專利名稱：低氟磚茶粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及茶的制備方法，特別是磚茶粉的制備方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是其制備方法步驟為在磚茶中加入水，煮沸，加入除氟劑，濾液，干燥，成品。
磚茶氟含量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)待定的300mg/kg(按全葉1∶200茶水比30min熬煮茶湯，氟衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)1.5mg/L)，世界衛(wèi)生組織(WHO)飲用水質(zhì)量基準(zhǔn)氟化物指導(dǎo)值1.5mg/L。用本發(fā)明制備方法用磚茶生產(chǎn)出低氟磚茶粉，它的茶汁的色、香、味變化不大，磚茶粉的收膏率小于16％，磚茶粉氟含量小于500mg/kg，(按全粉與水的比例1∶1250，茶水30min熬煮茶湯，氟含量小于0.4mg/L)，達(dá)到原磚茶氟含量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，與WHO飲用水質(zhì)量基準(zhǔn)氟化物指導(dǎo)值相符，在保證茶汁助消化、解油膩的情況下，又能防止長(zhǎng)期大量飲用磚茶而引起氟中毒。
具體實(shí)施方案本發(fā)明制備方法實(shí)施例1取10公斤磚茶，加入100公斤的水、1公斤的除氟劑磷酸三鈣，煮微沸90分鐘后過濾；在濾渣中加入100公斤的水，煮微沸90分鐘后過濾；合并兩次濾液，濃縮至相對(duì)密度為1.20克/毫升，在進(jìn)風(fēng)溫度為140-150℃，進(jìn)液速度為200ml/分鐘的條件下進(jìn)行噴霧干燥，即可制得含氟量較低的磚茶粉。
本發(fā)明制備方法實(shí)施例2取10公斤磚茶，加入120公斤的水，煮沸30分鐘后過濾；在濾渣中加入120公斤的水，煮沸30分鐘后過濾；合并兩次濾液，加入0.25公斤的除氟劑骨碳(山東化工研究所生產(chǎn))，濃縮至膏狀，減壓干燥，粉碎，即可制得含氟量較低的磚茶粉。
本發(fā)明制備方法實(shí)施例3取10公斤磚茶，加入120公斤的水、2公斤的除氟劑羥基磷灰石(中國預(yù)防科學(xué)院環(huán)研所生產(chǎn))，煮微沸60分鐘后過濾；在濾渣中加入100公斤的水，煮微沸60分鐘后過濾；合并兩次濾液，濃縮至相對(duì)密度為1.12克/毫升，在進(jìn)風(fēng)溫度為140-150℃，進(jìn)液速度為100-300ml/分鐘的條件下進(jìn)行噴霧干燥，即可制得含氟量較低的磚茶粉。
下面對(duì)本發(fā)明制備方法進(jìn)行研究1、提取方法研究1.1、煎煮次數(shù)的研究；取6份磚茶，每份100克，分成3組，第一組2份煎1次，第二組2份煎2次，第3組2份煎3次，每次60分鐘，以干浸膏重量為指標(biāo)，結(jié)果浸膏得率2次與3次相差較小，但比煎1次的浸膏含量多，所以選擇每份煎煮2次。茶葉氟的浸出主要與提取溶劑、溫度、時(shí)間、浸泡方式及茶葉種類等有關(guān)。除氟程度還與除氟添加劑的用量有關(guān)。綜合考慮，設(shè)計(jì)如下提取方案按表1進(jìn)行試驗(yàn)，每份微沸提兩次，合并濾液，濃縮，干燥。
1.2、正交實(shí)驗(yàn)表1正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

1.2.1、磚茶收膏率及磚茶中標(biāo)識(shí)成分茶多酚的含量測(cè)定(1)將提取液濃縮，減壓干燥至恒重，精密稱定。
(2)茶多酚含量測(cè)定(酒石酸鐵法)GB/T8313-1987《茶多酚測(cè)定》規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。精密稱取待測(cè)樣品0.5克，溶于200ml蒸餾水浸泡25分鐘攪拌溶解后，精密吸取1ml于25ml容量瓶中，加4ml水、5ml酒石酸鉀鐵液，再加緩沖液至刻度，540nm處測(cè)定吸光度值，按如下公式計(jì)算

式中A為試樣的吸光度；M為試樣的質(zhì)量；m為試樣干物質(zhì)含量百分率。
1.2.2、正交設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見表2)表2不同提取條件實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

注括號(hào)內(nèi)是茶多酚的統(tǒng)計(jì)值，F(xiàn)(2，2)0.1＝9，F(xiàn)(2，2)0.05＝19。
1.2.3、磚茶含氟量的測(cè)定(氟電極法)具體操作步驟如下磚茶提取物粉碎，過40目篩，稱取0.2克，加入40毫升去離子水，沸水浴15分鐘后，用含0.4mol/L檸檬酸鈉的總離子度緩沖液與樣液等體積混合，離子選擇電極法測(cè)定磚茶含氟量。結(jié)果見表3。
表3 不同提取條件下磚茶粉含氟量結(jié)果

1.2.4方法選擇方差分析無明顯差異，因此采用極差的方法來分析。從收膏率考慮，RB＞RA＞RC，應(yīng)選擇，從茶多酚含量考慮，RA＞RC＞RB，應(yīng)選擇A3B3C3，從除氟效果RC＞RA＞RB可選擇A3B3C3或A3B3C2。綜合考慮，浸膏和茶多酚含量高而氟含量應(yīng)盡可能低，最后優(yōu)選方法為A3B3C2，即提取時(shí)間為每次60分鐘，兩次分別加水量為12倍和10倍，磚茶與除氟添加劑的用量之比為10∶1。
1.2.5驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)取磚茶粗粉100克，按照前面優(yōu)選出來的方法A3B3C2進(jìn)行提取，濃縮，干燥，稱重，測(cè)得收膏率為15.65％，茶多酚含量為10.92g/100g干粉，氟的含量為0.4965mg/g提取物，與正交實(shí)驗(yàn)各結(jié)果比較，達(dá)到優(yōu)選目的。
2、濃縮稱取磚茶10千克，敲碎，按照優(yōu)選方法A3B3C2提取，減壓濃縮至相對(duì)密度分別為1.12，1.16，1.20。
3、噴霧干燥方法研究噴霧干燥與濃縮液的相對(duì)密度，進(jìn)風(fēng)溫度，進(jìn)液速度等因素有密切聯(lián)系。噴霧干燥方法的選擇主要取決于干燥物(磚茶粉)的含水量和其中的標(biāo)識(shí)成分茶多酚的含量。含水量越低，茶多酚含量越高，噴霧干燥的方法越佳。由于二者之間含水量是衡量噴霧干燥方法好壞的主要因素，根據(jù)實(shí)際情況按磚茶粉含水量與茶多酚含量之比7∶3作加權(quán)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后再選擇噴霧干燥方法。為此，特設(shè)如下實(shí)驗(yàn)方案對(duì)噴霧干燥進(jìn)行方法篩選。
表4 噴霧干燥因素水平表

3.1、含水量測(cè)定方法按照2000版藥典中的烘干法測(cè)定水分取供試品2-5g平鋪于干燥至恒重的稱量瓶中，厚度約為4mm，疏松供試品約為8mm，精密稱定，打開瓶蓋在100-105℃干燥5小時(shí)，將瓶蓋蓋好，移至干燥器中，冷卻30分鐘，精密稱定重量，再在上述溫度干燥1小時(shí)，冷卻，稱重，至連續(xù)兩次稱重的差異不超過5mg為止。根據(jù)減失的重量，計(jì)算供試品中含水量(％)。結(jié)果見表5。
表5不同干燥條件實(shí)驗(yàn)結(jié)果表


根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果，方差分析無明顯差異，采用極差分析法，RA＞RB＞RC，優(yōu)選噴霧干燥方法為A3B3C2，即濃縮液相對(duì)密度為1.20，進(jìn)風(fēng)溫度為160-170℃，進(jìn)液速度為200ml/min時(shí)噴霧干燥效果最好。但是從實(shí)際而言，若溫度選擇160-170℃，一方面方差無明顯差異，另一方面單個(gè)干燥物中茶多酚含量低。而140＝150℃時(shí)，則可彌補(bǔ)以上不足之處，同時(shí)可以節(jié)約能源，所以最后選擇噴霧干燥方法為A3B3C2，即濃縮液相對(duì)密度為1.20，保溫，進(jìn)風(fēng)溫度為140-150℃，進(jìn)液速度為200ml/min。
3.2、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)稱取敲碎磚茶1千克，先后兩次加水量分別為12倍和8倍量，加除氟添加劑0.1千克，每次提60分鐘，合并兩次濾液，濃縮至相對(duì)密度為1.20，60℃保溫，進(jìn)行噴霧干燥。噴霧干燥時(shí)進(jìn)風(fēng)溫度為140-150℃，進(jìn)液速度為200ml/min。取噴霧干燥物，測(cè)定含水量為4.61％，茶多酚含量為11.21％，含氟量為0.3980mg/g提取物，表明優(yōu)選方法的合理性。
3.3原茶葉減壓干燥與噴霧干燥方法比較 取原茶葉100克，按照前面的方法測(cè)定茶多酚含量、含氟量，然后進(jìn)行比較，結(jié)果見表6。
表6不同干燥方法的試驗(yàn)結(jié)果收膏率 茶多酚含量 含氟量原茶葉1.96g/100g茶葉448.6mg/kg原茶葉減壓干燥15.65％1.71g/100g茶葉77.7mg/kg原茶葉噴霧于燥13.31％1.64g/100g茶葉62.2mg/kg原茶葉從上面的表中可知，減壓干燥轉(zhuǎn)變?yōu)閲婌F干燥過程中，茶葉浸膏得率損失約15％，茶多酚含量損失4.03％。茶多酚在噴霧干燥方法過程中轉(zhuǎn)移率為83.67％。實(shí)驗(yàn)表明此方法降氟是合理的，從減壓干燥轉(zhuǎn)變?yōu)閲婌F干燥也是可行的。
4、除氟劑在磚茶汁中降氟效果比較查閱近30年報(bào)道的除氟文獻(xiàn)，選擇5種性能用于磚茶汁降氟效果觀察，以便篩選合適的除氟劑，發(fā)覺羥基磷灰石(HAP)降氟效果較好，且對(duì)茶汁的色澤、香氣、滋味影響較小。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，以HAP為主要成分的食品級(jí)的磷酸三鈣(CP)效果更好?，F(xiàn)將其總結(jié)如下主要試劑為骨碳(山東化工研究所生產(chǎn))、活性三氧化二鋁、羥基磷灰石(中國預(yù)防科學(xué)院環(huán)研所)、磷酸三鈣、磷酸氫鈣。
氟離子測(cè)定參照衛(wèi)生部磚茶氟限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(討論意見稿)，PH測(cè)定按《水質(zhì)分析大全》。
降氟實(shí)驗(yàn)，取不同量的骨碳、活性三氧化二鋁、羥基磷灰石、磷酸三鈣、磷酸氫鈣加入1∶200茶湯(取10克混勻磚茶粉碎樣，加入2000ml蒸餾水中，煮沸30min，放冷，定容2000ml)中，取處理前后茶湯氟濃度、PH值，觀察茶湯色澤、香氣、滋味的變化。
結(jié)果不同除氟劑各10毫克加入200ml茶湯中煮沸10min后對(duì)感官性狀的變化見表7表7五種不同除氟劑對(duì)感官性狀的影響除氟劑 色澤 香氣 滋味黃亮 濃郁 濃厚純正骨碳 黃 稍有異味較濃厚純正活性Al2O3無色 較淡 淡羥基磷灰石 黃亮 濃郁 純正磷酸三鈣 黃亮 濃郁 純正磷酸氫鈣 紅 稍有異味 有異味根據(jù)除氟劑不影響茶湯感官的原則，排除磷酸氫鈣、活性氧化鋁、骨碳。
除氟劑加入茶湯測(cè)定氟含量、PH值。結(jié)果見表8表8五種除氟劑使用前后氟濃度及PH值除氟劑氟含量(mg/L)PH值 氟濃度降低(mg/L)2.46 5.5 0骨碳1.45 5.8 1.01活性氧化鋁 1.65 5.9 0.81羥基磷灰石 1.35 5.7 1.11磷酸三鈣 1.30 5.5 1.16磷酸氫鈣 2.32 5.3 0.14討論除氟劑的使用應(yīng)該不能影響茶湯的色澤、香氣、滋味等感官指標(biāo)，結(jié)合除氟效果，篩選出羥基磷灰石、磷酸三鈣兩種。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，不同級(jí)別、不同生產(chǎn)單位的羥基磷灰石產(chǎn)品、同一生產(chǎn)單位不同批號(hào)的產(chǎn)品水浸PH值相差很大。因此，有部分產(chǎn)品處理的茶湯有堿澀味。以生化試劑的羥基磷灰石性能最穩(wěn)定，價(jià)格也極其昂貴。
總之，通過以上實(shí)驗(yàn)，我們選擇磷酸三鈣做磚茶除氟材料。
各種條件對(duì)磷酸三鈣除氟性能的影響考慮到茶湯氟濃度、茶湯PH、除氟劑接觸時(shí)間、不同產(chǎn)地的磚茶、不同品種的磚茶等可能對(duì)除氟劑除氟性能的影響，我們做了這方面的研究，下面僅介紹這些因素對(duì)磷酸三鈣的影響，并考慮同離子鈣離子、磷酸根離子可能存在的影響選用1∶200茶湯200ml加入100mg磷酸三鈣(CP)或HAP，PH值的影響通過加入稀鹽酸調(diào)節(jié)，各種影響因素水平設(shè)置見下表表9茶汁氟濃度對(duì)CP除氟性能的影響茶汁氟濃度(mg/L)除氟后氟濃度(mg/l) pH 除氟容量(mg/g)8.6 4.8 5.7 3.85.6 2.7 5.8 2.93.2 1.2 5.9 2.32.8 1.0 6.1 1.82.3 0.8 6.1 1.51.4 0.6 6.0 0.8結(jié)果，不同粒徑兩種除氟劑除氟性能不同，粒徑越小，表面積越大，除氟性能越好，但一般大于60目變化較小。
不同氟濃度對(duì)除氟劑除氟性能有較大的影響，濃度高，除氟劑的除氟性能越好，這對(duì)除氟劑的使用是有好處的，表現(xiàn)在磚茶的氟含量是在一個(gè)范圍變化的，對(duì)那些氟含量較高的樣品，除氟劑性能的提高也能保證安全。
PH值在5.5(5.0-6.0)左右除氟劑CP的性能最佳，結(jié)果見表10表10PH值對(duì)除氟除氟性能的影響除氟劑4.55.05.56.06.57.0HAP濕 2572592562542532537.88.48.58.78.8干 2562572522512512558.28.58.58.78.8CP 濕 259260256252252247
6.56.77.17.68.0干2592592552532532536.56.77.27.57.9由上表可知除氟劑在干、濕狀況下除氟效率基本無差別；除氟劑CP性能不亞于HAP；在PH4.5以下除氟劑可以溶解，除氟性能下降，PH5.0-6.0范圍內(nèi)，效果較好高于6.0除氟劑性能下降。
表11煮沸時(shí)間對(duì)除氟效率的影響時(shí)間(分鐘) 氟濃度(mg/L) 氟濃度(mg/L)除氟容量(mg/g)(處理前) (處理后)2.5 2.0 0.9 2.05.0 2.0 0.8 2.410.0 2.0 0.7 2.615.0 2.0 0.6 2.8研究發(fā)現(xiàn)茶湯有較強(qiáng)的酸堿緩沖能力(磷酸鹽緩沖體系)，同一品種不同的磚茶產(chǎn)品的1∶200茶湯PH值比較接近，加入除氟劑后對(duì)茶湯的PH值影響不大。以保證PH值恒定的磷酸鹽的加入對(duì)除氟是有利的，鈣離子的加入對(duì)茶湯的品質(zhì)有影響，因此不提倡鈣的單獨(dú)添加，同時(shí)添加鈣離子、磷酸鹽沒有意義。
磷酸三鈣的添加對(duì)茶湯成分的影響降低磚茶中氟含量的技術(shù)研究的關(guān)鍵意義和技術(shù)難度不同于水氟除氟在于不能影響茶湯的感官和功效成分。為此，將除氟前后的茶湯請(qǐng)全國最大的磚茶廠趙李橋茶廠多位品評(píng)師進(jìn)行了盲法品評(píng)，結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)明顯的差異。
在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中，內(nèi)蒙古的多位蒙族同胞也接受了盲法實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示除氟劑的使用不僅沒有影響其飲用功能，反而評(píng)價(jià)使用后口感更好。
考慮其有效成分，我們選擇茶多酚、游離氨基酸(由于磷酸三鈣的加入，茶湯中鈣離子的含量增加，有可能引起蛋白質(zhì)的沉降，因而引入該指標(biāo))、鈣離子、等等。
詳細(xì)結(jié)果見下表12表12處理前后茶湯部分含量指標(biāo)的比較指標(biāo) 處理前處理后水解氨基酸 5.1％ 5.4％茶多酚1.96％1.68％
氟4.071.04mg/L砷0.0095 0.0087鉛0.0118 0.0067鈣50.384.5硒0.036 0.039PH值 5.4 5.8總硬度15.718.5鋰0.260.25錳0.940.42測(cè)定方法茶多酚按GB8313-87，水解氨基酸1mol/L鹽酸密閉水解24小時(shí)，HPLC二極管陣列檢測(cè)器檢測(cè)，砷按GB--1996 HGAAS法，鉛按GB1996石墨爐AAS法，鈣銅等按火焰AAS。
結(jié)果顯示磷酸三鈣使用前后，氟含量降低，其他成分和感官指標(biāo)沒有改變，CP可以用于磚茶除氟。
5、結(jié)論與討論5.1、結(jié)論通過上述這些實(shí)驗(yàn)可以得出本發(fā)明制備方法實(shí)施例1為最佳實(shí)施例方案。
5.2討論(1)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果方差分析，均無顯著性差異，可能是水平設(shè)計(jì)過于接近所致。
(2)噴霧干燥時(shí)，濃縮液的相對(duì)密度不宜過大，否則對(duì)噴霧干燥效果有影響。實(shí)驗(yàn)表明，相對(duì)密度在1.12-1.20的條件下是有利于噴霧干燥的。
權(quán)利要求
1.低氟磚茶粉的制備方法，其特征在于其制備方法步驟為在磚茶中加入水，煮沸，加入除氟劑，濾液，干燥，成品。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于其制備方法步驟具體為(1)、取10份茶葉，加入水、0.25-2份的除氟劑，煮沸，過濾；(2)、在濾渣中加入水，煮沸，過濾；(3)、合并濾液；(4)、干燥，成品。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于；其制備方法步驟具體為；(1)、取10份茶葉，加入水、煮沸，過濾；(2)、在濾渣中加入水，煮沸，過濾；(3)、合并濾液，0.25＝2份的除氟劑，過濾；(4)、干燥，成品。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的制備方法，其特征在于除氟劑為骨碳或羥基磷灰石或磷酸三鈣。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的制備方法，其特征在于干燥為將濾液濃縮至相對(duì)密度為1.12-1.2克/毫升，在進(jìn)風(fēng)溫度140-150℃，進(jìn)液速度為100-300ml/分鐘條件下噴霧干燥。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的制備方法，其特征在于干燥為減壓干燥。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的制備方法，其特征在于加入的水量為100-120份。
8.如權(quán)利要求1或2或3所述的制備方法，其特征在于煮沸的時(shí)間為30-90分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及低氟磚茶粉的制備方法，其制備方法步驟為在磚茶中加入水，煮沸，加入除氟劑，濾液，干燥，成品。用本發(fā)明制備方法用磚茶生產(chǎn)出低氟磚茶粉，它的茶汁的色、香、味變化不大，磚茶粉的收膏率小于16％，磚茶粉氟含量小于500mg/kg，(按全粉與水的比例1∶1250，茶水30min熬煮茶湯，氟含量小于0.4mg/L)，達(dá)到原磚茶氟含量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，與WHO飲用水質(zhì)量基準(zhǔn)氟化物指導(dǎo)值相符，在保證茶汁助消化、解油膩的情況下，又能防止長(zhǎng)期大量飲用磚茶而引起氟中毒。
文檔編號(hào)A23F3/06GK1395849SQ0213895
公開日2003年2月12日 申請(qǐng)日期2002年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月20日
發(fā)明者黃文耀, 李陽, 李明健, 熊培生, 龔新國, 楊芳 申請(qǐng)人:湖北省疾病預(yù)防控制中心