国内外茶饮料加工技术研究进展

中国茶饮料生产及技术研究现状一、中国茶饮料生产现状（一）市场现状我国在20世纪7O年代末就已开始研制茶饮料，80年代以来，在与碳酸饮料、矿泉水、果蔬汁饮料等的竞争中有了较快的发展，90年代中后期，一些大型食品企业纷纷参与茶饮料的开发与生产，如统一、可口可乐、联合利华、娃哈哈、健力宝、乐百氏、椰树、汇源等，使我国茶饮料生产成燎原之势。截止2005年，中国约有茶饮料生产企业近40家，其中大中型企业有l5家，上市品牌多达100多个，有近50个产品种类。市场上常见的茶饮料主要有康师傅、统一、哇哈哈、农夫等品牌的乌龙茶、绿茶、花茶等茶水系列产品。而与此同时，中国茶饮料消费市场的发展速度更是惊人，几乎以每年30％的速度增长，占中国饮料消费市场份额的20％，超过了果汁饮料而名列饮料市场的第三位，大有赶超碳酸饮料之势。（二）加工现状为解决茶饮料加工的技术问题。茶叶或其它食品饮料研究工作者进行大量深入细致的研究，试图从茶饮料加工的各个环节进行控制，这主要包括；原料选择、浸提、过滤、抗氧化剂或其它添加剂的添加、包装、灭菌、贮藏等技术。茶饮料的研究与开发必须以纯茶饮料为落脚点，在引导消费者从饮用可乐、矿泉水等非茶饮料向茶饮料过渡的时期，风味茶饮料的推出固然重要，但必须特别注意要以茶为主，要突出茶的特色和风昧，以免误导。茶饮料出现的混浊沉淀主要是由茶叶内含成分引起的，也是茶饮料风昧物之所在。采用一些物理方法如选用含多酚量低的品种作原料，改善包装的质量和贮藏条件可能更有利于饮料茶原色原昧的保持。此外，我国茶叶的流通体制也存在许多弊端，这种体制更加不能适应饮料茶的要求。因此，研制与开发茶饮料，必须改变流通环节过多、贮运期过长的弊病，尽量缩短产品到达消费者手中的时间，以防饮料茶的品质劣变。二、不同风味茶饮料的加工工艺（一）纯茶的加工工艺纯水→调配→精滤杀菌→热灌装→恒温→冷却→成品↑灌装、封盖→杀菌→成品浓缩汁（或茶粉）说明；①纯茶类饮料以乌龙茶为主，花茶次之，纯绿茶、红茶不多见。②调配时茶粉用量在0.2％～0.5％，浓缩汁用量为1％～1.2％。调配应加抗氧化剂。③纯茶为低酸性饮料，工艺中一般采用高压杀菌或超高温瞬时杀菌。④纯茶类的包装形式目前以热灌装PET瓶和三片罐为主。（二）调味茶饮料的加工工艺糖→化糖→净化→调配→精滤→热灌装→杀菌→成品↑浓缩汁（或茶粉）、香精、酸等说明；①调味茶饮料以红茶类较多，绿茶、乌龙茶也有。②经溶解、化糖后，经过净化处理，脱色、过滤等，增加最终饮料的透明度。③调配时，茶粉用量为0.15％～0.2％，可加一些抗氧化剂。④调味茶饮料为酸性饮料，采用巴氏杀菌即可达到灭要求。⑤调味茶饮料可以采用饮料市场中各种类型的包装，如：PET瓶、利乐包等。三、茶饮料生产中存在的技术问题尽管茶饮料的生产量呈飞速发展趋势，但在茶饮料的加工储藏工程中，仍然存在着技术难点。由于茶叶中营养成分复杂，含有茶多酚、氨基酸、蛋白质、果胶、茶多糖、色素、咖啡碱等，它们在茶饮料制造及储藏过程中很容易发生反应而引起茶汤感官品质的下降。因此在茶饮料的加工储藏过程中，仍然存在以下三大技术难点：一是茶的混浊沉淀(茶乳酪)；二是加工过程中香气成分的保持；三是维持茶饮料在制造或储存中色泽的稳定。四、国内外茶饮料加工技术研究进展1茶饮料萃取及澄清技术1.1茶饮料萃取技术茶饮料萃取技术是茶饮料加工过程中最关键的环节之一，其技术研究主要围绕于萃取效率和品质保存两个方面。近年来，茶饮料萃取技术在如何提高萃取效率的同时更好地提高茶饮料的品质方面取得了许多新的突破和进展。1.1.1低温缓程萃取技术的研究对同种茶叶原料而言，不同的萃取温度、萃取时间和茶水比例都会有不同的萃取效率和品质。萃取温度高、时间长，萃取效率高，但品质相对较差；相反，萃取温度低、时间短的品质较好，但萃取效率相对较低。日本学者研究认为高温萃取品在高温饮用时感官品质较好，低温萃取品在低温饮用时感官品质较好。液态茶饮料主要在常温或低温下饮用，因此，从口感而言应以相对低温萃取为好。研究表明，相对较低的萃取温度可以明显减轻茶汤的浑浊和沉淀物的产生，香气的保存性也较好。综合已有的研究结果来看，绿茶饮料采用低温缓程萃取技术效果较好。绿茶饮料萃取温度20-35℃，萃取时间3-6h，茶水比采用1；40-90，一次性提取的方法既有较高的浸出率，又能保持绿茶原有的风味，贮存过程中不会产生浑浊，可部分解决目前液态茶饮料生产中的沉淀问题和风味保持问题。1.1.2逆流连续萃取技术的研究。逆流连续萃取法不仅萃取效率高，可以连续作业，所需人工成本低，而且能萃取高浓度茶汤。逆流连续萃取技术可以免除茶汤的浓缩过程，不仅可以降低成本，还减少了因浓缩而出现的茶汤色香味品质劣变，非常适合用于茶浓缩汁和速溶茶的生产。1.1.3分段萃取法的研究。分段萃取法是根据茶叶在萃取工艺中茶叶品质成分浸出特点而提出的一种新方法，可以在保持品质的基础上提高茶汤萃取效率，适合用于速溶茶生产和茶饮料的加工。研究认为分段萃取法宜采用二次萃取，一般不超过三次。第一次采用常温或低温较长时间萃取，第二次采用较高温度短时间萃取。绿茶饮料多段萃取工艺如下：第一次萃取采用30—40℃或常温，萃取时间15—30min，过滤；第二次萃取采用65—80℃，萃取时间1—3min，过滤；将二次滤液合并，经调配后再进行澄清过滤。1.1.4其他萃取技术。为获得无浑浊液态茶饮料，在萃取技术上有人发明了采用乙醇加水来浸提茶叶的方法。为提高萃取效率，人们对纤维素酶、果胶酶、蛋白酶、淀粉酶在茶汤萃取过程中所起的作用做了详细的研究，研究认为上述这些酶可以提高茶汤的浸出率和改善产品的品质风味。超临界提取方法不仅可以在低温下操作，而且能够充分保留茶叶香气和有效成分，是今后茶饮料提取技术的发展方向之一。1.2茶饮料澄清技术茶饮料常用的澄清方法从机理上主要分以下几种：（1）去除法；（2）化学转溶法和氧化法；（3）离子络合法和包埋法；（4）酶法；（5）膜分离法等。由于转溶法和氧化法对茶汤原有的品质风味影响较大，而去除法不仅去除了茶汤中许多风味物质，影响滋味，而且大大降低萃取效率。因此这两种方法都有明显的缺陷。近年来，包埋法、酶法和膜分离法逐渐成为茶饮料澄清技术研究的焦点。1.2.1包埋法澄清技术利用食品添加剂对茶汤中参与茶乳形成的物质进行包埋以阻止与其它物质生成茶乳酪的方法称为包埋法。有研究表明，采用β-CD作为包埋剂可以包埋茶汤中的儿茶素类物质，阻止儿茶素与其它化学物质的络合反应，有效抑制茶汤中低温浑浊物的形成，茶汤的透光度随β-CD添加量提高而增加，且以萃取前加入更好，较佳的工艺条件为：添加量1.0%～2.5％，温度为50℃，低速搅拌20min。1.2.2酶法澄清技术国内外学者进行了大量的研究工作，结果表明酶法澄清技术先进，澄清效果明显，且专一性强、副反应小。其中单宁酶的澄清效果最好，与纤维素酶、果胶酶或氧化酶等配合使用后具有增效作用，比单独使用效果更好。1.2.3膜分离澄清技术研究表明，膜分离澄清技术具有无相变、不带入化学物质、工艺操作简便、能耗低和茶饮料澄清质量好等诸多优点。尹军峰等分别采用平板膜和中空纤维膜超滤设备对绿茶汁进行澄清处理，结果表明绿茶汁超滤工艺采用5万分子量膜孔径，25～30℃过滤温度和0.1～0.2Mpa操作压力是合适的。经过适合的工艺参数超滤后，茶汁中的茶多酚及儿茶素组成、氨基酸、咖啡碱、可溶糖、香气组分等品质成分得到较大的保留，而蛋白质、果胶等大分子物质大部分被截留。原有的纯正香气和醇厚滋味品质得到保持，同时汤色清澈透明，抗沉淀的能力得到极大的提高，基本消除沉淀现象的产生。选用合适的膜材料后，超滤对绿茶汁的酸碱度影响不大。2茶饮料保香及增香技术茶饮料加工技术研究和开发过程中，茶香的保存是现阶段最难解决的问题。茶叶对热非常敏感，在加工过程中香气的损失和变化主要发生在萃取和灭菌两道工序中。近年来茶饮料保香及增香技术的研究主要围绕着茶饮料萃取过程中的香气的损失和灭菌过程中的香气变化而进行的，主要包括原料的选择和处理、香气包埋技术、灭菌技术改善以及茶叶香精的开发等。2.1原料的选择和处理技术高品质的茶饮料需要有合适的、高质量的原料作保证，因此茶叶的选购和拼配技术至关重要。张如华、陈清泉等研究认为茶叶经烘焙后不仅可以降低茶叶水分含量，确保茶叶贮藏品质，除去茶汤苦涩味和青臭味，保持茶叶特有的香味，也可以改善茶叶香气，补充茶叶本身香气的不足，有效去除茶叶陈味。由于烘焙会造成部分香气的逸失，因而高档茶宜采用低温短时烘焙，以保持原有的幽雅香气；低档茶宜采用高温烘焙，以提高茶叶香气，去除原有的青臭味。郑正宏研究认为，在加工罐装冷饮茶时事先焙火可以明显改善茶饮料品质，否则易造成茶汤浑浊、沉淀的产生。2.2微胶囊技术及其外源天然香精香料的增香技术近年来微胶囊技术在茶叶香气保存方面的研究也有一些进展。叶宝存等采用β-环状糊精、糊精、麦芽糊精、可溶性淀粉及12种混合香精对速溶茶增香的效果表明，以β-环状糊精包埋效果最好。有研究表明，萃取过程中β-环状糊精的添加量一般为饮料重量的0.05%～0.5％，为掩饰茶饮料灭菌后产生的不良气味，可添加0.05％的β-CD进行香气包埋，具有一定效果。茶叶增香技术正日益受到人们的重视，主要方法是采用β-CD将香精油包埋后添加到茶饮料中。2.3灭菌技术的改善灭菌技术对茶叶香气的影响非常大。研究发现经高温高压灭菌后，乌龙茶、红茶的挥发性化合物有减少的趋势；绿茶中的顺-3-己烯醇、沉香醇及其氧化物和橙花叔醇的含量减少，而反-2-反-4-庚二烯、苯甲醇、β-紫罗酮、4-乙烯基苯酚等与灭菌不良气味有关的成分含量则增加。有研究表明，与115℃、20min灭菌处理相比，131℃、30s灭菌处理能更有效地保存茶饮料的香气成分。采用300Mpa压力和100℃温度以下杀菌可望成为茶饮料的灭菌技术发展方向。对不同茶叶而言，红茶、乌龙茶采用超高压技术效果比绿茶要好，可能在红茶、乌龙茶中含有较强的杀菌活性成分。3茶饮料护色技术茶饮料是一种受热不稳定体系，特别是绿茶饮料，在贮存过程中茶汤色泽易受光照、氧气和高温等的影响下而发生变化，在饮料加工中主要受萃取和灭菌技术的影响。现在市场上茶饮料主要以PET瓶包装为主，茶汤色泽的稳定性研究显得越来越重要。许多研究表明，在萃取时加入抗坏血酸和β-CD等添加剂、抗氧化剂可有效防止茶汤氧化。赵良研究发现，在pH4.0～5.0下加入0.06％Na2SO3和0.01％ZnCl2可有效抑制绿茶茶汤褐变。还有研究提出在添加L-抗坏血酸和重碳酸钠的同时加入一定量类黄酮的方法，可以克服绿茶罐装饮料褪色和失去风味的问题。4罐装及包装技术国内外茶饮料包装形式主要有玻璃瓶、马口铁易拉罐、铝质易拉罐、无菌铝纸复合包、PET瓶等几种包装。近年来随着耐热PET瓶等包装的成功开发，马口铁易拉罐和玻璃瓶包装的缺陷逐渐暴露出来，马口铁易拉罐的成本过高；玻璃瓶包装存在着机械强度低、易碎、包装物重、运输费用高等诸多缺点，市场占有率逐渐减少，而PET瓶包装发展较快，成为包装主流。罐装及灭菌技术依包装方式的不同而异，玻璃瓶、马口铁易拉罐、铝质易拉罐等包装一般采用高温高压灭菌，饮料品质相对较差；无菌铝纸复合包采用无菌冷罐装，饮料品质较好，但设备投资较大。耐热PET瓶包装兼顾了两者的优势，与易拉罐包装和无菌铝纸复合包相比具有设备投资低、加工工艺简单、品质易控制、成本较低等优势，因而得到了快速发展。热罐装技术是一种较先进的方法，投资成本低，品质保存性好。近年出现的冷罐装工艺不仅克服了茶饮料受热灭菌引起的色质改变，而且大大降低了包装成本，是一种非常有前景的工艺技术。五、关于茶饮料生产中存在问题的见解在纯茶饮料中，水占99.5％以上，因此水质指标直接影响茶饮料的风味，水中的钙、镁、铁、氯等离子的含量及pH对茶饮料的颜色及滋味均有不利影响。因此，加工过程中应该提高对茶饮料萃取用水的要求。此外，在茶饮料的萃取及澄清过程中，可以将两种或者多种技术结合使用，或许能够达到预期的效果，如将酶固定化技术与超滤膜分离相结合。适当添