抹茶
抹茶(中国古时称作末茶)起源于中国隋唐,将春天的茶叶的嫩叶,用蒸汽杀青后,做成饼茶(团茶)保存。食用前放在火上再次烘焙干燥,用天然石磨碾磨成粉末。
自古以来,文人墨客留下了大量的咏叹抹茶的诗篇,“碧云引风吹不断,白花浮光凝碗面”就是唐代诗人卢仝对抹茶的赞美之词。
抹茶原本产生于中国,后来兴盛于日本。多年来,受季节、地域的限制,茶叶市场始终无法发展壮大。中国茶叶市场的消费也一直处于疲软状态,外部大环境导致成本上升、竞争加大;内部的一些负面事件,也影响了市场的消费信心。在这种情况下,一些茶叶生产商为寻求突破,转而寻找新的发展路径,而抹茶作为一种营养价值高、文化意蕴厚,又可以作为众多食品配料的角色,受到了一些茶叶生产商的青睐。
历史
早在唐朝年间,人们就发明了蒸青散茶(碾茶),还审订了评茶色香味的方法,并成为人们不可或缺的日常饮料。到了宋朝更发展为茶宴,当时最为有名的评茶专家、大文豪蔡襄在《茶录》中评述斗茶方法:把团茶击成小块,再碾成细末,筛出茶末,取两钱末放入烫好的茶盏,注入沸水,泛起汤花品尝色、香、味,佳者为上。
茶经记载:“……始其蒸也,入乎箪,既其熟也,出乎箪。釜涸注于甑中,又以谷木枝三亚者制之,散所蒸牙笋并叶,畏流其膏。”
这里所指的抹茶冲饮之道即为唐宋年间的中国茶道,由此可见,中国茶道(抹茶)已有一千多年的历史了,比现今的乌龙茶道还早了几百年。自明代以来,不再流行抹茶了,而改用茶叶,冲泡喝汤,弃置茶渣。
清朝茹敦和在《越言释》中说,古者茶必有点,其硙茶(抹茶)为撮泡茶,必择一二佳果点心,谓之点心,谓之点茶。
加速上升阶段,伴随茶叶种植、遮荫技术、育种技术的发展,为抹茶提供了更好的原材料; 蒸青设备的进步,又促使抹茶的品质得到大幅度提升;超微粉研磨技术的发展,大大提高了生产速度,降低了成本。使抹茶这种古代奢侈品走向普通大众。同时,随着工业化、城镇化进程快速推进,环境和健康问题日益突出,慢性病对人民群众的健康威胁日益加重,公众对营养健康地诉求越来越多,促使抹茶等天然营养健康产品,得到迅猛发展。
日本抹茶
现今的日本,抹茶(まっちゃMatcha)产业已发展得非常庞大。抹茶无添加剂、无防腐剂、无人工色素,除了直饮外,作为一种营养强化剂和天然色素添加剂,被广泛用于食品、保健品和化妆品等诸多行业,衍生了品种繁多的抹茶甜食。
食品类∶抹茶月饼、抹茶饼干、抹茶瓜子、抹茶冰淇淋、抹茶面条、抹茶巧克力、抹茶蛋糕、抹茶面包、抹茶果冻、抹茶糖果、抹茶布丁等.
饮料类∶罐装饮料、抹茶固体饮料、抹茶牛奶、抹茶酸奶、抹茶拿卡等
化妆品类∶美容产品、抹茶面膜、抹茶粉饼、抹茶肥皂、抹茶香波等
采摘下的新鲜茶叶当天杀青干燥,采用的是蒸汽杀青法。研究分别表明,在蒸青过程中,茶叶中的顺-3-已烯醇、顺-3-己烯乙酸酯和芳樟醇等氧化物大量增加,并产生大量的A-紫罗酮、B-紫罗酮等紫罗酮类化合物,这些香气组分的先质为类胡萝卜素,构成了抹茶(Matcha)特殊的香气和口感。所以,覆盖栽培的绿茶并且蒸汽杀青的覆下茶不但香气特殊,色泽翠绿,味道也更鲜美。
光照对茶树叶片的化学组分影响(ug%g)
光照条件 | 叶绿素 | 全氮量 | 赖氨酸 | 简单儿茶素 | |
自然光 | 0.28 | 4. 47 | 73 | 1756 | 3.01 |
遮荫 | 0.444 | 4. 90 | 136 | 4045 | 1.88 |
抹茶(Matcha),其本意就是用石磨来碾磨的茶。磨茶的石磨称为茶磨,北宋诗人黄庭坚最早记述茶磨∶
“浸穷厥味臼始用,
复计其初碾方出。
计尽巧极至迂磨,
信哉智者能创物。”
饮用抹茶通常按照茶道的方式饮用,需要遵循一系列复杂的规则。
基本的方法是先在茶碗中放入少量抹茶,加入少量温(不是沸腾)水,然后搅拌均匀(传统上使用茶筅)。
在茶道中,“浓茶”用4克抹茶,加60CC开水,有点像浆糊状。“薄茶”用2克抹茶,加60CC开水。可以用茶筅刷出浓厚的泡沫,非常美丽,爽口。
当前快节奏的社会中,去用茶筅点茶喝的人已经很少了,抹茶更多的被用来制作各种精美的食品,绿色的抹茶食品成为餐桌上绿色的鲜花,受到人们的追捧和享用。
抹茶不但受到日本人民千百年来的喜爱,在欧美等国家也大受欢迎。随着哈根达斯和上海光明乳业率先在中国推出了抹茶冰激凌和抹茶牛奶,国人对抹茶的兴趣也越来越高。
由于抹茶和绿茶粉本质的区别,形成自身的价值的截然不同,在国际市场上,一公斤的绿茶粉售价为1200~1800日币(人民币70~110元/公斤),而每40克的抹茶的售价为1800~12000元日币(人民币105~700元),相差几十上百倍。
抹茶不同于一般的绿茶粉,更不是一般意义上的茶叶粉碎物。抹茶与绿茶粉的不同点主要包括以下两方面:
1. 原料要求:抹茶对原料的质量要求较高,要求采用氨基酸、蛋白质和叶绿素含量高的茶叶,同时要求原料中咖啡因的含量较低。在采摘之前,对鲜茶叶的采摘时间、叶片大小都有要求。抹茶的生产时间较短,只有50天左右,以4、5两个月出产的优质鲜茶叶做原料,生产出来的抹茶的质量最好。加工抹茶所用茶叶的树种也有讲究,这种茶树以无性系繁殖技术培育而成,保证了茶树品种的纯正性。另外,为保证鲜叶的质量,在栽种过程中,工作人员还需对茶树进行遮阳防暑,以这种方式生产的茶叶称为覆下茶。抹茶就是以覆下茶为原料加工而成的。
2.抹茶的生产关键:用天然石磨碾磨,绿茶粉都用金属粉碎机粉碎。
随着人们生活水平的提高,人们不但对食物的营养成分,同时对它的色泽也是很在意的,人的食欲几乎和自己对食物的感觉的良好度是呈正比例的。人们本能地更容易接受天然绿色的食品(如水果和蔬菜),在日本,人们被要求每天摄取30品目的食物,但是少有人能完成这个任务,而抹茶(Matcha)几乎同时拥有所有蔬菜的营养成分。抹茶(Matcha)不但可以直接用来饮用,同时可以做成各种抹茶(Matcha)食品,抹茶(Matcha)以其独特的生物学活性和在动物体内的整体生理调节功能及“绿色”特征,应和了新时代大众的消费理念和环保意识,同时应和了现代化生活节奏的需要。可以肯定,随着科技的进步及绿色添加剂研究的深入,抹茶(Matcha)在食品、饮料中的应用前景将是不可估量的。
超微茶粉
茶粉是采用不同机械加工方法,制成粒径0.172mm以下的茶叶粉末。
超微茶粉是比茶粉更细的粉末茶,粒径在10—25µm以下。茶粉与超微茶粉可作为速冲饮料,也可作为食品添加物用于饮料、糖果、果冻、糕点、饼干、面条等产而的生产中。
目前生产较多的是绿茶粉和超微绿茶粉,也有其他茶类的茶粉或超微茶粉。
茶叶中含有各种对人体有保健效果的有效成分,如儿茶素类、咖啡因、多糖、黄烷酮类、粗纤维、叶绿素、类胡萝卜素、维生素B、维生素C、维生素E、维生索P等。因此,常喝茶可以降血糖、降血脂、降血压、抗衰老、防辐射、防龋齿、抗过敏、消炎灭菌、抗癌抗突变。长期以来,冲泡饮用是获取茶叶有效成分的主要方式,但冲泡一般只能将茶叶小的水溶性成分浸提出来,而一些不溶性或难溶的成分,诸如维生素A、K、E等和绝大部分蛋白质、碳水化合物、胡萝卜素以及部分矿物质经冲泡仍大量存留于茶渣中,同时有些入因没有饮茶习惯,而不能享受到茶的保健功能。因此,开发超微茶粉产品并利用其生产各种含茶食品,对充分发挥茶叶的保健功能、拓展茶叶新用途具有重要意义。
超微茶粉是指茶叶经超微粉碎所得的粉末。普通粉碎技术处理的产品,大多数粒径为200目(约74µm),部分茶粉粒径可达到600目(约23µm)。而超微粉碎将茶叶粉碎至l600目以下,即中心粒径为1-10µm的颗粒,物料的细胞破壁率可达95%以上(李跃伟和孙幕芳,2005)。超微茶粉具有比表面积、表面能以及孔隙率大等诸多新特点,使其具有高溶解性、高活性、强吸附性和流动性等新特性,对光、电、磁、热等反应也产生了新变化(李琳等,2011)。
利用超微茶粉开发系列含茶食品,不但可以充分利用茶叶的营养成分,而且还可以增加食品的纤维素含量。茶粉配以不同主料以及风味物质,可以加工成各种形状、不同制剂以及不同口感的食品。含茶食品不仅可以拓展茶叶消费方式,还能吸引更广泛的消费人群,而且生产过程无茶渣、无污水等排放。
超微茶粉在食品工业中主要是用作食品添加剂;超微茶粉最大限度地保持了茶叶原有的营养成分、药理成分和原料的天然本色,被广泛用于加工各种茶类食品和添加于各类食用中。它具有很多优点:
① 以食品为载体,变“喝茶”为“吃茶”,全茶利用,既增加了食品的营养保健价值,又更加方便。茶叶所含的营养和保健成分中有维生素A、维生素E、维生素K、绝大多数蛋白质、碳水化合物、胡萝卜素以及部分矿物质是不溶或难溶于水的,以传统的方式冲泡品饮茶叶,这些成分个有很大一部分随茶渣的废弃而被浪费,将茶叶超微粉碎后添加于食品中,不仅使这些难溶或不溶性成分能被人体肠胃直接而充分地吸收,就连基本上不被人体吸收的纤维素,也由于被超细化而能发挥其特殊的保健功能:螯合消化道中的有毒物质,防止致癌物的产生;促进肠蠕动,减少肠道对有毒物质的吸收,防治便秘;预防和缓解冠心病、胆结石、阑尾炎、十二指扬溃疡等多种疾病。
② ②超微茶粉由于物料为超细粒子,有很强的表面吸附力和亲和力,其不溶性成分国附着力的影响排出休外所需时间较长,提高了有效成分的吸收率,出有效成分从植物细胞内向细胞外迁移所需的时间缩短,人体的吸收速度会明显加快,而且吸收量也会增加,故其营养和保健成分特别容易被消化吸收,因此出于人体吸收能力的差异而造成对有效组分的吸收率的差异这一现象就不会产生。超微粉碎技术的引入使茶叶的功能性成分能被消费者快速、高效地吸收。
③ ③超微茶粉以其特有的色、香、味以及营养、保健功效,为食品行业的产品开发提供了多种可供参考的新思路。将微细化的茶粉添加于食品中,如果其独具的感官而质特征和食品固有的风味结合得好,就能创造出许多风格各界的新产品;此外由于茶多酚是一种很好的天然抗氧化剂.若将它加人含油的食品中,对延长食品的保质期能起到明显的作用。
目前利用超微茶粉可加工以下茶叶食品和茶饮料。
(一)超微茶粉饮料
用超微茶粉做原料制成的茶饮料有它自身的优势:①粉质细腻,分散性和溶解性好。超微粉碎后茶叶的细胞壁和隔膜层均遭到破坏,一些不溶或难溶的成分转化为微小粒子,溶解性增强。超微茶粉粒径很小,比表面积却很大,故能与水充分接触,内含物溶解也就更充分。即冲即溶即饮,不变色、口感好,且适合现代的快节奏生活需要;②全茶利用,茶叶的全部营养和保健成分均能被人体直接吸收;③它不像速溶茶或浓缩茶汁生产有大量的茶渣废弃,故更有利于节约资源且富有环保意义。
超微茶粉饮料的加工必须考虑茶粉在饮料中悬浮的稳定性和分散的均一性,同时还要考虑其中有效成分的含量,故在选择条粉时主要的依据有:①粒径的大小;②功能性成分的含量;③色、香、味为消费者所接受的程度。
(二)超微茶粉面食品
超微茶粉添加于面包、面条、蛋糕等面食用中,一般要突出茶叶的色泽和风味,又要保证食品在品尝时的质感,同时还要最大限度地利用茶叶的功能性成分。因出此在选择茶粉对应考虑到:①有适当的粉碎度以保证质感;②添加比例适当,不影响食用的原有风味;③粗纤维含量要低,因为过多纤维素的带入会影响面粉的面筋值、弹性和延展性;④茶多酚的含量要高一些,出为茶多酚是很好的天然抗氧化剂,能大大延长面包等含油食品的货架寿命。
(三)超微茶粉冰淇淋
冰淇淋的膨松结构和滑爽口感由黏度决定,黏度过大,口感不松软;强度过小,口感不滑爽。有研究表明,将超微绿茶粉按适当比例添加于冰洪淋中,其黏度略有下降,口感更松软而对质感影响不大;此外还使冰棋淋表现出鲜、活、绿的特色。在冰棋淋中加入适量的超微茶粉后,由于其中含有条多酚、谷氨酸等鲜爽味和收敛性的物质,使之变得甜而不腻,滑而爽口。不腻是由于茶多酚结合芳香性物质给口腔黏膜以刺激使味蕾对食糖后的腻感变得迟钝。
(四)超微茶粉口香糖
将超微茶粉添加到口香糖中,不仅能使其颜色更加漂亮,而且具有很好的除臭、防蛀、爽口的作用。超微茶粉中起到除臭作用的主要是类黄酮物质,还有一些氨基酸、有机酸和糖类等,其主要机理是类黄酮类物质抑制微生物的发酵。起到防蛀作用的除氟以外,茶多酚也起到了一定的作用,茶多酚具有抑制葡聚糖聚合酶活性的作用,使葡萄糖不能在牙表聚合,病原菌也就无法在牙表着床,蛀牙形成便中断。爽口的主要成分是茶多酚、氨基酸等。
(五)超微茶粉酸奶
酸奶是一种具有较高营养价值和特殊风味的饮料,它比牛奶更易被人体吸收,因加工工艺的不同可分为凝固型酸奶和搅拌型酸奶两大类。酸奶含有多种营养成分,而茶叶中含有的茶多酚、咖啡碱是牛奶中所不具有的,将茶酚添加到酸奶中去,提高了酸奶的食疗价值。由于茶粉与酸奶都具有良好的开发价值,又具有互补的营养价值,因而茶粉酸奶的开发一定会具有广阔的发展前景。
超微茶粉酸奶加工是将鲜奶(或奶粉)、白砂糖、稳定剂、超微茶粉混合搅拌均匀。再将混合料液过滤后通过均质机均质,分装于酸奶瓶巾,在85℃条件下杀菌5min,取出酸奶瓶,降温到42℃左右,接人工作发酵剂。将已接种的料液放入42℃的电热恒温培养箱内发酵,酸度达到70—80°T,pH<4.2时,取出移至0-4℃的冰箱中冷藏17h为宜。
值得注意的是,茶粉和超微茶粉府用于食品,改饮茶为食茶,人们将超细微化茶粉食人后,原本热水很难浸出的农残成分和重金属物质,也将连同有益成分被人体一概直接吸收,因此,对茶叶的卫生质量提出了更高的要求,即用于生产茶粉的原料茶必须来自无公害茶园,严格实行清洁化生产,保证产品的安全卫生。
二、茶粉及超微茶粉加工
第一节、原料加工
超微茶粉是新兴的特色产品,已成为茶叶深加丁利用的新方向之一。超微茶粉的一般特点是:外观翠匀、香气清高、滋味浓醇、汤色聚绿。
超微茶粉在加工过程中需要长时间的粉碎,而该过程会引起物料温度升高并导致在制品品质变化,因此其原料与一般茶叶加工要求有所不同。本节以超微绿茶粉原料加工(高章林和耿协义,1996)为例介绍原料生产过程。
一、材料选择
加工超微绿茶粉的原料茶通常选择叶绿素含量高、色泽深绿的茶鲜叶,一般鲜叶叶绿素含量要求达到0.4%以上。
二、鲜叶摊放
鲜叶摊放的主要目的是使鲜叶部分失水,促进内含物转化,促进良好品质形成。一般的,鲜叶可均匀摊放于室内干净的摊放间或专用的摊放装置,厚度为8—15cm,摊放时间因品种和气候条件有所差异,大叶种为4.5—6.5h,中小叶种3.5—4.5h;视气温和湿度情况约每lh翻动一次(高飞虎等,2005)。鲜叶失水率一般控制在8%-12%之间。如果是雨水叶,须先通风收干表面水分,再行摊放。
三、杀青
杀青的方法有多种,可以根据原料的特点和要求选择使用。微波杀青(刘殿宇和陈丽,2012)不仅能充分钝化鲜叶中的酶活性,同时能较好地保持鲜叶色泽,但该技术较难应用大规模生产。由于蒸汽杀青(官泽贵,2009)速度快、标准化程度高.而且产品质量稳定、品质较优,因此,规模化绿茶粉原料茶通常采用蒸汽杀青加工。一般的.杀青蒸汽温度为110一140℃,杀青时间为40一100s。
四、热风脱水或叶打解块
蒸汽杀青后的在制品表面水分含量高,须进行脱水处理才能进入后续工序。脱水作业可以使用热风脱水或叶打(张承样和汪保根,2009);热风脱水的温度可控制在100℃左右,
进料厚度为10一15mm,处理时间约30s;如果使用叶打,可以将杀青叶上叶打机进行叶打解块、散热,叶打时间约1—3min。完成脱水作业后,在制品含水量一般为58%一62%。
五、摊凉
为了保持在制品茶叶色泽,揉捻之前应进行摊晾处理,降低叶片温度。将叶打解块后的在制品摊于篾垫上,厚度以不互相重叠为宜,并用电扇鼓风.加速热量散失,快速降温。
六、揉捻和解块
揉捻对茶粉色泽有一定影响,加工超微绿茶粉的原料,一般采用短时轻揉方式。揉捻转速可控制在45—55r/min之间,一次性加至中压,揉捻时间为6—8min。完成揉捻厉,在制品细胞破损宰约为l0%一l5%。在揉捻过程中若出现团块,需使用解块机进行解块。
七、干燥
将解块后的在制品及时进行干燥,常用的方法有烘干机烘干或微波干燥处理。烘干机烘干可分两次进行:第一次烘干时温度为105-110℃,时间为13—18min.摊凉30一60min后,进行第二次烘干;第二次烘干温度为90-105℃.时间为10一15min。微波干燥同样分两次进行:第一次微波时间为1—3min,中间摊凉20一45min;再进行第二次微波干燥,时间为1—2min。干燥后,产品含水量应低于5%。
八、去梗、初步粉碎和酸藏
茶便是影响粉碎粒度和均匀度的英键因素、用于超微菜粉生产的茶叶原料必须进行彻底去梗处理。有条件的,可以使用光电拣梗机去除茶梗,也可以使用阶梯式拣梗机或者静电拣梗机。检校后的茶叶在进行超微粉碎之前,还应以切碎机或者普通粉碎机将茶叶原料粉碎成3mm左右的茶片,以利于超微粉碎时均匀进料。
为了保持良好色泽,超微绿茶杨原料需以铝箔复合膜袋封装并进行4℃冷藏(高飞虎等,2010)。如果贮藏时间久,还应该进行真空包装后冷藏。
第二节、超微茶粉加工工艺过程
一、鲜叶加工茶粉与超微茶粉
鲜叶加工绿茶粉及超微绿茶粉工艺为:茶鲜叶→蒸汽杀青→揉切→打浆→均质→干燥。
鲜时先经蒸汽杀青机杀青,再通过转子揉切机揉切成颗粒状后,用胶体磨打浆,再上高压均质机均质,然后对均质物进行脱水干燥,可加工出品质优良的绿茶粉。
鲜叶加工茶粉和超微茶粉磨细的关键在于胶体磨的打桨和高压均质机的均质。胶体磨工作时在电机的带动下转齿(或称转子)与相配的定齿(或称定子)作相对高速旋转,经揉切过的颗粒状茶浆,在料斗内通过自身的重量和外部压力,产生向下的螺旋冲击力,透过定齿、转齿之间的间隙(间隙可调)时受到强大的剪切力、摩擦力、高频振动等物理作用,使茶叶被有效地粉碎和分散,达到超细粉碎的效果。
高压均质机是一种以往复泵为动力传动机构,以均质阀(组件)为主要工作部分,对浆状物质的固体颗粒进行超微细化的设备。经预混合的介质以30MPa高压状态进入均质阀组件,在通过均质阀棒与均质阀座的微小开口(0.04—0.1mm)时,介质流速总剧增加并伴随着压力能的突然释放,在很短的时间及很小的区域里形成强烈的空穴效应和湍流作用,从而使包含各种物质的工作介质(包括坚硬的固体小颗粒)被超微细化并形成稳定的一体。据陈宗道等研究,揉切后的在制品经胶体磨打浆磨细后,粒度可达0.02—0.4mm,若将其直接饮用,效果已足够好,但添加到糖果、糕点中,入口仍有粗糙感。经30MPa高压均质机处理后,茶粒度可下降到10µm,粗糙感消失,水浸物含量提高。
在鲜叶加工绿茶粉过程中,若在蒸汽杀青后的揉切或打浆工序,用2.0%的纤维素酶处理在制品,可提高绿茶粉游离氨基酸、可溶性糖及水浸物含量。若采用冷冻干燥方式进行干燥,可制得高质量的绿茶粉。
二、成品茶加工绿茶粉
(一)成品绿茶加工茶粉和超微茶粉
以成品绿茶加工绿茶粉及超微绿茶粉工艺为:成品绿茶→粉碎→打浆→均质→干燥。
成品绿茶先经普通粉碎机粉碎,再用胶体磨打浆,然后以高压均质机均质后进行干燥。用成品茶为原料加工的绿茶粉的品质次于以鲜叶为原料加工的绿茶粉。
(二)日本绿茶粉的加工工艺
据日本学者研究,将鲜叶投放到表面温度达150—250℃,表面速度相同而转向相反的相互接触的两辊之间,在高温高压条件下酶的活性迅速破坏,并进行数秒时间的挤压而形成碎末。通过挤压区后,茶叶中90%的水分即变为水蒸气而蒸发,同时由于蒸汽压的作用位叶细胞膜和组织受到破坏和损伤:然后再用一般粉碎机将其粉碎成3—4µm的细粉末而成。所制得条粉,其氨基酸、咖啡碱、儿茶素、游离还原糖和香气成分含量都超过一般方法所制的茶粉。
三、其他茶粉加工
茶鲜叶和成品茶均可用来加工各种茶粉。以鲜叶为原料,经萎凋、揉切、订浆、均质、干燥可加工成红茶粉;经萎凋、做青、杀青、揉切、打浆、均质、干燥可加工成乌龙茶粉。以红茶、乌龙茶、花茶等成品茶为原料,也可加工成不同的茶粉,但其品质次于以鲜叶为原料加工的茶粉。其加工工艺为:成品茶→粉碎→打浆→均质→干燥。
第三节、超微粉碎技术
超微粉碎一般是指将3mm左右粒度的物料粉碎至10µm以下的过程(高彦祥和杨文雄,2005)。茶叶在超微粉碎过程中,一方面由于冲击、摩擦及粒径的减小,在新生的超微细粒的表面积累了大量的正电荷或负电荷,使得微粒极不稳定,相互间吸引产生团聚;另一方面,在粉碎过程中,超微颗粒吸收了热能和机械能,使在制品快速升温。控制粉碎过程的在制品温度是保持绿茶粉色泽的关馒(裴重华等,2003)。因此,良好的粉碎设备,应该配备相应的冷却设施。
虽然早在1927年首台气流粉碎机即在美国问世,之后又有多种新型粉碎机问世,但我国从20世纪90年代才开始研究超微粉碎技术和相关设备(祁国栋和张炳文,2008).因此对我国食品加工业来说,超微粉碎技术目前还是一项新技术。而超微粉碎技术的关键是粉碎机,目前用于超微茶粉生产的常见粉碎机有以下几种:
一、球磨机粉碎
球磨机(张承样和汪宝根.2009)是由水平的简体、进出料空心轴及磨头等部分组成.简体为钢制的长形圆筒,由钢制衬板与简体固定;简内装有研磨体,一般为钢制圆球,并按不同直径和一定比例装入简中,研磨体也可用钢段。工作时,物料通过进料端空心轴装入简体内,简体转动产生离心力将钢球带到一定高度后落下,对物料产生重击和研磨作用。物料在第一仓粗磨后,经单层隔仓板进入第二仓,将物料进一步研磨。粉状物通过卸料第板排出,完成粉磨作业。
球磨机的特点是:①主轴承采用了大直径双列调心棍子轴承,摩擦小、能耗低、启动容易;②大口径进出料口,处理量大,③没有惯性冲击,设备运行平稳。
二、气流粉碎机粉碎
气流粉碎机是由旋风分离器、陈尘器、引风机组成的一整套粉胖系统。压缩空气经过滤干燥后,通过拉瓦尔喷嘴高速喷射入粉碎腔,在多股高压气流的交汇点物料颗粒相互冲击、碰撞及摩擦,粉碎过程中压缩空气绝热膨胀产生焦耳-汤姆逊降温效应(郝征红等.2008),从而适用于茶叶等热敏性植物的超细粉碎。粉碎后的物料在风机抽力作用下随上升气流运动至分级区,在高速旋转的分级涡轮产生的强大离心力作用下,使粗细物料分离,符合粒度要求的细颗粒通过分级轮经旋风分离器和除尘器收集,粗颗粒下降至粉碎区继续粉碎。
茶叶在气流粉碎加工中须控制气源的气压、温度、湿度与洁净度,把握投料、进气、粉碎、收料的方式,并及时调控气流粉碎系统的工作站操作模式(陶齐雄,200s)。高压气体经过空气干燥器处理,达到低温、低湿,并且高速气流在喷嘴处绝热膨胀会使系统温度降低,无需增加任何冷却设备,茶叶超细粉碎作业在低温低湿下瞬间完成,从而避免了粉碎过程中因温度、湿度对品质产生的负面影响。应用气流粉碎技术加工的超微茶粉细度高、粉体润泽、粒度分布窄、分散性好,冷溶、热溶速度快,可广泛应用于食品饮料(王镇,2007;王丽滨,2008)、医药保健(周留,2006)、日用化工(李荣林,2000)等行业。
气流粉碎机可分为流化床对撞式气流粉碎机和气旋式气流粉碎机两种。
1.流化床对撞式气流粉碎机
流化床对撞式气流磨碎机比较常见。作业过程(陶齐雄,2004)为:经初步粉碎后的茶叶物料被送入流化床对接式气流磨设备内进行超微粉碎、分级,对掩式气流磨设备中高压气流通过三个超音速喷嘴加速成2倍超音速气流,加速后的气流带动物料运动和碰撞,进而达到粉碎目的;在分级区内将涡轮式超微细分组器转速调到12000r/min,选出粉碎细度D97>1250目的超微茶粉,经出料筒被高效旋风收集器收集。
流化床气流粉碎机对茶叶的粉碎粒度受到工艺参数的影响。有研究认为(高彦样,3005),以CBF-250型流化床气流粉碎机进行粉碎,欲获得300目的超微茶粉,其加工条件为:气压0.16MPa,供料电机200r/min,分级电机2750—2810r/min;欲获得800目的超微茶粉,其加工条件为:气压0.32MPa,供料电机200r/min,分级电机4500-4560r/min;欲获得1200目的超微茶粉,其加工条件为:气压0.60MPa,供料电机200r/minl分级电机6500—6560r/min。
2.气旋式气流粉碎机
气旋式气流粉碎机由粉碎机、旋风收集器、脉冲除尘器、空气压缩机及储气罐、进料系统、分级机、引风机和冷干机等部分组成。压缩空气经过冷却、过滤、干燥后,经喷嘴形成超音速气流射入旋转粉碎室,使物料呈流态化,在旋转粉碎室内,被加速的物料在数个喷嘴的喷射气流交汇点汇合,产生剧烈的碰撞、摩擦、剪切而达到颗粒的超细粉碎。粉碎后的物料被上升的气流输送至叶轮分级区内,在分组轮离心力和风机抽力的作用下,实现粗细粉的分离,粗粉根据自身的重力返回粉碎室继续粉碎,达到细度要求的纫税随气流进入旋风收集器,微细粉尘由袋式除尘器收集,净化的气体由引风机排出。
气旋式气流粉碎机的特点是:能耗相对较低;所使用的自分流分级系统寿命较长;进料粒度范围大,最大进料粒度达5mm;低温、无介质粉碎,适合于低熔点、热敏性物料的超微粉碎;负压生产,无粉尘污染,环境优良。
三、纳米粉碎机粉碎
纳米科技是20世纪80年代末90年代初诞生并迅速发展和渗透到各学科领域的一门崭新科技。纳米粉体泛指粒径在1-100nm范围内的粉末。由于纳米粉体粒径小、表面积大、扩散性强,因此应用前景诱人。
国外有研究者研制了“风动旋转靶式茶叶超微粉碎机”(黄振宇.2012).其工作原理是:应用转于高速旋转所产生的巨大风速,使物料在旋转的气流中产生根大动能,带动物料飞速旋转时碰撞到转于壁,使物料裂解为无数粉状颗粒,再经过很多次的反复碰撞摩擦而裂解成微细粉,经沉降后,得到符合要求的茶叶超细粉。国内研究人员研制的“高速离心剪切粉碎机”也可将茶加工成细度高达2000目的接近纳米级粉末。
在茶叶纳米粉碎时,首先对原料进行补火杀菌提香,使含水量降低至5%以下;然后用普通机粉碎至100-120目的颗粒,再用气流超细粉碎机粉碎至l0-12µm的超细粉末,之后将之投入纳米粉碎机粉碎成100nm以下的粉末。
第四节、超微茶粉质量检测
超微茶粉质量检测一般包括超微条粉感官审评、理化成分分析、微生物指标检验、重金属及稀土含量检验以及农药残留检验(刘玉敏等,2007)。因超微绿茶粉最常见,本节以超微绿茶粉为例说明检验内容和程序。
一、超微茶粉的粒度检验
粒度检验是测定超微茶粉颗粒大小的方法,一般可以采用激光粒度仪进行检测。激光粒度仪的种类很多,不同仪器的操作方法也赂有差异.本节以Rise-2006激光粒度仪说明检测过程。
1.工作原理
根据被测颗粒和分散介质的折射率等光学性质,激光粒度仪采用全量程米氏散射原理,按照被测条粉样品不同大小颗粒在各角度上散射光强的变化反演出颗粒群的粒度分布数据,包括粒度分布范围、平均粒度〔Dav)、中值粒径(D50,累计粒度分布百分数达到50%的粒径)、D90(累计粒度分布百分数达到90%的粒径)、D97(累计粒度分布百分数达到97%的粒径)等指标。
2.测定方法
(1)检测前开机预热15-20min
(2)运行颗粒粒度测量分析系统;
(3)新建数据文件夹,选择合适的目录保存,然后“打开”新建的数据文件夹;
(4)向样品池中倒入分散介质,分散介质液面刚好没过进水口上侧边缘,打开排水阀,当看到排水管有液体流出时关闭排水阀(排出循环系统中的气泡),开启循环泵,使循环系统中充满液体;
(5)点测定按钮,使测试软件进入基洛测量状态,随机测定10次后,系统自动以该10次
测量平均结果作为基准,按“下步”测定按钮,系统进入动态测试状态;
(6)关闭循环泵,拾起搅拌器,将适量样品〔0.50—1.00g)放入样品池中;
(7)启动超声1min。;
(8)启动搅拌器,并调节至适当的搅拌速度,使被测样品在样品他中分散均匀;
(9)启动循环泵,当数据稳定时存储(定时存储或随机存储)测试数据;
(10)数据存储完毕,打开排水阀,被测液排放干净后关闭排水阀,加入清水或其他液体冲洗循环系统,重复冲洗至测试软件窗口粒度分布无显示时说明系统冲洗完毕,可进行后续样品测试;
(11)打印测试报告。
二、超微茶粉的感官品质检验

超微茶粉的等级一般可分为特级、一级两个级别。每个级别设定实物标推样,其品质水平为各级最低界限。超微茶粉感官品质检验的内容包括外形(色泽、颗粒细腻均匀度)和内质(汤色、香气、滋味)。超微绿茶粉的感官要求见表14.1,检验方法可参照GB/T23776《茶叶感官审评方法》的要求进行。
三、超微茶粉的理化检验
超微条粉理化检验的常规内容和要求包括:水分≤6.0%,总灰分≤7.o%,组纤维≤16%,水浸出物含量妻34%,茶多酚含量:绿茶)11%、红茶>7%。必要时也可以检测氨基酸、咖啡因、叶绿家总量(绿茶)等内容。检测的方法相要求可参照以下相关标准:
GB/T8302茶取样
GB/T8304茶水分测定
GB/T8305茶水浸出物测定
GB/T8306茶总灰分测定
GB/T83l0茶租纤维测定
GB/T8313茶茶叶中茶多酚和儿茶素含量的检测方法
GB/T8314茶游离氨基酸总量测定
GB83l2茶咖啡碱的测定
四、超微茶粉的卫生检验
超微茶粉的卫生检验和农药残留检验可分别参照GB2762《食品安全国家标准食品中物限量》和NY5244—2004《无公害食品茶叶》的要求进行。
五、超微茶粉的包装储运检验
超微茶粉的包装储运检验应按照下列标推检测:
GB/T191包装储运图示标志
GB6388运输包装收发货标志
GB7718食品安全国家标准预包装食品标签通则
CB9687食品包装用聚乙烯成型品卫生标准
GB9688食品包装用聚丙烯成型品卫生标准
GBll680食品包装用原纸卫生标准
JJF1070定量包装商品净含量计量检验规则

