采用化学法处理和普通机械过滤,但效果不佳,产品质量较差。膜分离技术具有无相变、不带入化学物质、工艺操作简便、能耗低等诸多优点,被分离物的活性和质量较好。本研究采用最简捷实用的平板超滤膜系统对宁海县生产的绿毛茶饮料膜分离过程中的化学成分变化进行系统研究,为绿茶饮料的澄清工艺和宁海绿茶参与饮料的开发提供技术参数和依据。
一、方法与材料
1材料与设备
茶叶原料采用浙江省宁海县生产的绿毛茶。膜分离设备采用平板超滤器,由国家海洋二所定制生产。国产平板膜采用CA材料30KD3万分子量、50KD5万分子量、100KD10万分子量膜孔径。平板超滤器的超滤面积为015m2。
2试验条件及方法
按茶水比1∶15的比例将绿毛茶加入85~88℃水中,浸提10min,用纱布去渣,再经200目筛网预过滤,然后进行超滤试验。茶汁滤前浓度为20~23 °Brix。
3主要理化成分分析方法1茶汁中茶多酚TP含量采用酒石酸铁比色法。
2氨基酸AA含量采用茚三酮比色法。
3可溶性糖SS含量采用蒽酮比色法。
4茶汁蛋白质总量PRO采用紫外分光光度法。
5茶汁果胶PEC采用果胶酸钙重量法。
6茶汁色泽采用MINOLTA CT310色差计。应用L a b 色差系统测定。
7茶汁pH值测定采用pHS3C型精密pH计。
8茶汁儿茶素CAT组成及咖啡碱CAF含量采用Waters 510型高效液相色谱仪。条件:检测器Waters-996,自动进样器Waters-717,色谱条件25mm×45mm不锈钢柱,固定相ODS-18反相柱,流动相A:2%乙酸,B:乙腈。梯度洗脱条件:0~16min,935%A~85%A;16~20min,85%A~75%A;20~23min,935%A。流速14mL/min,柱温23℃。
二、结果与分析
1不同工艺参数下超滤对绿茶汁主要有效成分的影响
从试验数据表1来看,绿茶汁经超滤后茶多酚、咖啡碱、氨基酸、可溶性糖等主要有效成分都有不同程度的截留,且保留率随膜孔径的减小而降低。50KD和100KD膜处理的茶多酚、咖啡碱、氨基酸、可溶性糖含量的差异较小,保留率基本上可以保持在80%以上;而30KD膜处理后各有效成分都有大幅度的降低,这表明绿茶汁采用5万~10万分子量膜孔径进行超滤,主要有效成分的保留率相对稳定,3万以下分子量膜孔径分离对绿茶主要品质成分的影响较大。试验表明,绿茶汁经超滤后主要有效成分的保留率为:咖啡碱>氨基酸>茶多酚>可溶性糖。如25℃、50KD或100KD膜处理下,茶多酚保留率为80%~82%,氨基酸保留率为81%~84%,咖啡碱保留率为82%~88%,可溶性糖保留率为66%~82%。试验还发现,与其他品质成分比较,超滤膜孔径对绿茶汁咖啡碱保留率的影响相对较小,即使用30KD膜处理,其保留率也在80%以上。
2超滤对绿茶汁儿茶素组成及含量的影响
从表2可以看出,绿茶汁经超滤后儿茶素总量及各组分含量都有不同程度的减少,并随膜孔径的减小而降低,特别是30KD孔径膜对儿茶素含量的影响较大。从组分上看,超滤后EGC、EC等组分变化较小,经30KD膜处理后的保留率仍可以达到80%以上,而EGCG、ECG等组分受膜孔径的影响较大,经30KD膜处理后的保留率只有35%~40%。
3不同工艺参数下超滤对大分子物质的截留作用
试验结果表明,在合适的工艺参数下超滤可以截留绿茶汁中大部分的蛋白质、果胶等大分子物质,其截留率明显高于对茶多酚、咖啡碱、氨基酸和可溶性糖等主要成分的截留。从表1的数据可以看出,超滤对绿茶汁果胶质的截留率为80%~100%,对可溶性蛋白质的截留率为40%~50%。
4不同工艺参数下超滤对绿茶汁pH值、色差和粘度的影响
茶饮料作为饮用品,其感官品质至关重要。从本试验研究结果来看,选用合适的膜材料进行超滤对绿茶饮料的风味品质无影响,在常温和常压操作条件下不会带入其他异味。同时超滤可以明显改善绿茶汁的澄清度,降低茶汁粘度,对茶汁的酸碱度影响不大。从表3的试验结果看,由L a b 色差系统分析,绿茶汁经50KD膜超滤后,L值从8569提高到9748,透光率得到大幅度提高,同时颜色变绿变浅。茶汁粘度降低了17%,而茶汁pH值没有发生大的变化.