食品工程硕士论文高品质速溶绿茶工艺的研究

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1、分类号： 单位代码：10389密 级： 学 号：40403004福建农林大学工程硕士学位论文高品质速溶绿茶工艺的研究学 科 门 类：食品工程 一级学科名称：二级学科名称：研 究 方 向：食品工艺研 究 生：指 导 教 师：第 二 导 师: 论文完成时间：二OO八年十二月3福建农林大学工程硕士学位论文 高品质速溶绿茶工艺的研究Graduate Thesis of Fujian Agriculture Forestry UniversityStudy on processing of high-quality instant green teaCategory：Food EngineerFirst

2、 Rank Discipline： Senondary Rank Discipline：Research Field：Food TechnologyName of Postgraduate Student：Yuanzhi ZhangAdvisors： Jinquan Chen Prof. Completation Date：December，2008独创性声明本人声明，所呈交的学位（毕业）论文，是本人在指导教师的指导下独立完成的研究成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本研究做出贡献的同志，都在论文中作

3、了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。学位（毕业）论文作者亲笔签名：日期：论文使用授权的说明本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位（毕业）论文的规定，即学校有权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅; 学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密，在年后解密可适用本授权书。不保密，本论文属于不保密。学位（毕业）论文作者亲笔签名：张远志 日期：2008-12-13指导教师亲笔签名：陈锦权 日期：2008-12-13iii 目 录摘要1Abstract2前言3第一章 速溶绿茶超声波-逆流技术提取工艺的研究81材料与方

4、法81.1 实验原料81.2 实验仪器81.3实验方法82 结果与分析92.1超声波最佳频率的选择92.2 超声波萃取最佳温度的选择92.3 超声波萃取最佳时间的选择102.4超声波萃取最佳茶水比的选择102.5 超声波萃取最佳提取次数的选择112.6酶制剂对提取率及其品质的影响112.7 搅拌对其提取率及其品质的影响112.8 浸泡时间长短对提取率及其品质的影响122.9 超声波提取与水浴锅提取的对比122.10 超声波提取与逆流提取的对比与结合132.11 不同浸提方法下茶汤的感官审评133 主要结论134 存在问题及研究方向13第二章 酶处理对超滤、反渗透澄清浓缩绿茶茶汤影响的研究141

5、 材料与方法141.1材料141.2方法142 结果与讨论152. 1单一酶解对绿茶汁成分及膜超滤通量的影响152.2酶混合处理与膜超滤通量及茶汁成分的关系172.3 酶处理对反渗透过程的影响172.4 酶处理对茶水稳定性的影响183 结论19第三章 速溶绿茶真空冷冻干燥工艺条件的优化201 材料与方法201.1 实验装置201.2 实验材料201.3 速溶茶的品质质量201.4 实验方法202 结果与讨论212.1 冻干曲线212.2讨论22第四章 高品质速溶绿茶产品质量231 原料质量232 生产工艺与产品质量232.1 生产工艺流程图：232.2 产品质量指标及检测方法233 产品包装质

6、量24第五章 讨论与展望25参考文献27致谢29 福建农林大学工程硕士学位论文 高品质速溶绿茶工艺的研究摘要茶叶具有降血压、降血脂、降血糖、抗癌、抗氧化、抗衰老、抗爱滋病毒等功效，已成为全球最受欢迎的饮品。随着人们生活水平的提高以及对茶饮料口味和风味的要求会越来越高,各种纯茶及名优茶饮料的需求量不断增大，所以采用新技术提升速溶茶品质，以期提高茶饮品的品质具有重要意义。逆流提取技术，不仅为低温浸提提供了可能，使有效成分的提取率有所提高，而且可缩短香气物质经受高温的时间，提高茶汤的品质。超声波提取技术可以缩短提取时间，提高提取得率。膜分离技术可最大限度的保留茶汤中的风味物质，使速溶茶的品质得到较大

7、提高。真空冷冻干燥可保存制品中的生物活性物质，干燥后的制品呈多孔海绵状结构，极易溶于水（甚至在冰水中，也能迅速复原）。低温浸提的最佳工艺参数为：温度45，时间40min，茶水比1:20，PH=5.0。用超声波提取茶叶，提取率可提高10%15%，提取时间短，效率可提高50%左右，且节约能源。超声波提取，选取波段（23.028.5Hz）强档，绿茶（龙井）的最佳提取参数是提取温度4555，提取时间1015min，茶水比1:20，提取2次，其汤色较亮，但有沉淀，滋味鲜爽，香高，龙井特征明显。真空冷冻干燥最佳参数：铺盘量5.5KG/盘，采取速冻方式降温速率为1050/min。关键词：速溶绿茶、超声波逆流

8、提取、低温提取、膜分离、真空冷冻干燥 AbstractTea with lowering blood pressure, blood lipid, lowering blood glucose, anti-cancer, anti-oxidation, anti-aging, anti-HIV and other efficacy, becomes the worlds most popular beverages. As increasing demand of pure tea and famous excellent-quality tea drinks, improve the qua

9、lity of the instant tea with new technology is of great significance. Contranatant extraction, not only provide a feasibility of low-temperature extraction, improve the extract rate of effective components, but also shorten the time of aroma components under high temperature and improve the quality

10、of tea juice. Ultrasonic extraction technology can shorten the extraction time, and improve extraction rate. Membrane separation technology can reserve the flavor matter maximum to improve the quality of instant tea greatly. Bioactive substances of products can be preserved by Vacuum freeze-drying.

11、And the products are sponge-like porous structure, which can be dissoluble in water easily (or even in ice water, recover quickly). The optimum process parameters of extraction in low temperature is: 45, 40 minutes, 1:20(solid liquid ratio), pH=5.0. The extraction rate can be increased by 1015% with

12、 ultrasonic, and the efficiency can be improved 50%, so as to shorten extract time and save energy. Under ultrasonic (23.028.5Hz), the optimum process parameters of Green tea (LongJing Tea) is 4555, 1015min, 1:20, extract 2 times. The sensory tasting of tea liquid is rather bright, high aroma, fresh

13、 taste, and has obvious LongJing Tea characteristics of mellow taste and flavor, but with a little sedimentation. RO concentration efficiency has also been improved, and to reduce membrane fouling. Vacuum freeze-drying optimum parameter: The Shop disk capacity is the 5.5KG/plate, adopts the quick-fr

14、eeze way temperature decrease speed for 1050/min.Keywords: Instant green tea, Ultrasonic- Contranatant extraction, extraction in low temperature , Membrane separation, Vacuum freeze-drying 前言一、茶叶茶是世界三大饮料之一，我国是世界产茶大国，茶叶的生产在我国已有两千多年的历史。茶叶具有降血压、降血脂、降血糖、抗癌、抗氧化、抗衰老、抗爱滋病毒等功效1，已成为全球最受欢迎的饮品。在我国，茶叶的种植较为分散，茶园

15、生产力整体水平低下，生产成本高，再加上茶叶加工技术与设备落后，茶叶品质很难稳定和提高。茶产品档次低，生产的茶叶基本为初级产品，深加工产品只占3%左右，产品的技术含量和附加值均很低，无法满足国际市场需求，再加上农药残留问题解决难度大，所以茶叶出口受到极大的限制。要提高我国茶叶的国际竞争力，在加强良种选育、改进种植模式及提高制茶水平的同时，发展茶叶的深加工是当务之急。现代医学对茶功能性的深入研究及现代生活方式的变化，极大的推动了茶饮料市场的发展，即饮茶饮料已成为发展最快的饮料，茶饮料的品种日新月异、推陈出新，消费者对茶饮料的口感及风味提出了更高的要求，茶饮料也逐渐由调味茶向更天然的纯茶饮料过渡，纯

16、茶饮料的发展在很大程度上依赖于速溶茶生产技术的发展。速溶茶的生产为茶叶、尤其是中低档茶叶的有效合理利用提供了保证。用传统工艺生产的速溶茶，由于采用高温浸提，茶叶的香气物质损失严重，生产的速溶茶只适合于生产调味茶。现在消费者更崇尚天然与健康，口味不断细化，对产品的风味提出了更高的要求，各种纯茶及名优茶饮料的需求量不断增大，成为新一代的即饮茶饮料。我国为茶叶生产大国，在长期的制茶历史过程中创造了很多支名优茶，为中国的茶叶赢得过无数的声誉，但中国茶文化及饮茶习惯与西方文化及现代生活习惯上存在的差异，及加工工艺落后，农残含量高等原因导致我国茶叶出口及全球地位下降。所以，采用新技术提高速溶茶品质，使速溶

17、茶不仅具有方便卫生等优点，满足现代消费习惯的需要，而且具有中国名优茶品质特征，对于中国大宗茶的出口和销售及提升我国茶叶的国际地位具有重要意义。二、速溶茶生产速溶茶生产的一般工艺为茶叶原料经热水浸提、澄清处理、浓缩和干燥，为提高茶叶的浸出得率，降低成本，需尽可能的提高浸提温度。浸提温度的提高虽然获得了较高的浸提得率，但也使得茶叶的香气物质损失殆尽，所以用此工艺生产的速溶茶仅适于调味茶的生产。而减轻香气损失的措施之一是尽可能的缩短香气物质经受高温的时间，因此引入了逆流浸提技术。逆流浸提技术的应用，与单罐浸提相比，不仅得率有所提高，而且可缩短香气物质经受高温的时间，茶汤品质得到提高；但浸提仍是在较高

18、温度下进行，低沸点的香气物质仍无法得到保留，使速溶茶与茶叶相比，品质上存在较大的差异，成为了茶饮料新品发展和代替茶叶的瓶颈，亟待解决。为提高速溶茶品质，膜分离技术逐渐在速溶茶生产中得到应用。由于膜分离：一是不发生相变，二是在常温下进行浓缩，因此最大限度的保留了茶汤中的风味物质，使速溶茶的品质得到较大提高；真空冷冻干燥技术在速溶茶生产中的应用也使速溶茶的品质得以提升。但要想从根本上改善速溶茶的品质，使其具有叶茶的品质特点，必须从源头抓起，从茶叶的浸提步骤入手，只有获得品质极佳的茶汤，再结合膜分离技术和真空冷冻干燥技术，才可望获得具有茶叶品质特点的速溶茶粉。本研究拟结合低温逆流浸提技术和超声波技术

19、，生产出高品质的茶汤，结合膜分离、膜浓缩技术及真空冷冻干燥技术等低温处理技术，生产出具有茶叶品质特点的速溶茶粉，充分发挥我国名优茶的品质特点，为推动茶饮料和我国茶叶的健康发展提供原料和技术保障。三、超声波提取超声波是频率20kHz以上的声波，是一种机械振动在媒质中的传播过程，在传播过程中，超声波与媒质的相互作用，可以使超声波的相位和幅度等发生变化；超声技术在食品工业中的应用可分为两类：一类是频率高，能量低（一般小于1W/cm2）的检测超声波，其频率多以MHz为单位；另一类是频率低，能量高（通常为10100 W/cm2）的功率超声波，其频率则以kHz为单位。功率超声波则会使媒质的状态、组成、结构

20、和功能等发生变化。超声技术在我国虽然起步较晚，但起点高、发展迅猛，在相关理论和应用技术方面取得了丰硕的成果。功率超声是利用超声振动能量，能在介质中产生强大的剪切力和高温，从而改变物质组织结构、状态、功能或加速这些改变过程，可以引发或强化机械、物理、化学、生物等过程，提高这些过程的质量和效率，达到其他处理技术难以达到的效果。最基本的是热作用、机械作用和空化作用。超声波是频率大于20kHz以上的声波，具有频率高、波长短、穿透力强等特点。它在介质（液体）中传播时，能产生空化作用及一系列特殊效应（如力学效应、热效应、化学效应、生物效应等），具有搅拌、分散成雾、凝聚、冲击破碎和疲劳损坏、加热、促进氧化、

21、还原、促进高分子物质的聚合或解聚等作用25。超声波提取技术则是利用超声波特殊的强纵向振动，高速冲击破碎，空穴效应，搅拌及加热等物理性能，破坏提取物细胞结构，使溶液能渗入细胞内部，从而加速茶叶有效成份的溶解，提高有效成份的提出率，实验对比分析证明超声波提取可大大缩短速溶茶的提取时间，提高提取效率，并且极少改变有效成份的结构。功率超声在食品工业中应用较为广泛，现在应用比较成熟的领域包括超声清洗、细胞破碎、超声扩展、超声提取、超声均质和超声喷雾等。随着超声技术的发展，功率超声将不断应用于食品工业新领域3。超声提取是近年来兴起的提取技术，低强度超声不仅可使细胞周围形成微流，还可使动植物细胞产生胞内环流

22、，从而提高了细胞膜和细胞壁的通透性7。超声波提取可以缩短提取时间，减少溶剂用量，提高提取得率，有助于克服有机溶剂浸提法提取步骤多、操作复杂、产品质量难以保证等问题5。超声提取的原理是通过与媒介作用，产生的作用效应，加速细胞壁的破裂和物料的转移，提高提取频率。已有很多科研人员对超声提取进行了研究。Zedna Hromdkov等6用超声波强化提取玉米芯中的木聚糖，同不用超声波的提取结果对比，超声处理可明显缩短提取时间，降低提取剂的浓度和提取温度，两种方法提取的糖组分和结构无明显差别。但是，目前对超声提取的研究，仅限于单频超声提取技术，复频或双频超声提取的研究还处于开始阶段7。曹雁平等8利用双频复合

23、超声浸取绿茶中的茶多酚，在茶多酚的浓度、浸取得率和浸取速率3个方面都比单频超声和传统水浸提有明显的优势。复频超声提取技术成为研究新热点。四、膜分离技术膜分离是指借助膜的选择渗透作用，在外界能量或化学位差的推动下对混合物中溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集。与其他传统的分离方法相比，膜分离具有过程简单、经济性好、没有相变、分离系数较大、节能、高效、无二次污染、可在常温下连续操作等优点9。因此，膜分离特别适用于热敏性物质的处理，所以在食品加工、医药、生化技术等领域具有独特的适用性。分离范围可以从小分子到大分子；从细菌到病毒；从蛋白质、胶体到多糖。膜分离过程仅仅是简单的加压输送，具有易自控、占地面

24、积小等特点。特别是与其它如蒸馏、冷冻、萃取等分离方法比较，节能效果显著。膜分离技术分为：微滤（MF），超滤（UF）,钠滤（NF），反渗透（RO）。 膜分离技术在果汁加工中的应用研究始于20世纪70年代，80年代实现了工业化生产。膜技术在菠萝汁中的应用，国外已有研究报道，如采用聚醚砜膜、陶瓷膜、聚砜膜分离菠萝汁，研究果汁中营养成分、香气、感官品质和微生物指标的变化等16,17。我国于1980年后期才开始进行在果汁加工中应用膜分离技术的研究工作18。超滤的分离机理一般认为是筛分作用。超滤可以分离范围在0.020.2m之间的不溶性物质，通常超滤薄膜可以用于过滤蛋白质、脂肪、病毒、树脂、葡萄糖和色素物

25、质。该过程可在低于5个大气压状态下操作19。反渗透是利用反渗透膜只能选择性透过溶剂（通常是水）的性质，对溶液施加压力以克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而从溶液中分离出来的过程。该过程为了克服高渗透压穿过薄膜，需要3.431069.8106Pa的高压。反渗透或称为极度过滤，它是薄膜分离中复杂的技术，又被认为是脱水浓缩技术，它几乎能阻止所有不溶解的溶质，如盐、糖和比2.510-22g大的离子，只允许溶解质或水通过19。在茶饮料的生产中，膜分离技术的应用在提高茶饮料的品质、节约能源、保护环境、提高茶叶有效成分萃取利用率等方面有明显优势。茶粉以及用干茶生产的浓缩液已经成为茶饮料的主要原料。但是，茶

26、粉在生产过程中有效成分损失较大，而传统上用干茶提取浓缩汁采用的浓缩方式是三效真空浓缩，茶叶的香气也有较大损失。膜技术用于茶叶中的可溶性成分提取过程中的浓缩操作，可以有效的避免了传统真空浓缩中茶汤褐变严重、香气易损失等缺点，由于绿茶提取液在加工过程中更易褐变和风味变化，所以绿茶的提取液用此方法可以大幅度的提高了茶汤的品质。因此MF，UF，RO在茶汤澄清和浓缩得到广泛应用。茶饮料普遍存在冷后浑现象，即产品不澄清，低温时容易产生沉淀或絮状物。采用膜技术与酶技术相结合用于茶汤的澄清处理工艺，可以解决茶饮料生产中的冷后浑问题，提高茶汤的品质和稳定性。五、真空冷冻干燥真空冷冻干燥的原理是：先将需要干燥的制

27、品在低温下完全冻结到物料的三相点以下，然后在高真空状态下(三相点以下)直接将冰晶（水分）升华的方式除去。由于整个干燥过程是在真空、低温的条件下完成的，避免了氧化及高温对生物活性物质的作用，最大限度地保存了制品中的生物活性物质，且干燥后的制品呈多孔海绵状结构，极易溶于水（甚至在冰水中，也能够迅速复原），上述优点正是高品质速溶茶所需要的。因此，近年来该技术在速溶茶生产中得到了广泛应用20。但冷冻干燥方法能量消耗较大，成本较高。在一定温度下，当饱和蒸汽压大于环境的水蒸气分压时，冰就开始升华。比制品温度更低的冷阱对水蒸气的抽吸与捕获作用，则是维持升华所必需的条件。随着压力降低至120 Pa以下，升华速

28、度会显著加快，而分离出来的水分子很少改变自己的方向，从而形成了定向的蒸气流。但真空度也不是越高越好，真空度太高不利于传热。真空泵在冻干机中仅起到抽除永久性气体的作用，以维持升华所需的低压。冷阱实际上成了专门捕集水蒸气的真空泵。在升华表面与冷凝表面形成的压力差被喻为升华动力，它将促使制品中升华出来的水蒸气，以一定的流速定向地达到冷阱表面，从而凝结成冰霜，升华热约为2.812 kJ/g，如果升华过程中不供给热量，那么制品只有降低内能来获得升华热，直至温度与冷阱温度平衡后，升华停止。因此，为了保持升华面与冷凝面的温度差，必须对制品提供足够的热量20。在升温的第一阶段（即大量升华阶段），制品温度要低于

29、共晶点一个范围，速溶茶的共晶点为l8左右，第一阶段制品的温度控制在20 以下（此时冷阱温度在28以下），因此辐射板温度应加以控制。若制品已经部分干燥，但温度却超过共晶点，此时制品将产生融化现象，融化的液体对冰饱和，对溶质却未饱和，因此干燥的溶质将迅速溶解进去，最后浓缩成一薄层僵块，外观极为不良，溶解速度较差。若制品的融化发生在大量升华后期，则由于融化的液体数量较少，因而被干燥的多孔性固体所吸收，造成冻干后的块状物有缺损，加水复原时仍能发现局部溶解速度较慢。在大量升华过程中，虽然辐射板和制品温度有较大悬殊，但由于辐射板温度、冷阱温度和真空度基本保持不变，因而升华吸热较稳定，制品温度相对恒定，随着

30、制品自上而下层层干燥，冰层升华的阻力逐渐增大，制品温度也会小幅上升，直至用肉眼已看不到冰晶存在，此时90%以上的水分已去除，大量的升华过程基本结束20。为确保整机内制品完成大部分升华过程，制品温度仍应保持一个阶段，再进行第二阶段的升温。剩余百分之几的水分称为残余水分，它与自由状态的水在物理化学性质上有所不同，残余水分包括化学结合水与物理结合水，诸如化合物的结晶水，蛋白质通过氢键结合的水以及固体表面或毛细管中吸附的水等。由于残余水分受到种种引力的束缚，其饱和蒸汽压则有不同程度的降低，因而干燥速度明显下降。虽然提高制品温度可以促进残余水分的汽化，但若超过某一极限温度，生物活性也可能急剧下降，保证制

31、品安全的最高干燥温度要由实验来确定，通常在第二干燥阶段将辐射板的温度控制在60左右，并保持恒定。在这一阶段初期，由于制品温度升高，残余水分少又不易汽化，因此制品温度上升快，但随着制品温度与辐射板温度逐渐靠近，传热变得更为缓慢，需要耐心等待相当长的一段时间。实践经验表明，残余水分干燥的时间与大量升华的时间几乎完全相等，有时甚至更长20。 真空冷冻干燥的优点是在低温下干燥，能最大限度地保持速溶绿茶的色香味，对其中的营养成分能保持90%以上；由于干燥是升华，水分从中间向表面移动的原因，所以复水性好，溶解快；另外干燥在真空在完成，氧气极少，对易氧化的物质进行干燥效果显著。真空冷冻干燥过程是一个能耗较大

32、的过程，速溶茶的冻干其实更类似于生物制剂的冻干。但速溶茶的附加值远低于药品，不可能要用药品的冻干方式，因此宜采用成本较低的食品冻干方式。目前世界上比较先进的食品冻干水平是1 kg冰晶约需耗电1 kWh（度），即使这样，其能耗水平也是热风干燥技术的56倍。【20】因此，对速溶茶冻干理论和工艺应有一个比较全面而系统的了解，以合理有效地缩短冻干周期，这在工业化生产中具有明显的经济价值20。冻干生产线，经济效益相当可观。但由于其能耗大、生产率低，使其推广受到限制，本文选取对冻干成品品质影响较大的3个因素（铺盘量，预冻方式，冻干曲线）进行实验研究，分析各因素对茶汤品质各项指标的影响。对冻干成品品质影响较

33、大的3个因素是：铺盘量、预冻方式、冻干曲线。六、研究目标1. 获得高品质速溶绿茶的生产工艺。2. 通过本项目研究技术生产的速溶茶粉具有原料叶茶的品质特点。本研究项目的成果提供形式为：1. 应用新工艺生产名优速溶茶新产品12个，实现新产品的规模化生产。2. 提供一套新的速溶茶生产工艺。七、研究内容本研究项目采用低温浸提技术和超声波技术萃取出具有茶叶品质特点的茶汤，结合膜技术及冷冻干燥技术提出生产高品质速溶绿茶的工艺途径。具体的研究内容包括：1. 超声波低温提取绿茶叶工艺的研究。2. 膜技术在绿茶汤澄清和浓缩中的应用研究。3. 真空冷冻干燥工艺条件的优化。八、拟解决的关键问题1. 达到低温冷浸提的

34、速溶茶滋味鲜爽、醇厚、清香持久的要求。2. 控制品质与得率的平衡关系。3. 选取最佳操作参数。4解决速溶茶冷后浑现象，使之品质提高。九、工艺流程：原料拼配 粉碎 水处理(PH=5.0) 0.03的抗坏 超声波三级逆流提取（温度45， 血酸 茶水比1:20） 一级 二级结合超声波 三级洗茶渣(5min) 低温提取(15min) (15min) 输送带过滤 碟式分离 反渗 超滤 粗滤 板式冷却（152） 透浓 缩 UHT（122-130，3-4s） 真空冷冻干燥第一章 速溶绿茶超声波-逆流技术提取工艺的研究1材料与方法1.1 实验原料西湖龙井（理论浸出率23.45%）5kg 浙江三明茶叶有限公司异

35、VC钠 奎斯特公司1.2 实验仪器A. jbt/c-ycl400t/3p(c)超声波药品处理机 济宁金百特电子有限责任公司B. 远红外辐射干燥箱 上海浦东荣丰科学仪器有限公司C. 2WAJ折光计 上海精密仪器仪表有限公司D. 温度计 上海敏测电子有限公司E. 400目筛网 上海平镇分样筛网厂1.3实验方法1. 3.1 原料预处理原料经粉碎过20-40目，再复烘，以降低其含水量和提高香气。1.2.3.2 提取法的单因素实验为了选取超声波最佳提取条件，采用浙江西湖龙井茶原料，针对与超声波提取直接相关的几个主要因素做单因素实验。各因素分别是：提取的超声波频率、茶水比、时间、温度、提取次数。超声波频率

36、分别取(23.028.5kHz)、(46.052.5kHz)、(68.572.8kHz) 波段，茶水比分别为1:8、1:12、1:13、1:15、1:20、1:30，时间分别为5min、10min、15min、20min，温度为29、35、45、55，提取次数为1次、2次。提取方法：称取20 g经预处理的茶叶, 置于500 ml的烧杯中 ,按一定的茶水比加入蒸馏水，在一定的超声波处理参数下处理一定时间，测出折光率，并计算其浸出率。然后取出用400目滤网过滤，由专家组进行品质感观评定。浸出率计算方法见公式（1）浸出率/ % = V (L) 茶汁折光率/1.2干茶样质量（g）100 (1)式中：V

37、 茶汁的总体积（L）工艺流程：原料预处理超声波提取浓度测定过滤审评2 结果与分析2.1超声波最佳频率的选择初步选择超声波提取参数时间10min，茶水比1:20，提取次数1次，温度35，分别采用不同波段的强、弱档的最佳谐振频率，分别是（23.028.5kHz）、（46.052.5kHz）、（68.572.8kHz）波段，作提取实验，考查不同的超声波频率对茶叶提取率、品质的影响。结果见表1-1。表1-1 超声波频率对提取率、品质的影响波段（强档）得率/%品质21.0汤色较深，略浊，有较多沉淀物，滋味丰满17.5汤色嫩黄略深14.5汤色嫩黄略深，略苦涩波段（弱档）得率/%品质17.5浑浊有沉淀物，香

38、高14.5汤色嫩黄17.5汤色嫩黄表1-1表明，在相同的茶水比、温度和时间情况下，同波段强档的提取率明显高于弱档，且提取所得茶汤汤色也较弱档略深。波段较、波段的汤色深、浑浊、有沉淀物，但龙井滋味较明显。超声波波段强档提取率之所以最高，原因可能是超声波加速了分子间的碰撞与摩擦，相对时间内温度上升较快，热动力扩散系数较大，加快了细胞的破裂，使茶叶内含物溶解在溶剂中。所以选择波段强档进行以下实验。2.2 超声波萃取最佳温度的选择在选定的超声波频率（波段强档）条件下，提取1次，茶水比1:20，提取温度分别选择29、35、45、55做提取实验，探讨不同的提取温度下达到最大浓度所需的时间和对茶叶品质的影响

39、。结果见表1-2。实验发现，超声波在媒质质点传播过程中其能量不断被媒质质点吸收变成热能，导致媒质质点温度升高，即茶温升温较快。由表1-2可看出，在达到同一浓度时，29、50min提取时，苦涩味重、香略浊；在35、30min提取时，鲜爽、味略淡；45、15min提取时，香气高、味浓醇、略有火香，且接近原料茶。因此，45短时提取有利于品质的提高。实验表明，温度对茶叶中水溶性物质影响较大，温度高则浸提速度快，但温度太高茶叶的水浸提物质会因氧化而黄变加快，使品质下降。绿茶的提取温度也不宜过高，否则有熟汤味，品质明显下降。表1-2 不同的提取温度达到同一浓度所需的时间和对茶叶品质的影响温度 /所需的时间

40、/min品质2950苦涩味重，香略浊3530鲜爽，但味略淡4515香高，味浓醇，接近原料茶品质5510与45的品质相差不大2.3 超声波萃取最佳时间的选择在选定的超声波频率（I波段强档）和温度（45）条件下，提取1次，茶水比1:20，分别采用提取时间为5min、10min、15min、20min来做提取实验，研究不同的提取时间对茶叶提取率、品质的影响。其结果见表1-3。表1-3 提取时间对提取率、品质的影响 时间得率/%品质520.7鲜爽1023.3滋味醇厚略苦，有沉淀物1525.9苦涩，略有熟汤味，有沉淀物2026.2苦涩，有明显熟汤味，有沉淀物在液相没有达到平衡时，浸提时间越长，越能保证得

41、率的提高，但时间过长对品质不利，茶汤苦涩，有熟汤味，且有沉淀物。此外，时间长得率增幅小，直至为零达到平衡。工业上生产应在保证得率前提下，充分考虑缩短浸提时间，得到较好的品质。实验表明，如果要保证得率宜采用20min，若要首先考虑品质则要选择15min。以下实验均采用15min。2.4超声波萃取最佳茶水比的选择在选定的超声波频率（I波段强档）、温度（45）、时间条件（15min）下，提取1次，分别采用1:8、1:12、1:15、1:20的茶水比做提取实验，研究不同的茶水比对茶叶提取率、品质的影响。结果如表1-4所示。表1-4表明，茶水比小，用水少，浸出物少；茶水比大，浸提用水越多，得率越高，但要

42、考虑到用水过多，会加重后续的浓缩和干燥工作，也不经济，1:20的茶水比基本上能把茶叶的有效成分浸提出，因此1:20为最适宜的茶水比参数。表1-4 料液比对茶叶提取率、品质的影响茶水比得率品质1:813.5% 品质相差不大1:12的品质略佳1:1217.2%1:1519.6%1:2022.3%1:3025.1%2.5 超声波萃取最佳提取次数的选择在选定的超声波频率（I波段强档）、茶水比（1:20 ）、温度（45）和提取时间（15min）条件下，分别提取1次，2次，探讨不同的提取次数对茶叶提取率、品质的影响。结果如表1-5所示。表1-5提取次数对提取率、品质的影响因素第一次第二次茶水比1:201:

43、12时间10min5min温度4555得率24.4%8.33%品质品质相差不大由表1-5可以看出，进行第二次提取时，可适当提高温度，降低茶水比和缩短时间，得率仍有8.33%，从经济效益方面考虑可进行二次提取。2.6酶制剂对提取率及其品质的影响在选定的超声波频率（I波段强档）、茶水比（1:20）、温度（45）和提取时间（10min）条件下，添加异V-C钠、纤维素酶、果胶酶，探讨各种酶对得率、品质的影响。结果见表1-6。表1-6 酶对得率、品质的影响因素空白60u/g果胶酶200u/g纤维素酶0.3%异VC钠温度得率/%3523.03523.23523.43522.9品质品质正常茶汤略有酶制剂具有

44、的味道茶汤较澄清我们知道，酶需要在一定的条件下才能进行反应，如适当的PH，低温条件和一定的反应时间，而超声波提取是短时提取，在实际的操作过程中会出现矛盾，酶的存在对得率、品质影响不大。超声波可产生空化效应，空化中产生的极大压力造成被浸提物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成，提高了破碎速度，缩短了破碎时间，极大地提高了提取效率，加果胶酶和纤维素酶也是起到了分解细胞壁的作用，且其反应速度较慢，因此对提取率影响不大，但添加0.3%异VC钠有利于茶叶的品质，尤其是茶汤的澄清度。2.7 搅拌对其提取率及其品质的影响在选定的超声波频率（I波段强档）、茶水比（1: 20）、温度（45）和提取

45、时间（15min）条件下，研究搅拌力对其得率、品质的影响，并在同等条件下将朝声波提取与水浴锅提取进行对比，结果见表1-7。表1-7 搅拌力对其得率、品质的影响方法超声波提取水浴锅提取搅拌不搅拌搅拌不搅拌得率/%25.123.12219.2品质浑浊，暗，香杂清澈，亮，香高，味浓汤色略暗品质正常搅拌虽使提取率略有提高，但品质却明显下降。超声波是一种机械波，本身对物料就有搅拌作用，外加的搅拌有可能破坏其传播的规律，造成品质下降，且生产上使用的超声波循环提取搅拌是不实际的，因此不宜采取。超声波提取不搅拌的和水浴锅搅拌的得率差不多，但品质上超声波提取明显优于水浴锅提取。2.8 浸泡时间长短对提取率及其品

46、质的影响在超声波提取之前，原料按选定的茶水比，常温下进行浸泡，采取空白（不浸泡），15min，30min，然后按选定的条件进行提取，探讨提取前不同浸泡时间对茶叶的提取率和品质的影响。结果见表1-8。表1-8 浸泡时间对提取率和品质的影响0 min15min30min 得率/%25.127.927.9品质鲜爽、香高纯正浊味显 浸泡时间的长短对得率的影响不大，反而随浸泡时间延长，品质会有所下降。实验表明，超声波提取茶叶无需采取事先浸泡，且浪费时间，若用于大生产则会降低生产效率。2.9 超声波提取与水浴锅提取的对比超声波提取与水浴锅提取在相同的原料（龙井）、茶水比（1:20）、温度（45）和提取时间

47、（15 min）条件下进行对照实验。结果见表1-11。表1-11 超声波及水浴对得率及品质的影响超声波水浴得率22.319.5品质香高，味浓，茶汤透亮香略低，鲜爽度不够表1-11表明，超声波提取的得率高于水浴锅提取，且品质明显优于水浴锅提取，试验表明，选择超声波提取具有一定的优势。2.10 超声波提取与逆流提取的对比与结合将超声波提取、逆流提取，超声波-逆流提取分别应用于绿茶提取中，并选取各自的最佳处理参数，比较所得茶汁的得率及品质，结果见表1-12。由表1-12可看出，在较短时间内，超声波提取比大生产逆流提取得到较高的得率，其效率提高35%，得率提高了14%，两者结合则可得到更高的得率，降低

48、耗能。表1-12 超声波提取与逆流提取的处理结果表提取方式温度/茶水比时间/min得率/%品质逆流提取601:152022.1略有酸味超声波提取超声波-逆流 6060 1:201：20101025.327.5品质正常品质正常2.11 不同浸提方法下茶汤的感官审评由四名专家组成的专家组对用不同浸提方法提取所得的茶汤，进一步进行了感官评审, 结果如表1-13所示。可以看出，3种浸提方法所得的茶汤香气与滋味品质均正常。表1-13 不同浸提方法下茶汤（龙井绿茶）的感官评定提取方式超声波浸提超声波-逆流浸提逆流浸提品质特点工艺特点 香气品质最好, 清香较高 爽、持久, 滋味醇厚、鲜爽栗香爽、持久, 滋味

49、醇厚、鲜爽;节能，得率高，有利于连续化生产栗香稍高爽、持久, 滋味较醇厚、稍爽、微涩。3 主要结论1. 用超声波提取茶叶，提取率可提高10%15%，品质提高，且提取时间短，效率可提高50%左右，且节约能源。2. 绿茶（龙井）的最佳提取参数是提取温度4555，提取时间1015min，频率23.028.5kHz，茶水比1:20，提取2次。其汤色较亮，但有沉淀，滋味鲜爽，香高，龙井特征明显。4 存在问题及研究方向由于影响超声波提取茶叶的因素很多，如溶剂的粘滞系数、表面张力系数、蒸汽压、液体中含气的种类和数量以及超声的频率、声强、超声波提取的时间、温度、作用方式等，这些因素都会对超声提取产生一定的影响

50、。另外，超声波提取还与茶叶本身密切相关。应用超声波提取茶叶技术时务必统筹考虑这些因素，否则不仅有可能发挥不了超声波对茶叶提取过程的强化作用，甚至还有可能导致茶叶的结构和性质发生改变，使提取率、品质下降。 在提取方面采用超声波和三级逆流提取相结合的方法，逆流提取分为三级，使每一级提取的浓度梯度加大，避免了在提取过程中溶出的茶汁与茶叶片附带，而提取时间加长，下一级的提取是浓度更低的茶汁，这样溶出速率加快，最后一级加入的是新水，对茶渣进行淋洗，提高得率；这种结合的提取方法有其独特的优势应用在生产上能使生产的成本及效率提取30-40%。第二章 酶处理对超滤、反渗透澄清浓缩绿茶茶汤影响的研究1 材料与方

51、法1.1材料浙江西湖龙井 浙江三明茶叶有限公司果胶酶 奎斯特公司木瓜蛋白酶 奎斯特公司单宁酶 奎斯特公司纤维素酶 奎斯特公司超滤膜 KOCH公司反渗透膜 美国陶氏公司1.2方法1.2.1 测定方法(1) 茶多酚的测定方法：按GB/T8313-87的测定方法(2) 咖啡碱的测定方法：按GB/T16344-1996饮料中咖啡因的测定方法(3) 氨基态N的测定：按GB/T12143.3- 89甲醛值法(4) 可溶性固形物的测定：按GB/T12143.1-89软饮料中可溶固形物的测定方法折光计法(5) 膜通量的计算方法：本试验以茶汁单位时间（h）通过单位面积（m）膜的流量（kg）为膜过滤通量（kg/(

52、hm )）(6) 粘度：WZN一1型旋转粘度计，单位为CP(7) 实验设计：A. 设4个实验组：CK组（对照组）；果胶酶：加入量为60u/g、120u/g、180u/g；木瓜蛋白酶：加入量为5万u/g、10万u/g、15万u/g；单宁酶：加入量为20u/g、35u/g、50u/g；纤维素酶：加入量为200u/g、400u/g、600u/g；混合组：果胶酶+木瓜蛋白酶+单宁酶+纤维素酶。B. 根据“第一章速溶绿茶超声波技术提取工艺的研究”实验数据确定酶组合用量进行进一步实验，测定酶处理对膜通量、茶汁有效成分的含量及浓缩后茶汤品质的影响。1.2.2 实验条件的设定龙井茶叶用量1%，浸提温度45，浸

53、提两次，每次浸提时间均为15min，PH=5.0，同时加酶进行浸提,经碟式分离过滤冷却到十五度备用。1.2.3. 产品质量标准符合QB24992000茶饮料标准。2 结果与讨论2. 1单一酶解对绿茶汁成分及膜超滤通量的影响2. 1.1 超滤膜处理过程跟踪 应用两组相同的中空纤维超滤膜，分别处理经单宁酶等复合酶处理的茶水和未经过酶处理的茶水的实验进程，记录茶水的出液、回液浓度，进液、回液、出液压力，溢流量及温度。实验记录数据如表2-1所示。表2-1 超滤膜处理跟踪参数时间浓度进液压力（MPa）回液压力（MPa）出液压力（MPa）溢流量/kg(h.m2)-1温度（）备注回液出液14:355.25.

54、01.00.10.31010酶处理液14:505.25.01.00.10.25101015:055.25.01.00.00.21101015:205.25.01.00.00.20101015:355.25.01.00.10.209.81015:405.24.91.00.00.309.51015:555.24.91.00.120.39.51116:105.24.81.00.150.39.51116:20结束14:355.25.01.00.00.31010无酶处理液14:505.25.01.00.10.3101015:055.25.01.10.10.219.81015:205.25.01.10.1

55、20.259.81115:355.84.81.10.130.39.51115:406.04.81.10.130.39.51215:556.04.61.20.150.49.01216:106.24.01.20.150.59.01316:50结束 由表2-1可以看出，经酶处理的茶汁，超滤膜通量明显提高，不仅缩短了超滤时间，也减少了对膜的污染。2. 1.2 酶处理对膜超滤通量和绿茶汁成分的影响实验中测定酶解液和对照液超滤前后的茶多酚、咖啡碱、粘度等指标，研究酶解对茶浸出液超滤特性的影响。以不加酶制剂但经同样处理的茶浸出液作为对照，酶解液和对照液均通过中空纤维超滤膜进行超滤，测定成分，每组处理做3个平

56、行，结果取其平均值，见表2-2。表2-2 酶处理对膜超滤通量和绿茶汁成分的影响处理茶多酚/mg.kg-1咖啡碱/mg.kg-1黏度CP氨基态氮/mg.kg-1通量/kg(h.m2)-1酶解前茶浸出原液414.045.51.02未经酶解处理的超滤液409.244.30.98300060u/g果胶酶处理的超滤液405.943.70.97357010万u/g木瓜蛋白酶处理的超滤液406.843.428.5332050u/g单宁酶处理的超滤液407.943.53350200u/g纤维素酶处理的超滤液407.743.73200酶组合处理406.844.70.8927.24200从表2-2可知，超滤后茶汁

57、中的茶多酚及咖啡碱含量略有下降，经果胶酶处理后，由于果胶被分解，茶汁的粘度下降5%13% ，茶多酚、咖啡碱等成分变化不大，而经酶解处理的茶汁，超滤膜过滤通量比未经过酶解的茶汁提高了19%21% ，且膜通量的增加与果胶酶的用量呈正比。因此，相比未经果胶酶处理的茶汁，果胶酶处理对茶汁的超滤膜过滤通量影响显著，而对茶汁成分影响较小。其中以60u/g酶液处理最好。此外，经木瓜蛋白酶处理后，由于茶汁的可溶性蛋白质被分解，氨基态氮含量随木瓜蛋白酶的用量的增加而增加，增加幅度为13%39%；经酶解处理的茶汁的超滤膜过滤通量比未经过酶解的茶汁要提高9%10%。由此可见，木瓜蛋白酶处理对茶汁超滤膜过滤通量也有一定的影响，但较小于果胶酶处理。此外，然而由于氨基酸含量的提高，品尝茶汁时，有明显的鲜味感，改善了茶汁的风味，其中以10万u/g酶液处理的茶最好。经单宁酶处理后，由于分子量大的酯型儿茶素（EGCG，ECG）被水解成分子量小的非酯型儿茶素（EGC，EC），经酶解处理