CN113163786A - 从茶叶中回收芳香剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及从茶叶中回收芳香剂的方法,所述方法包括以下步骤:将新鲜茶叶在4℃‑80℃的温度和厌氧条件下培养4‑72小时;将经培养的叶粉碎以产生茶坯;发酵经粉碎的茶坯;及在低对流干燥器中将所述茶坯部分干燥的同时,从所述茶坯中回收芳香剂。
Description
发明领域
本发明涉及从茶叶中回收芳香剂(aroma)的方法。更具体地,本发明涉及从茶叶中回收具有高花绿比率(floral to green ratio)的芳香剂的方法。
发明背景
茶是世界上最受欢迎的饮料之一。相信喝茶使我们神清气爽。茶中存在的多酚也被认为对人体健康有益。市场上有各种各样的茶,例如红茶、绿茶、乌龙茶、白茶等。其中红茶最为普遍。红茶通常通过包括以下步骤的方法制备:萎凋、浸解(macerating)、发酵和烘焙/干燥。红茶的特征性颜色、风味(flavour)和芳香(aroma)主要在发酵期间产生。在茶加工中,术语“发酵”通常用于指酶促氧化。发酵后,在高温下干燥茶以停止酶作用并将水分降至低水平。
红茶的主要特征在于其浓郁的红色和明亮色泽的冲泡液。另一方面,绿茶茶汤是清淡的,其味道和性质与红茶有很大不同。但是,无论饮用哪种茶,芳香都是任何茶产品的主要特征之一。
由新鲜茶叶制备绿茶和红茶的方法就所涉及的步骤而言显著不同。干燥是任何类型的茶的任何加工都必须遵循的关键步骤之一。干燥步骤将茶叶的水分含量从约70重量%降至小于5重量%。然而,由于与干燥步骤相关的高温,干燥步骤导致茶叶中芳香剂的显著损失。
因此,在加工茶叶的同时从茶叶中撷取芳香剂对茶产业而言是感兴趣的领域。
现有技术公开了从茶叶和/或茶提取物中回收芳香剂。
US 5182926(Nestec S.A.)公开了在诸如咖啡、茶或可可饮料的加工过程中释放的气体中收集和回收芳香剂霜的方法。
WO 2007/039018(Unilever)描述了生产叶茶产品的方法。该方法包括以下步骤:提供新鲜茶叶,从所述新鲜茶叶中回收芳香剂,以及干燥所述新鲜茶叶以形成叶茶产品。在低对流干燥器中至少部分干燥新鲜叶的同时回收芳香剂。
WO 2011/069788(Unilever)描述了从植物材料中回收挥发性芳香化合物的方法,所述方法包括以下步骤:使植物材料与气体在干燥器中接触,其中进入所述干燥器的气体中的水分量低于15g/kg干燥气体;使干燥器排出气流与水蒸气或蒸汽接触以获得气态混合物;以及冷凝该气体混合物以回收包含挥发性芳香化合物的冷凝液。
尽管现有技术公开了不同的芳香剂回收方法,但是尚未公开本质上主要是花香的芳香剂。我们已发现,富含花香味的茶芳香剂被许多消费者所青睐,因为较高的花香味提供非常独特的感官性质。
因此,本发明的目的是提供从茶叶中回收芳香剂的方法。
本发明的另一目的是提供从茶叶中回收花香味更高的芳香剂的方法。
本发明人已惊奇地发现,包括在某些条件下厌氧培养新鲜茶叶的初始步骤的从新鲜茶叶中回收芳香剂的方法产生比普通茶芳香剂具有更高花香味的茶芳香剂,从而满足一个或多个上述目的。
发明概述
因此,在第一方面,提供了从茶叶中回收芳香剂的方法,所述方法包括以下步骤:
a.将新鲜茶叶在4℃-80℃的温度和厌氧条件下培养4-72小时;
b.将经培养的叶粉碎以产生茶坯;
c.发酵经粉碎的茶坯;及
d.在低对流干燥器中将所述茶坯部分干燥的同时,从所述茶坯中回收芳香剂。
在第二方面,本发明提供了茶芳香剂,其中花香芳香剂(floral aroma)与绿茶芳香剂(green aroma)的比率大于2。
通过阅读以下详细描述,这些和其他方面、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得显而易见。为了避免疑义,本发明一个方面的任何特征可以用于本发明的任何其他方面。术语“包含”旨在表示“包括”,但不一定是“由……组成”或“由……构成”。换言之,所列的步骤或选项不必是穷举的。要注意,说明书中以下给出的实施例旨在阐明本发明,而不旨在将本发明限制于那些实施例本身。类似地,除非另有说明,所有百分比均为重量/重量百分比。除了在操作例和比较例中或在另外明确指出时,本说明书中所有表示材料量或反应条件、材料的物理性质和/或用途的数字均应理解为由单词“约”修饰。以“x至y”的格式表示的数值范围理解为包括x和y。当针对特定特征以“x至y”的格式描述多个优选范围时,要理解也涵盖组合不同端点的所有范围。
发明详述
为本发明的目的,“茶”是指来自中国茶(Camellia sinensis var.sinensis)和/或阿萨姆茶(Camellia sinensis var.assamica)的材料。特别优选的是来自阿萨姆茶(var.assamica)的材料,因为相较于中国茶(var.sinensis)其具有更高水平的茶活性物质。
为本发明的目的,“叶茶”是指如下茶产品,其含有未浸煮形式的茶叶和/或茎,并且已干燥至水分含量小于30重量%,且通常含水量为1-10重量%(即“成品茶”)。
“新鲜茶叶”是指从未被干燥至含水量小于30重量%且通常水分含量为60-90%的茶叶、芽和/或茎。
“发酵”是指当某些内源性酶和底物结合(例如通过对叶进行浸解而机械破坏细胞)时茶进行的氧化和水解过程。在此过程中,叶中无色的儿茶素被转化为黄色和橙色至深棕色的多酚物质的复杂混合物。
“红茶”是指基本上发酵的茶。红茶与绿茶具有不同的特征。红茶的味道比绿茶涩,且苦味低于绿茶。红茶茶汤的红度也显著高于绿茶。红茶还含有更高水平的茶黄素。
本发明提供从新鲜茶叶中回收芳香剂的方法,所述方法包括以下步骤:
a.将新鲜茶叶在4℃-80℃的温度和厌氧条件下培养4-72小时;
b.将经培养的叶粉碎以产生茶坯;
c.发酵经粉碎的茶坯;及
d.在低对流干燥器中将所述茶坯部分干燥的同时,从所述茶坯中回收芳香剂。
步骤(a):
步骤(a)包括将新鲜茶叶在4℃-80℃的温度和厌氧条件下培养4-72小时。如本文所用,术语“厌氧条件”是指与叶接触的气相具有按体积计小于3%,优选小于2%且更优选小于1%的氧气。特别优选与叶接触的气相基本上不含氧气。
可选择的新鲜叶是两叶一芽、三叶一芽或多于三叶一芽。从采摘新鲜茶叶到培养之间的持续时间优选小于24小时,更优选小于12小时,并且最优选小于8小时。但是,如果将茶叶贮存在低于15℃的温度下,则从采摘新鲜茶叶到培养之间的持续时间可能超过24小时。
厌氧条件:
厌氧条件任选通过以下方式实现:
i.将新鲜茶叶置于容器中,并密闭所述容器,或者;
ii.将茶叶置于容器中,将基本上不含氧气的气体吹扫通过所述容器,并密闭所述容器,或者将叶置于气密室中或真空下。
优选地,厌氧条件通过以下方式实现:将新鲜茶叶置于容器中,并密闭所述容器,或者将茶叶置于容器中,将基本上不含氧气的气体吹扫通过所述容器,并密闭所述容器。
通过将新鲜叶置于容器中并密闭所述容器,气相中的氧气浓度随时间降低,并在将所述容器密闭一定量的时间后实现厌氧条件。封闭容器的持续时间优选大于3小时,更优选大于4小时,且最优选大于6小时或甚至大于8小时。
或者且更优选地,通过将叶置于容器中,将基本上不含氧气的气体吹扫通过所述容器,并密闭所述容器来实现厌氧条件。除氧气以外的气体优选是氮气或二氧化碳,最优选氮气。
一旦在上述步骤i或ii中密闭了容器,对容器中的压力没有特别的限制。密闭的容器内的压力优选为1.33×102Pa至1.33×105Pa,更优选1.33×103Pa至1.06×105Pa,且最优选2.67×103Pa。
优选在该步骤期间从叶中损失的水分尽可能少。这有利和方便地通过在密闭条件下进行此步骤来实现。在此步骤之后,经培养的茶叶优选包含70-75重量%的水。
培养温度:
步骤(a)的温度为4℃-80℃,优选4℃-65℃,更优选10℃-50℃。
厌氧培养持续时间:
培养时间为4-72小时,优选4-50小时,更优选6-30小时,且最优选8-20小时。
步骤(b):
在该步骤中,对经培养的叶进行粉碎。此尺寸减小步骤优选通过压碎、撕裂和卷曲(在茶加工领域中称为CTC)来进行。可以进行一个或多个CTC步骤。在此步骤中,经培养的叶破裂并释放出叶中存在的酶。
或者,在培养步骤之后,将经培养的茶叶在常规辊中揉捻或在转子叶片中粉碎,或其组合。在这些步骤期间,茶叶中存在的前体变得适合于酶。
在本发明的方法中,优选在步骤(a)之前没有粉碎茶叶的步骤。
步骤(c):
在步骤(b)之后经粉碎的茶坯进行发酵。发酵优选通过将叶在10℃-60℃的温度下保持15分钟至5小时来进行。优选地,发酵温度为25℃-45℃,且更优选25℃-40℃。发酵时间优选为30分钟至4小时,更优选1至4小时,且最优选1至3小时。
步骤(d):
在步骤(d)中,在低对流干燥器中将茶坯部分干燥的同时,从茶坯中回收芳香剂。
使用低对流干燥器回收芳香剂。如本文所用,术语“低对流干燥器”优选是指其中入口不凝气的量小于20kg/kg蒸发水,优选小于5kg/kg蒸发水,更优选小于1.0kg/kg蒸发水,仍更优选小于0.5kg/kg蒸发水,且最优选0.001-0.05kg/kg蒸发水的那些类型的干燥器。术语“不凝气”是指在大气压下沸点低于-10℃,优选低于-20℃且更优选低于-35℃的那些物质。不凝气优选是空气。
适用于本发明的方法的各种类型的干燥器包括(但不限于)一种或多种间歇和连续模式的干燥器如真空干燥器、旋转真空干燥器、真空平板干燥器、过热蒸汽干燥器、中空螺纹蒸发器(hollow flight evaporators)或夹套螺旋蒸发器。在大多数这些类型的干燥器中,热量通过从干燥器表面传导而传递。低对流干燥器的传热表面温度优选为40-150℃,更优选90-140℃。当在低对流干燥器中干燥时,期望新鲜茶叶不被加热到高于70℃的温度,优选被加热到30-55℃的温度。
在低对流干燥器中的干燥优选在真空下进行。优选的真空范围是使压力低于3.04×104Pa,更优选1.01×103Pa至2.03×104Pa,最优选5.07×103Pa至1.52×104Pa。
从新鲜叶茶中回收芳香剂的时间(例如通过在一个或多个低对流干燥器中干燥)通常小于8小时,更优选小于5小时。特别优选回收芳香剂的时间范围为5分钟至5小时。回收芳香剂所用的时间取决于所采用的干燥器的类型和大小。当使用间歇型干燥器时,芳香剂回收时间优选为1-5小时。当使用连续干燥单元时,茶在一个或多个干燥器中停留5-30分钟的时间可以回收足够的芳香剂。
芳香剂优选作为冷凝液回收。例如,将来自干燥器的排出气体导入冷凝器,并且使用低于50℃,优选低于35℃,更优选-5℃至30℃的冷凝器温度将芳香化合物与水一起冷凝。
获得的冷凝液可以通过任何一种已知方法浓缩。例如,可以通过反渗透、蒸馏、冷冻浓缩、冷冻干燥和/或阶段式/部分冷凝来浓缩芳香剂以制备茶芳香剂浓缩物。特别优选使用蒸馏方法进行浓缩。优选将茶芳香剂浓缩至芳香剂含量为至少25mg/L,更优选至少1000mg/L,仍更优选至少5000mg/L,且最优选芳香剂含量为10,000mg/L至浓缩物是纯芳香剂油(例如900g/L)的范围。
或者,可将冷凝液吸附于选自如下的一种或多种吸附剂:活性炭、树脂、沸石和茶(例如红茶)。吸附剂可包装在柱或流化床中,然后使用热处理、有机溶剂或超临界CO2解吸附以释放芳香剂成分。当排出气吸附于茶本身时,不需要进一步解吸附。
任选步骤:
在从茶坯中回收芳香剂之后,可以将剩余的茶坯干燥以生产叶茶产品。优选地,在步骤(c)之后茶坯的水分含量为35-55重量%,更优选40-55重量%,且最优选45-50重量%。在干燥步骤期间,优选将茶坯干燥至水分含量低于茶叶总质量的10%,更优选低于茶叶总质量的5%,以获得叶茶产品。干燥优选在80-160℃,更优选90-150℃,最优选100-130℃的温度下进行。
干燥步骤优选通过热干燥、冷冻干燥或真空干燥进行。
本发明还提供茶芳香剂,其中花绿比率大于2,优选大于2.2,且更优选大于2.5。花绿比率优选为2-6,更优选3-6,且最优选3-5。
通过本发明的方法获得的茶芳香剂的芳樟醇与t-2-己醛比率大于4,优选大于4.5,且更优选大于5。芳樟醇与t-2-己醛的优选比率为4-10,更优选4-8,且最优选5-7。
本发明还提供包含如上所公开的茶芳香剂的茶产品。茶产品优选包含以所述茶产品重量计0.1-10%,更优选0.5-8%,进一步优选0.5-5%且最优选0.5-4%的茶芳香剂。
现在会通过实施例说明本发明。如下实施例仅用于举例说明而绝不限制本发明的范围。
实施例
所有实验均在肯尼亚使用得自肯尼亚茶园的茶叶进行。
使用以下步骤制备如下茶产品并回收芳香剂:
实施例A
从肯尼亚茶园收获新鲜茶叶,在约25℃下萎凋18小时。对经萎凋的叶进行CTC(切碎-撕裂-卷曲)4次以获得经浸解的茶坯。将经浸解的茶坯发酵(在25℃下暴露于空气)90分钟。在旋转真空干燥器中,使用1.5×104Pa(150毫巴)的真空和115℃的表面温度,将120kg批次的经发酵的茶坯(含水量约70重量%)干燥30分钟。将茶坯干燥至水分含量为55%。收集约20L冷凝液。
实施例1
新鲜茶叶(水分含量77%)得自肯尼亚的茶园。将这些茶叶放入气密无菌塑料袋中,密封并培养18小时。在培养时期之后,对茶叶进行CTC(切碎-撕裂-卷曲)4次以获得经浸解的茶坯。将经浸解的茶坯发酵(在25℃下暴露于空气)90分钟。在旋转真空干燥器中,使用1.5×104Pa(150毫巴)的真空和115℃的表面温度,将120kg批次的经发酵的茶坯(含水量约70重量%)干燥30分钟。将茶坯干燥至水分含量为55%。收集约20L冷凝液。
通过气相色谱法(GC)使用以下描述的步骤分析芳香剂冷凝液:
使用气相色谱法(GC)表征如上获得的芳香剂冷凝液的芳香特征。
取5mL芳香剂冷凝液在加盖的GC瓶中进行分析。在将样品预培养(10分钟)并在70℃下保持20分钟后,使用SPME纤维在顶部空间中测量芳香剂。以下给出了气相色谱法及通过SPME(固相微萃取)提取芳香剂的条件。
GC-FID条件:
使用带有FID检测器的气相色谱仪(Perkin Elmer auto System XL)分析来自芳香剂冷凝液的挥发性化合物。使用CP-wax 52CB柱(30m×0.25mm,膜厚0.15μm)进行分析。以氦气为载气,以1.0mL/min的恒定流速以1:5的分流比操作进样器。进样器保持在230℃。检测器温度保持在250℃。在整个实验过程中,烘箱温度设置为45℃。
SPME条件:
使用SPME对从芳香剂冷凝液中释放的挥发性化合物进行分析。更具体地,将2cm稳定的挠性纤维与自动SPME系统(Combi PAL)一起使用,所述纤维涂覆有50/30μm的聚二乙烯基苯(DVB)/碳分子筛(CAR)/聚二甲基硅氧烷(PDMS)(Supelco,Bellefonte,PA)。
设备规格和实验条件:
SPME纤维:Grey纤维(PDMS/DVB/CAR)
预培养时间:10:00分钟
培养温度:70℃
针入度:10mm
纤维穿入度:20mm
提取时间:20:00分钟
解吸于:GC进样器端口1
进样时间:5:00分钟
纤维老化后时间:15分钟
GC运行时间:50分钟
冷却时间:10分钟
纤维老化温度:230℃
根据GC色谱图计算出各挥发性化合物的峰面积。为每种挥发物生成标准浓度曲线。这些标准曲线用于将峰面积转换为相应挥发物的浓度。
结果概括于下表1中。
表1
从上表中可以明显看出,实施例1提供与对照茶芳香剂(实施例A)相比具有更高花绿比率的茶芳香剂。还注意到实施例1的芳樟醇与t-2-己醛的比率比实施例A的高几乎三倍。
因此,显然本发明提供茶芳香剂,其与已知芳香剂回收方法相比具有极佳的花香味及高得多的芳樟醇与t-2-己醛比率。
Claims (13)
1.从茶叶中回收芳香剂的方法,所述方法包括以下步骤:
a.将新鲜茶叶在4℃-80℃的温度和厌氧条件下培养4-72小时;
b.将经培养的叶粉碎以产生茶坯;
c.发酵经粉碎的茶坯;及
d.在低对流干燥器中将所述茶坯部分干燥的同时,从所述茶坯中回收芳香剂。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述低对流干燥器是真空干燥器、旋转真空干燥器、间歇或连续真空平板干燥器或过热蒸汽干燥器。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述部分干燥在真空下进行。
4.根据权利要求3所述的方法,其中所述真空对应于1.01×103Pa至2.03×104Pa绝对大气压的压力。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法,其中有入口不凝气流入所述低对流干燥器中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中将来自所述低对流干燥器的排出气体冷却以制备富含茶芳香剂的冷凝液。
7.根据权利要求6所述的方法,其中将所述冷凝液进一步蒸馏以获得纯芳香剂浓缩物。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述发酵通过将所述茶坯在10℃-60℃的温度下保持15分钟至5小时来进行。
9.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(c)中回收芳香剂之后获得的茶坯进行发酵。
10.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(c)之后所述茶坯的水分含量为40-55重量%。
11.根据权利要求1所述的方法,其中所述厌氧条件通过以下方式实现:
i.将所述新鲜茶叶置于容器中,并密闭所述容器,或者;
ii.将所述茶叶置于容器中,将基本上不含氧气的气体吹扫通过所述容器,并密闭所述容器,或者将所述叶置于气密室中或真空下。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述厌氧条件通过将新鲜茶叶置于容器中并密闭所述容器来实现。
13.通过前述权利要求中任一项获得的茶芳香剂,其中芳樟醇与t-2-己醛的比率大于4。
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