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茶饮料的过滤实例介绍-凯发登录网址

来源:华滤环保_液体过滤凯发官网登陆的解决方案 发布时间:2018-10-19 16:41:08

    目前茶饮料基本以清汁为主,在贮藏和销售过程中必须始终保持澄清透明状态,因此过滤和澄清净化是茶饮料加工中的关键工序之一。

    茶浸出液是一种复杂的混浊溶液,不仅含有茶多酚、咖啡碱、氨基酸、可溶性糖等主要生化成分和可溶性蛋白、果胶、淀粉等大分子物质以及由此而形成的各类大分子络合物,还含有肉眼可见的茶叶颗粒、茶灰、茶梗毛等夹杂物,必须通过过滤、澄清和净化等物理和化学方法进行处理。因此,认识和了解茶饮料沉淀混浊形成机制和不同过滤澄清方法的特点,对提高各类茶饮料的澄清度及其贮藏稳定性都具有重要的意义。 

          

  一、茶饮料沉淀混浊的主要形成机制

    茶饮料的沉淀和混浊的形成受茶叶原料、水质条件和提取技术等多种因素的影响,其形成机制主要可分为以下4种不同的类型。

    1.由固体颗粒和悬浮物形成的混浊和沉淀

    主要由肉眼可见的茶叶颗粒、茶灰、茶梗毛等夹杂物和细小的固体颗粒物所形成。

    2.由水质条件不佳引起的混浊和沉淀

    茶叶提取用水中钙、镁、铁等离子含量较高或水质较差均可引起茶汤的混浊和沉淀。

    3.由“冷后浑”产生的混浊和沉淀

    茶饮料中的茶多酚及其氧化产物(茶黄素、茶红素)、咖啡碱、氨基酸等化合物间及与蛋白质大分子之间发生复杂的聚合、缩合反应,形成大分子络合物而产生浑浊或沉淀,即“冷后浑”现象。

    4.大分子物质产生的混浊和沉淀

茶汤中含有丰富的可溶性蛋白、果胶、淀粉等大分子物质,不仅自身会产生混浊和沉淀,往往还会促进第三类中的各类化合物形成更为复杂的络合物。

二、茶饮料沉淀混浊的去除方法

    茶饮料沉淀混浊的去除方法主要有过滤和澄清净化两大类。

    1.过滤方法

    过滤是采用机械或物理的方法去除茶汤中混浊物的技术,是解决因固体颗粒和悬浮物形成的茶汤混浊和沉淀效的方法。按分离孔径分,常用的茶汤过滤方法主要包括粗滤、精滤和超滤三大类。

     (1)粗滤

    粗滤是茶饮料加工中过滤系统的第一步,主要目的是去除茶汤中粗大的固体颗粒和悬浮物。粗滤介质一般采用

100300目的金属网或尼龙、帆布、绢布、无纺布,在生产中常采用双联过滤器、板框过滤机等。茶汤经粗滤后仍呈现混浊状态,静置后会出现明显的沉淀物,一般需要做进一步的过滤澄清处理。

     (2)精滤

    精滤即精密过滤,主要目的是去除茶汤中细小的固体颗粒和悬浮物。通常采用精密度较高、孔径细小的过滤介质,去除茶汤中粒径>0.05 n, m的微粒子,使茶汤澄清透明。根据产品澄清度的需要,茶汤精滤常采用0.1100um的各类过滤袋、微孔滤膜、硅藻土、纸板、石棉纤维等过滤介质,生产中常采用微孔精密过滤器、板框过滤机和薄板过滤机等过滤设备。


    (3)超滤(cif)

    超滤是一种分离组分直径更小的膜分离方法,不仅可以去除茶汤中的各种微粒,还可以截留茶汤中大部分的蛋白质、果胶、淀粉等大分子物质,由于改变了茶汤的化学组成比例,能提高茶饮料的滋味品质。茶饮料过滤应用的超滤膜孔径一般在50000300000分子量之间,生产中常采用无机陶瓷膜和卷式、管式、中空纤维等形式的各类有机膜。

    2.澄清净化方法

    净化是采用除过滤以外的纯物理或化学方法来澄清茶饮料的技术,是在纯过滤方法不能实现茶汤澄清时所采用的方法。主要包括离心沉淀法、高热处理法、工艺参数控制法等物理方法和转溶处理、酶处理、脱除有效成分、添加品质改良剂等化学方法。

    (1)物理澄清法

    ①离心沉淀处理法。采用离心机去除茶汤中的固体颗粒和悬浮物,其中高速离心机可以去除粒径大于1oum的粒子和悬浮物。在茶饮料生产中,一般将茶汁冷却至10℃以下或调整茶汁ph3.0-4.0后进行离心处理。常规低速离心可达到粗滤的效果,而高速离心可接近精密过滤。

    ②高温处理法。高温处理可以打破各类化学键之间的相互作用,降低和破坏茶汤中各种物质作用引起的沉淀,从而起到澄清茶汤的目的。一般采用110-140℃ ,0.1lomin的高温处理,可以有效防止茶饮料的沉淀。

    (2)化学澄清法

    ①碱性转溶法。转溶法是在茶汁中加人碱性物质,使茶多酚与咖啡碱之间的氢键断裂,并与茶多酚及其氧化物形成稳定的水溶性强盐,避免茶多酚及其氧化物再次与咖啡碱络合,从而消除茶乳的形成。采用碱性物质转溶是茶饮料去除

茶乳经典的方法,去除茶乳的效果明显。常用的转溶剂有naohnahco3koh等碱性物质。

        ②脱除茶乳主要成分法。茶乳主要是咖啡碱和茶多酚及其氧化产物以氢键结合而成,咖啡碱、茶多酚、儿茶素等是形成茶乳的主要成分。因而去除少量的咖啡碱、茶多酚可减少茶乳的形成量。在茶叶提取时加人0.1%--10%的聚酞胺或0.005%1%的聚乙烯吡咯烷酮,搅拌静置后过滤,可获得澄清透明的茶汁。

       ③添加剂法。在茶汁中加入明胶、阿拉伯胶、鹿角菜胶、海藻酸钠、果胶等大分子化合物和蔗糖脂肪酸醋等表面活性剂,不仅可以络合茶多酚物质,在冷却条件下形成沉淀,而且可以改变茶汁的分散性和乳化作用,增加茶汁粘度,从而获得澄清透明的茶饮料。在茶汁中添加果糖、木糖、山梨醇糖、麦芽丙糖、乳糖、葡聚糖、β一环化糊精等多糖类化合物,也可防止茶饮料的混浊或沉淀。

       ④生物酶法。采用单宁酶、果胶酶、淀粉酶和复合酶等酶对茶汁进行处理,可减少茶乳的形成。单宁酶能切断儿茶素上的没食子酸醋的醋键,反应释放出的没食子酸可以与咖啡碱结合,形成分子量较小的水溶物,从而降低沉淀的形成。

三、常用的澄清过滤工艺及其选用

    1.常用的工艺技术

    一般应根据茶饮料种类、浓度和风味特性的差异,选择不同的澄清过滤工艺技术。根据澄清工艺的特点,常用的茶汤澄清技术可归纳为以下3类。

    (1)系统过滤技术

    将不同孔径的过滤材料及设备进行组合,以去除茶汤中各类固体颗粒和悬浮物的方法,即多级过滤方式。茶饮料加工中一般采用两级过滤方式,第一级为粗过滤,多采用双联过滤器、板框过滤机等设备和金属网或尼龙等介质,去除茶汤中较大的固体颗粒和悬浮物;第二级为精密过滤或超过滤,精密过滤一般采用微孔过滤(mf)器。系统过滤技术通常用于绿茶或乌龙茶饮料加工中的澄清过滤。

    (2)系统澄清技术

    一般是指除过滤以外的、可澄清茶汤的各种物理和化学方法的组合技术。一般先采用转溶或添加各类添加剂(如明胶、β一环化糊精等)或生物酶等化学方法对茶汤进行处理,然后采用离心方法去除沉淀和澄清茶汤。系统澄清技术一般用于冷溶型红茶饮料加工的澄清净化。

    (3)澄清一过滤联合技术

    是一种将澄清净化技术与过滤技术相结合所形成的联合技术。一般先采用离心、转溶或添加各类添加剂等去除茶乳,然后采用各类过滤方法澄清茶汤。澄清一过滤联合技术可用于不同茶饮料的加工。

    2.澄清过滤方法的选用

    澄清净化技术和过滤技术各有所长,因此在茶饮料加工中一般将两者结合起来使用。相对于澄清净化技术,过滤技术具有生产简便、可连续化生产和对品质影响较小等特点。因此,在过滤技术可解决茶饮料的混浊沉淀时,应尽量选用过滤技术。

    (1)过滤方法的选用

    每种过滤技术及其过滤介质都有一个的过滤范围和过滤特点,为获得的过滤效果和经济的过滤成本,应根据不同茶汤的理化特性,采用不同的多级过滤方式,逐步去除茶汤中的固体颗粒物质,使茶汤澄清透明。在选择过滤方法及应用时应注意以下几点。

    ①茶汤自身特性。茶汤的粘度及其颗粒分布对过滤有明显的影响,在实际应用过程中应根据不同茶汤的特点选择过滤方法和应用工艺参数。一般来说,茶浸出液中可溶性固形物含量越高,粘度越大;蛋白质、果胶和淀粉等大分子比例越高,粘度相对越大。

    ②过滤介质的过滤特性。不同过滤介质会因材料孔径、厚度、疏水性及其他材料特性的不同而产生较大的差异,出现不同的分离特点。因此,应通过实际测试确定合适的过滤介质。另外,特别应杜绝使用会引起茶汤产生异味的各类材料。

    ③设备的设计和操作条件。不同的操作压力、过滤温度和过滤面积对茶汤的过滤也有明显的影响。因此,应尽可能优化管道及配套设备的设计参数和操作压力、过滤温度等工艺参数。通常过滤温度和操作压力越高,通量越大,但每种过

滤介质均有一定的温度和压力上限,同时温度过高影响茶汤的风味品质,压力过大易引起较大的滤饼阻力和浓度极化现象,从而造成过滤速率的下降。而过滤介质的面积越大,设备的投资成本也越高。因此必须通过试验确定不同介质所需的过滤面积,从而达到经济的物料平衡。

    (2)澄清净化方法的选用

    澄清净化技术一般是解决常规过滤技术无法解决或较难解决的茶汤澄清问题。澄清净化技术的选择应以稳定产品品质和降低对茶风味的影响为标准。

    ①应尽量采用物理澄清净化方法。由于一般化学净化法对茶汤风味品质的影响较大,因此物理澄清净化方法是首选,如采用冷却离心或添加澄清吸附剂等方法对茶饮料的品质影响较小。

    ②宜采用成本低和对茶汤风味品质影响小的化学净化法。一般可采用添加β一环化糊精、果糖和明胶等包埋剂和稳定剂。

    ③应采用对品质影响较小的碱转溶剂和酶类。碱转溶作为去除茶乳经典的方法,去除茶乳效果明显,但对茶饮料品质有明显的影响;单宁酶等生物酶技术虽然转溶效果较好,但使用价格高,对茶滋味也有一定的影响。因此在实际应用中应注意转溶剂、酶种类的筛选及其应用工艺参数的优化。



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