膜技术在茶叶深加工应用：澄清、分离、浓缩

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：  　　选择干燥设备一定要兼顾配套设备，因为干燥系统是由干燥设备和附属设备组成。附属设备选择是否得当也是关键一环。一般情况下，干燥系统主要由通风设备、加热设备、主机（干燥设备）、气固分离设备、供料设备等组成。 　　能源费用的上升以及对污染限制的规定，工作条件和操作安全性等对工业干燥机的设计和选择有着直接的关系。有人对这些设计因素影响（特别是悬浮式干燥机设计，例如喷雾、闪蒸和流化床干燥机）已经给予了充分的讨论，在对各种型号干燥机的选择阶段也一定要考虑到这些因素微波与无线电波、电视信号、雷达通讯、红外线、可见光等一样，都属于电磁波，只是波长和不相同。 　　微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电磁波（波长1米-1毫米），通常用于电视、广播、通讯技术中，而近代应用中又将它扩展出另一个分支，即把微波作为一种能量，在工农业上进行加热、干燥；在化学工业中进行催化促进化学反应；激发等离子体等。家用微波炉的使用也日趋广泛。由于电磁波的应用极为广泛和普遍，为避免相互干扰，国际无线电管理委员会对频率的划分作了具体的规定，我国目前用于工业加热的频率为915兆赫和2450兆赫。 　　微波干燥设备　　自上世纪九十年代以来，我国利用世界银行贷款和国债资金加快了粮食干燥设施建设。据最新统计，国有粮库共配备干燥设施4647套，总干燥能力已达到3．9万吨／小时，每年可干燥粮食4492万吨。其中大型设备主要集中在东北三省一区，形成了近3000万吨／年的干燥能力，基本解决了该地区高水分粮干燥能力不足的问题。 　　但从全国范围看，我国粮食干燥仍存在的许多突出矛盾：粮食回转圆筒干燥机 　　已用于硫酸铁、硝酸铁、尿素、焦亚硫酸钠、钙镁磷肥、轻质碳酸钙、磷矿、硫精矿、石棉矿等物料的干燥。 　　滚筒干燥机 　　已用于硫化蓝、硫化元、淀粉、轻质碳酸钙、苯甲酸钠、三盐基硫酸铝、葡萄糖、草酸、酵母、煤粉、味精、硝酸钠、立德粉、增白剂、直接元青、重碱、拉开粉、电玉粉、碳酸氢钠、盐基锌、硫酸铬、骨胶、活性炭等物料的干燥。 　　厢式干燥机 　　常压厢式干燥机已用于纸张、皮革、棉纱、人造丝束、羊毛、染料、颜料、盐类、催化剂半成品、催化剂、陶瓷、耐废渣中约有60%为粉煤灰。在其利用上，有的瓷厂曾考虑把它加人到陶瓷原料中，当然，这要视具体的原料和配方而定，一般不用为宜。当前最可行的途径则是利用来做粉煤灰砖。根据已成功的报道，粉煤灰60%，粘土40%(重量比)，通过挤出机塑性成型，烧结后的砖各项指标均很理想。       总之，煤粉热风炉系统研制和推广的意义在于它具有优越的经济性。近几年在工业上的实用，已为使用厂商带来了明显的经济效益。它在总体结构上的合理设计，及在燃烧、排渣除灰等有关结构上的不断改进和创新，在减少其自身对产品和环境影响上的进展，都开始被用户所认同。（来源：中国干燥技术网）

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