Способ обработки зеленого чая
GREEN TEA PROCESSING METHOD

Изобретение относится к способам обработки чая и может быть использовано в чайной промышленности.
Из уровня техники известны способы обработки зеленого чая, включающие в себя следующие этапы обработки сырья:
- завяливание (предварительная сушка)
- фиксация
- скручивание
- заключительная сушка.
Операция завяливания делает чайный лист более пригодным как к ручной, так и к механической обработке (лист делается более «податливым»).
Под фиксацией понимается обработка небольших порций завяленного чайного листа при ручной обработке в течение нескольких минут (преимущественно от 7 до 10) при температуре от 180°С и при механической обработке при температуре порядка 250°С внутри вращающегося барабана в течение 2-3 минут. При таком кратковременном прогреве в листе остается достаточно влаги, чтобы в дальнейшем подвергнуть его операции скручивания, и в тоже время температурное воздействие оказывается достаточным для сворачивания растительного белка, содержащегося в чайном листе, чем предотвращается процесс разрушения в листе витаминов и микроэлементов. [1].
Операция скручивания направлена на придание листу требуемой формы. Заключительная сушка предотвращает окисление полифенолов, сохраняя тем самым антиоксидантные свойства чая, кроме того сушка определяет способность чая к длительному хранению и влияет на важнейшие органолептические свойства чая - аромат и цвет настоя, убирая травяной запах, развивая чайный аромат.
Недостатками традиционных способов обработки сырья являются нестабильные качественные характеристики полученного чая и невысокая (в основном из-за технологий, применяющихся на стадиях фиксации и заключительной сушки) производительность.
Известны технические решения, относящиеся к сушке зеленого чая, направленные на преодоление отмеченных недостатков.
Так известен способ сушки зеленого чая [2], согласно которому сушку зеленого кирпичного чая проводят в среде сухого газообразного азота при ступенчато повышающейся температуре. В описании способа сказано, что улучшение раскрываемости устьиц грубого чайного листа достигается благодаря газообразному азоту, в зависимости от температуры которого изменяется интенсивность раскрываемости устьиц. При этом температура на начальном этапе сушки невысокая с тем, чтобы обеспечить равномерность прогрева чайного кирпича. Поскольку на начальном этапе сушки влага интенсивно испаряется с поверхностных слоев кирпича, это может привести к быстрому высыханию, появлению трещин на поверхности кирпича, к его деформации, в то время как середина кирпича останется влажной.
Если проводить первый этап сушки при поддержании температуры газообразного азота ниже 29°С, то сушка будет длиться долго и в общем содержании танинов уменьшится доля катехинов, что негативно скажется на качестве чая. Именно наличие катехинов, обладающих Р-витаминной активностью, обеспечивает антиоксидантные свойства зеленого чая, его способность влиять на проницаемость капилляров и упругость их стенок и другие полезные свойства зеленого чая.
Поэтому первый этап сушки проводят при температуре от 30 до 32°С. При достижении влажности чая до 12,5-13,5% брикеты чая разогреваются равномерно во всем объеме, в них повышается транспирация влаги и тогда температуру повышают до 50-52°С, что ускоряет процесс сушки.
По сути в известном способе защищается температурный режим конвективной сушки, т.е. вида сушки, при котором передача тепла сырью происходит с помощью сушильного агента /нейтрального газа, который выполняет одновременно функцию теплоносителя и влагоносителя/ - транспортирующей среды, в которую переходит удаляемая влага.
Недостатками конвективной сушки являются значительные энергозатраты 1,8-3,0 кВт-ч/кг, снижение теплопроводности продукта в конце сушки, что значительно удлиняет процесс, что, в свою очередь, как уже было сказано, негативно влияет на качество продукта.
Конвективная сушка, помимо отмеченных недостатков, не обеспечивает возможности длительного хранения продукции, значительно уступая в этом сушке инфракрасными лучами и сублимационной сушке, а также сушке СВЧ-излучением. При этом сушка с использованием СВЧ-излучения превосходит остальные известные виды сушки по ряду важнейших показателей, как показано в таблице, приведенной в источнике [3].
Известно использование СВЧ-излучения для сушки листьев зеленого чая в вакууме [4], при этом описание патента не раскрывает параметров режима сушки, за исключением указания на то, что сушка листьев проводится в микроволновой печи в условиях вакуума до тех пор, пока не станет наблюдаться пригорание листьев, что происходит при достижении температуры листьев значений в диапазоне 150-170°С. Под вакуумом понимается давление ниже атмосферного, преимущественно в диапазоне от 3 до 7 КПа (22-52,5 мм рт.ст). В приведенном примере предварительно подготовленные целые листья чая (сушке предшествует их выдерживание в воде при температуре не превышающей комнатной, для предотвращения порчи листьев желательно выдерживать их при тепературе от 10 до 6°С) помещаются в печь с мощностью 48 киловатт и затем давление в печи уменьшают до 3 КПа (около 22 мм рт.ст.). По достижении тепературой в верхнем слое листьев температуры порядка 160°С (примерно через 32,5 минут) производится контроль состояния листьев, если незначительная часть листьев пригорела печь выключается, листья выгружаются из печи и подвергаются охлаждению. Такой способ приводит к получению чая, в котором сочетается вкус обжаренного чая с ощутимым травяным вкусом зеленого чая. Для уменьшения травяного вкуса зеленого чая листья могут подвергнуться дальнейшему обжариванию такими методами как индукционный нагрев, кондуктивное и конвективное нагревание.
В итоге для того, чтобы получить зеленый чай со стабильными органолептическими свойствами и с требуемым сроком хранения без ухушения его свойств, требуется длительный процесс со сменой целого ряда технологических режимов и значительные энергозатраты. Кроме того, велики риски порчи загруженной в печь партии чая из-за того, что момент прекращения нагрева определяется по началу пригорания листьев, которые к этому моменту практически высушены. Соответственно, после того, как высушенные и начавшие пригорать листья выгрузят из печи и приступят к их охлаждению, они в лучшем случае будут продолжать тлеть, пропитываясь жареным запахом, а в худшем-будут гореть.
Способ по патенту США №8617633 выбран в качестве ближайшего аналога.
Технический резузультат, для достижения которого предназначено заявленное изобретение - упрощение технологии сушки зеленого чая, снижение энергозатрат, увеличение срока хранения подвергшегося сушке зеленого чая, обеспечение равномерного прогрева каждой партии чая, загруженной в сушильную камеру, предотвращение карамелизации Сахаров на начальных этапах режима сушки, повышение экстрактивности настоя зеленого чая и улучшение его органолептических свойств.
"Чай" для целей настоящего изобретения означает листовой материал Camellia sinensis var. sinensis или Camellia sinensis var. assamica
"Листовой чай" означает растительный материал, полученный от чайного растения, не подвергавшийся завариванию.
СВЧ-излучение или микроволновое излучение большой интенсивности используется для бесконтактного нагрева тел. Продукт нагревается за счет присутствия в нем дипольных молекул, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом - отрицательный. Под воздействием электрического поля дипольные молекулы выстраиваются по его силовым линиям. Изменение направления поля влечет изменение направления молекул. Молекулы воды - диполи, соответственно при частоте колебаний в 1000 Мгц электрическое поле 2000000000 раз в секунду меняет свое направление и с такой же частотой в нем меняется направление молекул воды. Из-за возникающего при этом трения молекул происходит нагрев продукта и испарение жидкости. Микроволны работают только в относительно небольшом поверхностном слое продукта, проникая внутрь на глубину нескольких сантиметров, нагрев происходит за счет прогрева микроволнами поверхностного слоя и последующего проникновения тепла в глубину нагреваемого продукта за счет его теплопроводности.
В качестве источников электромагнитного СВЧ-поля используются высоковольтные вакуумные приборы - магнетроны. Магнетроны могут работать на различных частотах от 0,5 до 100 ГГц, с мощностями от нескольких Вт до десятков кВт в непрерывном режиме, и от 10 Вт до 5 МВт в импульсном режиме при длительностях импульсов главным образом от долей до десятков микросекунд.
Микроволны поступают в камеру печи по волноводу - каналу с металлическими стенками, отражающими СВЧ-излучение. Микроволны, вошедшие по волноводу в камеру печи, хаотично отражаются от ее стенок и приходят на обрабатываемый продукт с самых разных направлений. Интерференция волн усиливает волны, пришедшие в фазе, такие волны прогреют участок, на который они попали, а пришедшие в противофазе - погасят друг друга. Существуют различные способы обеспечить равномерное волновое поле-механические (использование различного вида диссекторов), конструктивные, при которых уменьшается негативное влияние интерференции на равновмерность прогрева продукта в печи за счет создания оптимальных условий для отражения волн от ее стенок и за счет определенной геометрии печи [5, 6, 7].
В бытовых микроволновых печах равномерность прогрева обеспечивается размещением обрабатываемого продукта на вращающемся столе. Но такой путь решения задачи неприемлем (из соображений энергопотребления и габаритов) для сушки продукта в промышленных условиях.
Один из путей решения задачи равномерного прогрева партии продукта в сушильной печи заключается в том, чтобы обеспечить приход СВЧ излучения к выбранному участку обрабатываемого продукта от разных источников за счет включения источников электромагнитного СВЧ-поля в импульсном режиме, причем излучение каждого из таких источников воздействует на выбранный участок с разных направлений.
Выключение источников электромагнитного СВЧ-поля связано с тем, что мощность излучения магнетронов неизменна и для ослабления интенсивности воздействия СВЧ-излучения на обрабатываемый продукт необходимо выключать магнетроны.
Существуют инверторные системы питания, широко применяемые в кондиционерах воздуха, которые позволяют плавно менять их мощность. В СВЧ-печах инверторные системы питания также дают возможность плавно менять мощность источника излучения (магнетрона), вместо того чтобы отключать его через заданные интервалы времени
При обработке электромагнитным СВЧ-полем листьев зеленого чая, он подвергается глубоким изменениям, в том числе существенно изменяются его диэлектрические свойства, что влияет на кинетику СВЧ нагрева. Это создает определенные трудности в поддержании оптимальных условий обработки, обеспечивающих адекватное реагирование на изменение свойств изделия на протяжении технологического цикла.
Особенно влияние эффекта изменения диэлектрических свойств проявляется при сушке, когда влажность и фактор диэлектрических потерь уменьшаются.
Другой проблемой использования СВЧ для нагрева диэлектриков является неравномерность прогрева, связанная с падением удельной мощности, неоднородностью состава и влагосодержания, как правило неправильной формой изделия.
Рекомендуется выбирать форму обрабатываемого изделия такой, чтобы его линейные размеры хотя бы в одном измерении не превышали удвоенного значения глубины проникновения, которая представляет собой расстояние, на котором поглощенная мощность электромагнитного СВЧ-поля снижается по экспоненциальной зависимости. При несоблюдении этого условия возникают высокие скорости изменения температуры и избыточного давления, которые для влагосодержащих продуктов могут приводить к образованию в продукте трещин и пустот, влияя тем самым на качество продукта.
Соответственно при определении рациональных технологических режимов нагрева при помощи СВЧ-излучения необходимо учитывать факторы изменения диэлектрических и физико-механических характеристик изделий в технологическом цикле.
И хотя известны зависимости [8, с. 7-11], позволяющие рассчитывать значения мощности электромагнитного СВЧ-поля, обеспечивающие заданное время сушки сырья, достоверное математическое моделирование технологических режимов нагрева при помощи СВЧ-излучения затруднено из-за влияния наряду с изложенными вышн факторами влияния на качество обработанного продукта такого показателя как когезионная прочность и других физико-механических свойств продукта, подвергаемого обработке.
С учетом отмеченных трудностей, наиболее эффективной технологией сушки зеленого чая в печи с СВЧ-излучением является создание технологии на основе экспериментальных данных, полученных в ходе сушки партии зеленого чая в печи с СВЧ-излучением.
При этом геометрия печи и расположение в ней источников СВЧ-излучения (магнетронов) призваны обеспечить равномерность воздействия СВЧ-излучения на подвергаемый сушке продукт.
Загружаемые в сушильную печь партии зеленого чая представляли собой послойно уложенные прошедшие этап завяливания листья зеленого чая, образующие прямоугольные вытянутые в горизонтальном направлении штабели высотой до 10 см. Материальными объектами при проведении экспериментов являлись лист зеленого чая Camellia sinensis var. sinensis или Camellia sinensis var. Assamica.
В ходе экспериментов исследовались влияние режимов СВЧ диэлектрического нагрева на кинетику свойств изделий, а также методы, связанные с изучением состава, структуры, механических, теплофизических, химических и органолептических свойств исследуемых объектов.
Сравнительные экспериментальные исследования позволили подобрать режимы температурной обработки листа зеленого чая оптимальные по сочетанию получаемых физико-химических и органолептическим свойств продукции и энергозатрат используемого оборудования для значений влажности исходного продукта, изменяющихся в пределах от 60 до 75%.
Образцы делили на группы, объединяя в одну группу образцы со значениями влажности, отличающимися в пределах 2-3%.
Часть образцов из одной группы подвергали тепловой обработке в экспериментальной СВЧ установке в течение временных интервалов от 3 минут до 1,5 часа, изменяя время обработки с шагом от 30 секунд до 5 минут при фиксированной мощности СВЧ излучения.
Затем проводили испытания воздействия СВЧ излучения на образцы из той же группы, но испытания проводили на фиксированном интервале времени, изменяя мощность СВЧ-излучения.
По такой схеме были испытаны образцы из каждой из выделенных по содержанию влажности групп.
По завершении экспериментов формировали образцы, изучали их под микроскопом и затем их изображения анализировали в компьютерном анализаторе изображений, фиксируя изображения изломов, пор и пустот.
В экспериментах по исследованию кинетики температуры образцов и изменения их структуры в зависимости от удельной мощности и времени обработки использовали экспериментальную СВЧ установку с мощностью порядка 1,8 кВт с магнетронами с частотой излучения 2450 МГц, имеющую установку с панели управления мощностей 200, 300, 450, 600, 700 и 800 Вт. Обработку осуществляли при следующих установленных мощностях: 100, 300, 450, 600 и 800 Вт.
2
После обработки полученных экспериментальных данных были выбраны режимы сушки, при которых были получены равномерно высушенные образцы при оптимальных по энергозатратам режимах, с микробиологическими показателями по E-coli (по плесени) 3×10, что в три раза ниже той нагрузки, которая допустима санитарными нормами и правилами (СанПин), с ярко выраженным ароматом зеленого чая и пониженным вяжущим вкусом.
Заявленный способ осуществляют следующим образом:
Свежесобранные чайные листья завяливали традиционным способом - хранением в течение нескольких часов, возможно, до 24 часов. При этом листья чая теряли влагу со скоростью, зависящей от температуры и влажности внешней среды и количества поверхностной влаги. В процессе завяливания терялось порядка 15 процентов влаги: от 70 до 85% в свежем листе и до 55-70% в листьях чая, прошедших стадию завяливания.
Ферментация в срезанном чайном листе начинается сразу после срезки. Так что зеленый чай, который, в отличие от черного, считается не прошедшим ферментацию, на самом деле ее проходит, хотя и в течение очень короткого отрезка времени.
Фиксация (инактивация окислительно-восстановительных ферментов) производится тепловым воздействием на листья зеленого чая в течение нескольких минут с последующей сушкой листьев до остаточной влажности 60-75%.
На этапе скручивания в чайных листьях начинают образовываться эфирные масла, придающие чаю характерный аромат. Листья зеленого чая для придания им заданной формы скручивали с использованием роторно-лопастной машины (РЛМ).
Затем из завяленных скрученных листов чая на поддоне формировали пласт, размеры которого в горизонтальной плоскости определялись размерами поддона, в свою очередь, зависящими от размеров сушильной камеры, в которой чай проходит стадию сушки. Высота пласта не должна была превышать 10 см.
На основе полученных экспериментальных данных были сформированы описанные ниже временной, температурный режимы, а также параметры изменения давления в сушильной камере. Процесс сушки осуществляется в три этапа общей продолжительностью в 85-157 минут.
На первом этапе сушки длительностью 1-1,5 часа пласт из чайных листьев с влажностью 60-75% нагревают электромагнитным СВЧ-полем при постоянном давлении в сушильной камере в диапазоне 90-200 мм ртутного столба. При этом скорость роста температуры нагрева выдерживается равномерно и выбирается исходя изи необходимости достижения к концу первого этапа температуры 40-60°С.
На втором этапе сушки длительностью 0,05-0,15 часа давление в сушильной камере увеличивается до 200-500 мм ртутного столба, а температура нагрева пласта электромагнитным СВЧ-полем увеличивается до 60-90°С.
На третьем этапе сушки длительностью 0,35-0,95 (в зависимости от длительности первых этапов и степени экстрактивности L-теанина) часа нагрев пласта прекращается, давление в сушильной камере снижается со скоростью, позволяющей достичь показаний в 80-30 мм ртутного столба к моменту охлаждения пласта из чайных листьев до температуры производственного помещения.
Длительность и интенсивность этапов обработки зависят как от свойств листьев зеленого чая и параметров оборудования, так и от поддержания возможности парообразования в чайных листьях, необходимой для их сушки.
Подготовленные листья зеленого чая сушили в вакууме до остаточной влажности порядка 2,5-4% в течение времени, выбираемого из интервала значений от 85 до 157 минут, из которых в течение первых 63-100 минут сушка проходила под воздействием СВЧ-излучения. Мощность поля СВЧ рассчитывалась по известным зависимостям [8, с. 7-11] исходя из необходимости обеспечить за время сушки чайного листа в течение такого времени (от 63 минут до 100 минут) разогрев до температуры 60-90°С внутри пласта листьев зеленого чая.
Воздействие на листья зеленого чая СВЧ-излучением производится в условиях вакуума (изменение давления происходит при помощи насоса) при значении давлений в диапазоне 30-500 мм ртутного столба. Этим исключается осеменение плесени, уменьшается интенсивность процесса окисления чая, чайного сырья и снижается скорость деления бактерий. При этом изменение давления в сушильной камере при воздействии включенных источников СВЧ-излучения происходит в сторону его увеличения (на первом интервале, длительность которого составляет от 60 до 90 минут, и на втором интервале, длительность которого составляет от 3 до 10 минут, на третьем интервале, длительность которого составляет от 22 до 57 минут, при отключенных источниках СВЧ давление уменьшается до значений от 80 до 30 мм рт. столба (т.е. почти до нижней границы среднего вакуума) одновременно с падением температуры в сушильной камеры до значений комнатной температуры (температуры в цеху). Первый и второй интервалы характеризовались тем, что на первом интервале температура в сушильной камере росла, а давление поддерживалось постоянным, на втором интервале росли значения и температуры, и давления.
На третьем интервале падали и значения температуры, и значения давления, при этом температура и в сушильной камере, а соответственно, и температура чайных листьев падали, поскольку были отключены источники СВЧ-излучения. Падение давления происходило за счет работы насосов, откачивающих воздух из герметичного пространства сушильной камеры.
Выбор конкретных значений давления определяется значением влажности зеленого чайного листа перед началом сушки.
Один из технических результатов, который достигается заявленным способом- обеззараживание листьев зеленого чая.
Наиболе оптимальными с точки зрения достижения заявленного результата являются режимы, при которых давление в сушильной камере на первом этапе поддерживается в диапазоне 90-100 мм ртутного столба, температура нагрева электромагнитным СВЧ-полем к концу первого этапа выбирается из диапазона значений 40-45°С, длительность первого этапа сушки выбирается из значений 1,0-1,5 часа, длительность второго этапа выбирается из значений 0,05-0,075 час с температурой нагрева на втором этапе, выбираемой из диапазона значений 60-65°С и значениями давления 200-300 мм, длительность третьего этапа выбирается исходя из экстрактивности L-теанина в диапазоне 2,0-2,25%, со снижением давления в сушильной камере до значений 40-30 мм ртутного столба.
Распространены два метода обеззараживания пищевых продуктов: пастеризация и стерилизация. Пастеризация включает однократный нагрев до температуры 60°C с дальнейшей выдержкой при такой температуре в течение 60 минут или нагрев до 70-80°C с выдержкой в течение 30 минут или нагрев до 98°С и выше с выдержкой в течение нескольких секунд. Стерилизация проводится различными химическими и физическими методами, к последним относится воздействие ультрафиолетовым излучением, токами высокой частоты, ультразвуковыми колебаниями, радиоактивным излучением, инфракрасными лучами и т.д., а также воздействие высокой температуры на стерилизуемые объекты (тепловая стерилизация). В результате пастеризации погибают вегетативные формы микроорганизмов, но споры выживают и при наступлении благоприятных условий начинают интенсивное размножение.
Использование при стерилизации в течение длительного времени высокой температуры помогает полностью уничтожить не только сами микроорганизмы, но и их споры. Но длительное воздействие высокой температуры разрушает вещества, придающие вкус и аромат чаю, а также содержащиеся в нем витамины.
Соответственно режим температурного воздействия должен обеспечивать уничтожение микробов, образующих плесень на чае, в диапазоне температур их роста и, кроме того, обеспечивать быстрое прохождение температур, при которых константа скорости роста максимальна. Кривая зависимости скорости роста от температуры [9, с. 92] для каждого организма - своя, при этом действует закон Q10: при возрастании температуры на 10°С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза. При переходе через оптимальную температуру рост существенно замедляется.
Поэтому задачей обеззараживания за счет нагрева является быстрое прохождение значений температуры, при которых скорость роста микроорганизмов (число генераций в час), а, соответственно и интенсивность размножения, максимальна и переход к тем значениям температур, при которых скорость роста равна нулю.
Микробные организмы, из которых по большей части состоит плесень чая, по большей части мезофильны. Температура их роста лежит в диапазоне +15°С до 48°С, при этом максимальное значение константы скорости роста составляет 0,4 Г/час и достигается при температуре около 45°С.
Для термофильных микробных организмов, также присутствующих в плесени чая, температура роста лежит в диапазоне +45°С до 80°С, при этом максимальное значение константы скорости роста составляет немногим более 0,5 Г/час и достигается при температуре около 73°С.
Температурные диапазоны, при которых зеленый чай проходит термическую обработку в вакуумированной сушильной камере, оснащенной источниками СВЧ излучения (как правило- магнетронами) [8], [10], должны выбираться исходя из изложенных соображений. В свою очередь величина снижения давления выбирается исходя из синхронизации значений температуры по мере ее снижения после отключения источников электромагнитного СВЧ-поля с теми значениями давления, при которых текущие значения температуры листьев зеленого чая обеспечивают процесс парообразования.
Листья, после скручивания, все еще содержат свободную воду, и воду, входящую в состав других веществ. В процессе сушки скорость испарения свободной воды, находящейся на поверхности листа, равна скорости испарения воды, находящейся в воздухе. Скорость испарения воды, находящейся в листе в составе химических соединений, медленнее скорости испарения свободной воды. Задача сушки на первом этапе испарить свободную воду с поверхности чайного листа, на втором этапе задача испарить воду, входящую в состав других веществ, что возможно только при условии прогрева листа до той температуры, при которой происходит парообразование внутри листа
Если в режиме активного изменения температуры решается задача сведения микробной нагрузки (плесневых грибов и бактерий) к требуемым значениям, то в режиме "пассивного" изменения температуры, сопровождающегося снижением давления, интенсифицируется процесс образования пара в оставшихся в листья зеленого чая молекулах воды.
Молекулы пара разрушают молекулы чайного листа, выводя наружу ароматные эфирные масла из его глубинных слоев. Эфирные масла оседают на поверхности листа и прочно "прикипают" к ней и довольно долго сохраняют свои свойства, экстрагируясь только под воздействием кипятка в момент заваривания.
При этом из-за краткосрочности воздействия высокой температуры и основного времени воздействия температуры с уменьшающимися значениями, в чайном листе не происходит разрушения витаминов, органических кислот.
Как показали результаты экспериментов, под воздействием высокой температуры вместе с удалением влаги в чайном листе протекают термохимические процессы, в результате которых окончательно формируются специфический аромат, цвет и вкусовые качества готового чая. В результате сушки при помощи СВЧ-излучения в вакууме происходит смягчение вкуса, усиление настоя, его цвета, разрушение веществ (хлорофилла и других), которые отрицательно влияют на вкусовые характеристики чая.
Улучшение аромата обусловлено усилением взаимодействия фенольных соединений с аминокислотами и другими веществами, влияющими на образование летучих альдегидов, которые обладают приятным запахом.
Более того, как показывают эксперименты, не только усиливается аромат настоя, но и улучшается его вкус - уменьшается горечь, вкус делается тоньше и в послевкусии появляется ощущение легкой сладости, что свидетельствует о том, что настой богат аминокислотой L-теанин. В зависимости от сорта чайный лист имеет концентрацию L-теанина от 0,2 до 2,25%, количество L-теанина прямопропорционально количеству катехинов в чае. Этой аминокислоте, действие которой подобно действию нейромедиаторов, чай обязан многоми своими полезными качествами, включая его антиоксидантные свойства, воздействие на частоту сердечных сокращений, на артериальное давление [11]. Высокое содержание L-теанина характерно для молодых листьев, в процессе обработки листьев чая количество этой аминикислоты уменьшается в процессе ферментации и в большем количестве высобождается в раствор в зависимости от длительности сушки при низкой температуре- максимальное содержание достигается после сушки при температуре 40-55°С в течение 7,1-8,5 часов.
Как показал хроматографический анализ концентрация L-теанина после обработки листьев зеленого чая электромагнитным СВЧ-полем в условиях низкого вакуума в течение 3-10 минут при температурах близких к 90°С и с последующим в течение 22-57 минут понижением давления и температуры -давления до значений, близких к граничным значениям среднего вакуума, и температуры до значений комнатной (температуры в цехе и т.п.), сопоставима с той, что получается в результате сушки при температуре 40-55°С в течение 7,1-8,5 часов.
Проведение начального этапа сушки с работой источников СВЧ-излучения в режиме максимальной мощности позволяет не проводить этап фиксации, сокращая тем самым общее время обработки листов зеленого чая от момента их срезки и до упаковки готовой продукции, предназначенной для поставки на рынок.
Поскольку увеличение времени сушки автоматически приводит к увеличению удельных энергозатрат, максимальное значение времени сушки каждой партии сырья определяют по функции желательности Харрингтона для максимальной экстрактивности целевого продукта при минимальных удельных затратах энергии.
Заявленный способ позволяет получить чай со сроком хранения не менее 18 месяцев, с микробной нагрузкой в разы меньшей, чем та, что допускается действующими в чайной отрасли стандартами и с улучшенными органолептическими свойствами.
Заявленный способ может быть осуществлен при помощи известных устройств для сушки печей с СВЧ-излучением, что подтверждает его промышленную применимость
При сушке осуществляли выключение и включение магнетронов в импульсном режиме, исходя из обеспечения возможности равномерного разогрева всех участков обрабатываемого пласта чая.
Ниже приведены примеры осуществления заявленного способа с изменнением показателей давления, температуры, длительности этапа и влажности и зависимость от этого результата.
1. На первом этапе при давлении равном 100 мм ртутного столба, температуре 50°С, длительности в 1,67 часа (100 минут) и влажности исходного сырья равной 75%; на втором этапе при давлении равном 400 мм ртутного столба, температуре 90°С, длительности в 0,2 часа (12 минут); на третьем этапе при давлении равном 80 мм ртутного столба и длительности в 1,18 часа (71 минута) -заявленный результат не достигается ввиду отсутствия снижения энергозатрат, ухудшения органолептических свойств за счет появления жаристого вкуса и карамелизации сахаров на начальных этапах (что приводит к уменьшению экстрактивности настоя).
2. На первом этапе при давлении равном 100 мм ртутного столба, температуре 40°С, длительности в 1 час (60 минут); на втором этапе при давлении равном 300 мм ртутного столба, температуре 60°С, длительности в 0,15 часа (9 минут); на третьем этапе при давлении равном 60 мм ртутного столба и длительности в 0,9 часа (54 минуты) - заявленный результат не достигается ввиду уменьшения срока хранения за счет того, что не достигается стерилизации продукта, что в свою очередь способствует ухудшению органолептических свойств за счет превышения микробной нагрузкой допустимых значений.
3. На первом этапе при давлении равном 200 мм ртутного столба, температуре 60°С, длительности в 1 час (60 минут); на втором этапе при давлении равном 500 мм ртутного столба, температуре 90°С, длительности в 0,15 часа (9 минут); на третьем этапе при давлении равном 200 мм ртутного столба и длительности в 0,9 часа (54 минуты) - заявленный результат не достигается ввиду уменьшения срока хранения за счет того, что не достигается стерилизации продукта, что в свою очередь способствует ухудшению органолептических свойств за счет превышения микробной нагрузкой допустимых значений
4. На первом этапе при давлении равном 90 мм ртутного столба, температуре 60°С, длительности в 1,5 часа (90 минут); на втором этапе при давлении равном 200 мм ртутного столба, температуре 90°С, длительности в 0,1 часа (6 минут); на третьем этапе при давлении равном 40 мм ртутного столба и длительности в 0,9 часа (54 минуты) - заявленный результат не достигается ввиду высокой вероятности карамелизации сахаров на начальном этапе сушки и как следствие ухудшение органолептических свойств и снижение экстрактивноси.
5. На первом этапе при влажности исходного сырья 75%, давлении равном 90 мм ртутного столба, температуре 45°С, длительности в 1,5 часа (90 минут); на втором этапе при давлении равном 200 мм ртутного столба, температуре 90°С, длительности в 0,06 часа (4 минуты); на третьем этапе при давлении равном 35 мм ртутного столба и длительности в 0,9 часа (54 минуты) - достигается заявленный результат.
6. На первом этапе при влажности исходного сырья 60%, давлении равном 100 мм ртутного столба, температуре 40°С, длительности в 1 час (60 минут); на втором этапе при давлении равном 200 мм ртутного столба, температуре 90°С, длительности в 0,06 часа (4 минуты); на третьем этапе при давлении равном 35 мм ртутного столба и длительности в 0,9 часа (54 минуты) - достигается заявленный результат.
Список литературы:
1. Статья в интернете, размещенная по адресу: http://tea.finepokupka.ru/
2. Авторское свидетельство СССР №1375223 МКИ A23F 3/22 с приоритетом от 13.05.1986, опубликовано 23.02.1988
3. Министрество сельского хозяйства РФ. ФГОУ ВПО «Иркутская государственная сельскохозяйственная академия» Научно-практический журнал «Вестник ИрГСХА», выпуск 36 сентябрь: Иркутск, 2009.
4. Патент США №8617633 с приоритетом от 26.03.2010 (приоритетная заявка GB №1005072.2), дата публикации 24.10.2013 заявки US 20130280389 А1.
5. Авторское свидетельство СССР №1752331 МКИ A23L 3/01 с приоритетом от 15.01.1990, опубликовано 07.08.1992.
6. Патент РФ №2111631, МПК Н05В 6/64, опубл. 20.05.1998 на изобретение «Универсальная сверхвысокочастотная сушильная установка (варианты).
7. Патент РФ №2199064, МПК F26B 3/347, опубл. 20.02.2003 «Установка для сушки диэлектрических материалов СВЧ-энергией».
8. Губиев Ю.К. Научно-практические основы теплотехнических процессов пищевых производств в электромагнитном поле СВЧ / Ю.К. Губиев // Дисс. докт. техн. наук. - М.: МТИПП, 1990. - 189 с.
9. А.И, Нетрусов, И.Б. Котова "Микробиология", М: Издательский центр "Академия", 2009
10. Патент РФ №2111631 МПК Н05В 6/64, опубл. 20.05.1998 на изобретение «Универсальная сверхвысокочастотная сушильная установка (варианты),
11. Jose Baptista etc Comparison of Azorean tea theanine to teas from other origins by HPLC/DAD/FD. Effect of fermentation, drying temperature, drying time and shoot maturity. Food chemistry, Volume 132, Issue 4, 15 June 2012, Pages 2181-2187, 6th International Conference on Water in Food
12. KUBOTA К ET AL: Effect of refining treatment with microwave heating dram on aroma and taste of green tea", NIPPON SHOKUHIN KAGAKU KOGAKU KAISHI - JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY, NIPPON SHOKUHIN KAGAKU KOGAKUKAI, TSUKUBA, JP, vol. 43, no. 11,1 January 1996 (1996-01-01), p.p. 1197-1204, XP009147990, ISSN:1341-027X.