专利名称：速溶粉末的制造方法
技术领域：
本发明是有关速溶粉末的制造方法的发明，更详细地，是有关采用真空冻结干燥法来制造速溶粉末的制造方法的发明。
本发明是有关具有良好溶解性、气味香醇的速溶粉末(速溶粉末茶)的制造方法的发明。
以前，是将茶叶、咖啡豆等原料放入提取槽中、加入热水提取有效成份，然后将提取液分离后，将提取液中的提取物进行适当浓缩，或者用糊精来调整浓度后用喷射干燥或真空冻结干燥的方法使其干燥来制造粉末茶、粉末咖啡等。但是用上述方法制造而成的粉末饮料中注入开水饮用时，加入糊精的饮料带有与茶、咖啡的本来味道不同的异味;用喷射干燥器干燥的饮料、茶和咖啡的本来香味受到损失，特别是清香味道几乎完全挥散掉了。
为了解决这个问题，人们考虑了不使用糊精而使饮料中的提取物进行浓缩，或者将含有大量提取物的提取液直接进行真空冻结干燥来制作粉末的方法。但是，将提取液直接进行真空冻结干燥制得的粉末茶或粉末咖啡，当注入开水时容易产生粒状块，为使其完全溶解则需要进行搅拌。而且在注入凉水时，即使进行搅拌也几乎不能溶解。
现有技术中，比如日本特开昭64-86832号公报中公开了一种速溶茶的制造方法，该方法是将从茶叶中提取的提取物浓缩、将其浓度(重量)调整为15-60%后进行冻结干燥。这种方法是使浓缩液中产生定量冰晶，然后再进行冻结干燥，用这种方法虽然可制造少泡的粉末，但溶解性并未得到改善。
本发明的发明人为解决这一问题开发了几顶技术。比如日本特开昭63-3755号公报公开的由用水从茶叶中提取的提取物、将茶叶蒸馏或用溶剂提取的提取物和茶叶粉末组成的香味和口感俱佳的即溶性粉末;特开昭63-94960号公报公开的将含有固形成份的水溶液进行不完全真空冻结干燥后，进行溶解处理，再进行真空冻结干燥从而改善其溶解性的即溶性粉末制造方法;特开昭63-167742号公报公开的将含有圆形成分5%(重量)以下的香味饮料进行真空冻结干燥后、将该干燥物压扁然后破碎使其成为粉末，必要时进行筛选来制造高级即溶性粉末的方法等等。本发明的发明人对这些技术进行了进一步研究，开发出制造具有良好溶解性、香味口感均优的即溶性粉末的方法。
本发明是通过真空冻结干燥来制造茶或咖啡等香味饮料的粉末的方法，其目的在于提供一种即溶性粉末的制造方法，该即溶性粉末在注入开水或凉水后可迅速溶解、无需搅拌。
本发明的目的还在于提供具有与以绿茶、玄米茶、乌龙茶、红茶等为代表的直接开水冲泡饮用的茶叶大致相同的香味、口感、外观、并且具有良好溶解性的即溶性粉末(速溶粉末茶)的制造方法。
本发明是基于下述发现而完成的，即在对绿茶提取液等进行真空冻结干燥时，如在冻结工序中混合气泡(下称“含气冻结”)可得到易溶解于开水的粉末。
本发明是对含固形成分为5%(重量)以上的溶液进行真空冻结干燥，其特征是冻结时混入10%(容量)以上的气泡，然后再进行真空冻结干燥。
还有，本发明的即溶性粉末制造方法的特征是对茶液的提取液进行反渗透膜浓缩使其固形成分的重量达到5%以上后，在该溶液中加入茶叶粉末并混合，对混合后得到的混合物进行含气冻结，造粒后进行冻结干燥，或冻结干燥后进行造粒。
本发明所说的即溶性粉末，不仅限于提取液的干燥粉末，还包括含有部分茶叶粉末的速溶粉末茶。
本发明所用的溶液，可举例如绿茶、红茶、乌龙茶、煎茶、玄米茶等茶类和咖啡等香味饮料，是一种在水中溶解分散有固形成分的溶液，只要能通过干燥处理变成粉末均可，无特定限制。
对上述溶液进行浓缩调整其浓度时使固形成分的重量达5%以上，因为固形成分的重量低于5%时，真空冻结干燥后的粉末会成绵状，注入开水或凉水时粉末会漂浮于水面而难于溶解。
本发明中，冻结时混入气泡的方法无特殊限制，只要使浓度调整后的香味饮料通过刮板式热交换器与空气或氮气接触并同时进行冷冻即可。具体可举例如使用制造冰淇淋的冰淇淋机、边混入气泡边冻结的方法。
混入气泡时须使冻结后气泡的容量达到10%以上，因为如果气泡含量不足容量的10%得不到粉末易溶于热水和水的效果。
以下以绿茶为例来详述本发明的内容。首先，采用往茶叶中加水、加热、然后过滤的方法，或采用往茶叶中加入热水然后过滤的方法等从茶叶中得到提取液。比较低的温度，例如10-40℃进行提取比较好。这样，茶叶的苦味，涩味不会提取出来，而是将好的口感成分有效地提取出来。
提取后，在分离提取液和茶叶时应使茶叶不要破损，例如可采用压榨、离心分离等方法使提取液和茶叶分离，这样，可防止由于茶叶破损而产生的苦涩味。
对用上述方法制得的提取液用反渗透膜进行浓缩。用反渗透膜浓缩的优点是香味不会散失，而且由于是非加热浓缩，所以没有加热引起的质量降低的缺点。但是由于浓缩花费时间，所以最好使温度控制在25℃左右进行浓缩，必要时可边进行冷却处理边进行反渗透膜浓缩。
反渗透膜浓缩要使提取液中的固形成分的重量达到5%以上，最好达到重量的10-30%。若浓缩后固形成分的重量低于5%，下述含气冻结难于进行，而且冻结干燥所需时间长、产量低、生产效率不变。但若固形成分浓度过高，最后产品-即溶性粉末的溶解性则比较差。
必要时在上述方法制成的浓缩液中加入茶叶粉末并进行混合。添加茶叶粉末可增加饮茶时各种茶的口感及香气并使其外观变好，这种作法尤其适用于绿茶。
可采用各种粉碎方法制取茶叶末，但粉碎时加热会降低茶叶质量，所以应尽量避免使用，最好采用冻结粉碎或用石臼捣碎等粉碎方法。
茶叶末的粒度为可通过20目筛，其中至少重量的50%可通过100目筛。茶叶末的用量与最后制品即溶性粉末的重量比最好为0.1-20%。如果茶叶末的用量过少则难以达到增强茶香味及口感的效果，但如果过多则会产生外观上由茶叶末造成的失调感。
茶叶末的添加和混合可在提取液的浓缩前进行，也可在浓缩后进行。从防止茶叶味变坏的观点出发，最好在提取液浓缩后添加茶叶末和进行搅拌混合。不管哪种方法都希望在含气冻结期间内进行，若在含气冻结后添加和混合的话，茶叶末很难均匀分散。
其后，本发明的方法对上述浓缩液进行含气冻结，如是绿茶，为了增强茶的口感及香味，可在进行含气冻结前，可在加入茶叶末的同时加入二甲基硫。二甲基硫的添加量与最后制品之比最好为30-600mg/100g，添加量少的话达不到添加二甲基硫的效果，相反，添加量过多的话则二甲基硫的本来异味太强，产生不快感。
其后，对浓缩液进行含气冻结，可采用冻结时使气泡混入的方法或使浓缩液充气泡后再进行冻结等方法，但最好是在低于二甲基硫的沸点温度下进行充气泡和快速冻结，这样可以防止二甲基硫的挥发。冻结温度最好在完全冻结温度以下，例如-30℃下进行，因为该温度如过高会导致后序真空冻结干燥时的干燥不良和起泡。
冻结时混入气泡的方法无特别限制，例如可采用使浓度调整后的提取液通过刮板式热交换器与空气或氮气接触的同时进行冷却冻结的方法。具体地说，可采用使用冰淇淋机，边混入气泡边进行冻结的方法。使浓缩液充气泡后再进行冻结的方法，由于浓缩液有一定粘度，所以须进行强搅拌才能使其达到进行含气冻结所需要的含气状态。同时，含气后应进行急速冻结以维持含气状态。
冻结后气泡的含量须达到容量的10%以上，如气泡含量低于容量的10%，则难于达到易溶解性的充分作用效果。
在浓缩液进行含气冻结后，进行造粒后进行真空冻结干燥，或进行真空冻结后进行造粒。前者适用于得到粗粒，后者适用于得到细粒。从易溶解性考虑的话最好采用前者。使用前者方法，当有微粉末出现时，使进行了反渗透膜浓缩的浓缩液进行再循环，可使细微粉末尽可能减少。
采用前者的具体方法，在进行冻结粉碎等造粒时要使气泡不要散失，如果造粒时气泡散失殆尽则真空冻结干燥后的最后制品的溶解性降低。采用后者的具体方法，无特殊限制，按常规方法进行即可。
下面介绍气泡混入率与溶解性关系的试验情况。
试验表1气泡混入率与溶解性的关系
(O完全溶解;X残存不溶性块状物)表1表示试验的绿茶提取液的不同固形成分浓度冻结干燥时的气泡混入率与干燥粉末溶解性的关系。用下述方法进行气泡混入率的调整。将绿茶提取液放入台式冰淇淋机(爱工合制作所制)边搅拌边冷却，从结出冰晶开始气泡混入率随时间的增加而增加，以一定时间间隔取样。将各试样放在10CC的容器中，根据重量按下式求出各试样的气泡混入率。然后急速冻结进行冻结干燥得到干燥粉末。
下式中a(%)为气泡混入率、b(g)为10CC试样的重量、C(g)为10CC与试样的固形成分浓度相同的溶液的重量，a＝(c-b)/c×100。按此公式计算得到表1的结果。
从表1可以看出，冻结后气泡的含量需达到容量的10%以上。
以下用实施例和比较例对本发明进行具体说明。
实施例1在40kg水中放入绿茶3.5kg，浸取30分钟后用挤压机挤出，得到固形成分浓度为1.5%(重量)的提取物。对得到的提取物进行反渗透膜浓缩;使其达到固形成分浓度为20%(重量)，然后用连续式冰淇淋机(刮板式热交换器)混入容量40%的气泡，边混入气泡边冻结溶液成冰淇淋状。其后，将其放入冷冻库(-40℃)中进行完全冻结，粉碎造粒、冻结干燥后得到粉末绿茶。将得到的粉末绿茶各0.5g放入两个杯中，分别加入80℃热水和室温(25℃)的水100ml，加入热水的立即溶解，加入室温水的也比较容易溶解。
比较例1与实施例1同样，将得到的含固形成分浓度为20%(重量)的绿茶提取物直接放入-40℃冷冻库中进行完全冷冻、粉碎造粒后进行冻结干燥，得到粉末绿茶。将得到的粉末绿茶各0.5g放入两个杯子，分别加入80℃热水和室温(25℃)水各100ml，加入热水的有块状物产生，不搅拌不能溶解;加入冷水的完全不溶解。
实施例2
在70kg20℃的水中放入绿茶7kg，浸泡30分钟后，用挤压机使茶叶和提取液分离，同时注意不要使茶叶破损。用离心机从用该方法制得的提取液中除去不溶性固形成分，得到55kg可溶性固形成分浓度为2%(重量)的提取液。用反渗透膜浓缩法按下述处理条件对该提取液进行浓缩处理。
浓缩处理使用日本电工株式会社制膜浓缩装置RUW-5、并使用可换单片RO膜NTR-759HR(膜面积为1.8m2)。
将先得到的50kg提取液脱水45kg，浓缩得到固形成分浓度为20%(重量)的浓缩液。在500g浓缩液中加入5g通过100目筛的绿茶粉末，混合后用爱工宁制作所生产的台式冰淇淋机使其含气率达到容量的45%，并成为半冻结状态，将其铺在铝盘上，层厚为5mm，然后放入-40℃冷冻库进行完全冻结。
然后，在-40℃冷冻库内用滚筒式冻结造粒机将其粉碎、用7-32目筛分进行造粒。将用此法得到的冻结造粒品在真空度为10帕斯卡、加热温度30℃、干燥时间为16小时的条件下进行真空冻结干燥，得到含水分为1.5%(重量)的粗粒状速溶粉末绿茶约100g。
用这种方法制得的速溶粉末绿茶中加入热水时迅速溶解，而且香醇味与直接加水饮用的绿茶味道相同，杯底有若干茶叶粉末沉淀，外观也有绿茶本身的感觉。
实施例3在500g含固形成分浓度为20%(重量)的浓缩液中加入100mg二甲基硫，其余皆与实施例2相同，制成速溶粉末绿茶。用这种方法制成的速溶粉末绿茶与实施例2的方法制成的粉末茶相比，具有更好的香味和口感。
实施例4
将10kg煎茶放入60kg40℃的温水中浸泡30分钟，进行提取处理后，用笼式离心机将茶叶与提取液分离，同时注意不要使茶叶破损。用10μ过滤器将不溶性固形成分从提取液中除去，得到45kg可溶性固形成分浓度为2.5%(重量)的提取液。用实施例2相同的反渗透膜浓缩法使40kg提取液脱水35kg并浓缩至固形成分浓度为20%(重量)。
在该浓缩液500g中加入通过50目筛的煎茶粉末1g，混合后，如实施例2那样进行含气冻结、完全冻结、冻结造粒、真空冻结干燥，制成水分含量为2.0%(重量)的粗粒状速溶粉末煎茶100g。
用这种方法制成的速溶粉末煎茶中加入热水时可迅速溶解，并具有与茶叶直接加水饮用的煎茶同样的香味和口感，而且有若干茶叶粉末沉积，外观上有茶叶本身的感觉。
实施例5使用实施例2相同的方法制成的绿茶浓缩液含气率达到容量的45%、并处于含气冻结状态，然后铺在铝盘上进行完全冻结，再进行真空冻结干燥，制成水分含量为1.5%(重量)的干燥茶。然后用粉碎机将该干燥茶粉碎、造粒使其可通过20目筛，制成速溶粉末绿茶。
用这种方法制成的速溶粉末绿茶加入热水时，其溶解性虽不如实施例2方法制成的速溶茶，但也可迅速溶解，而且具有与直接加水饮用的绿茶同样的香味和口感。而且杯底有若干茶叶粉末沉积，颇似茶叶本身。
综上所述，用现有的真空冻结技术制成的速溶性粉末在注入热水后不搅拌的话不易溶解，而用本发明的方法制成的粉末仅需注入热水便可迅速溶解，既使加入冷水也比以前的粉末茶容易溶解。
而且，用本发明方法制造的速溶性粉末茶具有与加水直接饮用的茶叶同样的香味、口感和外观，并且易于溶解。对于绿茶，在其制造过程中加入二甲基硫可使其具有更好的品质。
权利要求
1.即溶性粉末的制造方法，对含固形成分高于5%(重量)的溶液进行真空冻结干燥，其特征是在冻结时混入其容量的10%以上的气泡后再进行真空冻结干燥。
2.权利要求1所记载的即溶性粉末的制造方法，其特征是上述溶液为绿茶、红茶、乌龙茶、煎茶等茶类和咖啡等香味饮料。
3.权利要求1所记载的即溶性粉末的制造方法，其特征是用反渗透膜浓缩法使茶叶的提取液浓缩至其固形成分浓度达到5%(重量)以上，然后加入茶叶粉末、混合后得到的混合物进行真空冻结干燥时，先混入容量10%以上的气泡后再进行真空冻结干燥。
4.权利要求1所记载的即溶性粉末的制造方法，其特征是造粒后进行冻结干燥，或在冻结干燥后再进行造粒。
5.权利要求3所记载的即溶性粉末的制造方法，其特征是用反渗透膜浓缩使提取液的固形成分浓度达到10-30%(重量)。
6.权利要求3所记载的即溶性粉末的制造方法，其特征是茶叶粉末的粒度为可通过20目筛，而且其中至少50%(重量)的茶叶粉末的粒度可通过100目筛。
7.权利要求3所记载的即溶性粉末的制造方法，其特征是添加二甲基硫。
8.权利要求7所记载的即溶性粉末的制造方法，其特征是二甲基硫的添加量是该添加量与最后产品的重量比为30-600mg/100g。
全文摘要
本发明是关于使用真空冻结干燥法制造茶或咖啡等香味饮料的粉末的方法，特征是对含固形成分达重量的5％以上的溶液采用真空冻结干燥法，在冻结时混入容量10％以上的气泡，然后再进行真空冻结干燥。本发明的关于即溶性粉末(速溶粉末茶)的制造方法的特征是使茶叶的提取液经反渗透膜浓缩后加入茶叶粉末，混合后得到的混合物进行含气冻结、造粒后进行冻结干燥或冻结干燥后进行造粒。
文档编号A23F5/32GK1093874SQ9311484
公开日1994年10月26日 申请日期1993年10月13日 优先权日1992年10月13日
发明者山口宪章, 久保田理枝子 申请人:家庭食品工业株式会社