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膜分离与真空冷冻干燥技术生产速溶苦瓜茶的工艺研究

作者: 发表时间:2007-06-29 14:38:00

苦瓜, 一年生草本植物, 是我国传统的常吃不厌的蔬菜。不仅营养丰富, 而且具有独特的保健功能, 其中含有较高量的蛋白质、氨基酸、维生素和多种人体必需矿质元素, 特别是Vc的含量属于瓜类蔬菜之首。苦瓜的多种生理活性物质对人体有着极其重要的营养价值和功效, 苦瓜茶具有抑菌抗炎、清热解毒、清心明目、抗疲劳及增强免疫功能。目前,苦瓜的深加工食品除了液体饮料, 其它形式的产品仍然较为少见。因此, 采用苦瓜浸提液加工保健速溶茶, 丰富苦瓜食品系列, 增加苦瓜食品资源的转化途径。

在生产速溶茶的诸多工艺中, 采用膜分离技术浓缩、真空冷冻干燥技术干燥, 有着其它方法制备速溶茶不可比拟的优越性: ( 1) 最大限度地保留了苦瓜、茶叶的有效成分和色、香、味, 避免了高温对其成分的破坏。这是因为膜分离浓缩可以避免普通浓缩法出现的高温、相变之类的现象; 而真空冷冻干燥是在低温真空状态下干燥, 很适用于象茶这样对热特敏感的物质的干燥; ( 2) 由于在固态(冰)的状态下干燥, 保持了茶液的原有结构, 溶解性极佳, 可以在热水、冷水中速溶; ( 3) 茶液的及时干燥, 避免了其酸败、发酵, 同时干品茶粉的保存性好, 可在常温下放置数年以上, 而无须冷藏; (4) 成品质量轻, 便于运输,不用倒茶渣, 不产生社会垃圾。

1 、材料与仪器设备

1.1 原辅材料

苦瓜: 市售新鲜苦瓜; 绿茶: 市售当年产鲜绿茶。

1.2 主要仪器设备

不锈钢夹层锅(设有搅拌器)、压榨机、硅藻土过滤机、微孔过滤器、超高温瞬时灭菌机、LAB- Unit20型反渗透膜分离装置、ALPHA1- 2型真空冷冻干燥机。

2 、工艺流程

选料→清洗→剖半去瓤籽→切片→护绿→沥水→烘干→粉碎→浸提→过滤→冷处理→精滤→
                                                                             ↑
                                                                           绿茶
                               杀菌、冷却→反渗透膜浓缩→真空冷冻干燥→包装→成品

3 、操作要点

3.1 选料、清洗、剖半去瓤籽、切片、护绿

选择新鲜七成熟无病虫害的苦瓜, 用流动水清洗干净, 削去苦瓜两端, 剖成两半, 去瓤、去籽、切成约5mm厚的薄片, 投入100mg/kg葡萄糖酸锌溶液中1h(真空条件下效果更好)进行护色。护色完毕, 将苦瓜捞出, 用清水冲洗干净; 绿茶, 选择当年生无氧化劣变的鲜茶。

3.2 沥水、烘干

将苦瓜片平放在筛网上自由沥水10~15min, 注意不要堆积, 或采用离心机沥水, 脱去苦瓜片表面的多余水分, 在烘箱中70℃, 热风干燥8h。

3.3 粉碎

苦瓜片和绿茶1∶4的配比, 经混匀粉碎成粒径10~20目的细粒。

3.4 浸提、过滤

将苦瓜和绿茶粉碎料与水按1∶5的比例混合, 在夹层锅(或热浸提缸)内加热至80℃, 保持30min, 然后在压榨机上进行汁渣分离, 再经硅藻土过滤机过滤即得到本实验中的苦瓜茶原汁。

3.5 冷处理、精滤

过滤后的茶汤经0~4℃低温静置24h后采用0.2μm微孔过滤器过滤茶汤。

3.6 杀菌、冷却

采用超高温瞬时灭菌机进行杀菌, 灭菌温度125℃, 时间3s, 将杀菌后的茶汤冷却到常温。

3.7 反渗透膜浓缩

采用反渗透膜浓缩, 开机后压力控制在10kgf/cm2, 然后随着浓度的增高, 增加压力, 浓缩过程中压力控制在30kgf/cm2, 以浓缩后浆液固形物含量达到20%~40%为宜。

3.8 真空冷冻干燥

将浓缩茶液装入托盘, 液体厚度控制在10mm,然后将托盘置入速冻库内冻至茶液共晶点以下, 一般冻至- 25~- 30℃, 速冻时间2h。
速冻好的茶液放入干燥室内, 干燥室的真空度控制在66~108Pa, 使茶液固体处于升华状态, 升华所需的热量由搁板提供, 开始时的温度应接近其共融点(- 17~- 20℃), 但又必须低于共融点, 避免茶液固体融化、起泡, 当升华阶段结束后, 可提高搁板的温度, 但不能超过物料允许的最高温度(40℃), 防止物料焦黄化。

3.9 包装

冻干结束, 开启真空充气阀充进氮气或干燥过的空气, 开门取出产品, 在相对湿度20%~40%、温度18~25℃的已消毒的密闭车间内进行称量包装。

4 、结果与讨论

4.1 根据不同原料的品质特征或客户的要求对原料进行适当拼配, 才能保持速溶茶品质的相对稳定,保证质量, 改善风味, 降低成本。

4.2 浸提条件不仅影响制成品的色、香、味等品质,也影响到成品得率。相同的茶原料, 其有效成分的浸出量同原料与提取液的接触面积大小有关, 外形越小, 接触面积越大, 浸出率就越高; 如果原料过细, 易吸水结块, 溶剂渗透性差, 反而降低扩散速度, 并使提取液混浊, 增加过滤困难, 影响生产效率, 因而可将苦瓜片与茶叶进行适当轧碎处理; 浸提时茶水比是一个较难确定的因素, 水量大虽然能够将茶叶中的有效成分较多的提取出来, 但增加了浓缩时的动力消耗, 更重要的是增加了由于浓缩时间过长而带来的茶香气滋味的损失; 水量少, 浸提不完全, 得率低; 苦瓜片与茶叶中可溶性主要化学成分随浸提时间和温度的增加而增加, 但温度太高对茶汁的色泽、香气等品质有不利的影响, 时间过长会影响经济效益。根据浸提方法和试验结果, 茶水比为1∶5, 浸提温度80℃, 时间30min, 物料破碎度为10~20目较为理想。

4.3 过滤的低浓度茶浸提液必须浓缩, 将固形物提高到20%~40%, 这样既可提高干燥速率, 也有利于获得低松密度的速溶茶。

4.4 冷处理的原因。首先可以避免茶汤因长时间高温而汤色变黄、产生闷气等变化; 其次使浸提液中的茶香成分得到部分保存, 使产品有较好的茶香;更重要的是使其中的部分物质(如茶多酚、咖啡碱、可溶性蛋白等)发生沉降, 以便在精滤时将其除去,由此可获得有较好冷溶性的成品, 避免“冷后混”现象的发生。

4.5 采用反渗透膜浓缩, 浓度指标要订得合理, 不能太高, 否则将无法达到预期的目的。同时, 在浓缩过程中, 若采用氮气加压抗氧保护, 使茶液的色泽免受影响; 另外, 在浓缩过程中, 由于浓差极化, 必须采取一定的清洗方法, 恢复膜的再生性能, 延长膜寿命, 降低生产成本。

4.6 真空冷冻干燥法干制, 茶的色、香、味特征都能较好的保存下来, 制品溶解性能好, 容重(g/100mL)小, 在定容包装中能获得一致的充满度。在冻干前进行物料共晶点、共融点及最高温度测定, 结合物料在冻干盘中的多少和厚度, 决定预冻、升华、解析的时间、温度和真空度, 先做好小型试验及必需的前处理工作, 在生产中再进行试用。

4.7 速溶茶具有较大的比表面, 容易吸潮, 且对异味敏感, 包装材料要求安全、无毒、轻便、防潮、防光、防空气渗透。最好是采用铝箔复合塑料袋小包装, 开封后一次用完, 以避免吸潮变质。

4.8 该工艺的不足之处: 以真空冷冻干燥法生产的速溶茶产品, 其质量与其它方法生产的速溶茶产品有不可比拟的优越性, 但冻干法生产效率低, 成本偏高。

5 、结束语

利用反渗透膜浓缩结合冻干技术生产速溶苦瓜茶, 极大地抑制了速溶茶在生产过程中的氧化褐变以及产生的闷气熟汤味, 尤其是避免传统做法的高温作用使茶液成分不受损失, 可以得到色、香、味、形俱佳的速溶茶产品。

参考文献:

[1] 张雁,丘银清,张名位,等.保健型苦瓜固体饮料的研制[J].广州食品工业科技,2004,(3):69- 70

[2] 汝医,祁国栋.苦瓜凉茶加工工艺[J].农牧产品开发,2000,(1):15

[3] 唐北育,朱军.膜分离技术与真空冷冻干燥技术在茶加工上的应用

[4] 黄继轸,杨正坤.速溶茶的加工及其研究进展[J].茶业通报,2003,(1):33- 35

[5] 阮美娟.保健速溶茶的研制[J].食品研究与开发,1996,(3):13- 16