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速溶茶加工技术
点击率：675来源： 作者：admin更新时间： 2014-11-21
速溶茶是以成品茶或鲜叶为原料，通过提取、过滤、浓缩、干燥等工艺过程，加工成的一种小颗粒状的易溶入水而无茶渣，又有茶叶香味，冲饮方便，便于携带的固体饮料。这种产品在欧美市场上有一定的销路，特别是美国销量最大。美国进口茶叶中约有30％用于生产速溶茶，近年来大量向我国进口绿茶片和少量茶末作为速溶茶的原料，以降低速溶茶的成本。随着速溶茶的发展，调味速溶茶、混合冰茶、各种速溶保健茶等也应运而起。
1．速溶茶的生产概况
本世纪40年代，随着速溶咖啡的发展，在美国首先进行了速溶红茶的试制。到50年代，美、英等国均已发展成为一种茶叶饮料新产品并在市场销售。50年代末至60年代初，速溶茶制造技术改进，并已形成一整套的速溶茶加工工艺和加工设备，美、英等国在一些产茶国投资办厂，用成品茶来生产速溶茶。60年代末到70年代初，速溶茶的研究和生产发展较快，中国及日本、苏联等国开展了大规模研究，发表了许多速溶茶加工的专利和论文，并提出了能保存茶叶香气的先进技术和设备，速溶茶的制造技术得到了发展，开始由成品茶制造发展到用茶叶副产品和鲜叶直接生产速溶茶。70年 代以后速溶茶加工技术发展更快，从单一的红茶速溶茶发展到绿茶速溶茶、乌龙茶速溶茶、去咖啡因速溶茶和各种保健型速溶饮料。在加工设备上采用了连续回流提 取、香气回收、膜浓缩技术、振动流化床干燥等，在产品品质上添加环状糊精，以保存茶叶的香气和降低速溶茶的吸湿作用。速溶茶这个新兴的再加工茶类，从40年代开始到现在，大约经历了40年的不断改进和提高，表现为产品质量提高，加工成本降低，倍受广大消费者的欢迎。
目前我国生产的速溶茶产品有红茶速溶茶、绿茶速溶茶、乌龙茶速溶茶、花茶速溶茶等。从产品的速溶度可分为热溶型(如新芽牌)和冷溶型(如芙蓉牌、新芽牌等)两种。这些产品在内质上，热溶型香味较浓，汤色红明，其中速溶绿茶香味浓而鲜爽，汤色黄绿明亮。除纯速溶茶外，还有调味速溶茶(柠檬速溶茶、果味速溶茶、果汁奶茶、混合冰茶)、添加天然草药的各种保健速溶茶、除去咖啡因的低咖啡因速溶茶等。这些新产品迎合了人们要求饮料有益健康和饮用方便的愿望，应市后发展很快，当前特别是保健茶和低咖啡因茶有增长趋势。1987年美国低咖啡因茶进口量已达2800吨，占速溶茶总进口量的25％。
速溶茶由于有喷雾干燥产品和冷冻干燥产品之分，因此，外形亦有所不同，前者呈颗粒状或粉状，后者呈鳞片状。但不论哪种产品，其外形状况和容量，都直接反映产品的结构，是产品质量和包装要求的一个重要指标。一般最佳颗粒为直径200～500微米，外观优美，溶解性好，最适容重控制在6～17克／100毫升，而以13克／100毫升为最好；外形容重超过13克／100毫升，颗粒小于150微米则溶解性能下降；容重小于6克／100毫升，则结构松泡，易破碎粘聚。
速溶茶的品质与其所含的化学成分有关，这些成分含量的高低，因原料和加工方法而不同。目前我国生产的速溶茶，经分析，茶多酚及其氧化物含量一般在30％～40％，茶红素与茶黄素的比值差异很大，一般比值在1∶40～80的范围内；咖啡碱含量都在7％～10％之间，冷溶性速溶茶含量低，热溶性含量高，氨基酸含量一般在3％～12％之间，其中茶氨酸占氨基酸总量的44％～76％。对品质影响最大的有：茶氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、苯丙氨酸等；糖类和水化果胶在速溶茶的滋味”厚度”和造型方面有作用，含量一般在4％～9％之间。以上这些成分是形成速溶茶的物质基础，因此，在速溶茶的加工工艺各个环节中，都要防止这些对热敏感的有益成分的损失。
2．速溶茶的加工方法
速 溶茶的加工，主要包括原料处理、提取、净化、浓缩、干燥、包装和贮藏等过程。其基本原理是将茶叶中提取的水可溶物进行转化和转溶，增进速溶茶的色、香、 味，然后进行干燥，成为一种速溶的固体饮料。这种饮料对异味、温度、氧气、水分非常敏感，因此对包装条件的要求非常严格。
(1)原料处理
速溶茶大部分是用成品茶和茶叶副产品为原料，也有用鲜叶、半制品和经处理后的干制品做原料的，但无论哪种原料，在加工前都必需进行原料的预处理：成品茶和干制品要轧碎，通过40～60目筛；鲜叶要经过萎凋和杀青后再用切碎机切碎，如果是萎凋叶，切碎后还必须进行一定程度的发酵，促进多酚类物质的氧化；也可用不同品质的原料并配，如在红茶中拼入10％～15％ 的绿茶，能提高汤色的亮度、香味的浓度和鲜爽度。为了保持茶叶原有的香气，可在提取之前将茶叶先用液态二氧化碳进行气提，使茶叶香气物质溶入液态二氧化碳 中，防止茶叶香气物质的氧化，然后将含有香精油的二氧化碳通入浓缩液中进行喷雾干燥，或者在受粉器中进行芳构作用，以提高速溶茶的香气。用鲜叶和鲜叶干制 品提取的提取液，必须通过酶的转化和化学转化，才能形成红茶。引起这些转化的主要有多酚氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶，这些酶与未发酵茶的混合液，在30℃条件下保温1.5～2.0小时，就能完成转化作用。而化学转化是用氧化剂(高锰酸钾、过氧化氢、氧气等)，加入提取液中促使其转化。这两种转化，前者系酶引起的偶联氧化反应，使茶黄素的氧化与氨基酸的还原同时发生，氨基酸还原生成的醛类有利于改善香气。后者茶黄素的氧化反应形成茶红素，使提取液形成红色，但是这时茶提取液的酸度下降，必须用碱液调整到原液的酸度。
1—提取 2—离心 3—过滤 4—贮液 5—浓缩
6—冷凝水 7—喷雾干燥 8—电热器 9—速溶茶
速溶茶加工工艺流程示意图
(2)提取
速溶茶的提取是以符合饮用标准的沸水作为溶剂，抽取茶叶中的水可溶物质。提取系统可以分为三种组分，即溶剂(水)、溶质(提取液)、隋性固体(茶叶)， 而溶质包括了固相和液相，因此，固相中的液质浓度与液相中的溶质浓度就存在一定的浓度差，可溶物由固体向液体扩散，固体浓度随时间而不断降低，是一种不稳 定扩散过程，其平衡关系甚为复杂。因此，根据这一提取理论，在操作上采用单一批次的单桶提取或多桶连续提取等方法，通常茶叶可溶物总量控制在30％左右，因为过量提取会使一些不可口的植物性提取物溶解出来，形成速溶茶的粗青味和涩味。
(3)过滤与转溶
茶提取液中含有碎末茶和悬浮杂质，必须经过净化处理。主要方法是通过离心过滤或减压过滤。离心过滤通过布滤袋，除去颗粒大的杂质，而后再进行减压过滤(过滤介质为羊毛毡和100～150目尼龙布)。过滤后的提取液无沉淀物。但是在茶提取液中，还存在一种当提取液冷到5℃时就会产生的絮状沉淀，称为”乳络物”，通常称之为”冷后浑”，这种物质的多少是茶叶质量的标志。在热溶型速溶茶中不会产生沉淀，其茶汤明亮，滋味浓醇。而在冷溶型速溶茶中，必需对“茶乳酪”进行转溶，才能成为冰茶和冷饮料的原料。转溶的方法主要有酶促降解和碱法转溶。
酶促降解，采用单宁酶切断儿茶酚与没食子酸的酯键，解离的没食子酸阴离子，又能同茶黄素和茶红素竞争咖啡碱，形成分子量较小的水溶物，其阳离子在有氧的条件下与碱中和。
碱法转溶，是速溶茶生产中普遍使用的方法。基本原理是在茶提取液的沉淀物中，加入一定浓度的氢氧化钾或氢氧化钠溶液，使解离的羟基带有明显的极性，打开茶乳酪的氢键，与茶红素等竞争咖啡碱，改组为小分子可溶物。主要方法是根据茶提取液沉淀物中可溶物的浓度，加6％～7％的碱量，这时溶液的PH达9左右，搅拌增加氧气使茶乳酪溶解，然后加一定浓度的食用酸中和后，使经pH转溶液达到原提取液的pH水平，并经过滤除去杂质。经过这样转溶的提取液，制成的速溶茶，就称为冷溶型速溶茶。用冷水冲饮，茶汤清澈明亮，无沉淀物。
冷冻离心沉淀，根据茶乳酪在冷冻条件下易聚沉的特性，温度越低析出量就越多的原理，采用冷冻离心法使胶体浑浊物分离，其处理方法简单，不经任何转溶处理。除去胶体浑浊物的提取液，茶味淡薄。离心沉淀后的茶乳酪沉淀物可加入到热溶型速溶茶提取液中去，以增加速溶茶的浓度。
总之，以上三种处理方法，解决了冷溶速溶茶的澄清度问题，但损失了部分有效可溶物，因此，冷溶型速溶茶比热溶型速溶茶，表现为味淡，可溶物含量低。
(4)浓缩
经过净化处理的低浓度提取液(可溶物含量2％～ 4％)， 必须加以浓缩，才能进行干燥，否则将降低速溶茶的干燥效率，增加速溶茶的加工成本。因此，浓缩处理是速溶茶加工中重要的过程。速溶茶的浓缩方法，目前常用 的有加热真空浓缩，另外还有冷冻浓缩和反渗透浓缩。这三种方法前者是生产上广泛使用的一种方法，成本低，效率高，缺点是对茶叶品质有影响。后两种对茶叶品 质有利，但生产成本较高，随着科学技术的进展，这种先进的浓缩方法，将会逐渐在速溶茶生产中应用。
加热真空浓缩，在浓缩器内保持一定的真空度和温度，使水的沸点降低而快速蒸发。特点是真空度高，液体沸点低，受热时间短，浓缩时间大大缩短。据试验，在同等真空度条件下，不加温浓缩和加温(36℃)浓缩相比，浓缩时间后者只有前者的1/7,茶浓缩液的质量也好。加热真空浓缩的技术条件，要求浓缩液达到20％～40％的浓度，真空度700～720毫米汞柱，浓缩温度视茶叶情况而定，茶叶老嫩不同，其耐热性也不同：一般上档原料不低于45℃，下档原料不低于50 ℃，茶叶副产品可达60℃。
冷冻浓缩，这种浓缩方法是利用水溶液在共晶点与低共熔点前，部分水分呈冰晶析出的原理，来提高提取液的浓度。如茶提取液浓度很低，当逐步冷却到0℃时， 就有部分冰晶在提取液中析出，浮在液体的表面，余下的溶液浓度提高，再继续进行降温到新的冷结点，再次析出冰晶，如此反复进行。总的冰晶析出量增加，提取 液的浓度不断提高。由此可知冷冻的温度越低，析出的冰晶越多，溶液的浓度也愈高。提取液的浓度要求，可由析出的冰晶数量(即去水量)来计算得出百分浓度，也可用波美表来测定浓缩液的浓度。这种方法需要一定制冷量的冷冻设备。
反 渗透浓缩，是一种膜分离技术。近年来发展很快，已逐步在溶液的浓缩、物质的分离和精制等方面应用，效果很好。膜分离技术是利用膜的微孔，分离亚微细粒的大 分子团物质，以高压泵产生的压力，推动溶液强制通过膜的微孔，产生溶剂和溶质分离，水的分子能顺利通过膜孔，而物质的微粒不能通过。这样经多次循环浓缩， 溶液就能达到一定的浓度。在此浓缩技术中，对膜的选择是非常重要的，各种膜均有使用的专一性，否则浓缩的效果不好。反渗透浓缩在整个浓缩工艺过程中，不加 温，不蒸发汽化，因此物质的风味和香气成分不易散失，不存在相变过程，故能耗费用少。
(5)干燥
在速溶茶的生产中，目前国内外使用的主要干燥方法有喷雾干燥和真空冷冻干燥两种，其中使用最多的是喷雾干燥。
喷 雾干燥，是将浓缩液通过雾化器雾化成为极细的雾滴，与炽热的空气进行剧烈的热交换，干燥成为粉状或颗粒状、含水量低的速溶茶，通过旋风分离器，排出湿空 气，使速溶茶沉降于集粉罐中。这种干燥方法的特点是干燥速度快。茶浓缩液被雾化成很小的微粒，增大了液体蒸发的表面积，如1立方厘米的液体，雾化的液滴直径为100微米，则其总的液滴的表面积为600平方厘米，这样大的表面积与高温热介质接触，进行迅速的热交换，一般只需几秒到几十秒就能干燥完毕，具有瞬间干燥的特点。虽然喷腔中空气温度较高，热空气进口温度达150～250℃， 但液滴有大量水分蒸发，其干燥温度一般不超过热空气的湿球温度，适合热敏性物料的干燥，且制品有良好的分散性和溶解性，产品干后成为粒径不同的空气球，制 品疏松，产品在密封的容器中干燥不会污染，生产过程简单，操作方便，适合连续化生产。其主要缺点是单位产品耗热量大，容积干燥纯度小，因此干燥设备体积 大。在速溶茶的干燥中，喷腔的温度随喷腔的体积大小而不同，一般控制温度在15～250℃，排湿温度85～95℃。
真空冷冻干燥，是将浓缩液先结冻到冰点以下，使水变成固体冰，然后在低于水的三相点压力的真空条件下，将冰直接转化为汽而除去，而茶浓缩液被干燥。具体干燥方法是将茶浓缩液放入真空冷冻箱内，在极冷(-35℃)下结冻成冰块，然后在箱中造成真空状态，真空度保持余压0.6～0.1毫米汞柱，使茶浓缩液结冻的冰块中水分汽化蒸发，然后以每小时升温３℃的速度升到O℃，再以每小时升温5℃的速度升到25～30℃，保持1～2小时，使产品的含水量达到3％～4％，解除真空状态，取出速溶茶，在干燥的条件下粉碎、过筛后密封于容器中保存。真空冷冻干燥的缺点是，需要一套真空和制冷设备，投资和操作费用大，成本高。
喷雾干燥和真空冷冻干燥的产品品质不同，前者外形呈球形颗粒状，内质香味较差；后者外形呈鳞片状，内质能保持原茶的香味。该两种干燥方法，每脱水1公斤的成本，真空冷冻干燥是喷雾干燥的6倍。
(6)包装
速溶茶是一种亲水性物质，吸湿性很强，包装不好极易潮解，结块变质，茶叶香味俱减，汤色转暗，溶解性差，丧失商品价值。因此，速溶茶的含水量应控制在3％～4％，过高过低都会影响速溶性。根据速溶茶的这一特性，包装车间要有调温、调湿设备，以控制包装过程中速溶茶的吸湿。一般要求空气状态参数为：温度20℃，相对湿度60％以下，用轻质玻璃瓶或聚乙烯复合袋包装，贮于低温干燥的仓库内。