茶饮料的微波加工方法 技术领域
本发明涉及饮料加工技术，尤其是红、绿、乌龙茶饮料加工方法。
技术背景
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)，近代把微波作为一种能源，微波能是一种由离子迁移和偶极子转动引起分子运动的非离子化辐射能。当它作用于分子上时，促进了分子的转动运动，分子若此时具有一定的极性，便在微波电磁场作用下产生瞬时极化，并以2.45亿次/秒的速度做极性变换运动，从而产生键的振动、撕裂和粒子之间的相互摩擦、碰撞，促进分子活性部分(极性部分)更好地接触和反应，同时迅速生成大量的热能，促使细胞破裂，使细胞液溢出并扩散到溶剂中。
微波不仅产生热效应，而且还具有生物效应——微生物体内的水分是极性分子，在微波的交变电磁场作用下引起强烈的极性振荡，导致电容性细胞膜结构电击穿破裂或者细胞分子间氢键松弛等破坏，使得组成生物体(微生物)的最基本单元——细胞的生化活动过程中所必须的物质、能量交换的正常条件和环境遭到严重破坏，直至死亡。在现代工业中常利用微波的上述特点进行食品杀菌。
微波技术已在工农业生产上用于加热、干燥；在化学工业中进行催化、萃取等化学反应。九十年代初，加拿大环境保护部和加拿大CWT-TRAN公司携手开发了微波萃取系统，广泛应用于香料、调味品、天然色素、中草药、化妆品和土壤分析等领域。我国微波萃取已用于多项中草药的浸取生产中，微波萃取已列为我国二十一世纪食品加工和中药制药现代化推广技术之一。
茶饮料自20世纪70年代迅速发展以来，在全球饮料业掀起了一股茶饮料生产和消费的热潮。我国茶饮料在90年代中期连续多年以200％～300％的速率递增的基础上，近年仍保持较高的增长率，已连续数年稳居饮料生产消费的第三位。目前茶饮料地加工，主要是在传统茶饮料热水冲泡的基础上，采用热浸提的工艺进行萃取，该技术历时长，萃取率低，且易导致香气物质的损失，因此研究开发新的茶饮料萃取技术是茶饮料发展的技术关键。
微波萃取是介于超临界萃取和溶剂萃取之间的一项新技术，由于微波萃取是通过偶极子旋转和离子传导两种方式里外同时加热，因此具有萃取效率高，用时短，能耗小，成本低等优点。微波杀菌是热效应和生物效应的综合，与传统热萃取和杀菌工艺相比，其具有反应时间短，对物质选择性高等优点，因此既可有效地保护作用物料中的功能成分，又能快速地杀死物料中的微生物。茶叶目前已采用微波技术在初制工艺(杀青)中应用，但在茶饮料加工中的应用尚未见报道。
发明内容
本发明目的在于采用微波技术，充分利用其萃取和杀菌过程中的作用原理，缩短加工时间，提高萃取率，保持茶饮料特有的品质风味，尤其是保留香气成分，研制出有效成分含量高，具有原茶风味的茶饮料。
本发明将红茶或绿茶或乌龙茶放入去离子水中，茶叶与去离子水的比例，重量体积比为1∶40～100混合，置于300～700w微波中萃取，萃取时间为3～8min，经粗滤去茶渣，砂芯漏斗精滤，精滤后的茶水装瓶，经600W微波杀菌2-3分钟，获得具有良好原茶风味的红、绿、乌龙茶饮料。
技术优点
1)时间短。采用微波技术加工的红茶、绿茶、乌龙茶饮料，萃取和杀菌所用的时间明显比常规加工技术短；
2)萃取、杀菌过程物系的平均温度从室温至刚煮沸，有效地避免了由于长时、高温萃取和杀菌导致的茶饮料风味成分的损失；
3)茶饮料中的有效成分茶多酚、咖啡碱、氨基酸、水浸出物等含量明显高于传统茶饮料加工方法；
4)感官审评结果，微波技术加工的红、绿、乌龙茶饮料品质风味比传统茶饮料好，得分高。
总之，采用微波技术萃取和杀菌的茶饮料，由于时间短，浸取物系温度变化不大，因此对茶饮料中香气成分的破坏较小，能较好地保持茶饮料的品质，没有常规技术生产的茶饮料的蒸煮味。
6、实施例
6.1微波技术在红茶饮料加工中的应用
*红茶饮料加工工艺
称取2.5g云南滇红茶，以茶叶：去离子水为1∶100混合，采用550～700w微波萃取，时间为4～6min，经粗滤去茶渣，砂芯漏斗精滤，装瓶，封盖，100℃沸水杀菌10min，冷却，得具原茶风味的红茶饮料。
*红茶饮料理化分析结果
微波萃取红茶饮料理化成分分析
处理样号 咖啡碱含量(mg/L) 茶多酚含量(mg/L)
1 57.5 4545.1
2 59.9 4559.8
茶叶标准 40 250
*红茶饮料感官评定结果
微波萃取红茶饮料感官审评结果
处理 汤色 香气 滋味 沉淀
1 尚红亮 甜浓 浓醇，基本保持了滇红原 略有
有风味特征
2 红亮 尚浓 醇厚，口感良好 略有
6.2微波技术在乌龙茶饮料加工中的应用
*乌龙茶饮料加工工艺
称取2.5g福建安溪铁观音，以茶叶：去离子水为1∶80混合，采用360w微波萃取，时间为8min，经粗滤去茶渣，砂芯漏斗精滤，装瓶，于600w微波杀菌2min，封盖，冷却，得具原茶风味的乌龙茶饮料。
*茶水比的选择
为研究茶水比加工乌龙茶饮料对其品质的影响，本实验采用不同的茶水比，微波480w，萃取6min，加工的乌龙茶饮料理化指标如图所示。(见说明书附图1)
从图中可见，随着茶叶比例的增加，茶多酚、咖啡碱、游离氨基酸总量的含量明显增多。根据QB2499-2000《茶饮料》中的要求，纯茶饮料的茶多酚含量为400mg/L。在本萃取条件下，茶水比1∶140和1∶120萃取出来的茶饮料茶多酚达不到要求，故在本研究条件下，采用茶水比1∶100、1∶80和1∶60。
*微波萃取功率的选择
为研究微波萃取功率加工乌龙茶饮料对其品质的影响，本研究采用茶水比1∶100，不同微波功率萃取6min，制出的茶饮料理化指标如图所示。(见说明书附图2、附图3)
从图中可知：茶饮料内容物的含量随萃取功率的加大而提高。水浸出物从中低档的5.03％提高到高档的55.42％。根据QB2499-2000《茶饮料》中的要求，纯茶饮料茶多酚含量≥400mg/L。从图6可知：中低档的微波功率萃取的茶饮料茶多酚不达标。因此在本研究条件下，采用360w、480w和600w的微波萃取功率。
*微波萃取时间的选择
为研究微波萃取时间加工乌龙茶饮料对其品质的影响，本研究采用茶水比1∶100、微波480w、不同时间进行萃取，加工的茶饮料理化指标如图所示。(见说明书附图4、附图5)
从图中可知：茶饮料内容物的含量随着萃取时间的延长而升高。水溶性浸出物从4min的27.96％提高到7min的51.04％，6min后趋向于平衡。在本研究时间范围内，茶饮料内容物的各项指标均符合QB2499-2000《茶饮料》要求。
*微波杀菌工艺的选择
为研究微波技术对乌龙茶纯茶饮料的杀菌作用，本实验采用茶水比1∶80、600w微波萃取5min，对茶饮料进行不同时间的微波杀菌，室温保存24h后稀释，37℃恒温营养琼脂培养基培养细菌24h后计数。其细菌数量如图所示。(见说明书附图6)
从图中可知：利用600w微波处理茶饮料60s，已经能够控制细菌的繁殖，用600w微波处理2min，能达到杀菌效果。
本实验中，对微波杀菌和常温杀菌的乌龙茶饮料进行了感观比较，发现采用微波杀菌的茶饮料滋味圆润可口，常温杀菌(100℃，10min)略带蒸煮味，而微波高档2min已能够杀菌，并能保持乌龙茶原有风味。
*乌龙茶饮料感官评定结果
茶饮料感官审评结果
汤色 香气 滋味
总分 沉淀
(权重25％) (权重30％) (权重45％)
A 金黄，明亮 纯正 平淡 93 未见沉淀
B 金黄 原茶香，纯正 尚浓醇 92 未见沉淀
C 金黄 稍带茶香 醇和 93 未见沉淀
D 金黄，色泽亮丽 平和 醇和，尚可口 92 未见沉淀
E 橙黄，明亮 尚纯正 浓，微带涩 87 未见沉淀
F 橙黄，明亮 尚纯正 尚浓醇，适口 89 未见沉淀
G 橙黄，微浊 稀薄，纯正 浓，带涩 85 微有沉浊
H 金黄，明亮 平淡 有原茶味，适口 94 未见沉淀
I 金黄，明亮 有原茶香，纯正 醇和可口，口感好 98 未见沉淀
6.3微波技术在绿茶饮料加工中的应用
*微波加工绿茶饮料工艺流程
称取2.5g绿茶，以茶叶：去离子水为1∶100混合，采用480w微波萃取，时间为3min，经粗滤去茶渣，砂芯漏斗精滤，装瓶，于600w微波杀菌2min，封盖，冷却，得具原茶风味的绿茶饮料。
*咖啡碱和茶多酚的现理化分析结果(见说明书附图7)
图中采用微波加工的绿茶饮料咖啡碱和茶多酚的含量均符合QB2499-2000《茶饮料》要求
*微波加工绿茶饮料的感官评定结果
将微波加工的绿茶饮料进行感官评定，结果如下表所示：
微波萃取绿茶饮料感官评定结果
编号 汤色 香气 滋味 沉淀
1 微黄、明净 尚纯正 醇和、略带茶香 略有沉淀
2 微黄、明净 清雅的茶香 适口、微带酸味 略有沉淀
3 杏黄、尚明亮 尚纯正 带发醇味 略有沉淀
4 微黄、明净 原茶香明显 适口、平淡 略有沉淀
5 杏黄、尚明亮 尚纯正(略有茶香) 醇和 略有沉淀
6 绿黄、尚明亮 有原茶香 浓涩 略有沉淀
7 绿黄、尚明亮 尚纯正 浓涩 略有沉淀
8 绿黄、尚明亮 茶香明显 醇和、尚可口 略有沉淀
9 杏黄、较明亮 香气清纯 适口 略有沉淀
10 晶亮 欠纯正 浓涩 略有沉淀