Растворимый чай - Википедия - Instant tea

Funmatsucha: мгновенный зеленый чай

Растворимый чай представляет собой порошок, в который добавлена ​​вода, чтобы превратить его в чашку чай. Самая ранняя форма растворимого чая была разработана в Великобритании в 1885 году.[1]:538 Получен патент на пасту из концентрированного экстракта чая, сахара и сгущенное молоко, который стал чаем при добавлении горячей воды. Однако никаких заметных изменений не произошло до распылительная сушка Технология позволяла сушить чайные концентраты при температуре, не нарушающей вкусовые качества продукта.

Состав и структура

Порошок растворимого чая сам по себе является обезвоженным компонентом вкуса, аромата и красителя, который содержится в чае. При продаже могут быть добавлены другие ингредиенты, например, сахар для вкуса, лимонная кислота для терпкости,[2] и другие ароматизаторы, которые обычно не встречаются в чайных листьях, такие как малина или лимон. С физической точки зрения восстановленный чай - это в основном вода с растворенными в ней соединениями для придания определенного вкуса. Это означает, что чай подпадает под классификацию Ньютоновская жидкость. Равномерное распределение ароматизаторов и красителей при добавлении воды указывает на то, что восстановленный чай представляет собой гомогенную смесь. В то время как традиционный чай, приготовленный с использованием чайных листьев и горячей воды, содержит нерастворимые соединения, которые могут вызывать раздражение. приостановка Кроме того, растворимый чай производится с целью растворения в воде.

Производство

Различные растворимые чаи

Производство растворимого чая можно разделить на шесть основных этапов: выбор сырья, экстракция, удаление аромата, обработка чайных сливок, концентрирование и сушка.

Выбор чайных листьев осуществляется с учетом интересов как производителя, так и конечного пользователя. Из-за определенных юридических ограничений в странах-производителях чая для производителей наиболее экономически выгодно использовать ферментированные не сушеные черные листья, поскольку они не проходят через публичные аукционы и, следовательно, дешевле.[1]:538 Качество не приносится в жертву, так как исследования были проведены, чтобы показать, что этот тип листьев имеет похожий вкус по сравнению с сушеными черными листьями.[3]

Экстракция осуществляется с двумя целями: выход сухих веществ чая, извлеченных из листьев, и концентрация раствора экстракта.[1]:539 Исследования показали, что растворимые в чайных листьях экстракты в колонном экстракторе можно описать в системе из трех компонентов, каждый из которых подчиняется закону решения первого порядка.[4] Объяснение того, почему растворимые соединения попадают в любую из этих трех категорий, основано на их доступности. Мгновенно растворимые соединения, скорее всего, окажутся прямо на поверхности листа, поэтому их получают в первую очередь. Считается, что быстрорастворимые компоненты находятся изнутри листьев, где разрушенные клеточные структуры замедляют как скорость поступления растворителя, так и выход растворенных веществ. Предполагается, что наиболее медленно растворимые соединения будут иметь либо высокую молекулярную массу, для прохождения которой через клеточные матрицы листьев потребуется больше времени, либо продукты, образующиеся во время гидролиза в ходе экстракции. Существует множество методов и оборудования, которые можно использовать для экстракции, но общая концепция заключается в том, что листья обрабатывают растворителем для извлечения содержащихся в них соединений. В вышеупомянутом исследовании было указано, что максимальный выход твердых веществ, которые можно было извлечь, составляет 35%. Со временем были обнаружены другие химические методы увеличения выхода экстракции, такие как использование пероксид водорода на извлеченных листьях, чтобы получить выход твердых веществ 42%.[5] После стадии экстракции раствор осветляют, пропуская через графин, центрифуга, или же фильтр-пресс.[1]:544

Зачистка представляет собой процесс физического разделения, при котором компоненты могут быть удалены из потока жидкости за счет использования потока пара.[6] Отгонный газ, обычно пар, азот или диоксид углерода, проходит через жидкий раствор и растворяет в нем ароматические соединения. Ароматические соединения легко улетучиваются в воздух. По этой причине прохождение газа через жидкость создает благоприятные условия для выхода соединений из жидкости. Уравнение для определения скорости массопереноса между пищевым продуктом и газовой фазой:

dm / dt = 2 (Dc/ πtc)1/2Аgc[cея(т) - се(t)] или = hDАgc[cея(т) - се(t)][7]

Где hD - общий коэффициент массопереноса, который заменяется на 2 (Dc/ πtc)1/2.

Переменная dm / dt - это скорость массопереноса в газовую фазу, De - средний коэффициент диффузии свободных молекул аромата в эмульсии, Agc - площадь поверхности раздела газ / еда, tc - время, в течение которого элементы поверхности подвергаются воздействию поверхности, а cei (t) и ce (t) - концентрации ароматических соединений на границе раздела и эмульсии, соответственно.

Что касается отгонки, наибольшее влияние на скорость массопереноса оказывает Agc. Максимальное увеличение площади поверхности для массопереноса достигается за счет использования минимально возможных пузырьков при зачистке. Предполагая сферическую структуру пузырьков, площадь поверхности определяется выражением 4πr2, а объем равен (4πr3) / 3. Это означает, что при любом увеличении радиуса объем увеличивается в больший раз, чем площадь поверхности. Это также означает, что при наименьшем возможном объеме будет наибольшее отношение площади поверхности к объему, что даст большую площадь поверхности для реакций. Предпочтительно использование инертного газа, поскольку он предотвращает окисление и, следовательно, ухудшение качества ароматических соединений.[1]:544

Черный чай содержит соединения с низкой растворимостью, которые склонны связываться друг с другом. Раствор становится мутным и меняет цвет на бледно-коричневый. Это явление известно как сливки чая. Исследования показали, что крем представляет собой коллоидное вещество, которое содержит многие соединения, которые определяют цвет и вкус черного чая, и может содержать до 30% от общего количества твердых веществ.[8] Движущей силой образования сливок является нерастворимость теафлавин и полифенолы, которые связываются вместе через взаимодействия галлоильных групп.[9] Теафлавины обладают кислотными свойствами, что приводит к их отрицательному заряду при pH черного чая, который составляет примерно 4,9.[8] Обычно это приводит к электростатическому отталкиванию между молекулами, стабилизируя коллоид. Однако присутствие ионов кальция (Ca2+) может нейтрализовать эти обвинения, способствуя агрегации. Другие заряженные ионы металлов, такие как магний и алюминий, также присутствуют в чае в высоких концентрациях, но ни один из них не распределяется в чае так же хорошо, как ионы кальция. Гликозилирование также обнаружено, что раствор увеличивает растворимость полифенолов при ослаблении самоассоциации.[8] Предлагаемое объяснение состоит в том, что из-за огромного размера сахара другим молекулам трудно взаимодействовать друг с другом. На американском рынке потребитель ожидает, что растворимый чай будет прозрачным после восстановления, что делает крем неприемлемой частью раствора. В промышленном отношении для решения этой проблемы были запатентованы различные методы, такие как использование танназа для растворения крема.[10] Другой разработанный метод был основан на идентификации двух классов сливок: соединений с низкой молекулярной массой, таких как полифенолы, которые вносят вклад в аромат, и соединений с более высокой молекулярной массой, таких как полисахариды, полипептиды, и белки.[11] Этот процесс удаляет высокомолекулярные соединения с помощью ультрафильтрации, абсорбционной хроматографии или фильтрации масла. Ароматические соединения остаются и не сливаются.

После экстракции и вспенивания чайный раствор все еще слишком разбавлен, чтобы пройти через сушилку. Сушка на этом этапе потребует слишком больших капиталовложений, а выгода будет небольшой, и любой тип спрея или сублимационной сушки приведет к тому, что полученный порошок будет иметь слишком низкую плотность. Ответ заключается в том, чтобы сначала сконцентрировать раствор до того, что обычно содержит 40% твердых веществ, перед сушкой, которая включает удаление воды путем испарения.[1]:547 Концентрирование чая обычно осуществляется за счет снижения давления. При высоких температурах теафлавины в растворе превращаются в теарубигины а углеводы карамелизируются. В системах принудительного испарения были горячие точки, что приводило к нежелательным сенсорным характеристикам, таким как тушеные и обожженные ароматы. Пластинчатые теплообменники могут вызывать желаемое испарение при температуре около 45 ° C с коротким временем пребывания, что снижает риск теплового повреждения. Этот метод позволяет получить экстракт с 45% твердых веществ. Удаление аромата проводится до концентрирования, потому что эти соединения могут быть потеряны при испарении.

Распылительная сушка - последний шаг в создании растворимого чая без учета контрольных точек и упаковки. Это предпочтительный метод сушки по сравнению с сублимационной сушкой, поскольку он дешевле без ущерба для качества. Принцип распылительной сушки аналогичен принципу удаления аромата, когда более мелкие частицы имеют большее отношение поверхности к площади. При нагнетании жидкого экстракта через сопло раствор распыляется или превращается в очень мелкие капли. Эти капли встречаются с противотоком горячего газа, заставляя их испаряться и оставлять после себя только твердые частицы. Капли обычно сушат примерно до 3-5%, так как любое меньшее количество увеличивает риск возгорания, а все, что выше, может сократить срок хранения из-за повышенной активности воды.[1]:550

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм Уилсон, К. (1992). Чай: от выращивания к употреблению. Лондон: Чепмен и Холл.
  2. ^ "EthicalFoods.com | Что нужно знать о лимонной кислоте". ethicalfoods.com. Получено 2016-12-16.
  3. ^ Миллин, Д. Дж. (1981). «Ферментация чая в водной суспензии». Журнал продовольственной науки и сельского хозяйства. 32: 905–919. Дои:10.1002 / jsfa.2740320909.
  4. ^ Лонг, В. (1979). «Водная экстракция листьев черного чая III - Опыты с перемешиваемой колонкой». Журнал пищевых технологий. 14: 449–462.
  5. ^ Пинтауро, Н. Д. (1977). "Производство чая и растворимого чая". Обзор пищевых технологий. 38.
  6. ^ «Дегидратация ТЭГ: как работает отпарный газ при регенерации обедненного ТЭГ?». Совет месяца Кэмпбелл. Получено 2016-12-16.
  7. ^ Рейнеччиус, Гэри (2006). Химия и технология ароматизаторов. Тейлор и Фрэнсис. стр.39 –41.
  8. ^ а б c Jöbstl, Элизабет (2005). «Крем в черном чае». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 53: 7997–8002. Дои:10.1021 / jf0506479.
  9. ^ Лян, Ю. (2002). «Сравнительное исследование сливок в настоях черного чая и зеленого чая Camellia sinensis». Международный журнал пищевой науки и технологий. 37: 627–634. Дои:10.1046 / j.1365-2621.2002.00589.x.
  10. ^ BP 1,380,135 (1975) Unilever Limited, Чай, растворимый в холодной воде
  11. ^ Wickremasinghe, R. L., BP 1 432 078 (1976) Улучшение производства холодорастворимых чайных концентратов и порошков или относящееся к нему.