专利名称：一种有效保留原茶香气及口感的红茶提取物及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明属于茶叶深加工技术领域，具体涉及一种有效保留原茶香气及口感的红茶提取物及其制备方法与应用。
背景技术：
中国茶文化历史悠久，源远流长。传说茶是“发乎于神农，闻于鲁周公，兴于唐而盛于宋”。世界著名科技史家李约瑟博士，将中国茶叶作为中国四大发明(火药、造纸、指南针和印刷术)之后，对人类的第五个重大贡献。茶最初是作为药用，后来发展成为饮料。中医认为，茶叶上可清头目，中可消食滞，下可利小便，是天然的健康保健饮品，越来越成为人们生活中不可或缺的必备佳品。茶的加工方法很多，形成了绿茶、黄茶、青茶、红茶、黑茶、白茶等不同风格。红茶是世界上产销量最大的茶类，也是生产国家最多的一个茶类。世界上最早的红茶由中国福建武夷山茶区的茶农发明，名为“正山小种”，属于全发酵茶类，是以茶树的芽叶为原料，经过萎凋、揉捻(切)、发酵、干燥等典型工艺过程精制而成，因其干茶色泽和冲泡的茶汤以红色为主调，故名红茶。红茶性温，去寒，暖胃，还具有防龋、健胃整肠助消化、延缓老化、降血糖、降血压、降血脂、抗癌、抗辐射等功效。红茶经过发酵，所含的儿茶素经过氧化脱氢聚合转化形成茶黄素和茶红素，叶绿素分解的产物脱镁叶绿酸及脱镁叶绿素及果胶素、蛋白质、糖和酚性物的氧化，以及具有苦涩味的茶多酚也经过氧化分解，使红茶具有红茶、红汤、红叶和香甜味醇的特征。随着人们生活水平的提高，传统现泡现饮的方式已不能适应当今的生活节奏，人们希望在保持原茶香气、口感的基础上，能够提供方便快捷的茶饮，特别是还能将茶叶中有效成分更好、更多的为人体所吸收。传统袋泡茶由于最终仍然有废弃物存在，冲泡不方便;超微茶粉工艺由于采用物理超微粉碎的方法，冲泡后有茶渣的存在而影响饮用，大多用作食品添加剂。目前饮用方便的速溶茶工艺普遍采用有机溶剂萃取和水沸腾浸提及水中低温浸提等方法，由于茶叶中的活性成分复杂，单一或简单几种有机溶剂无法完全萃取茶叶中的活性成分，且部分活性成分会与有机溶剂发生相互作用而生成新的物质，从而影响最终速溶茶的口感，而且有机溶剂萃取工艺成本高，部分有机溶剂还具有毒副作用；水沸腾浸提及蒸馏浓缩、真空干燥或喷雾干燥等中高温浓缩、干燥工艺，因为温度较高，时间较长，使提取物中的叶绿素氧化失去绿色、儿茶素氧化转变成茶黄素、芳香物质转化等热敏性成分氧化变质，而且香气物质浸提率较低，导致茶香气改变、香气淡、滋味弱和茶汤颜色变深、变黑。现在也有采用超临界CO2流体萃取茶多酚调制速溶茶工艺，但大多处于萃取茶多酚等单一成分然后后期调配味道形成速溶茶的方案，但难以达到原茶的香气和口感，而且营养成分单一；为了提高萃取物的得率，普遍采用过高的萃取温度和压力，容易造成香气物质的破坏，萃取物有一股煮熟的蔬菜味。根据大量实验研究及检测表明，要保证提取物的香气，红茶提取物香气挥发油含量必须在O. 01%以上，而且各个组分之间含量比例与原茶相近，才能保留原茶的茶香气，而且不失真。目前公开的提取方法，香气挥发油含量< 0.01%,而且成分单一或比例失真，是造成目前的红茶提取物茶香弱、滋味淡的原因。如果能够开发一种原茶香气提取充分且不改变香气品质，又能充分提取原茶对人体有益的成分而保持口感的红茶提取工艺，则具有广泛的市场前景。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种有效保留原茶香气及口感的红茶提取物，第二目的在于提供该提取物的制备方法，第三目的在于提供该提取物的应用。本发明的第一目的是这样实现的，所述的效保留原茶香气及口感的红茶提取物，包括香气挥发油组分和茶多酚、咖啡碱、茶多糖、氨基酸，各组分所占质量百分比分别为香气挥发油组分O. θΓθ. 1%，茶多酚1(Γ45%，咖啡碱2 12%，茶多糖6 30%、氨基酸3 15%，各组分质量百分比之和不大于100%。本发明所述的香气挥发油组分，包括茶的香气物质和对口感有影响的滋味物质；本发明所述的茶多酚、咖啡碱、茶多糖、氨基酸和香气挥发油组分为活性组分，是对口感有影响及对香气有改善的物质。本发明的第二目的是这样实现的，所述的有效保留原茶香气及口感的红茶提取物的制备方法，包括茶叶浸提、冷却澄清、一级浓缩、二级浓缩、低温干燥，具体为
Α、茶叶浸提将原料茶叶送入浸提罐中，加入3(T85°C的、体积比5 15倍的提取用水，循环浸提O. 5 3h，得到浸提液；
B、冷却澄清将浸提液冷却至1(T40°C后送入澄清装置进行澄清处理；
C、一级浓缩将冷却澄清后的浸提液送入膜分离浓缩装置中进行一级浓缩，得到一级浓缩液和分离液；膜分离浓缩装置中的分离膜的孔径< O. 001 μ m ;
D、二级浓缩将一级浓缩液送入二级浓缩装置中，得到二级浓缩液和分离液；
E、低温干燥将二级浓缩液送入低温干燥装置中干燥，得到所述的有效保留原茶香气及口感的红茶提取物。本发明的第三目的是这样实现的，所述的有效保留原茶香气及口感的红茶提取物在速溶红茶饮料、红茶食品或烟草中的应用。本发明采用中低温浸提、常温膜浓缩和低温干燥技术，大为降低香气和滋味等主要热敏性物质的氧化及逸散，又保证了浸提效率。通过一级膜浓缩进行预浓缩，然后对一级浓缩液进行二级浓缩，能够保证香气和茶多酚、多糖类化合物、咖啡碱、氨基酸等影响茶香气、滋味的挥发油成分得以最大限度的保留，又提高膜浓缩效率。通过精确控制提取温度、压力、时间和循环提取、浓缩的周期，不仅有助于保留原茶的香气和品质，还能够提高活性组分、香气挥发油组分的提取率和生产效率。两次浓缩分离液作为提取水的重复循环利用，减少了分离液中剩余香气成分和有益成分的损失。本发明的红茶提取物有效保留了原茶的香气物质和有益成分，具有香气馥郁、滋味浓厚、汤色红艳的特点，可作为速溶红茶饮料或红茶食品、烟草添加剂。
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图I为本发明的红茶提取物工艺流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以 限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。本发明所述的有效保留原茶香气及口感的红茶提取物，包括香气挥发油组分和茶多酚、咖啡碱、茶多糖、氨基酸，各组分所占质量百分比分别为香气挥发油组分
O.θΓθ. 1%，茶多酚1(Γ45%，咖啡碱2 12%，茶多糖6 30%、氨基酸3 15%，各组分质量百分比之和不大于100%。作为优选实施方式
所述的香气挥发油组分包括占香气挥发油组分质量百分比1(Γ45%的芳樟醇及1(Γ35%的芳樟醇氧化物。所述的芳樟醇氧化物包括占香气挥发油组分质量百分比f 15%的顺吡喃型芳樟醇氧化物或/和5 20%的反式吡喃型芳樟醇氧化物或/和2 10%的顺式呋喃型芳樟醇氧化物或/和2 20%的反式呋喃型芳樟醇氧化物。所述的香气挥发油组分包括占香气挥发油组分质量百分比O. 5^5%的水杨酸甲酯和/或2 11%的香叶醇和/或8 28%的苯乙醛。如图I所示，本发明所述的有效保留原茶香气及口感的红茶提取物的制备方法，包括茶叶浸提、冷却澄清、一级浓缩、二级浓缩、低温干燥，具体为
A、茶叶浸提将原料茶叶送入浸提罐中，加入3(T85°C的、体积比5 15倍的提取用水，循环浸提O. 5 3h，得到浸提液；
B、冷却澄清将浸提液冷却至1(T40°C后送入澄清装置进行澄清处理；
C、一级浓缩将冷却澄清后的浸提液送入膜分离浓缩装置中进行一级浓缩，得到一级浓缩液和分离液；膜分离浓缩装置中的分离膜的孔径< O. 001 μ m ;
D、二级浓缩将一级浓缩液送入二级浓缩装置中，得到二级浓缩液和分离液；
E、低温干燥将二级浓缩液送入低温干燥装置中干燥，得到所述的有效保留原茶香气及口感的红茶提取物。作为优选实施方式
具体生产时，通常会对原料茶叶进行剔除杂质、粉碎或漂洗等预处理，也可以不做处理。所述的浸提罐为普通浸提罐、渗漉型浸提罐动态或逆流浸提罐，或者是有超声波、电磁波或微波辅助的浸提罐；所述的冷却采用自然冷却、电制冷冷却、冷却循环水热交换冷却或提取水热交换冷却；所述的提取用水为蒸馏水、去离子水或软化水，或者用蒸馏水、去离子水或软化水与两级浓缩时获得的分离液组合使用。所述的提取水热交换冷却为自交换式热交换器冷却，即一路的热介质直接为另一路的冷介质提供热量，把冷介质的温度升高；反之，即一路的冷介质直接吸收另一路热介质的热量将热介质的温度降下来。所述的澄清装置为过滤澄清或离心澄清装置，或者过滤澄清与离心澄清相结合的澄清装置，所述的过滤澄清为精滤、微滤或超滤澄清。
所述的二级浓缩装置为膜分离浓缩、膜蒸馏浓缩或低温减压浓缩装置，所述的膜分离浓缩中的膜孔径为< O. 001 μ m，所述的膜蒸馏浓缩中的膜孔径为O. 0Γ0. 5 μ m。所述的膜分离浓缩包括纳滤膜浓缩或反渗透膜浓缩。所述的膜分离浓缩装置中的膜为中空纤维膜、管式膜、卷式膜、平板膜、蝶管式膜中的一种或任意组合。所述的膜分离浓缩装置中的膜为有机膜、陶瓷膜或不锈钢膜。所述的低温干燥装置为带式真空干燥、微波真空干燥、真空冷冻干燥、微波冷冻干燥、冷冻喷雾干燥、常温抽湿干燥装置中的一种或任何两者的联动组合使用。本发明所述的有效保留原茶香气及口感的红茶提取物在速溶红茶饮料、红茶食品或烟草中的应用。实施例I
取15kg红茶剔除杂质，漂洗后投入超声波辅助渗漉浸提罐中，加15倍体积的蒸馏水在65°C的温度下提取I. 3h，分离茶汤得到浸提液；将浸提液自然冷却至30°C，并经孔径
O.5 μ m的微滤膜过滤得到澄清茶汤；澄清茶汤经O. 001 μ m反渗透膜浓缩分离得到一级浓缩液和分离液；将一级浓缩液经孔径O. 5 μ m的纳滤膜浓缩分离，得到18. 4kg含固量14. 7%的二级浓缩液；将二级浓缩液送入真空冷冻干燥装置中干燥，得到2. 7kg冻干红茶提取物。测定试验取实施例I制备的红茶提取物，对其香气成分进行测定。采用气象色谱(GC)和气质联用(GC-MS)的分析方法，气象色谱(GC)分析的试验条件如下
仪器美国Agilent Technologies公司HP5890 II GC ;柱子HP-5石英毛细管柱(25mX0. 20mm);载气=N2 ;柱温60°C— 200°C (2min);升温速率3°C /min ;分流比:50:1 ；检测=FID ;进样量luL；
茶多酚的检测按GB/T8313-2008的酒石酸亚铁法测定；咖啡碱的检测按GB/T8312-2002测定；氨基酸的检测按GB/T8314-2002测定；茶多糖的检测采用硫酸-蒽酮法。分析后，各组分占红茶提取物的质量百分比为茶多酚16. 75%、咖啡碱8. 67%、茶多糖27. 15%、氨基酸5. 76%、香气挥发油组分O. 038%。其中，香气挥发油组分含有占其质量13. 52%的芳樟醇氧化物、44. 95%的芳樟醇、I. 46%的水杨酸甲酯、2. 03%的香叶醇、7. 96%的苯乙醛。其中的芳樟醇氧化物含有占香气挥发油组分质量O. 98%的顺式吡喃型芳樟醇氧化物、7. 42%的反式吡喃型芳樟醇氧化物、4. 55%的反式呋喃型芳樟醇氧化物。实施例2
取20kg红茶剔除杂质后投入电磁波浸提罐中，加10倍体积的软化水在45°C的温度下提取2h，分离茶汤得到浸提液；将浸提液经电制冷冷却至10°C，并经孔径5 μ m的精滤膜过滤得到澄清茶汤；澄清茶汤经O. 0001 μ m反渗透膜浓缩分离得到一级浓缩液和分离液；将一级浓缩液经孔径O. I μ m的膜蒸馏浓缩，得到16. 8kg含固量21. 6%的二级浓缩液；将二级浓缩液送入微波真空干燥装置中干燥，得到3. 6kg红茶提取物。采用实施例I中的检测方法，对制得的红茶提取物试验，其结果为各组分占红茶提取物的质量百分比为茶多酚45. 06%、咖啡碱I. 97%、茶多糖6. 03%、氨基酸9. 92%、香气挥发油组分O. 011%。其中，香气挥发油组分含有占其质量32. 47%的芳樟醇氧化物、22. 56%的芳樟醇、4. 98%的水杨酸甲酯、7. 69%的香叶醇、10. 41%的苯乙醛。其中的芳樟醇氧化物含有占香气挥发油组分质量20. 04%的反式吡喃型芳樟醇氧化物、4. 81%的顺式呋喃型芳樟醇氧化物、8. 27%的反式呋喃型芳樟醇氧化物。
实施例3
取50kg红茶剔除杂质，粉碎并漂洗后投入超声波浸提罐中，加8倍体积的去离子水在75°C的温度下提取lh，分离茶汤得到浸提液；将浸提液经提取水热交换器冷却至35°C，并经孔径10 μ m的精滤膜过滤及离心分离得到澄清茶汤；澄清茶汤经孔径O. 001 μ m的纳滤膜浓缩分离得到一级浓缩液和分离液；将一级浓缩液经低温减压浓缩，得到36. 5kg含固量29%的二级浓缩液；将二级浓缩液送入带式真空干燥装置中干燥，得到9. 5kg红茶提取物。采用实施例I中的检测方法，对制得的红茶提取物试验，其结果为各组分占红茶提取物的质量百分比为茶多酚10. 01%、咖啡碱9. 31%、茶多糖29. 94%、氨基酸15. 01%、香气挥发油组分O. 046%。其中，香气挥发油组分含有占其质量28. 2%的芳樟醇氧化物、9. 95%的芳樟醇、O. 51%的水杨酸甲酯、8. 72%的香叶醇、27. 97%的苯乙醛。其中的芳樟醇氧化物含有占香气挥发油组分质量15. 03%的顺式吡喃型芳樟醇氧化物、9. 96%的顺式呋喃型芳樟醇氧化物、3. 08%的反式呋喃型芳樟醇氧化物。实施例4
取IOkg红茶剔除杂质，漂洗后投入微波浸提罐中，加入12倍体积的去离子水和两级浓缩工序得到的分离液在30°C的温度下提取3h，分离茶汤得到浸提液；将浸提液经电制冷冷却至20°C，并经离心分离得到澄清茶汤；将澄清茶汤经O. 0005 μ m反渗膜膜浓缩分离得到一级浓缩液和分离液；将一级浓缩液经孔径O. 01 μ m的膜蒸馏浓缩，得到14kg含固量16. 6%的二级浓缩液；将二级浓缩液送入微波冷冻干燥装置中干燥，得到I. 97kg冻干红茶提取物。采用实施例I中的检测方法，对制得的红茶提取物试验，其结果为各组分占红茶提取物的质量百分比为茶多酚21. 63%、咖啡碱5. 86%、茶多糖24. 83%、氨基酸11. 92%、香气挥发油组分O. 097%。其中，香气挥发油组分含有占其质量18. 83%的芳樟醇氧化物、34. 27%的芳樟醇、10. 99%的香叶醇、18. 74%的苯乙醛。其中的芳樟醇氧化物含有占香气挥发油组分质量5. 75%的顺式吡喃型芳樟醇氧化物、4. 98%的反式吡喃型芳樟醇氧化物、2. 0%的顺式呋喃型芳樟醇氧化物、6. 1%的反式呋喃型芳樟醇氧化物。实施例5
取30kg红茶剔除杂质，粉碎后投入普通浸提罐中，加入5倍体积的软化水和两级浓缩工序得到的分离液在55°C的温度下循环提取2. 5h，分离茶汤得到浸提液；将浸提液自然冷却至40°C，经孔径O. 01 μ m的纳滤膜过滤得到澄清茶汤；澄清茶汤经O. 001 μ m反渗透膜浓缩分离得到一级浓缩液和分离液；将一级浓缩液液再经O. 0001 μ m反渗透膜浓缩，得到35kg含固量14. 1%的二级浓缩液；将二级浓缩液送入冷冻喷雾干燥装置中干燥，得到5. 2kg冻干红茶提取物。采用实施例I中的检测方法，对制得的红茶提取物试验，其结果为各组分占红茶提取物的质量百分比为茶多酚34. 97%、咖啡碱3. 16%、茶多糖9. 96%、氨基酸13. 27%、香气挥发油组分O. 024%。其中，香气挥发油组分含有占其质量35. 07%的芳樟醇氧化物、18. 17%的芳樟醇、3. 16%的水杨酸甲酯、5. 84%的香叶醇、15. 29%的苯乙醛。其中的芳樟醇氧化物含有占香气挥发油组分质量11. 42%的反式吡喃型芳樟醇氧化物、3. 46%的顺式呋喃型芳樟醇氧化物、19. 96%的反式呋喃型芳樟醇氧化物。实施例6取30kg红茶剔除杂质，漂洗后投入动态逆流浸提罐中，加入7倍体积的蒸馏水和二级浓缩工序得到的分离液，在85°C的温度下循环提取O. 5h，分离茶汤得到浸提液；将浸提液经冷却循环水热交换冷却至25°C，并经离心分离得到澄清茶汤；澄清茶汤经O. 0001 μ m反渗透膜浓缩分离得到一级浓缩液和分离液；将一级浓缩液经孔径O. 0005 μ m的纳滤膜浓缩，得到28. 5kg含固量16. 2%的二级浓缩液；将二级浓缩液送入真空冷冻干燥装置及微波真空干燥中联动干燥，得到4. 6kg红茶提取物。采用实施例I中的检测方法，对制得的红茶提取物试验，其结果为各组分占红茶提取物的质量百分比为茶多酚28. 52%、咖啡碱11. 99%、茶多糖17. 38%、氨基酸3. 03%、香气挥发油组分O. 069%。其中，香气挥发油组分含有占其质量10. 04%的芳樟醇氧化物、27. 46%的芳樟醇、4. 35%的水杨酸甲酯、9. 58%的香叶醇、22. 78%的苯乙醛。其中的芳樟醇氧化物含有占香气挥发油组分质量2. 57%的顺式吡喃型芳樟醇氧化物、5. 32%的反式吡喃型芳樟醇氧化物、I. 99%的反式呋喃型芳樟醇氧化物。实施例7
取滇红红茶按实施例I的操作提取红茶提取物；同样的红茶原料，用传统工艺提取制备速溶茶，二者的挥发油成分对比情况如下
不同提取工艺制备的滇红红茶速溶茶中挥发油成分对照表
权利要求
1.一种有效保留原茶香气及口感的红茶提取物，包括香气挥发油组分和茶多酚、 咖啡碱、茶多糖、氨基酸，其特征在于各组分所占质量百分比分别为香气挥发油组分O.0Γ0. 1%，茶多酚1(Γ45%，咖啡碱2 12%，茶多糖6 30%、氨基酸3 15%，各组分质量百分比之和不大于100%。
2.根据权利要求I所述的有效保留原茶香气及口感的红茶提取物，其特征是所述的香气挥发油组分包括占香气挥发油组分质量百分比1(Γ45%的芳樟醇及1(Γ35%的芳樟醇氧化物。
3.根据权利要求2所述的有效保留原茶香气及口感的红茶提取物，其特征是所述的芳樟醇氧化物包括占香气挥发油组分质量百分比广15%的顺吡喃型芳樟醇氧化物或/和 5^20%的反式吡喃型芳樟醇氧化物或/和2 10%的顺式呋喃型芳樟醇氧化物或/和2 20% 的反式呋喃型芳樟醇氧化物。
4.根据权利要求I或2所述的有效保留原茶香气及口感的红茶提取物，其特征是所述的香气挥发油组分包括占香气挥发油组分质量百分比O. 5 5%的水杨酸甲酯和/或2 11% 的香叶醇和/或8 28%的苯乙醛。
5.一种权利要求1、2、3或4所述的有有效保留原茶香气及口感的红茶提取物的制备方法，其特征在于包括茶叶浸提、冷却澄清、一级浓缩、二级浓缩、低温干燥，具体为A、茶叶浸提将原料茶叶送入浸提罐中，加入3(T85°C的、体积比5 15倍的提取用水， 循环浸提O. 5 3h，得到浸提液；B、冷却澄清将浸提液冷却至1(T40°C后送入澄清装置进行澄清处理；C、一级浓缩将冷却澄清后的浸提液送入膜分离浓缩装置中进行一级浓缩，得到一级浓缩液和分离液；膜分离浓缩装置中的分离膜的孔径< O. 001 μ m ;D、二级浓缩将一级浓缩液送入二级浓缩装置中，得到二级浓缩液和分离液；E、低温干燥将二级浓缩液送入低温干燥装置中干燥，得到所述的有效保留原茶香气及口感的红茶提取物。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是所述的浸提罐为普通浸提罐、渗漉型浸提罐动态或逆流浸提罐，或者是有超声波、电磁波或微波辅助的浸提罐；所述的冷却采用自然冷却、电制冷冷却、冷却循环水热交换冷却或提取水热交换冷却；所述的提取用水为蒸馏水、去离子水或软化水，或者用蒸馏水、去离子水或软化水与两级浓缩时获得的分离液组合使用。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是所述的澄清装置为过滤澄清或离心澄清装置，或者过滤澄清与离心澄清相结合的澄清装置，所述的过滤澄清为精滤、微滤或超滤澄清。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是所述的二级浓缩装置为膜分离浓缩、膜蒸馏浓缩或低温减压浓缩装置，所述的膜分离浓缩中的膜孔径为< O. 001 μ m，所述的膜蒸馏浓缩中的膜孔径为O. 0Γ0. 5 μ m。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是所述的低温干燥装置为带式真空干燥、 微波真空干燥、真空冷冻干燥、微波冷冻干燥、冷冻喷雾干燥、常温抽湿干燥装置中的一种或任何两者的联动组合使用。
10.权利要求f4任意一项所述的有效保留原茶香气及口感的红茶提取物在速溶红茶饮料、红茶食品或烟草中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种有效保留原茶香气及口感的红茶提取物及其制备方法与应用。所述的红茶提取物包括香气挥发油组分和茶多酚、咖啡碱、茶多糖、氨基酸，各组分所占质量百分比分别为香气挥发油组分0.01~0.1%，茶多酚10~45%，咖啡碱2~12%，茶多糖6~30%、氨基酸3~15%，各组分质量百分比之和不大于100%。所述的制备方法包括茶叶浸提、冷却澄清、一级浓缩、二级浓缩、低温干燥。所述的红茶提取物在速溶红茶饮料、红茶食品或烟草中的应用。本发明采用中低温浸提、常温膜浓缩和低温干燥技术，降低香气和滋味等主要热敏性物质的氧化及逸散。本发明制备方法简单，提取物香气馥郁、滋味浓厚、汤色红艳，冲泡后与红茶原茶茶汤香气、滋味、汤色接近甚至提升原茶口感。
文档编号A23F3/22GK102919427SQ201210459778
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者戴群 申请人:戴群