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我国是产茶大国,南方十二省份都盛产茶叶。近年来对绿茶茶多酚的研究报告日益增多,更引起了人们对茶饮料开发和茶多酚提取的重视。茶水解渴生津,有益健康,茶饮料发展势头很猛,****;茶多酚作为食品抗氧化剂和保健药品,其开发也方兴未艾。在茶饮料的生产中,茶水中的多酚类物质和水溶蛋白质等络合形成的絮状沉淀〔1〕、茶多酚生产过程中的富集问题一直是技术难点。本文以超滤膜分离技术对绿茶茶水进行预处理研究。选用不同的超滤膜可调节茶饮料的茶多酚和固形物含量,改善其凝絮沉淀问题;对茶多酚生产来说,选用不同的超滤膜又可从茶水中分离出大分子蛋白质和果胶类物质,减少茶多酚与其络合物生成的富集茶多酚,并可改善溶液的萃取性质。 不同超滤膜对茶水中固形物截留的影响 茶水中的溶质包括可溶于水的酮、醛、酯、酚、醚等几百种物质,其中主要有茶多酚及其氧化产物、氨基酸、、水溶果胶、水溶蛋白、水溶色素、茶皂甙、水溶维生素和无机盐等,这些物质对茶水性质起到重要作用。对茶水中的每一种物质进行分离是较为困难的,但对固形物总量进行超滤分离,调节茶水性质具有实际意义。试验表明,不同的膜组件对茶水中固形物的截留效果不同。 对超滤膜来说,在压力控制区,膜的通量与料液粘度呈反比。操作温度升高,可使茶水的粘度降低,减少了溶质的流动阻力。对茶多酚来说,在低温时,茶水中的茶多酚易和其它物质形成茶乳酪,呈絮状沉淀,所以截留率升高。当温度上升时,茶乳酪重新溶解,因为茶多酚分子较小,易于通过超滤膜,故截留率下降。就超滤膜材料自身来说,其透过性与温度成指数关系,温度升高,膜的透过性亦较好,对茶水中的茶多酚截留率也相应下降。利用温度对茶多酚超滤膜分离截留率的影响,在生产茶饮料时,若欲获得滋味苦涩厚重的茶水,可提高膜分离操作温度;而制备寡淡清醇的茶水时,则可在低温情况下进行茶水的超滤分离。在茶多酚工业生产中,为了尽可能去除影响茶水性质的大分子蛋白质和果胶类物质,提高萃取传质系数,限度地减少茶多酚截留损失,可在较高温度下进行茶水 的超滤分离。 不同超滤膜对茶水中固形物截留的影响 茶水中的溶质包括可溶于水的酮、醛、酯、酚、醚等几百种物质,其中主要有茶多酚及其氧化产物、氨基酸、、水溶果胶、水溶蛋白、水溶色素、茶皂甙、水溶维生素和无机盐等,这些物质对茶水性质起到重要作用。对茶水中的每一种物质进行离是较为困难的,但对固形物总量进行超滤分离,调节茶水性质具有实际意义。试验表明,不同的膜组件对茶水中固形物的截留效果不同。试验条件为茶水比1∶20,试验温度30℃,膜装置工作压力为0.18MPa,原始茶水固形物含量2.268%,试验结果见表1。 表1超滤膜组件对茶水固形物的截留效果 超滤膜规格(截留分子量)200005000080000100000滤出液固形物(%)0.2480.6130.7941.032截留率R(%)89736554从表3可以看出,选用截留分子量为20000的膜组件,对茶水中固形物的截留率达到89%。所以在生产浓缩茶或速溶茶粉时,可对茶水起到很好的浓缩作用,减轻了后续热力浓缩的压力;而滤出液中固形物含量较少,滋味寡淡,可用于配制**饮料。 应用截留分子量小于20000的超滤膜,可获得固形物和茶多酚高截留率的茶水。滤出液固形物和茶多酚含量低,滋味清寡醇和,外观黄亮清澈,可直接灌装或配制冰茶等饮料。主体溶液固形物和茶多酚含量高,可进一步浓缩加工成浓缩绿茶或速 溶茶粉,再调制成各类茶饮料或作为奶茶等的添加剂。 应用截留分子量大于100000的超滤膜组件处理绿茶茶水,可有效截留茶水中的大分子蛋白质和果胶类物质,减轻茶水的冷后浑现象,茶水滋味厚重。在茶多酚的工业生产中,茶水的溶液性质发生改变,萃取体系的传质系数、萃取率和茶多酚得率均提高,有利于茶多酚的工业生产。 操作温度对茶水超滤分离效果影响较大。低温操作对茶水固形物和茶多酚截留率高,高温操作则反之。根据不同的生产目的,可调节操作温度,获得理想的茶水超滤分离效果。