茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制造技術(shù)集成系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于茶葉加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制造技術(shù)集成系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]茶葉是世界性重要經(jīng)濟(jì)作物之一，作為世界三大傳統(tǒng)飲料之一，深受各國人民喜愛。1998年至2007年年均GAGR為5.7%，2012年全球軟飲料市場價(jià)值達(dá)7200億美元。“綠色、天然、健康、時(shí)尚”的茶飲料迅速崛起，成為21世紀(jì)飲品“新貴族”。
[0003]茶葉中有效成分的提取、分離、純化是一個重要課題，與其他天然產(chǎn)物相比，茶葉除了高效制備出有效功能成分、提高附加值外，還要保持茶湯的色、香、味，更趨向于風(fēng)味品質(zhì)食品化的制造。
[0004]茶葉中主要風(fēng)味品質(zhì)成分有效協(xié)調(diào)是決定茶葉品質(zhì)特性的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前，茶葉有效成分提取、純化制備技術(shù)有:(1)茶葉原料。僅對農(nóng)殘、重金屬、水分等指標(biāo)進(jìn)行控制，缺少茶葉品質(zhì)提升處理技術(shù)和風(fēng)味穩(wěn)定性評價(jià)。(2)提取。一般采用逆流提取、超聲波提取、煮茶機(jī)等提取方式，對風(fēng)味品質(zhì)穩(wěn)定性影響較大，無法根據(jù)產(chǎn)品要求和茶葉特性對風(fēng)味品質(zhì)成分進(jìn)行食品定向化選擇性萃取。(3)分離純化。采用離心機(jī)或單級膜分離，不能高效分離茶葉中風(fēng)味成分，也無法克服膜分離易堵等缺點(diǎn)。(4)濃縮干燥。采用真空濃縮或單級膜濃縮，高溫和長時(shí)間循環(huán)茶多酚易氧化，傳統(tǒng)噴霧干燥方式易破壞有效成分。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)方案，未融合食品科學(xué)工程、生物技術(shù)工程、化學(xué)工程和自動化系統(tǒng)管理等多學(xué)科技術(shù)，單一技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)原料茶食品化定向品質(zhì)提升和茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分選擇性萃取，不能完全實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控和標(biāo)準(zhǔn)化制造，產(chǎn)品風(fēng)味品質(zhì)和穩(wěn)定性較差，不能滿足市場和消費(fèi)者的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)提供茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制造技術(shù)集成系統(tǒng)及方法的技術(shù)方案。
[0007]所述的一種茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制造技術(shù)集成系統(tǒng)，其特征在于包括依次連接的原料品質(zhì)定向提升處理模塊、選擇式低溫逆流分段萃取模塊、酶膜聯(lián)合分離模塊、低溫濃縮模塊和多孔結(jié)晶冷凍干燥模塊，上述的選擇式低溫逆流分段萃取模塊、酶膜聯(lián)合分離模塊、低溫濃縮模塊和多孔結(jié)晶冷凍干燥模塊均連接活性成分包埋與釋放模塊和標(biāo)準(zhǔn)化智能監(jiān)控模塊。
[0008]所述的一種茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制造技術(shù)集成系統(tǒng)，其特征在于所述的原料品質(zhì)定向提升處理模塊包括由輸送系統(tǒng)連接的茶葉篩分機(jī)、茶葉混合機(jī)和遠(yuǎn)紅外提香機(jī)。
[0009]所述的一種茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制造技術(shù)集成系統(tǒng)，其特征在于所述的選擇式低溫逆流分段萃取模塊包括管路連接的多級逆流系統(tǒng)、純水罐和萃取液儲罐。
[0010]所述的一種茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制造技術(shù)集成系統(tǒng)，其特征在于所述的酶膜聯(lián)合分離模塊包括管路連接的蝶式離心機(jī)、固定化酶柱、膜濾系統(tǒng)和澄清液儲罐。
[0011]所述的一種茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制造技術(shù)集成系統(tǒng)，其特征在于所述的低溫濃縮模塊包括管路連接的濃縮系統(tǒng)、料液周轉(zhuǎn)罐和濃縮液儲罐。
[0012]所述的一種茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制造技術(shù)集成系統(tǒng)，其特征在于所述的多孔結(jié)晶冷凍干燥模塊包括連接的低溫冷凍結(jié)晶室和真空冷凍干燥室。
[0013]所述的一種茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制造技術(shù)集成系統(tǒng)，其特征在于所述的活性成分包埋與釋放模塊為包埋罐或冷凍噴霧系統(tǒng)。
[0014]所述的一種茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制造技術(shù)集成系統(tǒng)，其特征在于所述的標(biāo)準(zhǔn)化智能監(jiān)控模塊包括近紅外光譜分析儀、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0015]利用所述的一種茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制造技術(shù)集成系統(tǒng)制造茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品的方法，其特征在于包括以下工藝步驟:
O原料品質(zhì)定向提升:茶葉原料進(jìn)入原料品質(zhì)定向提升處理模塊，依次經(jīng)茶葉篩分機(jī)分級處理、茶葉混合機(jī)拼配處理和遠(yuǎn)紅外提香機(jī)提香處理，拼配時(shí)噴灑復(fù)合酶，所述的茶葉篩分機(jī)的篩網(wǎng)為10-80目，所述的遠(yuǎn)紅外提香機(jī)提香溫度為80-110°C、時(shí)間3-15min，所述的復(fù)合酶由糖苷酶、蛋白酶、果膠酶和纖維素酶按重量比1-5:1-3:0.2-2:1-5混合得到，復(fù)合酶添加量為茶葉總量的0.1-5% ；
2)選擇性低溫逆流萃取:步驟I)得到的茶葉進(jìn)入選擇式低溫逆流分段萃取模塊，經(jīng)多級逆流系統(tǒng)逆流萃取處理，多級逆流系統(tǒng)萃取溫度15-70°C，得到的萃取液進(jìn)入活性成分包埋與釋放模塊包埋后進(jìn)入萃取液儲罐，標(biāo)準(zhǔn)化智能監(jiān)控模塊根據(jù)產(chǎn)品要求和茶葉特性自動調(diào)節(jié)萃取溫度、時(shí)間和流量；
3)酶膜聯(lián)合分離:步驟2)得到的萃取液過60-200目后進(jìn)入酶膜聯(lián)合分離模塊，依次經(jīng)蝶式離心機(jī)處理、固定化酶柱處理、膜濾系統(tǒng)處理，得到的澄清液進(jìn)入澄清液儲罐，標(biāo)準(zhǔn)化智能監(jiān)控模塊控制膜壓力和溫度，所述的蝶式離心機(jī)處理?xiàng)l件:3000-4000rpm，所述的固定化酶柱中酶為復(fù)合果膠酶；所述的膜濾系統(tǒng)為0.1-0.45um微濾和50-200KD超濾的組合膜；
4)低溫濃縮:步驟3)得到的澄清液進(jìn)入低溫濃縮模塊，經(jīng)濃縮系統(tǒng)在_2°C至_6°C溫度下循環(huán)冷凍結(jié)晶，定時(shí)排除冰渣或水，得到10-40Brix的茶濃縮液；或經(jīng)濃縮系統(tǒng)在15-35°C溫度下通過2-4級RO膜濃縮至10-25Brix，得到的濃縮液進(jìn)入濃縮液儲罐，標(biāo)準(zhǔn)化智能監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測濃縮液的風(fēng)味品質(zhì)成分并控制濃縮系統(tǒng)調(diào)節(jié)溫度；
5)活性成分包埋與釋放:活性成分包埋與釋放模塊在步驟2)或4)得到的物料中加入
2-15%的β -⑶進(jìn)行微膠囊化；
6)多孔結(jié)晶干燥:步驟5)得到的濃縮液進(jìn)入多孔結(jié)晶冷凍干燥模塊，在低溫冷凍結(jié)晶室中進(jìn)行冷凍升華干燥或冷凍噴霧干燥，茶湯在-30°C -20°C溫度下進(jìn)行結(jié)晶冷凍，再在真空冷凍干燥室下進(jìn)行干燥，得到水分小于5%的提取物粉，標(biāo)準(zhǔn)化智能監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測濃縮液的風(fēng)味品質(zhì)成分并控制濃縮系統(tǒng)調(diào)節(jié)溫度；
7)在上述步驟中標(biāo)準(zhǔn)化智能監(jiān)控模塊利用液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀分析茶多酚、氨基酸、茶多糖組成，結(jié)合近紅外光譜實(shí)現(xiàn)全程標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)控。
[0016]本發(fā)明的集成系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)原料品質(zhì)定向提升，選擇性萃取風(fēng)味品質(zhì)成分，高效分離，標(biāo)準(zhǔn)化制備，可根據(jù)產(chǎn)品要求和茶葉特性，實(shí)現(xiàn)定向制造，產(chǎn)品天然原味、富含高活性保健因子。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合說明書附圖來進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0019]如圖1所示，一種茶葉風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制造技術(shù)集成系統(tǒng)包括依次連接的原料品質(zhì)定向提升處理模塊1、選擇式低溫逆流分段萃取模塊2、酶膜聯(lián)合分離模塊3、低溫濃縮模塊4和多孔結(jié)晶冷凍干燥模塊5，上述的選擇式低溫逆流分段萃取模塊2、酶膜聯(lián)合分離模塊3、低溫濃縮模塊4和多孔結(jié)晶冷凍干燥模塊5均連接活性成分包埋與釋放模塊6和標(biāo)準(zhǔn)化智能監(jiān)控模塊7。
[0020]其中原料品質(zhì)定向提升處理模塊I包括由輸送系統(tǒng)連接的茶葉篩分機(jī)、茶葉混合機(jī)和遠(yuǎn)紅外提香機(jī)。選擇式低溫逆流分段萃取模塊2包括管路連接的多級逆流系統(tǒng)、純水罐和萃取液儲罐。酶膜聯(lián)合分離模塊3包括管路連接的蝶式離心機(jī)、固定化酶柱、膜濾系統(tǒng)和澄清液儲罐。低溫濃縮模塊4包括管路連接的濃縮系統(tǒng)、料液周轉(zhuǎn)罐和濃縮液儲罐。多孔結(jié)晶冷凍干燥模塊5包括連接的低溫冷凍結(jié)晶室和真空冷凍干燥室。活性成分包埋與釋放模塊6為包埋罐或冷凍噴霧系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)化智能監(jiān)控模塊7包括近紅外光譜分析儀、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0021]實(shí)施例1
一種綠茶風(fēng)味品質(zhì)成分食品化定向制備方法工作流程如下:
步驟1:取市售蒸青綠茶500kg粉碎后進(jìn)入原料品質(zhì)定向提升處理模塊1，經(jīng)茶葉篩分機(jī)過10-40目篩，取10-40目間綠茶約420kg經(jīng)遠(yuǎn)紅外提香機(jī)提香處理，遠(yuǎn)紅外提香機(jī)提香溫度為90°C、時(shí)間7min，用90°C溫度遠(yuǎn)紅外焙火7min，冷卻至常溫備用；
步驟2:將步驟I的蒸青綠茶420kg輸送至選擇式低溫逆流分段萃取模塊2，裝入多級逆流系統(tǒng)(多級逆流柱)，同時(shí)打開標(biāo)準(zhǔn)化智能監(jiān)控模塊，根據(jù)產(chǎn)品要求和茶葉特性(酚氨比、糖含量等)，自主調(diào)節(jié)萃取溫度和時(shí)間，首先從純水罐流進(jìn)純水溫度50°C、流量3.8T/h，10分鐘后調(diào)節(jié)為45°C、流量3.5T/h，35分鐘后調(diào)節(jié)為47°C、流量4.0T/h，45分鐘后出液，分段收集萃取液(I段:前12分鐘約750L，II段13-40分鐘約1700L，III段41-55分鐘約1000L)，逆流萃取的用水經(jīng)水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，得到的萃取液經(jīng)活性成分包埋與釋放模塊6加入3%β -⑶進(jìn)行分子包埋后進(jìn)入萃取液儲罐；
步驟3:將步驟2得到的萃取液輸送至酶膜聯(lián)合分離模塊3，分別經(jīng)碟式離心機(jī)3800rpm離心，I段澄清液直接過100KD超濾膜，透過液流入澄清液儲罐；合并II段、III段澄清液，經(jīng)固定化酶柱處理和膜濾系統(tǒng)處理(復(fù)合果膠酶柱和200KD膜