CN115777816A - 利用猴头菇加工余渣制备茶汤澄清剂及其澄清茶汤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于茶汤澄清剂的技术领域，公开了利用猴头菇加工余渣制备茶汤澄清剂及其澄清茶汤的方法。本发明的茶汤澄清剂是利用猴头菇加工余渣制备得到，具体：将从猴头菇加工余渣中提取的几丁质进行脱乙酰处理，获得脱乙酰度为55～85％的壳聚糖即茶汤澄清剂。澄清茶汤的方法：采用酸将脱乙酰度为55～85％壳聚糖配成溶液，获得壳聚糖溶液；调节茶汤的pH为3‑6，然后与壳聚糖溶液混合，反应、离心，获得澄清的茶汤。本发明将所制备的壳聚糖用于澄清红茶、绿茶和乌龙茶的茶汤，均有不错的澄清效果。猴头菇加工余渣提取物(壳聚糖)可作为一种排除过敏原的澄清剂用于茶汤的澄清处理，为解决茶饮料加工生产的冷后浑问题提供了一种澄清思路。
Description
技术领域
本发明属于茶汤澄清剂的技术领域，具体涉及一种利用猴头菇加工余渣制备茶汤澄清剂及其澄清茶汤的方法。
背景技术
猴头菇作为一种传统的药食两用型真菌，深受广大消费者的喜爱。由于猴头菇多糖具有多种生物活性，所以目前对猴头菇资源的应用主要集中在猴头菇可溶性多糖的提取上。但猴头菇在提取多糖后会产生大量加工余渣，目前对其高值化利用的相关报道还很少，而农产品加工余渣及副产物的不合理丢弃会造成极大的资源浪费和环境污染。我们在实验中发现提取多糖后的猴头菇余渣主要成分的一种属于植物来源，不存在过敏原的几丁质或壳聚糖。
茶汤在低温条件下，会出现乳酪状的浑浊物，这种现象称为“冷后浑”，这种浑浊的乳状物称为茶乳酪。冷后浑是茶饮料加工生产过程中一直存在的现象，因此在生产过程中，阻止冷后浑的形成一直是困扰茶饮料企业的一大技术难题。为保证茶饮料产品的清澈透亮，需充分利用不同的澄清工艺来减少沉淀的形成。
目前茶汤的澄清主要包括物理法、化学法、生物法：物理法主要通过低温沉淀、浸提方式、吸附法和膜分离法等方式对茶汤进行澄清；化学法主要通过包埋法和转溶法的方法减少茶乳酪，从而达到澄清的效果；生物法主要通过添加酶法和基因工程等方式对茶汤进行澄清。其中，物理方法中运用较多的是吸附法，主要是用明矾、高岭土、硅胶、PVPP、壳聚糖作为吸附剂去除或部分去除茶多酚、咖啡碱、蛋白质这些反应物质，但是动物来源的几丁质和壳聚糖，可能存在过敏源(某些过敏性动物蛋白质)，对于某些过敏人群是不适用的；化学法则是会对茶汤的色香味产生较大的不利影响；生物法虽然能有效抑制茶乳酪的生成，但酶制剂价格较高，同时目前生产中采用的酶制剂回收率不高，不能重复使用，生产成本较高，不适合大规模工业化生产。
因此，茶汤的澄清技术虽有一定的发展，但依旧存在许多缺陷，仍需要开发一些高效、安全且更易被大众接受的以天然产物为原料制成的澄清剂。
发明内容
为了克服现有技术的缺点或不足，本发明的目的在于提供一种利用猴头菇加工余渣制备茶汤澄清剂。本发明利用猴头菇加工余渣，提取出无过敏源的壳聚糖作为茶汤澄清剂，可以沉淀茶中的蛋白质等物质，来达到澄清的目的。本发明的澄清剂对红茶、绿茶和/或乌龙茶茶汤都具有较好的澄清效果。
本发明的另一目的在于提供上述茶汤澄清剂澄清茶汤的方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种利用猴头菇加工余渣制备茶汤澄清剂的方法，包括以下步骤：将从猴头菇加工余渣中提取的几丁质进行脱乙酰处理，获得脱乙酰度为55～85％的壳聚糖即茶汤澄清剂。
所述茶汤澄清剂中脱乙酰度优选为58～85％，更优选为66～85％。
所述猴头菇加工余渣为从猴头菇中提取多糖后的余渣。
所述从猴头菇加工余渣中提取的几丁质具体通过以下方法制备：
将猴头菇加工余渣粉进行除矿物质、除蛋白质、脱色、真空冷冻干燥处理，得到几丁质。所述猴头菇加工余渣粉是将提取多糖后的猴头菇余渣进行粉碎和过筛处理。
所述除矿物质是指将猴头菇余渣分散于1mol/L的氢氧化钠溶液中，室温静置10～14h，过滤，洗涤至滤渣为中性。猴头菇余渣与氢氧化钠溶液的质量比为1：(10～12)。
所述除蛋白是将除矿物质后的滤渣分散至浓度为2wt％～6wt％氢氧化钠溶液中，并在65～95℃下水浴2～5小时，反应完全后，过滤，采用水洗涤至滤渣至中性。氢氧化钠溶液的浓度优选为4wt％。
所述脱色是将除蛋白后的滤渣分散于0.9～1.2mo1/L的亚氯酸钠溶液中(亚氯酸钠溶液需要用氯化氢溶液调整pH至4.0～4.5)(是采用盐酸将浓度为1mol/L亚氯酸钠溶液的pH调节至4.0～4.5)，然后置于70～80℃水浴2～3h，过滤，洗涤至滤渣至中性。亚氯酸钠溶液与滤渣的质量比为10：1。
所述真空冷冻干燥的条件：真空冷冻干燥温度为-30～-40℃，时间为2～3天。
所述过筛为过100目筛。
所述脱乙酰处理是指进行微波脱乙酰处理，具体：将几丁质按1：25的料液比分散于45％-55wt％浓度的氢氧化钠溶液中，用微波处理30-40min或间歇式微波处理，过滤，洗涤至滤渣至中性。脱乙酰处理完后进行干燥。所述干燥为真空冷冻干燥处理，优选为先预冻，然后真空冷冻干燥。所述真空冷冻干燥的条件：真空冷冻干燥温度为-30～-40℃，时间为2～3天。
所述茶汤澄清剂澄清茶汤的方法，包括以下步骤：
采用酸将壳聚糖配成溶液，获得壳聚糖溶液；调节茶汤的pH为3-6，然后与壳聚糖溶液混合，反应，离心，获得澄清的茶汤。
所述茶汤是将茶叶和沸水混合，在65-75℃条件下处理25-35min，过滤，离心，获得茶汤。茶叶和沸水的质量体积比为lg：100mL。所述茶叶为红茶、绿茶、乌龙茶。所述的离心条件为3000rpm，15min。
所述酸为稀酸，稀酸为1％(v/v)柠檬酸；所述壳聚糖溶液中壳聚糖以1％的质量分数溶于酸中。
所述调节茶汤的pH是用柠檬酸一柠檬酸钠缓冲液进行调节。
所述的壳聚糖溶液添加量：当茶汤为红茶和乌龙茶时，加入量分别为茶汤质量的1％-7％，当茶汤为绿茶时，加入量为茶汤质量的0.1％-0.7％。
所述反应的时间20-60min。
所述的离心条件为8000rpm，20min。
本发明的壳聚糖以壳聚糖溶液的形式加入茶汤中，若是直接将壳聚糖加入茶汤，没有澄清效果。
本发明的有益效果是：本发明利用猴头菇加工余渣提取物(壳聚糖)处理茶汤，在对茶汤主要成分影不大的情况下，使得茶汤澄清度和亮度明显提高，且通过该方法澄清后的茶汤在4℃条件下随贮藏时间的延长(7d)，澄清度基本保持不变。这不仅为茶饮料的澄清提供了一种澄清思路和排除过敏原的澄清剂来源，还可以提高猴头菇加工余渣的利用率，减少了原材料的浪费，降低了农产品加工余渣及副产物的不合理丢弃会造成的资源浪费和环境污染的问题。
附图说明
图1为猴头菇几丁质制备脱乙酰度的壳聚糖的示意图；
图2为实施例1中四种具有不同脱乙酰度的猴头菇加工余渣提取物(壳聚糖)分别澄清红茶、绿茶和乌龙茶茶汤的影响比较；图中a,b,c，d，e表示显著性差异，如：同一种茶的不同字母表示在具有不同脱乙酰度的澄清剂的作用下，其澄清效果具有显著性，拿绿茶举例，不同澄清剂的柱状图上分别为d、c、b、b、a，即四种澄清剂较原始茶汤的澄清效果均存在显著性差异，CS-4较CS-1、2、3的澄清效果是存在显著性差异的，CS-2和3的澄清效果不存在显著性差异(同一个字母)，CS-2、3较CS-1的澄清效果来说是存在显著性差异的；
图3为实施例2中茶汤pH对猴头菇加工余渣提取物(壳聚糖)分别澄清红茶、绿茶和乌龙茶茶汤效果的影响比较；
图4为实施例3中猴头菇加工余渣提取物(壳聚糖)添加量分别对红茶、绿茶和乌龙茶茶汤透光率的影响比较；
图5为实施例4中搅拌时间对猴头菇加工余渣提取物(壳聚糖)分别澄清红茶、绿茶和乌龙茶茶汤效果的影响比较；
图6为实施例5中优化后的澄清工艺对茶汤冷后浑的影响比较。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明中所使用的的原料及试材，如无特殊说明，均为常规的市售产品；本发明所使用的的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。
实施例中茶汤的制备：将茶叶和沸水以1：100的料液比进行在70℃条件下水浴处理30min，200目滤布过滤，离心(3000rpm，15min)，得到茶汤。
实施例1壳聚糖脱乙酰度的影响
1)对猴头菇加工余渣粉碎和过100目筛，再对猴头菇加工余渣进行除矿物质、除蛋白质、脱色、真空冷冻干燥处理，得到几丁质；所述除矿物质为将猴头菇余渣分散于相当于10倍质量的1mol/L的氢氧化钠溶液中，室温静置12h，然后用400目滤布过滤，用水洗涤至滤渣呈中性；所述除蛋白为将除矿物质后的滤渣分散至浓度为浓度为4wt％氢氧化钠溶液中，并在85℃下水浴3小时，反应完全后，使用滤布过滤，用水洗涤至滤渣呈中性；所述脱色为将除蛋白后的滤渣分散于相当其自身质量10倍的1mol/L的亚氯酸钠溶液中(亚氯酸钠溶液需要用氯化氢溶液调整pH至4.0)，然后置于75℃水浴2h，使用滤布过滤，洗涤至滤渣呈中性；
2)微波处理：将步骤1)所得的几丁质按1：25的料液比(质量比)分散于高浓度的氢氧化钠溶液中，用微波(微波功率为700W)处理相应的时间，使用500目滤布过滤，至滤渣至中性，得到四种脱乙酰度分别为58.25％、66.66％、76.61％、84.32％的壳聚糖。其中，脱乙酰度为58.25％的壳聚糖提取条件为氢氧化钠浓度50wt％、微波处理30min(CS-1)；脱乙酰度为66.66％的壳聚糖提取条件为氢氧化钠浓度45wt％、微波处理30min(CS-2)；脱乙酰度为76.61％的壳聚糖提取条件为氢氧化钠浓度45wt％、微波处理采用间歇式20+20min(CS-3)；脱乙酰度为84.32％的壳聚糖提取条件为氢氧化钠浓度55wt％、微波处理采用间歇式20420min(间歇式微波处理指先微波20min，用水洗至中性，再加入相应浓度的氢氧化钠溶液，再微波处理20min，微波功率为恒定的700w)(CS-4)。
3)后续处理：四种壳聚糖进行预冻(预冻温度为-20℃，时间24小时)、真空冷冻干燥(真空冷冻干燥温度为-30～-40℃，时间为2～3天)、粉碎、过筛，即可得CS-1、CS-2、CS-3、CS-4粉末。
图1为猴头菇几丁质制备壳聚糖的示意图。
不同脱乙酰度的壳聚糖澄清茶汤的方法：
(1)将四种壳聚糖分别溶于1％(v/v)柠檬酸中，配制成浓度为1wt％的壳聚糖溶液。
(2)红茶、绿茶、乌龙茶制作茶汤，茶汤的pH调为5.5(用柠檬酸一柠檬酸钠缓冲液调节)。
(3)在室温下，红茶、绿茶、乌龙茶各取四份茶汤于50mL玻璃杯中，每份20mL；其中，红茶和乌龙茶茶汤分别加入0.8mL质量分数为1％的四种壳聚糖溶液；绿茶茶汤分别加入0.1mL质量分数为1％的四种壳聚糖溶液；随后，在室温下搅拌30min，以8000rpm的转速离心20min。同时，红茶、绿茶、乌龙茶各取20mL茶汤，不加壳聚糖溶液，其他条件相同，作为空白对照。测澄清处理后的茶汤在640nm处的透光率，记录数据。重复上述步骤三次，不同脱乙酰度的壳聚糖澄清茶汤的效果对比如图2所示。
实施例2茶汤pH的影响
1)红茶、绿茶、乌龙茶制作茶汤。
2)在室温下，红茶、绿茶、乌龙茶各取六份茶汤于50mL玻璃杯中，每份20mL。用柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液调节pH，使它们的pH依次为3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、6.0，然后分别加入质量分数1％的壳聚糖溶液(红茶茶汤加入0.8mLCS-4溶液；绿茶茶汤加入0.1mL的CS-4溶液；乌龙茶茶汤加入0.8mL CS-3溶液)，随后，在室温下搅拌30min并以8000rpm的转速离心20min。测澄清处理后的茶汤在640nm处的透光率，记录数据。重复上述步骤三次，茶汤pH对茶汤的澄清效果的影响如图3所示。
实施例3壳聚糖添加量的影响
1)红茶、绿茶、乌龙茶制作茶汤，茶汤的pH调为5.5。
2)在室温下，红茶、绿茶、乌龙茶各取七份茶汤于50mL玻璃杯中，每份20mL；添加质量分数为1％的CS-4溶液至绿茶茶汤中使其添加浓度分别为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％；添加质量分数为1％的CS-4溶液至红茶茶汤中使其添加浓度分别为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％；添加质量分数为1％的CS-3溶液至红茶茶汤中使其添加浓度分别为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％；随后，在室温下搅拌30min，以8000rpm的转速离心20min。同时，红茶、绿茶、乌龙茶各取20mL茶汤，不加壳聚糖溶液，其他条件相同，作为空白对照。测澄清处理后的茶汤在640nm处的透光率，记录数据。重复上述步骤三次，壳聚糖添加量对茶汤的澄清效果如图4所示。
实施例4搅拌时间的影响
1)红茶、绿茶、乌龙茶制作茶汤，茶汤的pH调为5.5。
2)在室温下，红茶、绿茶、乌龙茶各取五份茶汤于50mL玻璃杯中，每份20mL。绿茶茶汤中添加5mg/100mL的质量分数为1％的CS-4溶液(即添加0.5％浓度的CS-4溶液)；红茶茶汤中添加50mg/100mL的质量分数为1％的CS-4溶液(即添加5％浓度的CS-4溶液)；乌龙茶茶汤中添加20mg/100mL的质量分数为1％的CS-3溶液(即添加2％浓度的CS-3溶液)。随后在磁力搅拌器上分别搅拌20、30、40、50、60min，再用高速冷冻离心机离心(8000rpm，20min)，取上清液于640nm处测吸光度，记录数据。重复上述步骤三次，搅拌时间对茶汤的澄清效果如图5所示。
实施例5优化后的澄清工艺对茶汤冷后浑的影响
红茶、绿茶、乌龙茶按茶汤澄清的步骤1)制作茶汤，茶汤的pH调为5.5。
在室温下，红茶、绿茶、乌龙茶各取20mL茶汤于50mL玻璃杯中。绿茶茶汤中添加5mg/100mL的质量分数为1％的CS-4溶液(是指100mL的茶汤中加入5mg的CS-4，5mg是根据壳聚糖的质量分数(1％)换算来的，即添加0.5％浓度的CS-4)，在磁力搅拌器上搅拌20min；红茶茶汤中添加50mg/100mL的质量分数为1％的CS-4溶液(即添加5％浓度的CS-4溶液)，在磁力搅拌器上搅拌20min；乌龙茶茶汤中添加20mg/100mL的质量分数为1％的CS-3溶液(即添加2％浓度的CS-3溶液)，在磁力搅拌器上搅拌30min。随后用高速冷冻离心机离心(8000rpm，20min)，取上清液于4℃条件下储存7d。优化后的澄清工艺对茶汤冷后浑的影响如图6所示。
性能测试：
图2为红茶、绿茶和乌龙茶茶汤中添加四种具有不同脱乙酰度的猴头菇加工余渣提取物(壳聚糖)后的透光率变化柱状图。由图可知，四种不同脱乙酰度的壳聚糖均对茶汤有一定的澄清作用。运用SPSS软件分析发现，相比于未添加的茶汤来说，分别添加这四种具有不同脱乙酰度的壳聚糖对三种茶汤的澄清能力均存在显著性差异(p<0.05)，这说明，四种壳聚糖均可作为澄清剂用于茶汤的澄清处理。其中，对红茶和绿茶而言，四种壳聚糖均有显著的澄清效果，且随着壳聚糖脱乙酰度的增大，澄清效果越好，即对红茶和绿茶茶汤来说，CS-4澄清效果最好；但对乌龙茶来说，CS-3的澄清效果最好。
图3为实施例2中茶汤pH对猴头菇加工余渣提取物(壳聚糖)分别澄清红茶、绿茶和乌龙茶茶汤效果的影响比较。由图可知，随着pH的变化，三种茶汤的透光率也随之变化，说明pH对壳聚糖的澄清效果有一定的影响。其中，对绿茶来说，当pH调到3.5-4时，澄清效果得到了较为明显的提升；pH为4-5.5时，澄清效果的差异并不明显；pH为6时，透光率会有轻微的下降。但当绿茶茶汤pH较低时，壳聚糖可能会和茶多酚、游离氨基酸等相互作用，使茶的风味变差，因此，绿茶澄清的最佳pH选为5.5。对红茶和乌龙茶来说，随着pH的增大，茶汤的透光率也逐渐增大，当pH调至3.5-5.5时，透光率的提升幅度较大；当pH调为5.5和6时，壳聚糖的澄清效果差异并不明显。考虑到经济因素，红茶和乌龙茶澄清的最佳pH均为5.5。
图4为实施例3中猴头菇加工余渣提取物添加量(壳聚糖)分别对红茶、绿茶和乌龙茶茶汤透光率的影响比较。由图可知，猴头菇加工余渣提取物(壳聚糖)添加量对三种茶汤的澄清效果均有影响。其中，当CS-4添加加量为0.5％时，绿茶茶汤的透光率达到最高，即澄清绿茶的CS-4最佳用量为5mg/100mL；当CS-4添加量为5％时，红茶茶汤的透光率达到最高，即澄清红茶的CS-4最佳用量为50mg/100mL；当CS-3添加量为2％时，乌龙茶茶汤的透光率达到最高，因此，澄清乌龙茶的CS-3最佳用量为20mg/100mL。
图5为实施例4中搅拌时间对猴头菇加工余渣提取物(壳聚糖)分别澄清红茶、绿茶和乌龙茶茶汤效果的影响比较。由图可知，对绿茶和红茶来说，搅拌时间对澄清效果影响不大，搅拌时间为20min时，已经达到了较好的澄清效果，因此，绿茶和红茶的最佳搅拌时间为20min。对乌龙茶来说，搅拌时间在20-30min时，茶汤透光率得到了提高；在30-60min时，随着时间的提高，透光率又逐渐下降；当搅拌时间为30min时，乌龙茶茶汤的透光率达到最高，因此，乌龙茶的最佳搅拌时间为30min。
图6为实施例5中优化后的澄清工艺对茶汤冷后浑的影响比较。由图可知，利用优化后的壳聚糖澄清工艺处理茶汤，使得茶汤澄清度和亮度明显提高，且通过该方法澄清后的茶汤在4℃条件下随贮藏时间的延长(7d)，澄清度基本保持不变。
Claims (10)
1.一种利用猴头菇加工余渣制备茶汤澄清剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：将从猴头菇加工余渣中提取的几丁质进行脱乙酰处理，获得脱乙酰度为55～85％的壳聚糖即茶汤澄清剂。
2.根据权利要求1所述利用猴头菇加工余渣制备茶汤澄清剂的方法，其特征在于：所述茶汤澄清剂中脱乙酰度为58～85％。
3.根据权利要求2所述利用猴头菇加工余渣制备茶汤澄清剂的方法，其特征在于：所述茶汤澄清剂中脱乙酰度为66～85％。
4.根据权利要求1所述利用猴头菇加工余渣制备茶汤澄清剂的方法，其特征在于：所述猴头菇加工余渣为从猴头菇中提取多糖后的余渣；
所述从猴头菇加工余渣中提取的几丁质具体通过以下方法制备：
将猴头菇加工余渣粉进行除矿物质、除蛋白质、脱色、真空冷冻干燥处理，得到几丁质。
5.根据权利要求4所述利用猴头菇加工余渣制备茶汤澄清剂的方法，其特征在于：所述猴头菇加工余渣粉是将提取多糖后的猴头菇余渣进行粉碎和过筛处理；
所述除矿物质是指将猴头菇余渣分散于1mol/L的氢氧化钠溶液中，室温静置10～14h，过滤，洗涤至滤渣为中性；猴头菇余渣与氢氧化钠溶液的质量比为1：(10～12)；
所述除蛋白是将除矿物质后的滤渣分散至浓度为2wt％～6wt％氢氧化钠溶液中，并在65～95℃下水浴2～5小时，反应完全后，过滤，采用水洗涤至滤渣至中性；
所述脱色是将除蛋白后的滤渣分散于0.9～1.2mol/L的亚氯酸钠溶液中，然后置于70～80℃水浴2～3h，过滤，洗涤至滤渣至中性；亚氯酸钠溶液需要用氯化氢溶液调整pH至4.0～4.5；
所述真空冷冻干燥的条件：真空冷冻干燥温度为-30～-40℃，时间为2～3天。
6.根据权利要求1所述利用猴头菇加工余渣制备茶汤澄清剂的方法，其特征在于：所述脱乙酰处理是指进行微波脱乙酰处理，具体：将几丁质按1：25的料液比分散于45％-55wt％浓度的氢氧化钠溶液中，用微波处理30-40min或间歇式微波处理，过滤，洗涤至滤渣至中性。
7.根据权利要求6所述利用猴头菇加工余渣制备茶汤澄清剂的方法，其特征在于：乙酰处理完后进行干燥；所述干燥为真空冷冻干燥处理或先预冻，然后真空冷冻干燥。
8.一种由权利要求1～7任一项所述方法制备得到的茶汤澄清剂，其特征在于：为脱乙酰度为55～85％的壳聚糖。
9.一种茶汤澄清剂澄清茶汤的方法，其特征在于：包括以下步骤：
将权利要求8所定义的茶汤澄清剂配成溶液即采用酸将脱乙酰度为55～85％壳聚糖配成溶液，获得壳聚糖溶液；调节茶汤的pH为3-6，然后与壳聚糖溶液混合，反应、离心，获得澄清的茶汤。
10.根据权利要求9所述茶汤澄清剂澄清茶汤的方法，其特征在于：所述茶汤是将茶叶和沸水混合，在65-75℃条件下处理25-35min，过滤，离心，获得茶汤；所述的茶叶为红茶、绿茶、乌龙茶；
所述酸为稀酸，稀酸为1％(v/v)柠檬酸；所述壳聚糖溶液中壳聚糖以1％的质量分数溶于酸中；
所述调节茶汤的pH是用柠檬酸一柠檬酸钠缓冲液进行调节；
所述的壳聚糖溶液添加量：当茶汤为红茶和乌龙茶时，加入量分别为茶汤质量的1％-7％，当茶汤为绿茶时，加入量为茶汤质量的0.1％-0.7％；
所述反应的时间20-60min；
所述的离心条件为8000rpm，20min。
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