茶饮料加工中的pH调控与甜味剂使用

8.4　茶饮料加工

8.4.1　茶饮料(茶汤)

茶饮料(茶汤)指的是纯茶饮料，是目前生产量和消费量均较大的一类茶饮料，主要包括红茶饮料、乌龙茶饮料、绿茶饮料。茶饮料保留了原有茶叶的色、香、味等品质特征，同时含有茶叶的各种有效成分，无合成色素及各种常规饮料的添加剂，产品澄清透明，营养丰富且具有保健作用，改变了烦琐的茶叶冲泡和饮用模式，适应了现代生活快节奏的步伐，深得消费者的欢迎和喜爱。

【工艺流程】

【工艺要点】

(1)浸提　茶叶浸提也称为茶汁萃取，是茶饮料生产中最关键的工序之一。浸提是将茶叶加入热水中，使其中各种可溶性有效成分溶出的过程。得到的含有茶叶有效成分的水溶液，称为茶汁或茶汤。浸提是茶饮料生产的基础。茶汁的品质是茶饮料生产中最重要的因素，因而浸提工艺及浸提设备的选择就尤为关键。

茶叶可溶性成分的浸出效果即提取率与茶叶颗粒大小、茶叶与水的比例、浸提温度与时间、浸出方式(间歇式或连续式)、有效成分在水中的溶解性、水的pH值等有关，这些因素直接决定茶汁的品质，从而影响茶饮料的色泽、香气和风味。

1)茶叶颗粒大小　为提高茶叶中有效成分的浸出效率，通常将茶叶粉碎后进行浸提。浸提时茶叶颗粒大小一般在3mm左右(相当于6～8目筛孔)，因为颗粒太小不利于浸提后茶渣的过滤分离，影响过滤速度和效果。

2)浸提温度与时间　应根据不同的茶叶种类及工艺要求选择适宜的浸提参数。就茶叶品种而言，绿茶一般在60～80℃的较低温度下缓慢浸提，可以获得涩味和风味相平衡、香气浓郁的茶汁。乌龙茶由于茶叶粒度大，而且呈揉捻状，需要在80℃以上的高温才能浸出香气和滋味。红茶由于是全发酵茶，茶中可溶性成分更为复杂，需要在更高温度下浸提，才能保证茶汁的色、香、味，但提取时间不宜过长。

3)水的pH值　浸提用水的pH值对茶汁色泽有一定的影响，一般使用pH值6.7～7.2的水浸提。红茶浸提汁在pH≤5.0的条件下，色泽变化不大，pH≥5.0则色泽相对加深。乌龙茶饮料的适宜pH值为5.8～6.5。研究表明，绿茶的咖啡因浸出不受浸提用水的pH值影响，茶单宁在酸性条件下比较稳定。罐装茶饮料应调低茶汁的pH值，以保持儿茶素等茶多酚的稳定性。

4)搅拌　在茶叶提取过程中，对浸提液进行搅拌，可增加溶质的扩散速度，增加茶叶与周围溶液可溶性成分的浓度差，减少茶叶颗粒表面的质量传递阻力，加速浸提效率。

5)添加外源酶　试验研究表明，用单宁酶或单宁酶－纤维素酶、单宁酶－果胶酶处理茶叶，然后再进行提取，可显著提高茶叶可溶性物质的提取率，并显著降低提取液中不溶性物质的含量，提高茶汁品质。

(2)过滤　茶汁是一种复杂的胶体溶液，除含有茶多酚、咖啡因、氨基酸、维生素等主要生化成分外，还含有可溶性蛋白质、果胶、淀粉等大分子物质，同时还含有肉眼可见的茶叶颗粒、茶梗等细小的茶渣残留物。因此，要获得澄清透明的茶汁，并使茶饮料在储藏和销售过程中始终保持澄清透明的状态，防止产生混浊和沉淀现象，必须对茶汁进行过滤。

茶汁的过滤通常采用多级过滤的方式，逐步去除茶汁中粗大的茶叶颗粒、细小微粒及一部分大分子物质，达到基本澄清透明的目的。在调配前茶汁一般经过两次过滤:第一次为粗滤，即将茶汁与茶渣分离;第二次为精滤，主要去除茶汁中的细小微粒及一些大分子物质，也可用离心分离机分离。

(3)冷却　茶汁中含有的茶多酚、咖啡因、蛋白质、果胶、淀粉，以及茶红素、茶黄素等可溶性成分，在低温时会产生混浊或沉淀，这一现象称为“冷后浑”，形成的混浊或沉淀物质称为“茶乳”。为避免产品在储藏和销售过程中，特别是在冷藏过程中产生混浊或沉淀，在调配之前，往往先快速冷却，使以上物质形成茶乳后，过滤除去，从而使产品始终保持澄清透明。为了使茶乳形成较为彻底，通常采用板式热交换器或冷冻机使茶汁迅速冷却到5℃左右，使蛋白质、果胶等物质迅速、彻底形成茶乳。

(4)澄清与过滤　通过物理或机械的过滤方法得到的茶汁只能保持暂时澄清，而无法达到完全澄清和稳定的效果。在茶汁的后续加工或储存过程中，茶多酚、咖啡因、蛋白质、果胶、淀粉等化合物在一定条件下会发生复杂的聚合或缩合反应，形成大分子络合物而产生混浊或沉淀。由此可见，除了物理过滤外，还必须结合物理或化学的澄清方法，使茶汁中将要产生混浊或沉淀的物质快速沉淀下来，并且再次通过过滤去除这些絮凝物或沉淀物，生产出在保质期内不再出现混浊或沉淀的茶饮料。

茶汁的澄清技术包括物理方法(低温沉淀离心法、膜过滤法等)及化学方法(添加澄清剂法、转溶法、酶处理、降低pH值、脱除茶多酚和咖啡因等)。国内外许多研究报告表明，采用超滤膜或纳滤膜过滤茶汁，可以去除茶汁中大分子的蛋白质、果胶、淀粉以及茶乳络合物，得到澄清透明、风味俱佳的茶饮料。利用茶汁在不同pH值下生成茶乳能力的差异，改变茶汁的pH值可加速茶乳的形成，再用过滤或离心的方法去除茶乳即可使茶汁得到澄清。在茶汁中加入单宁酶、蛋白酶以及海藻酸钠、阿拉伯胶、明胶、硅胶等澄清剂，可防止或促使茶乳形成，过滤去除后亦可得澄清茶汁。

(5)调配　茶饮料的调配首先是根据产品种类的要求，将精滤茶汁或澄清浓缩茶汁基料用水稀释，或将速溶茶粉按一定的茶水比例进行溶解，使其固形物含量、pH值、茶多酚、咖啡因含量等达到规定值。

对于无糖茶饮料，由于茶汁容易氧化并使其风味受到影响，在调配时需要加入一些抗氧化剂，同时配合适量的聚磷酸盐做金属封锁剂。如果茶饮料偏酸，一般用碳酸氢钠(小苏打)等pH值调整剂，将pH值调整至6左右。在不影响茶饮料色泽及风味的前提下，宜将pH值调低一些，这样既有利于保持茶饮料中儿茶素等成分的稳定性，还有助于防止微生物的滋生。对于加糖或低糖茶饮料，需要加入蔗糖或果葡糖浆、甜蜜素、蜂蜜等甜味剂，但其含量不得超过国家标准要求。调配好的半成品饮料，必须进一步通过精密过滤，除掉其他辅料所含有的各种杂质及茶汁成分与辅料之间可能生成的一些大分子物质或不溶物，确保茶饮料的清澈明亮。

(6)杀菌与灌装　茶饮料含有丰富的营养成分，且无糖茶饮料和红茶饮料等多数茶饮料属于pH=6左右的低酸性饮料，微生物极易生长繁殖，因此必须进行严格的灭菌处理。同时考虑到高温长时间加热杀菌会使茶饮料的香气受到损失，同时产生不良气味和熟汤味等异味，为减少加热杀菌对茶饮料品质的影响，目前多采用超高温瞬时杀菌方法和用添加β－环糊精的方法抑制不良气味的产生。

一般茶饮料的超高温瞬时杀菌条件为135℃、15s或121℃、30s，杀菌后冷却至85～90℃进行灌装。

茶饮料一般采用热灌装，包装容器主要是PET瓶。灌装设备采用洗瓶、灌装、封口的灌装机组，灌装完后立即压盖密封，并经倒瓶机系统倒瓶，对饮料瓶及瓶盖进行灭菌，然后再经喷淋冷却，将饮料冷却至30℃左右，防止长时间高温对饮料品质的不利影响。

(7)检验　经灌装后的茶饮料产品，必须经过严格的感官指标、理化指标及卫生指标检验合格后，方可上市销售。

8.4.2　调味茶饮料

调味茶饮料包括果汁茶饮料、果味茶饮料、奶茶饮料、奶味茶饮料、碳酸茶饮料及其他调味茶饮料，如柠檬茶饮料、奶茶饮料、冰茶饮料等。除碳酸茶饮料以外，调味茶饮料的生产和前面所述的茶饮料的生产基本一致，只是在调配时，根据产品类型加入了果汁或果味香精、乳制品或奶味香精、酸味剂、着色剂等其他食品添加剂，其他的工序完全一样。碳酸茶饮料生产的特殊之处在于需要冷却和碳酸化，并使用等压灌装，封盖后不需要二次灭菌，故此处仅以碳酸茶饮料作为调味茶饮料的代表进行阐述。

碳酸茶饮料(carbonated tea beverage)又称为茶汽水、汽茶，是在茶饮料中充入二氧化碳的一类饮料，通常由茶汤(速溶茶粉或浓缩茶汁)、水、甜味剂、酸味剂、香精香料、色素等辅料溶解调配后，再充入二氧化碳的茶饮料，其加工工艺借鉴了传统碳酸饮料的加工方式，同时结合了茶饮料独特的风味特征。由于含有二氧化碳，可使饮料茶香突出、口感强烈、风味独特，是一种清心提神、消暑解渴、消除疲劳的清凉饮料。

【工艺流程】

碳酸茶饮料的生产工艺也分为一次灌装法和二次灌装法，一次灌装法又称一步法，二次灌装法也称为二步法。

(1)一次灌装法生产工艺是指先将茶汤(速溶茶粉或浓缩茶汁)、水、甜味剂、酸味剂、香精香料、色素等辅料按照配方要求溶解调配好后，经高温瞬时灭菌并冷却到4℃左右，然后再充入二氧化碳进行碳酸化，最后灌装封盖的生产工艺。其工艺流程如下。

一次灌装法生产的优点是:①水和各种原辅料调配后同时碳酸化，二氧化碳含量充足，刹口感强;②原辅料全部混合均匀后一次灌装，成品质量更稳定;③灌装时不易起泡、也不反冲;④工艺简单，灌装速度快。缺点是:①糖浆水浓度低，易受到污染而影响成品质量;②混合机与糖浆接触，易受微生物污染，要求洗涤与消毒更为严格、彻底，才能控制好卫生指标。一次灌装法是最常用、最先进的碳酸茶饮料灌装方法，多为大中型企业所采用。(www.chuimin.cn)

(2)二次灌装法生产工艺是指先将茶汤(速溶茶粉或浓缩茶汁)、甜味剂、酸味剂、香精香料、色素等辅料按照配方要求溶解调配好后制成浓糖浆，经高温瞬时灭菌并冷却到4℃左右，按规定量先灌装入饮料瓶中，然后再将冷却并充入二氧化碳的碳酸水灌入已经灌有一定量浓糖浆的饮料瓶中，最后封盖的生产工艺。其工艺流程如下。

二次灌装法的优点是:①成品容易达到卫生标准的要求，因为浓糖浆和碳酸水在灌装前互不相混，糖浆中糖、酸等物质浓度较高，能抑制微生物生长，碳酸水也不易受微生物污染;②灌装时因起泡、反冲等原因泄漏的基本上都是碳酸水，糖浆损失少;③碳酸化系统不受糖浆污染，易于清洗，成品不易污染。缺点是:①糖浆与碳酸水定量难控制，且易混合不均，成品质量不稳定;②因糖浆与碳酸水温度的差异而导致二氧化碳气含量不高，刹口感不足;③灌装碳酸水时容易起泡和反冲，导致灌装容量不一致。

【工艺要点】

碳酸茶饮料的生产和其他饮料生产相同，必须严格按照操作顺序和操作要点进行，以确保产品质量。此处介绍生产中最常用的一次灌装法工艺要点。

(1)设备　清洗　在碳酸茶饮料生产之前，必须对所有设备、管道进行清洗、消毒，使之符合卫生要求。一般采用CIP清洗系统，分别用纯净水、碱水(质量分数为2%的NaOH溶液)、酸水(体积分数为2%的HNO₃或H₂SO₄溶液)、热水(80℃左右)及灭菌水进行彻底清洗、消毒，并用pH试纸测定各设备物料出口灭菌水的pH值，确保无酸碱残留。

(2)茶汤制取　按配方称取符合生产要求的茶叶放入浸泡吊篮内，并将浸泡吊篮置于浸提夹层锅内，根据茶叶种类控制浸提温度、时间和浸提次数，一般在85～95℃，浸提3～5min，共浸提2～3次。弃去茶渣，合并茶汤，经粗滤后泵入茶汤贮罐。如果使用茶粉或茶浓缩液作为原料，则只需要加水溶解或稀释得到所需茶汤。

(3)冷却、精滤　将制取的茶汤经换热器迅速冷却到5℃左右，使其中的部分茶多酚、咖啡因、蛋白质等易形成“冷后浑”的物质形成沉淀。并用微滤、超滤等精密过滤设备除去茶汤中的“茶乳”及果胶、淀粉等大分子聚合物，使茶汤澄清透明，并用饮料泵泵入调配罐。

(4)化糖　化糖一般在化糖锅内进行。可采用热溶法或冷溶法，但因热溶法效率高且同时具有杀菌效果、所得糖液质量高而被普遍采用。先将夹层锅内的水加热至70～80℃，再逐渐加入所需的蔗糖，并启动搅拌装置，边搅拌边溶解。糖溶解完毕后继续升温至95℃，并维持5～10min，以达到巴氏灭菌的目的。糖液浓度一般在50%～60%左右，即化糖时糖水比约为1∶1。溶解好的糖液趁热经硅藻土和活性炭过滤，以除掉糖液中的浮沫、碳粒、淀粉等杂质，使糖液清亮透明。

(5)调配　将糖液泵入储有茶汤的调配罐，启动搅拌装置，搅拌均匀后加入配方中的其他甜味剂、酸味剂、抗氧化剂、防腐剂、着色剂、香精香料等辅料，边加边搅拌溶解。每加一种辅料，需等上一种辅料充分溶解后，再加下一种，避免因局部浓度过高而产生不良反应，且应遵循一定的加料顺序:茶汁→抗氧化剂→糖液→防腐剂→香精→着色剂→加水至规定容积。调配时要使各种辅料混合均匀，但不宜过分搅拌，以免混入过多空气而影响后期的碳酸化水平。调配好后应对所得半成品进行测定、品评，色、香、味符合要求后经进一步精滤才能进入下一工序。

(6)杀菌、冷却　调配好的半成品经121～125℃、5～10s高温瞬时灭菌处理，并冷却到30℃以下。将杀菌后的半成品物料泵入冷却罐，通过制冷剂与物料的热交换，将物料冷却到4℃，以保证饮料的碳酸化程度。

(7)碳酸化　先将碳酸化罐排空并充入一定量的经净化后的二氧化碳，随后将冷却后的物料打入碳酸化罐进行碳酸化，严格控制二氧化碳压力及碳酸化水平，保证产品中二氧化碳气体含量≥1.5倍(20℃容积倍数)。具体操作详见碳酸饮料章节相关内容，此处不再赘述。

(8)灌装　目前碳酸茶饮料的包装容器基本上是PET塑料瓶，灌装设备都是等压灌装机，灌装机内的压力和碳酸化罐内的压力一致，灌装过程包括排气、充气、灌装、泄压，灌装完毕后要立即封盖，防止二氧化碳逸失。洗瓶机和封盖机一般与灌装机三位一体，构成一个灌装系统，自动完成饮料瓶的洗涤、灌装与封盖。

(9)检验　生产出的每批产品，应按照标准要求进行感官指标、理化指标及卫生指标的检验，符合碳酸茶饮料产品质量标准后，方可出厂上市销售。

8.4.3　复(混)合茶饮料

复(混)合茶饮料是指以茶叶和植(谷)物的水提取液或其浓缩液、干燥粉为原料，加工制成的，具有茶与植(谷)物混合风味的液体饮料。这类茶饮料含有原料植(谷)物的功能性成分，产品多具有保健和功能性作用，因此也称为保健茶饮料，如薄荷茶、菊花茶、麦茶以及王老吉凉茶、和其正凉茶等。

【主要原辅料】

(1)茶叶主要是绿茶、红茶和乌龙茶，要求选用品质优良、无霉变、无异味、无杂质的当年新茶。

(2)中草药及植(谷)物原料目前茶饮料中最常用的中草药有菊花、金银花、甘草、薄荷、夏枯草、桑叶、板蓝根等。谷物有荞麦、燕麦、玉米等。

【工艺流程】

复(混)合茶饮料的生产工艺与纯茶饮料的生产工艺类似，差别之处在于原料种类更多，需要分别浸提(或磨浆)得到茶汁、中草药浸提液或谷物浆液，再将其按配方要求进行调配。其他工序完全一致，此处不再重复介绍。

【工艺要点】

(1)茶汁浸提　茶汁的浸提同纯茶饮料一样，首先要选择符合要求的茶叶，其次要控制适宜的浸提条件，最后要使用符合工艺要求的浸提用水，得到色、香、味俱佳的茶汁。

(2)中草药浸　提首先除去中草药中的泥沙、杂草、树枝、树叶等杂质，其次要进行适当的切段或粉碎，提高浸提效率，第三是为了保持功能性成分的活性，浸提时温度不宜过高，一般控制在70～90℃，浸提时间常控制在每次30min内，一般浸提2～3次，为了减少能耗，同时保持较高的提取率，料水比通常控制在1∶10～1∶20。

(3)调配　复(混)合茶饮料中含有茶叶及各种中草药中的多种功能性成分，调配时首先应在调配罐中加入茶汁，然后加入中草药汁，充分搅拌均匀后，加入抗氧化剂，防止有效成分的氧化损失。为了减轻中草药固有的苦涩味，提高饮料的适口性，通常还要加入蔗糖、果葡糖浆、甜蜜素等甜味剂，改善饮料的口感。最后加入着色剂及香精，改善饮料的色泽，同时使饮料具有茶叶和菊花、金银花等花香味或荞麦、燕麦的麦香味。调配好的饮料应该具有产品要求的色泽、香气和滋味。

(4)杀菌　复(混)合茶饮料含有较多的功能性成分及营养物质，同时饮料产品的pH值较高，一般为5.5～6.5，属于低酸性饮料。为了达到彻底杀菌的效果，并尽可能地减少各种有效成分的热损失和氧化、变味等不良变化，保持产品的色香味，延长产品的保质期，通常采用超高温瞬时灭菌的杀菌方法。杀菌条件一般为121℃、30s或135℃、15s，杀菌后冷却到适宜的灌装温度。

(5)灌装　复(混)合茶饮料的包装形式主要有PET瓶、纸盒和易拉罐三种形式。PET瓶和易拉罐两种包装形式的灌装一般采用热灌装，饮料杀菌后冷却到85～90℃，趁热灌装，封盖后均利用饮料的余热对瓶(罐)体和瓶(罐)盖进行巴氏灭菌，然后再喷淋冷却至40℃以下。易拉罐灌装饮料后也可给灌顶部空隙充入氮气，防止产品的氧化。纸盒包装可采用热灌装或无菌冷灌装，热灌装的温度为80～90℃，灌装后同样需利用饮料余热对纸盒进行二次灭菌。无菌冷灌装温度为5～50℃，在无菌条件下进行灌装，同时纸盒为洁净状态，灌装后不需二次灭菌，但无菌冷灌装卫生条件要求严格，且生产成本较高，但产品品质更佳。

(6)贴标、喷码　对于PET瓶，灌装后需要贴上产品标签，一般采用热缩套标机，通过热收缩的形式将标签套在PET瓶上;易拉罐和纸盒的产品标签已经印刷在容器上，因此不需要贴标。喷码操作通常采用自动喷码机将生产日期、保质期等喷在PET瓶盖、易拉罐罐底或纸盒盒底。

(7)检验　生产出的产品必须经过相关检验，包括感官、理化及微生物指标的检验，只有合格产品才能出厂上市销售。