茶葉深加工是將茶葉資源的開發(fā)利用滲透到功能食品、保健品、醫(yī)藥品、日化用品等的有效措施。澄清是茶葉深加工的重要工序之一，其目的是為了去除浸提液中的細微顆粒、懸浮雜質(zhì)或加工過程中形成的渾濁
沉淀物質(zhì)。澄清透亮的程度直接影響到終產(chǎn)品的色澤、冷溶性與得率。目前，應(yīng)用于茶葉深加工中的主要澄清方法有：紙漿過濾、抽濾、離心、添加絮凝劑、澄清劑或沉淀劑等[1-3]，其中紙漿過濾、抽濾、離心為物理方法，工藝繁瑣、歷時長、電能耗費大、工效低；使用絮凝劑、澄清劑或沉淀劑雖對產(chǎn)品的澄清度和冷溶性較好，但加入的外源物質(zhì)對產(chǎn)品的得率、感官品質(zhì)與飲用安全性有一定的負面影響。微濾澄清是以膜兩側(cè)的壓力差為推動力，利用微濾膜的篩分效應(yīng)對料液體系中的細微顆粒、懸浮雜質(zhì)或加工過程中形成的渾濁沉淀物質(zhì)與料液中的有效成分實現(xiàn)分離而達到澄清的目的，具有高效、易于實現(xiàn)自動化、無需添加外源物質(zhì)等優(yōu)點。
然而，由于膜孔徑分布的不均勻性以及傳統(tǒng)茶葉浸提液是一種具有較高濃度(2%～3%)的多成分復(fù)雜體系，各成分間易于以氫鍵方式結(jié)合形成大分子絡(luò)合物，因而目前微濾澄清技術(shù)應(yīng)用于茶葉深加工，尚局限于實驗考察濾餅層過濾方式的平板膜微濾以及在膜設(shè)備單位指導下的少量工業(yè)化應(yīng)用，前者使得微濾的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢不明顯，后者因缺乏不同澄清方法比較研究的實驗數(shù)據(jù)而使得微濾澄清技術(shù)難以推廣。
實驗以茶葉料液中水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、兒茶素、蛋白質(zhì)等有效成分與衡量料液澄清度的物理性狀T640和OD420為考察指標，在中試規(guī)模的基礎(chǔ)上比較研究了離心、紙漿過濾、抽濾、0.2μm膜微濾、0.05μm膜微濾、0.8μm膜微濾等不同澄清方法對茶葉料液的澄清效果，并對各方法進行了聚類分析，旨在為茶葉深加工的微濾澄清提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。
1材料與方法
1.1儀器與設(shè)備
恒溫陶瓷膜錯流微濾系統(tǒng)南京工業(yè)大學膜科學技術(shù)研究所，19通道，管長為50cm，膜面積共0.2m2。高效液相色譜系統(tǒng)包括：Tracor950型高壓泵美國；C18分析柱(15cm×0.46cm)美國KroamsilTM公司；SPD-2A光學檢測器日本島津公司；分析之星色譜工作站天津奧特賽恩斯儀器有限公司；紫外可見分光光度計上海分析儀器公司。
1.2材料與試劑
50kg炒青綠茶原料以及茶多酚、茶氨酸、兒茶素標準品湖南金農(nóng)生物資源股份有限公司；實驗所用試劑均為分析純試劑北京化工試劑廠；實驗所用蒸餾水經(jīng)純化器純化所得。
1.3方法
浸提：取50kg炒青綠茶原料，以1:8、1:7的茶水比在90℃條件下浸提兩次(每次30min)，兩次浸提液經(jīng)布
濾后合并，冷卻至40℃，制得約600kg重的綠茶粗濾液。離心：取粗濾液90kg，在轉(zhuǎn)速為4400r/min的條件
下，離心10min，收集澄清液。
抽濾：取粗濾液90kg，真空抽濾，取濾液。紙漿過濾：取粗濾液90kg，紙漿過濾，取濾液。微濾：取270kg粗濾液，等分成3份，在40℃、0.28MPa條件下分別以膜孔徑為0.05、0.2、0.8μm的微濾膜進行微濾，并在微濾液重量為72kg時，以18kg純凈水透析1次，合計微濾液90kg。分別檢測以上各澄清液中的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、兒茶素、蛋白質(zhì)絕對含量(g)，以及衡量料液澄清度的透光率T640與吸光值OD420。
1.4分析方法
膜通量測定按1000ml量筒收集透過液，秒表記時，然后換算為毫升/分鐘(ml/min)的方法進行；水浸出物按GB-8305－87方法測定；茶多酚按GB8313－87方法測定；氨基酸按GB8314－87方法測定；咖啡堿、兒茶
素、蛋白質(zhì)按文獻[10]方法測定；透光率T640與吸光值OD420按文獻[11]方法測定；得率為某一物質(zhì)在料液澄清后的絕對量(g)與澄清前的總絕對量(g)的百分比；各澄清方法的聚類分析采用歐氏距離最短距離法并運用SPSS統(tǒng)計軟件進行分析。
2結(jié)果與分析
2.1不同澄清方法對綠茶澄清液常規(guī)理化品質(zhì)的影響
從表1可以看出，氨基酸、茶多酚、咖啡堿、蛋白質(zhì)、T640等理化品質(zhì)指標在澄清后是微濾高于離心、紙漿過濾和抽濾，說明微濾液各大類物質(zhì)的得率高，澄清度好；而水浸出物、OD420等理化指標則是離心、紙漿過濾和抽濾高于微濾，說明離心、紙漿過濾和抽濾澄清液中的細微顆粒物質(zhì)、懸浮雜質(zhì)與大分子絡(luò)合物與微濾澄清液相比，尚未去除徹底。與原料液相比，各澄清方法對原料液中的有效成分都有一定的損失，這主要是由于少量茶葉有效成分直接粘附于細微顆粒、懸浮雜質(zhì)表面上或部分有效成分在料液中相互間通過氫鍵絡(luò)合形成大分子物質(zhì)而被截留的緣故。在各微濾方法中，由于受到微濾膜的分子篩效應(yīng)、孔徑均勻度以及膜濾過程的膜堵塞與膜污染等因素的影響，三種微濾方法對原料液表現(xiàn)出不同的澄清特性。在氨基酸、茶多酚、咖啡堿、水浸出物、T640、OD420等理化指標上，以0.2μm膜微濾，0.05μm膜微濾次之。對蛋白質(zhì)來說，雖溶于原料液中的主要是可溶性蛋白質(zhì)，但蛋白質(zhì)參與大分子絡(luò)合物的形成，對產(chǎn)品的冷溶性有負面影響。因此，澄清液中蛋白質(zhì)的保留量應(yīng)是越少越好。不難看出，0.05μm微濾去除蛋白質(zhì)的能力最強，但其它理化品質(zhì)指標值差于0.2μm膜微濾。
2.2不同澄清方法對綠茶澄清液兒茶素的影響
兒茶素是茶多酚中一類最活躍的功能成分，占其總量的60%左右，其中尤以EGCG突出[12]。從表2可知，EGC與EC兩種簡單兒茶素的得率是微濾略低于離心、紙漿過濾與抽濾，而簡單兒茶素DL-C與酯型兒茶素的得率則是微濾遠高于離心、紙漿過濾或抽濾。這一方面可能是由于EGCG等酯型兒茶素比EGC與EC更易形成絡(luò)合物，此絡(luò)合物在細微顆粒或懸浮雜質(zhì)離心沉降時而連同被沉降，在過濾方式均近似為濾餅層過濾的紙漿過濾或抽濾時，此絡(luò)合物直接被截留或者通過粘附在細微顆粒或懸浮雜質(zhì)上而被截留。另一方面，采用錯流微濾時，由于形成絡(luò)合物底物的過膜，降低了循環(huán)液中底物的濃度，進而促進了絡(luò)合物的可逆降解，使得絡(luò)合物被膜截留的量相對減少。與傳統(tǒng)工業(yè)化應(yīng)用的澄清方法(如離心)相比，0.05、0.2、0.8μm膜微濾的EGCG得率分別是離心澄清的143.05%、142.24%、147.46%。
2.3不同澄清方法的聚類分析
對各澄清方法下澄清液的理化品質(zhì)指標進行聚類分析，得到圖1所示結(jié)果。從圖1不難看出，微濾與紙漿過濾、抽濾、離心是兩類有著顯著差異的澄清方法，其中0.2μm微濾與0.05μm膜微濾、紙漿過濾與抽濾在相應(yīng)大類下具有相似的澄清特性。
綜合權(quán)衡澄清液的品質(zhì)與有效成分的得率，本研究認為，微濾澄清優(yōu)于紙漿過濾、抽濾、離心等澄清方法。在相同的微濾操作技術(shù)參數(shù)的條件下，0.05、0.2、0.8μm膜微濾澄清中，以0.2μm膜微濾澄清的效果。
3討論
陶瓷膜微濾屬于純物理過濾澄清的方法，膜濾工效及其對茶葉品質(zhì)成分的截留特性是其工業(yè)化推廣應(yīng)用的
首要考慮因素。然而，由于膜的篩選受到商品化膜品種或規(guī)格的局限，本試驗對膜的選用只能從現(xiàn)有商化
的膜產(chǎn)品中選擇，0.2μm膜微濾澄清雖能取得很好的澄清效果，但由于選擇對象的局限性，這種膜只能算是本實驗三種膜中的最優(yōu)膜。若想達到高效微濾澄清的目的，可通過對影響膜濾工效的料液濃度、膜孔徑、膜濾溫度、壓力、時間、透析次數(shù)等因子與澄清液中有效成分的得率、澄清度和