膜技术在茶叶深加工应用:澄清、分离、浓缩 茶叶深加工主要包含:茶多酚、速溶茶、茶饮料、绿茶食品、茶饮品、茶叶中其他功能性有效成分的提取及茶叶下脚料的综合利用 概述 茶叶深加工主要是指对茶树全部或部分活体、初制品加工品进行精细加工,生产出含有茶叶固有特性或功能因子的新型食品、饮料、添加剂、日用品、保健品、天然药物等的过程。当前,茶叶深加工通常是根据终产品的不同而采用下述工艺过程: 鲜叶榨汁或用水、溶剂浸提干茶(取其可溶性成分)→过滤与离心(去其悬浮颗粒与杂质)→沉淀、萃取、离子交换、吸附、层析等(取其功能成分)→减压蒸馏、浓缩与回收→喷雾干燥或冷冻干燥。 存在的缺陷: * 过滤、离心的工效不高,加工出的茶液透明度欠佳,速溶茶、茶提取物的冷溶性较差。 * 热敏性物质的损失与变化难以控制。 * 沉淀剂或溶剂萃取对目标物的选择性欠佳,产品得率较低,并且沉淀剂与溶剂的回收较为困难。 * 在提取功能性成分中,只取其一而废其它,茶叶利用不完全,产品纯度也不高。 * 耗能大,污染重,成本高。 因此,茶叶深加工领域中有赖于其它高新技术的应用。 膜技术经过多年的发展,已在食品、生物医药、环保、化工等领域得到较为广泛的应用。膜技术应用于茶叶深加工,不向分离体系添加化学成分,不改变目标产品的色、香、味,因而具有潜在的应用价值。当前,在茶叶深加工中膜技术应用较多的是微滤、超滤、纳滤、反渗透等,主要是根据分离体系中杂质颗粒的特性、有效成分的分子(或离子)大小、形状、电荷等特性和膜的分子筛效应与电荷效应而达到澄清、除菌、分离纯化、浓缩等效果。 膜技术在茶叶深加工中的应用特点是: * 膜法澄清技术是替代传统澄清技术的有效措施 * 膜法除菌加工茶饮料 * 膜分离是富集茶叶功能成分以及制备特种茶叶提取物的有效途径 * 膜法浓缩是实现高效提制茶叶功能成分的保证 茶多酚的提取 1.茶多酚总述; 茶多酚是茶叶中酚类及其衍生物的总称,因此常称为多酚类。其主要成分是黄烷醇类、羟基-4-黄烷醇类、花色甘类、黄酮醇类和黄酮类。这些化合物都具有2- 苯基苯并吡喃的基本结构,故统称为类黄酮物质。茶叶中绿原酸、鸡鈉酸、咖啡酸等酚酸类化合物也是茶多酚的组分之一。在茶多酚各组分之一黄烷醇类为主,黄烷醇类优异儿茶素类物质为主。儿茶素类含量约占茶多酚总量的70%左右,包括4 种形式的儿茶素:没食子儿茶素没食子酸酯( EGCG) 、没食子儿茶素( EGC) 、儿茶素没食子酸酯( ECG) 、儿茶素( EC)。 它们在B 环和C 环上的酸性羟基具有很强的供氢能力,能中断自动氧化成氢过氧化物的连锁反应,从而阻断氧化过程。 茶多酚纯品为白色无定形粉末,易溶于热水、乙醇、乙酸乙酯,微溶于油脂。难溶于苯、氯仿、石油醚。略有吸湿性。耐热性及耐酸性好,在pH = 2~7 范围内均十分稳定。在碱性介质中不稳定,易氧化褐变。 2. 茶多酚的传统提取方法 目前从茶叶中制备茶多酚常用的方法主要分三类:溶剂提取法,离子沉淀法和柱分离制备法。 2.1溶剂提取法 溶剂提取法是用极性溶剂从茶叶中浸取,然后把浸取液进行液-液萃取分离,最后浓缩并得到产品。目前工业化生产茶多酚主要采用此法。产品收率为5% ~10%,产品的纯度约为80%~98%,咖啡因4%~7%。所用有机溶剂如:丙酮、乙醚、甲醇、己烷以及三氯甲烷等。该方法使用多种有机溶剂,生产成本高,有些有毒物质的有机浴剂使产品和操作不尽安全,且易造成环境污染。 2.2离子沉淀法 离子沉淀法是利用金属能够沉淀茶多酚,而使其与咖啡碱分离,如铜盐、铅盐或三氯化铝。该方法使用了对人体有毒的重金属作沉淀剂,影响制品安全。 2.3柱分离制备法 柱分离制备法有凝胶柱,吸附柱和离子交换柱。近年来注重提高纯度的研究,为此以层析柱分离的研究较多,此项技术的关键是柱填充料和淋洗研究表明,采用柱分离制备法茶多酚得率在4%-8%之间,纯度可达98.1%,如用凝胶柱分离可高度脱咖啡碱,其残留量仅为0.1%。但柱填充料如吸附型树脂,亲脂凝胶等非常昂贵,且淋洗时要用多种,大量有机溶剂,显然对工业化生产茶多酚是不合宜的。 3. 新技术——膜法提取技术 提取茶多酚时用短时间加热提取法:茶汁中加入0.01%左右果胶酶,在50℃下保温4小时,以分解果胶酶,从而可提高超滤时的透过速度。再用截留相对分子质量40000~50000的超滤(UF)膜进行分离,约12%茶多酚被截留,而咖啡碱不为膜所截留。透过液再用反渗透(RO)膜进行浓缩。茶多酚的平均截留率约为87%,比用蒸馏法的得率高18%以上。浓缩液再进行干燥后可得茶多酚产品。 · 行业聚焦:
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