目前茶飲料基本以清汁為主，在貯藏和銷售過程中必須始終保持澄清透明狀態(tài)，因此過濾和澄清凈化是茶飲料加工中的關(guān)鍵工序之一。
茶浸出液是一種復(fù)雜的混濁溶液，不僅含有茶多酚、咖啡堿、氨基酸、可溶性糖等主要生化成分和可溶性蛋白、果膠、淀粉等大分子物質(zhì)以及由此而形成的各類大分子絡(luò)合物，還含有肉眼可見的茶葉顆粒、茶灰、茶梗毛等夾雜物，必須通過過濾、澄清和凈化等物理和化學(xué)方法進(jìn)行處理。因此，認(rèn)識(shí)和了解茶飲料沉淀混濁形成機(jī)制和不同過濾澄清方法的特點(diǎn)，對(duì)提高各類茶飲料的澄清度及其貯藏穩(wěn)定性都具有重要的意義。
一、茶飲料沉淀混濁的主要形成機(jī)制
茶飲料的沉淀和混濁的形成受茶葉原料、水質(zhì)條件和提取技術(shù)等多種因素的影響，其形成機(jī)制主要可分為以下4種不同的類型。
1.由固體顆粒和懸浮物形成的混濁和沉淀
主要由肉眼可見的茶葉顆粒、茶灰、茶梗毛等夾雜物和細(xì)小的固體顆粒物所形成。
2.由水質(zhì)條件不佳引起的混濁和沉淀
茶葉提取用水中鈣、鎂、鐵等離子含量較高或水質(zhì)較差均可引起茶湯的混濁和沉淀。
3.由“冷后渾”產(chǎn)生的混濁和沉淀
茶飲料中的茶多酚及其氧化產(chǎn)物(茶黃素、茶紅素)、咖啡堿、氨基酸等化合物間及與蛋白質(zhì)大分子之間發(fā)生復(fù)雜的聚合、縮合反應(yīng)，形成大分子絡(luò)合物而產(chǎn)生渾濁或沉淀，即“冷后渾”現(xiàn)象。
4.大分子物質(zhì)產(chǎn)生的混濁和沉淀
茶湯中含有豐富的可溶性蛋白、果膠、淀粉等大分子物質(zhì)，不僅自身會(huì)產(chǎn)生混濁和沉淀，往往還會(huì)促進(jìn)第三類中的各類化合物形成更為復(fù)雜的絡(luò)合物。
二、茶飲料沉淀混濁的去除方法
茶飲料沉淀混濁的去除方法主要有過濾和澄清凈化兩大類。
1.過濾方法
過濾是采用機(jī)械或物理的方法去除茶湯中混濁物的技術(shù)，是解決因固體顆粒和懸浮物形成的茶湯混濁和沉淀效的方法。按分離孔徑分，常用的茶湯過濾方法主要包括粗濾、精濾和超濾三大類。
(1)粗濾
粗濾是茶飲料加工中過濾系統(tǒng)的第一步，主要目的是去除茶湯中粗大的固體顆粒和懸浮物。粗濾介質(zhì)一般采用
100一300目的金屬網(wǎng)或尼龍、帆布、絹布、無紡布，在生產(chǎn)中常采用雙聯(lián)過濾器、板框過濾機(jī)等。茶湯經(jīng)粗濾后仍呈現(xiàn)混濁狀態(tài)，靜置后會(huì)出現(xiàn)明顯的沉淀物，一般需要做進(jìn)一步的過濾澄清處理。
(2)精濾
精濾即精密過濾，主要目的是去除茶湯中細(xì)小的固體顆粒和懸浮物。通常采用精密度較高、孔徑細(xì)小的過濾介質(zhì)，去除茶湯中粒徑>0.05 N, m的微粒子，使茶湯澄清透明。根據(jù)產(chǎn)品澄清度的需要，茶湯精濾常采用0.1一100um的各類過濾袋、微孔濾膜、硅藻土、紙板、石棉纖維等過濾介質(zhì)，生產(chǎn)中常采用微孔精密過濾器、板框過濾機(jī)和薄板過濾機(jī)等過濾設(shè)備。
(3)超濾(CIF)
超濾是一種分離組分直徑更小的膜分離方法，不僅可以去除茶湯中的各種微粒，還可以截留茶湯中大部分的蛋白質(zhì)、果膠、淀粉等大分子物質(zhì)，由于改變了茶湯的化學(xué)組成比例，能提高茶飲料的滋味品質(zhì)。茶飲料過濾應(yīng)用的超濾膜孔徑一般在50000一300000分子量之間，生產(chǎn)中常采用無機(jī)陶瓷膜和卷式、管式、中空纖維等形式的各類有機(jī)膜。
2.澄清凈化方法
凈化是采用除過濾以外的純物理或化學(xué)方法來澄清茶飲料的技術(shù)，是在純過濾方法不能實(shí)現(xiàn)茶湯澄清時(shí)所采用的方法。主要包括離心沉淀法、高熱處理法、工藝參數(shù)控制法等物理方法和轉(zhuǎn)溶處理、酶處理、脫除有效成分、添加品質(zhì)改良劑等化學(xué)方法。
(1)物理澄清法
①離心沉淀處理法。采用離心機(jī)去除茶湯中的固體顆粒和懸浮物，其中高速離心機(jī)可以去除粒徑大于1Oum的粒子和懸浮物。在茶飲料生產(chǎn)中，一般將茶汁冷卻至10℃以下或調(diào)整茶汁pH3.0-4.0后進(jìn)行離心處理。常規(guī)低速離心可達(dá)到粗濾的效果，而高速離心可接近精密過濾。
②高溫處理法。高溫處理可以打破各類化學(xué)鍵之間的相互作用，降低和破壞茶湯中各種物質(zhì)作用引起的沉淀，從而起到澄清茶湯的目的。一般采用110-140℃ ,0.1—lOmin的高溫處理，可以有效防止茶飲料的沉淀。
(2)化學(xué)澄清法
①堿性轉(zhuǎn)溶法。轉(zhuǎn)溶法是在茶汁中加人堿性物質(zhì)，使茶多酚與咖啡堿之間的氫鍵斷裂，并與茶多酚及其氧化物形成穩(wěn)定的水溶性強(qiáng)鹽，避免茶多酚及其氧化物再次與咖啡堿絡(luò)合，從而消除茶乳的形成。采用堿性物質(zhì)轉(zhuǎn)溶是茶飲料去除
茶乳經(jīng)典的方法，去除茶乳的效果明顯。常用的轉(zhuǎn)溶劑有NaOH、NaHCO3、KOH等堿性物質(zhì)。
②脫除茶乳主要成分法。茶乳主要是咖啡堿和茶多酚及其氧化產(chǎn)物以氫鍵結(jié)合而成，咖啡堿、茶多酚、兒茶素等是形成茶乳的主要成分。因而去除少量的咖啡堿、茶多酚可減少茶乳的形成量。在茶葉提取時(shí)加人0.1%--10%的聚酞胺或0.005%一1%的聚乙烯吡咯烷酮，攪拌靜置后過濾，可獲得澄清透明的茶汁。
③添加劑法。在茶汁中加入明膠、阿拉伯膠、鹿角菜膠、海藻酸鈉、果膠等大分子化合物和蔗糖脂肪酸醋等表面活性劑，不僅可以絡(luò)合茶多酚物質(zhì)，在冷卻條件下形成沉淀，而且可以改變茶汁的分散性和乳化作用，增加茶汁粘度，從而獲得澄清透明的茶飲料。在茶汁中添加果糖、木糖、山梨醇糖、麥芽丙糖、乳糖、葡聚糖、β一環(huán)化糊精等多糖類化合物，也可防止茶飲料的混濁或沉淀。
④生物酶法。采用單寧酶、果膠酶、淀粉酶和復(fù)合酶等酶對(duì)茶汁進(jìn)行處理，可減少茶乳的形成。單寧酶能切斷兒茶素上的沒食子酸醋的醋鍵，反應(yīng)釋放出的沒食子酸可以與咖啡堿結(jié)合，形成分子量較小的水溶物，從而降低沉淀的形成。
三、常用的澄清過濾工藝及其選用
1.常用的工藝技術(shù)
一般應(yīng)根據(jù)茶飲料種類、濃度和風(fēng)味特性的差異，選擇不同的澄清過濾工藝技術(shù)。根據(jù)澄清工藝的特點(diǎn)，常用的茶湯澄清技術(shù)可歸納為以下3類。
(1)系統(tǒng)過濾技術(shù)
將不同孔徑的過濾材料及設(shè)備進(jìn)行組合，以去除茶湯中各類固體顆粒和懸浮物的方法，即多級(jí)過濾方式。茶飲料加工中一般采用兩級(jí)過濾方式，第一級(jí)為粗過濾，多采用雙聯(lián)過濾器、板框過濾機(jī)等設(shè)備和金屬網(wǎng)或尼龍等介質(zhì)，去除茶湯中較大的固體顆粒和懸浮物;第二級(jí)為精密過濾或超過濾，精密過濾一般采用微孔過濾(MF)器。系統(tǒng)過濾技術(shù)通常用于綠茶或?yàn)觚埐栾嬃霞庸ぶ械某吻暹^濾。
(2)系統(tǒng)澄清技術(shù)
一般是指除過濾以外的、可澄清茶湯的各種物理和化學(xué)方法的組合技術(shù)。一般先采用轉(zhuǎn)溶或添加各類添加劑(如明膠、β一環(huán)化糊精等)或生物酶等化學(xué)方法對(duì)茶湯進(jìn)行處理，然后采用離心方法去除沉淀和澄清茶湯。系統(tǒng)澄清技術(shù)一般用于冷溶型紅茶飲料加工的澄清凈化。
(3)澄清一過濾聯(lián)合技術(shù)
是一種將澄清凈化技術(shù)與過濾技術(shù)相結(jié)合所形成的聯(lián)合技術(shù)。一般先采用離心、轉(zhuǎn)溶或添加各類添加劑等去除茶乳，然后采用各類過濾方法澄清茶湯。澄清一過濾聯(lián)合技術(shù)可用于不同茶飲料的加工。
2.澄清過濾方法的選用
澄清凈化技術(shù)和過濾技術(shù)各有所長，因此在茶飲料加工中一般將兩者結(jié)合起來使用。相對(duì)于澄清凈化技術(shù)，過濾技術(shù)具有生產(chǎn)簡(jiǎn)便、可連續(xù)化生產(chǎn)和對(duì)品質(zhì)影響較小等特點(diǎn)。因此，在過濾技術(shù)可解決茶飲料的混濁沉淀時(shí)，應(yīng)盡量選用過濾技術(shù)。
(1)過濾方法的選用
每種過濾技術(shù)及其過濾介質(zhì)都有一個(gè)的過濾范圍和過濾特點(diǎn)，為獲得的過濾效果和經(jīng)濟(jì)的過濾成本，應(yīng)根據(jù)不同茶湯的理化特性，采用不同的多級(jí)過濾方式，逐步去除茶湯中的固體顆粒物質(zhì)，使茶湯澄清透明。在選擇過濾方法及應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
①茶湯自身特性。茶湯的粘度及其顆粒分布對(duì)過濾有明顯的影響，在實(shí)際應(yīng)用過程中應(yīng)根據(jù)不同茶湯的特點(diǎn)選擇過濾方法和應(yīng)用工藝參數(shù)。一般來說，茶浸出液中可溶性固形物含量越高，粘度越大;蛋白質(zhì)、果膠和淀粉等大分子比例越高，粘度相對(duì)越大。
②過濾介質(zhì)的過濾特性。不同過濾介質(zhì)會(huì)因材料孔徑、厚度、疏水性及其他材料特性的不同而產(chǎn)生較大的差異，出現(xiàn)不同的分離特點(diǎn)。因此，應(yīng)通過實(shí)際測(cè)試確定合適的過濾介質(zhì)。另外，特別應(yīng)杜絕使用會(huì)引起茶湯產(chǎn)生異味的各類材料。
③設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作條件。不同的操作壓力、過濾溫度和過濾面積對(duì)茶湯的過濾也有明顯的影響。因此，應(yīng)盡可能優(yōu)化管道及配套設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)和操作壓力、過濾溫度等工藝參數(shù)。通常過濾溫度和操作壓力越高，通量越大，但每種過
濾介質(zhì)均有一定的溫度和壓力上限，同時(shí)溫度過高影響茶湯的風(fēng)味品質(zhì)，壓力過大易引起較大的濾餅阻力和濃度極化現(xiàn)象，從而造成過濾速率的下降。而過濾介質(zhì)的面積越大，設(shè)備的投資成本也越高。因此必須通過試驗(yàn)確定不同介質(zhì)所需的過濾面積，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)的物料平衡。
(2)澄清凈化方法的選用
澄清凈化技術(shù)一般是解決常規(guī)過濾技術(shù)無法解決或較難解決的茶湯澄清問題。澄清凈化技術(shù)的選擇應(yīng)以穩(wěn)定產(chǎn)品品質(zhì)和降低對(duì)茶風(fēng)味的影響為標(biāo)準(zhǔn)。
①應(yīng)盡量采用物理澄清凈化方法。由于一般化學(xué)凈化法對(duì)茶湯風(fēng)味品質(zhì)的影響較大，因此物理澄清凈化方法是首選，如采用冷卻離心或添加澄清吸附劑等方法對(duì)茶飲料的品質(zhì)影響較小。
②宜采用成本低和對(duì)茶湯風(fēng)味品質(zhì)影響小的化學(xué)凈化法。一般可采用添加β一環(huán)化糊精、果糖和明膠等包埋劑和穩(wěn)定劑。
③應(yīng)采用對(duì)品質(zhì)影響較小的堿轉(zhuǎn)溶劑和酶類。堿轉(zhuǎn)溶作為去除茶乳經(jīng)典的方法，去除茶乳效果明顯，但對(duì)茶飲料品質(zhì)有明顯的影響;單寧酶等生物酶技術(shù)雖然轉(zhuǎn)溶效果較好，但使用價(jià)格高，對(duì)茶滋味也有一定的影響。因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意轉(zhuǎn)溶劑、酶種類的篩選及其應(yīng)用工藝參數(shù)的優(yōu)化。
