一种高稳定性浓缩茶提取液及提取方法与流程

文档序号:26088447发布日期:2021-07-30 17:56阅读:254来源:国知局
本申请涉及茶叶加工领域,更具体地说,它涉及一种高稳定性浓缩茶提取液及提取方法。
背景技术
:浓缩茶提取液是一种从茶液中提取得到的食品原料,其中含有茶多酚、花青素、多种氨基酸及芳香成分,在食品加工领域有着重要的作用。由于浓缩茶提取液中含有多种复杂组分,且在提取过程中,茶叶中的部分残留组织、大分子蛋白、纤维素等成分,在体系中容易团聚沉降,使得浓缩茶提取液在长期存放过程中,稳定性不佳。技术实现要素:为了提高浓缩茶提取液的稳定性,本申请提供一种高稳定性浓缩茶提取液及提取方法。首先,本申请提供一种高稳定性浓缩茶提取液,所述浓缩茶提取液中含有占浓缩茶提取液质量如下质量分数的组分:黄原胶0.04~0.1%;甘露醇0.1~0.2%;明胶0.05~0.2%。在上述技术方案中,黄原胶、甘露醇和明胶的组合,可以对浓缩茶提取液中的不同组分进行稳定,减少分子间的碰撞和凝聚,且上述成分在水中均有较好的分散性,使得浓缩茶提取液具有较强的稳定性,长期存放不易发生沉降和浑浊。可选的,该浓缩茶提取液中还含有占浓缩茶提取液质量分数0.04~0.15%的β-环糊精。在上述技术方案中,β-环糊精的加入可以对浓缩茶提取液中的部分小分子还原性物质进行包覆和容纳,减少浓缩茶提取液中的还原性物质在储存过程中被氧化,同时,也有助于提高体系的稳定性。可选的,该浓缩茶提取液中还含有占浓缩茶提取液质量分数0.05~0.1%的枸橼酸。枸橼酸具有较好的还原性能,可以保护浓缩茶提取液中有效成分,同时枸橼酸也是一种螯合剂,在体系中可以螯合部分金属离子,进而使浓缩茶提取液具有更长的保存时间。可选的,该浓缩茶提取液中还含有占浓缩茶提取液质量分数0.06~0.15%的鼠李糖酯。额外添加鼠李糖酯有助于提高体系的分散性能,同时减少明胶或黄原胶在体系中的团聚,从而进一步提高浓缩茶提取液的分散性。另一方面,本申请中提供了上述浓缩茶提取液的提取方法,包括如下步骤:s1、对茶叶进行破碎后,进行微波处理,其中,对于每千克茶叶,微波功率为120~150kw,处理时间为20~80s,得到初步处理茶叶;s2、对初步处理茶叶,将其加入到水中,并加入的第一混合酶,进行酶解,并分离其中固体和液体,得到第一混合液和第一滤渣;s3、对第一滤渣,加入水和第二混合酶,进行二次酶解,随后进一步分离其中的固体和液体,滤除其中的固体残渣,得到第二滤液;s4、将第二混合液和第一混合液混合,对酶进行灭活处理,并初步浓缩至第一混合液和第二混合液总体积50~60%,得到第三混合液;s5、对第三混合液进行进一步浓缩,完成高稳定性浓缩茶提取液的制备;其中,所述第一混合酶为丹宁酶和蛋白酶形成的组合物,所述第二混合酶包括纤维素酶、果胶酶和多酚氧化酶;在步骤s4或步骤s5中,还加入明胶、黄原胶、甘露醇、β-环糊精、鼠李糖酯和枸橼酸。在上述技术方案中,先通过微波处理,可以破坏茶叶上的细胞结构,使茶叶中的成分在水中更容易酶解,通过第一混合酶酶解后,再将滤渣经过第二混合酶再次酶解,先对茶叶中的蛋白进行破坏,再通过纤维素酶和果胶酶对纤维素结构进行切断,使上述大分子裂解为中小分子,进而减少体系中大分子团聚,提高各组分在体系中的分散性能。可选的,在步骤s1中,对应每千克茶叶,微波处理的功率为143~145kw,处理时间为30~40s。在上述是技术方案中,采用微波处理的功率为143~145kw,处理时间为30~40s的参数对茶叶进行处理,对于浓缩茶提取液本身的风味和有效成分影响较小,可以尽可能充分地保持茶本身的风味。可选的,步骤s2中,酶解的温度为34~36℃,酶解的时间为80~120min。在上述技术方案中,第一混合酶降解的活性较好,且在体系中会残存一部分的多肽片段,由于本申请中浓缩茶提取液的稳定性较好,因此多肽分子可以在体系中保存较长的时间。可选的,在步骤s3中酶解的温度为37~38.6℃,酶解时间为45~70min。上述技术方案中,第二混合酶可以较好地对体系中的纤维素进行切断和分解,使体系中的纤维素分子减少,纤维素分子尽可能少有助于更好地提高浓缩茶提取液稳定性,也提高了有效成分的保存效果。可选的,所述蛋白酶为木瓜蛋白酶、枯草芽孢杆菌蛋白酶和谷氨酰胺转氨酶的组合。在上述技术方案中,先采用超滤膜的方式进行初步浓缩,由于浓缩到一定程度后,体系中的中大分子成分浓度会增大,对超滤膜有一定的影响,因此初步浓缩后再通过冷冻浓缩的方式进行下一次浓缩,得到最终的浓缩茶提取液,这种方式对茶叶中的有效成分保存率较高,且工作效率也较高,损耗较少,茶叶的香气可以较为完整的保留,且稳定性也较佳。可选的,在步骤s4中,采用超滤膜浓缩的方式进行,在步骤s5中,采用冷冻浓缩的方式进行,在明胶、黄原胶和β-环糊精再步骤s4中,超滤膜浓缩前加入到体系中,枸橼酸、鼠李糖酯和甘露醇在步骤s5中,冷冻浓缩完成后加入到体系中。在上述技术方案中,明胶、黄原胶和β-环糊精先加入到体系中,再进行超滤膜浓缩,在该方案中,明胶、黄原胶即可对体系在浓缩的过程中进行稳定,减少体系中大分子和部分纳米级、微米级的颗粒之间因微粒碰撞而发生的团聚,进一步提高稳定性。在冷冻浓缩过程后加入剩余的枸橼酸、鼠李糖酯和甘露醇,有助于减少枸橼酸、鼠李糖酯和甘露醇在冷冻浓缩过程中的损失,提高制备得到的浓缩茶提取液的稳定性。综上所述,本申请提供如下至少一种有益效果:1、在本申请中,通过在浓缩茶提取液中添加黄原胶、甘露醇和明胶的复配体系,使浓缩茶提取液具有较强的稳定性,长期存放不易聚沉和变质。2.在本申请进一步设置中,通过加入β-环糊精,对浓缩茶提取液中的部分有效成分进行保护,进一步减少浓缩茶提取液长期存放变质的现象发生,3.在本申请进一步设置中,通过加入枸橼酸,使浓缩茶提取液中的还原性成分得以较好第保存,对于浓缩茶提取液的风味则没有明显的影响。4、在本申请中,提供了上述浓缩茶提取液的制备方法,采用先滤膜浓缩再冷冻浓缩的方式,同时通过两次酶解作用,尽可能提高了浓缩茶提取液中多种有效成分含量的同时,也使得浓缩茶提取液具有较好的风味和较好的稳定性。具体实施方式以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。对于以下实施例和对比例,其中部分物料的来源如表1所示。表1、物料来源型号表物料厂家型号/规格黄原胶美国斯比凯可kelzan甘露醇江苏芬美意cas:87-78-5明胶博扬明胶cas:9000-70-8丹宁酶庞博生物丹宁酰基水解酶,酶活力保存率99%木瓜蛋白酶庞博生物酶活力保存率99%枯草芽孢杆菌蛋白酶庞博生物酶活力保存率99%谷氨酰胺转氨酶庞博生物酶活力保存率99%纤维素酶庞博生物酶活力保存率99%果胶酶庞博生物酶活力保存率99%多酚氧化酶宁波鼎元食品酶活力保存率95%市售浓缩茶提取液ⅰ浙大百川毛峰绿茶浓缩液市售浓缩茶提取液ⅱ浙大百川香浓红茶浓缩液在浓缩茶提取液中,一般会含有一定量的香味和鲜味成分。其中香味成分主要体现为部分茶叶精油等成分,鲜味物质主要为部分氨基酸。另外,在各种茶提取液中,都还含有一定量的着色物质、茶多酚、儿茶素等成分。浓缩茶提取液在长期存放过程中,会发生如下变化:1、茶叶中的部分大分子,如蛋白质分解后残留的多肽、部分纤维素未完全酶解残留的残渣、以及一些其他成分,会在体系中团聚并聚沉,导致浓缩茶提取液中含有部分絮状固体物质;2、浓缩茶提取液中的部分还原性物质,如苷类物质,会被缓慢氧化,影响浓缩茶提取液的风味和营养价值;3、浓缩茶提取液中含有的挥发性物质,如精油等香味物质,会缓慢挥发,导致浓缩茶提取液的香味降低。在本申请中,通过对浓缩茶提取液进行调配,并对浓缩茶提取液的提取工艺进行进一步地优化,进而在保证浓缩茶提取液的风味的同时,使浓缩茶提取液具有较好的稳定性,具有较好的经济效应和市场前景。对于本申请中的实施例,采取如下实验进行验证。实验1、浓缩茶提取液的稳定性实验:对于下列任意实施例或对比例,将其放置于20℃下进行储存,每日观察,并记录茶浓缩液底部出现明显沉淀或出现浑浊的日期。实验2、浓缩茶提取液有效成分检测,对于下列任意实施例或对比例,测定其在4℃下储存100d后,浓缩茶提取液中部分组分的浓度,具体测定方法如表2所示。表2、测定物质的种类和测定方法实验3、感官体验:将部分实施例和对比例中制备得到的浓缩茶提取液,用蒸馏水稀释至brix=0.1,选取志愿者二十名,在香味、鲜味、回甘三个维度上,对上述稀释后的样本进行品尝并打分,其中0分为最差,10分为最佳,计算平均分。针对上述内容及本申请中的技术方案,设置如下实施例,通过实验的方式,对上述技术问题进行改进。实施例1~20,一种高稳定性浓缩茶提取液,采用在现有市售浓缩茶提取液的基础上,额外添加黄原胶、甘露醇和明胶。具体市售浓缩茶提取液的选取和黄原胶、甘露醇、明胶的具体用量如表3所示。另外,设置对比例1~20,均为一种浓缩茶提取液,采用通过在市售浓缩茶提取液中添加如表3中所示的质量分数的组分得到。表3、实施例1~20中物质配比对上述实施例进行实验1,结果如表4所示。表4、实施例1~20及对比例1~14稳定性实验结果上述实验数据可以验证,本申请中,采用黄原胶、甘露醇和明胶的复合体系,可以有效提高浓缩茶提取液的稳定性,使浓缩茶提取液在长期存放室温下,依旧可以保持不变质、不沉降、不浑浊,具有良好的效应。其中,对于毛峰绿茶浓缩液,当黄原胶加入的质量分数为0.06%、甘露醇加入的质量分数为0.13%、明胶加入的质量分数为0.1%时,稳定性最佳,而对于香浓红茶浓缩液,则需要更高的加入量。当黄原胶、甘露醇和明胶中任意一种加入的量过多时,均会导致稳定性有明显的下降。申请人推测其中的原因可能在于,由于在浓缩茶提取液中,本身即含有一部分具有较大分子量的物质,例如部分酶解未充分的多肽、多糖等,由于这一类分子表面一般含有较多的极性基团,在浓缩液中,由于上述成分的浓度较大,因此分子间容易发生碰撞,并形成分子团,进而发生沉降。而在加入黄原胶、甘露醇和明胶后,首先上述三种成分在水中的溶解性极佳,本身不易聚沉,且明胶在水中可以自身形成交联结构,本身即带有一定的稳定效果,黄原胶和甘露醇均为多糖,这两种多糖配合使用,可以在明胶形成的框架体系中,使浓缩茶提取液具有轻微的粘稠度,进而降低浓缩茶提取液中分子碰撞,起到一定程度的缓冲作用,对于部分分子团形成的胶体,申请人认为,上述体系也具有一定的稳定和均质作用。但是,当明胶、黄原胶或甘露醇本身用量过大时,会导致体系粘稠度增大,流动性变差,因此反而容易出现浑浊现象。进一步地,在实施例8和实施例19的基础上,进一步对方案进行优化,得到如下实施例。实施例21~32,为一种高稳定性浓缩茶提取液,以实施例8为基础,进一步添加如表5所示的成分得到。表5、毛峰绿茶浓缩液进一步调整方案实施例33~44,为一种高稳定性浓缩茶提取液,以实施例19为基础,进一步添加如表6所示的成分得到。表6、香浓红茶浓缩液进一步调整方案对实施例21~44进行实验1,结果如表7所示。表7、实施例21~44稳定性实验结果上述实施例中,进一步进行了优化,得到了上述结果。其中,在实施例21~24和实施例33~36中,添加了β-环糊精,β-环糊精可以对浓缩茶提取液中部分中等分子量的分子进行容纳和包覆,且在水中具有较好的稳定性。在明胶框架存在的情况下,β-环糊精可以减少浓缩茶提取液中部分成分被氧化,同时液可以减少分子间的碰撞,从而进一步提高浓缩茶提取液的稳定性。在实施例25~27和实施例37~39中,添加了枸橼酸,同样的,枸橼酸具有抗氧化性,同时具有一定的螯合金属离子的能力,这二者军有助于提高浓缩茶提取液的稳定性。由于茶叶在提取过程中,其中部分金属离子会留存在浓缩茶提取液中,金属离子会破坏体系中胶体表面的双电层,因此加入枸橼酸螯合部分金属离子后,可以使形成的胶体在浓缩茶提取液中形成更加均匀稳定地分散体系,有助于进一步提高浓缩茶提取液的稳定性。在实施例28~31和实施例39~42中,进一步添加了鼠李糖酯,鼠李糖酯可以增强体系中部分在水中溶解性中等的分子,例如部分多肽和多糖,进一步提高了浓缩茶提取液的稳定性,除了在现有的浓缩茶提取液中添加如下组分外,进一步地,设置如下实施例,直接采用特殊的茶叶提取方法,得到如下实施例。实施例45,高稳定性浓缩茶提取液,其制备步骤如下:s1、将茶叶破碎,随后在微波下进行处理,对应每千克茶叶,采用120kw的微波进行处理,处理20s,得到初步处理茶叶;s2、将初步处理茶叶以0.3kg/l的量加入到水中,以1g/l的浓度第一混合酶,控制温度为34℃,酶解处理80min,再抽滤分离,得到第一混合液和第一滤渣;s3、将第一滤渣以0.5kg/ml的量加入到水中,以1g/l的浓度加入第二混合酶,在37℃下酶解45min,滤除其中的固体残渣,得到第二混合液;s4、将第一混合液和第二混合液合并,加热至90℃对酶进行灭活处理,随后冷却至室温,加入明胶、黄原胶和β-环糊精,通过ultracel-pl再生纤维素超滤膜进行浓缩,浓缩至第一混合液和第二混合液总体积的50%,得到第三混合液;s5、对第三混合液,在-5℃下进行冷冻浓缩,浓缩至第三混合液体积的20%,再加入枸橼酸、鼠李糖酯和甘露醇,得到目标高稳定性浓缩茶提取液。其中,茶叶为安徽七号品种茶树上的原叶,经烘干后使用。第一混合酶为质量比为1∶3的丹宁酶和蛋白酶的组合物,蛋白酶为质量比为1∶0.5∶1.5的木瓜蛋白酶、枯草芽孢杆菌蛋白酶和谷氨酰胺转氨酶的组合。第二混合酶为质量比为1∶0.5∶0.5的纤维素酶、果胶酶和多酚氧化酶的组合。对于不同的茶叶,可以微调其中的各种酶的用量和比例。以最终浓缩茶提取液的体积计,加入的黄原胶的质量分数为0.06%,甘露醇质量分数为0.14%,明胶的质量分数为0.12%,β-环糊精的质量分数为0.1%,枸橼酸的质量分数为0.8%,鼠李糖酯的质量分数为0.11%。实施例46,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例43的区别在于,微波处理的功率为120kw,处理时间为80s。实施例47,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例43的区别在于,微波处理的功率为150kw,处理时间为20s。实施例48,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例43的区别在于,微波处理的功率为150kw,处理时间为80s。实施例49,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例43的区别在于,微波处理的功率为143kw,处理时间为30s。实施例50,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例43的区别在于,微波处理的功率为145kw,处理时间为40s。实施例51,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,明胶在步骤s5中加入。实施例52,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,黄原胶在步骤s5中加入。实施例53,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,β-环糊精在步骤s5中加入。实施例54,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,枸橼酸在步骤s4中加入。实施例55,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,鼠李糖酯在步骤s4中加入。实施例56,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,甘露醇在步骤s4中加入。实施例57,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,第一混合酶中,缺少丹宁酶,其他组分比例不变。实施例58,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,第一混合酶中,缺少木瓜蛋白酶,其他组分比例不变。实施例59,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,第一混合酶中,缺少枯草芽孢杆菌蛋白酶,其他组分比例不变。实施例60,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,第一混合酶中,缺少谷氨酰胺转氨酶,其他组分比例不变。实施例61,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,将步骤s2和步骤s3合并为步骤s1’:对初步处理茶叶以0.3kg/l的量加入到水中,以1g/l的浓度加入第一混合酶,并以1g/l的浓度加入第二混合酶,控制温度为34℃,酶解处理80min,再抽滤分离,得到第一混合液和第一滤渣;第一混合酶和第二混合酶的具体用量与实施例48相同。实施例62,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,步骤s2中,酶解温度为36℃,酶解时间为120min;步骤s3中,酶解温度为38.6℃,酶解时间为70min.实施例63,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,无步骤s5,在步骤s3中,直接将第一混合液和第二混合液混合并通过超滤膜浓缩至第一混合液和第二混合液总体积的10%,黄原胶、甘露醇、明胶、β-环糊精、枸橼酸和鼠李糖酯均在步骤s4中加入。实施例64,高稳定性浓缩茶提取液,与实施例50的区别在于,无步骤s4,在步骤s5中,直接将第一混合液和第二混合液混合并在-5℃下冷冻浓缩至第一混合液和第二混合液总体积的10%,黄原胶、甘露醇、明胶、β-环糊精、枸橼酸和鼠李糖酯均在步骤s5中加入。对实施例45~64,进行实验1,实验结果如表8所示。同时,对实施例45~64进行实验2,实验结果如表9所示。表8、实施例45~64稳定性实验结果表9、实施例45~64中部分成分含量通过上述实施例可见,采用本申请中的方法提取得到的浓缩茶提取液,具有更好的稳定性。在提取过程中,采用143~145kw的微波对茶叶进行30~40s的处理,可以得到更高的茶多酚、氨基酸和儿茶素含量,从而使浓缩茶提取液具有更好的风味和营养价值。在处理过程中,经两步酶处理,可以得到更好的提取效果,相较于直接将所有酶混合在一起并进行处理(如实施例61),先通过第一次处理使蛋白成分分解,随后再进行第二次处理对其中的纤维素成分进行分解,分解后释放出被纤维素包裹的部分营养成分,可以在尽可能保留营养成分的前提下,提高制备得到的浓缩茶提取液的稳定性。而第一混合酶以丹宁酶、木瓜蛋白酶、枯草芽孢杆菌蛋白酶和谷氨酰胺转氨酶为宜,第二混合酶以纤维素酶、果胶酶和多酚氧化酶为宜。在浓缩过程中,选用先超滤膜浓缩再冷冻浓缩的方式,一方面减少有效成分在浓度较大的情况下粘连在超滤膜的表面或堵塞超滤膜的滤孔,同时在超滤膜浓缩过程中,通过加入纤维素酶、果胶酶和多酚氧化酶可以对其中所含的部分有效成分进行保护,减少其在浓缩过程中的沉降和聚集,同时也减少上述有效成分在冷冻浓缩过程中的损失。而甘露醇、枸橼酸和鼠李糖酯则在冷冻浓缩后再加入,有助于进一步提高制备得到的浓缩茶提取液的稳定性。进一步地,选取其中部分实施例,进行实验实验3,结果如表10所示。表10、部分实施例中的风味打分表通过上述实验数据可知,采用实施例49和实施例50中的方案制备的得到的浓缩茶提取液,其中的香味成分和鲜味成分保存较为完整,具有更好的口感和用户体验。本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页12
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