Розчинний чай – це порошкоподібна суміш, до якої додають воду, щоб отримати чашку чаю. Найдавніша форма розчинного чаю була розроблена у Великій Британії у 1885 році. Було видано патент на пасту, виготовлену з концентрованого екстракту чаю, цукру та згущеного молока, яка перетворювалася на чай при додаванні гарячої води. Однак жодних помітних розробок не було зроблено, доки технологія розпилювального сушіння не дозволила сушити чайні концентрати за температури, яка не пошкоджувала смакові якості продукту.

Виробництво Виробництво розчинного чаю можна розділити на шість основних етапів: вибір сировини, екстракція, видалення ароматизаторів, обробка чайних кремів, концентрування та сушіння.

Відбір чайного листя здійснюється з урахуванням інтересів як виробника, так і кінцевого споживача. Через певні правові обмеження в країнах-виробниках чаю, виробникам найвигідніше використовувати ферментоване, невисушене чорне листя, оскільки воно не потребує публічних аукціонів і тому дешевшеWilson, K.C. (1992). Tea: Cultivation to Consumption. London: Chapman & Hall.. Якість не погіршується, оскільки дослідження показали, що цей тип листя має схожий смак із сушеним чорним листям.

Екстракцію проводять з двома цілями: вихід твердих речовин чаю, екстрагованих з листя, та концентрація розчину екстрактуWilson, K.C. (1992). Tea: Cultivation to Consumption. London: Chapman & Hall.. Дослідження показали, що розчинні речовини чайного листя в колонному екстракторі можна описати системою з трьох компонентів, кожен з яких підпорядковується закону розчинення першого порядку. Пояснення того, чому розчинні сполуки потрапляють до будь-якої з цих трьох категорій, ґрунтується на тому, наскільки вони доступні. Миттєво розчинні сполуки, ймовірно, знаходяться прямо на поверхні листя, тому вони отримують першими. Вважається, що швидкорозчинні компоненти знаходяться зсередини листя, де пошкоджені клітинні структури уповільнюють як швидкість надходження розчинника, так і виведення розчиненої речовини. Очікується, що найповільніше розчинні сполуки мають або високу молекулярну масу, яка довше рухається через клітинні матриці листя, або продукти, що утворюються під час гідролізу під час екстракції. Існує безліч методів та обладнання, які можна використовувати для проведення екстракції, але загальна концепція полягає в тому, що листя обробляють розчинником, щоб екстрагувати сполуки, що містяться в них. У вищезгаданому дослідженні було зазначено, що максимальний вихід твердих речовин, які можна екстрагувати, становив 35%. З часом були відкриті інші хімічні методи збільшення виходу екстракції, такі як використання перекису водню на екстрагованому листі для отримання виходу 42% твердих речовин. Після етапу екстракції розчин освітлюють, пропускаючи його через декантер, центрифугу або фільтр-прес.

Відпарювання – це процес фізичного розділення, під час якого компоненти можна видалити з потоку рідини за допомогою потоку пари. Відпарювальний газ, зазвичай пара, азот або вуглекислий газ, проходить через рідкий розчин і розчиняє в ньому ароматичні сполуки. Ароматичні сполуки легко випаровуються в повітря. З цієї причини пропускання газу через рідину забезпечує сприятливі умови для виходу сполук з рідини. Рівняння для визначення швидкості масопереносу між харчовим продуктом і газовою фазою має вигляд:

or

Де h D – загальний коефіцієнт масопередачі, а замість нього підставляється

Змінна – швидкість масопереносу в газову фазу, D c – середній коефіцієнт дифузії вільних молекул аромату в емульсії, A gc – площа поверхні розділу газ/їжа, t c – час, протягом якого поверхневі елементи піддаються впливу поверхні, та і – концентрації ароматичних сполук на межі розділу фаз та в емульсії відповідно.

Що стосується віджиму, A gc має найбільший вплив на швидкість масопередачі. Максимізація площі поверхні для масопередачі досягається використанням найменших можливих бульбашок під час віджиму. Припускаючи сферичну структуру бульбашок, площа поверхні визначається як , а об'єм визначається як Це означає, що при будь-якому збільшенні радіуса об'єм збільшується більшою мірою, ніж площа поверхні. Це також означає, що при найменшому можливому об'ємі співвідношення площі поверхні до об'єму буде найбільшим, що забезпечить більшу площу поверхні для реакцій. Використання інертного газу є кращим, оскільки він запобігає окисленню, а отже, псування ароматичних сполукWilson, K.C. (1992). Tea: Cultivation to Consumption. London: Chapman & Hall..

Чорний чай містить сполуки з низькою розчинністю, які мають тенденцію до зв'язування. Розчин каламутніє та змінює колір на блідо-коричневий. Це явище відоме як чайне утворення крему. Дослідження показали, що крем – це колоїдна речовина, яка містить багато сполук, що сприяють кольору та смаку чорного чаю, і може містити до 30% від загальної кількості твердих речовин. Рушійною силою утворення крему є нерозчинність теафлавіну та поліфенолів, які зв'язуються між собою через взаємодії галоїльних груп. Теафлавіни мають кислотні властивості, що змушує їх мати негативний заряд при pH чорного чаю, який становить приблизно 4,9. Зазвичай це призводить до електростатичного відштовхування між молекулами, стабілізуючи колоїд. Однак присутність іонів кальцію (Ca2 + ) може нейтралізувати ці заряди, сприяючи агрегації. Інші заряджені іони металів, такі як магній та алюміній, також присутні у високих концентраціях у чаї, але жоден з іонів не розподіляється в чаї так добре, як іони кальцію. Також було виявлено, що глікозилювання розчину збільшує розчинність поліфенолів, одночасно послаблюючи самоасоціацію. Запропоноване пояснення полягає в тому, що сам розмір цукру ускладнює взаємодію інших молекул одна з одною. На американському ринку споживач очікує, що розчинний чай буде прозорим після відновлення, що робить вершки неприйнятною частиною розчину. У промисловості було запатентовано різноманітні методи вирішення цієї проблеми, такі як використання таннази для розчинення вершків. Інший розроблений метод базувався на ідентифікації двох класів у вершках: низькомолекулярні сполуки, такі як поліфеноли, що сприяють смаку, та сполуки з вищою молекулярною масою, такі як полісахариди, поліпептиди та білки. Цей процес видаляє високомолекулярні сполуки за допомогою ультрафільтрації, абсорбційної хроматографії або масляної фільтрації. Ароматизатори залишаються і не утворюють крем.

Після процесів екстракції та збивання чайного крему, чайний розчин все ще занадто розбавлений, щоб його можна було пропустити через сушарку. Сушіння на цьому етапі потребуватиме занадто багато капіталу за незначний прибуток, а будь-який тип розпилювального або сублімаційного сушіння призведе до того, що отриманий порошок матиме занадто низьку щільність. Рішення полягає в тому, щоб спочатку сконцентрувати розчин до вмісту твердих речовин, що зазвичай становить 40%, перед сушінням, яке передбачає видалення води шляхом випаровуванняWilson, K.C. (1992). Tea: Cultivation to Consumption. London: Chapman & Hall.. Концентрування чаю зазвичай здійснюється шляхом зниження тиску. За високих температур теафлавіни в розчині перетворюються на теарубігіни, а вуглеводи карамелізуються. Системи примусового випаровування мали гарячі точки, що призводило до небажаних сенсорних характеристик, таких як пригорілий та підгорілий смаки. Пластинчасті теплообмінники можуть забезпечити бажане випаровування приблизно за 45°C. °C, з коротким часом перебування, що знижує ризик термічного пошкодження. Цей метод дозволяє отримати екстракт із 45% твердих речовин. Видалення ароматичних речовин проводиться перед концентруванням, оскільки ці сполуки ризикують втратитися під час випаровування.

Розпилювальне сушіння – це останній крок у створенні розчинного чаю, без урахування контрольних точок та упаковки. Це кращий метод сушіння на відміну від сублімаційного сушіння, оскільки він дешевший без шкоди для якості. Принцип розпилювального сушіння схожий на принцип видалення аромату, де менші частинки мають більше співвідношення поверхні до площі. Проштовхуючи рідкий екстракт через сопло, розчин розпилюється або перетворюється на дуже дрібні краплі. Ці краплі зустрічаються з протитечією гарячого газу, що змушує їх випаровуватися, залишаючи лише тверді речовини. Краплі зазвичай сушать приблизно до 3-5%, оскільки будь-яке нижче значення збільшить ризик опіку, а будь-яке вище може скоротити термін придатності через підвищену активність водиWilson, K.C. (1992). Tea: Cultivation to Consumption. London: Chapman & Hall..

Посилання