ჩაის კონცენტრატების ტექნოლოგია

ჩაის კონცენტრატი წარმოადგენს პროდუქტს, რომელიც კონცენტრირებული სახით შეიცავს წყალში ხსნად ყველა სასარგებლო ნივთიერებას: ფენოლურ ნაერთებს, კოფეინს, ვიტამინებს, ამინომჟავებს, ნახშირწყლებს. მინერალურ ნივთიერებებს.ჩაის კონცენტრატები ხელსაყრელი პროდუქტებია მოხმარების მხრივ, პრაქტიკულად ნალექის გარეშე იხსნება ცხელ და ცივ წყალში.

სასაქონლო სახის მიხედვით კონცენტრატები შეიძლება იყოს თხევადი, წვრილდისპერსული მშრალი ფხვნილი და გრანულირებული.

რიგ ქვეყნებში (აშშ, დიდ ბრიტანეთი, გფრ, დანია) ჩაის მშრალ კონცენტრატებს მზა პროდუქტიდან ღებულობენ, ხოლო ის ქვეყნები, რომელთაც საკუთარი სანედლეულო ბაზა გააჩნიათ (ინდოეთი, ჩინეთი, იაპონია, შრი-ლანკა) ჩაის ამ სახეობას უშუალოდ მწვანე ფოთლიდან გამოიმუშავებენ.

ჩაის კონცენტრატების წარმოება სათავეს იღებს გასული საუკუნის 50-იანი წლების ბოლოდან, როდესაც დანიურმა კომპანიამ „ნირო _ ატომაიზერი“ და ამერიკულმა კომპანიებმა „კოკა კოლა“ და „ლიპტონი“ დაიწყეს სუფთა სახით მშრალი კონცენტრატის (ხსნადი ჩაი) გამოშვება. ხსნადი ჩაის მიღების დიდი გამოცდილება დაგროვდა აშშ-ში, სადაც აწარმოებენ ცხელ და ცივ წყალში ხსნად ჩაის კონცენტრატებს. ცივ წყალში ხსნადი ჩაის კონცენტრატი გამოიყენება ე.წ. „ყინულოვანი“ ჩაის დასამზადებლად, რომელიც ყინულთან და ლიმონთან ერთად ძალზე პოპულარულია ამერიკელ მომხმარებლებლებს შორის. ამ ორი ტიპის ჩაის მიღების ტექნოლოგია რამდენადმე განსხვავდება ერთმანეთისაგან. კერძოდ, ცივ წყალში ხსნადი ჩაის კონცენტრატის მიღების დროს მაქსიმალურად ცდილობენ თავიდან აიცილონ ექსტრაქტის გაცივების დროს ნალექის წარმოქმნის შესაძლებლობა.

ჩაის კონცენტრატების წარმოების ტექნოლოგია დაფუძნებულია საერთო პრინციპზე. განსხვავება მდგომარეობს მხოლოდ პროდუქტის მიღების ხერხებში და მოიცავს შემდეგ ძირითად პროცესებს: ექსტრაქცია, ექსტრაქტის გაფილტვრა და გაკამკამება, ექსტრაქტის კონცენტრირება, შრობა (მშრალი კონცენტრატის და ხსნადი ჩაის მიღების დროს).

კომპანია „კოკა კოლა“ ცხელ წყალში ხსნად მშრალ კონცენტრატს აწარმოებს შემდეგი ტექნოლოგიური სქემით: ჩაის ნედლეულს უტარებენ ეტაპობრივ ექსტრაქციას, 5-7 საფეხურიანი საექსტრაქციო აპარატებში, 95ºC ტემპერატურაზე. ყოველი ექსტრაქციის შემდეგ თხევად ფაზას აშორებენ მყარი ფაზისაგან ცენტრიფუგირებით. თხევადი და მყარი ფაზის ერთი საფეხურიდან მეორეში გადასვლა წინაღი დენის პრინციპით ხორციელდება, – ექსტაქტი აპარატში გადაადგილდება მეტად ექსტრაგირებული ნედლეულიდან ახლადჩატვირთული ნედლეულისაკენ. მყარი და თხევადი ფაზის შეფარდება შეადგენს 1:10, ხოლო მშრალი ნივთიერების შემცველობა ექსტრაქტში – 5%-მდე.

ტექნოლოგიური ციკლის შემდეგ ეტაპს ადვილად აქროლადი არომატული ნივთიერებების გამოყოფა წარმოადგენს, რისთვისაც ცხელი ექსტრაქტი მიეწოდება ვაკუუმკამერაში, სადაც ხდება აქროლადი ნაერთების და წყლის ორთქლის ნარევის კონდენსაცია. წარმოქმნილი კონდენსანტი მიემართება სარექტიფიკაციო სვეტში, საიდანაც ჩამონადენი აქროლადი ნაერთები ემატება (ერევა) კონცენტრირებულ ექსტრაქტს, ხოლო ნარჩენი სითხე მიემართება ექსტრაქტორში. გაფილტრული ექსტრაქტი კონცენტრირდება მშრალი ნივთიერების 50% შემცველობამდე ვაკუუმ-ამაორთქლებელში 50-95ºC ტემპერატურის დიაპაზონში. აქროლადი ნაერთებით გამდიდრებული და კონცენტრირებული ექსტრაქტი მიეწოდება გაფრქვევით საშრობ დანადგარში, რომელშიც შრება 185-190ºC შემავალი ჰაერის ტემპერატურაზე 3-4% ნარჩენ ტენიანობამდე.

ცივ წყალში ხსნადი ჩაის მშრალი კონცენტრატის მისაღებად ექსტრაქტს აცივებენ და ცენტრიფუგირებით აცილებენ ცივ წყალში უხსნად ნალექს („ჩაის ნაღები“), რომელიც წარმოიქმნება კოფეინის მოქმედებით ფენოლური ნაერთების ჟანგვის პროდუქტებთან. აღნიშნული ნალექი წარმოიქმნება ჩაის ექსტრაქტის (ნაყენი) 38 – 400ჩ ტემპერატურამდე გაცივებით და პროდუქტის ხარისხზე დადებითად მოქმედი კომპლექსურ ნაერთს წარმოადგენს. გამოყოფილი ნალექი, სპეციალური დამუშავების შემდეგ, ცხელი მოხმარების ჩაის მშრალი კონცენტრატის გასამდიდრებლად გამოიყენება.

მზა ჩაისაგან კონცენტრატის მიღების პროცესში შემადგენელი ქიმიური ნაერთები დამატებით ქიმიურ გარდაქმნებს განიცდიან, რაც საბოლოო პროდუქტის ხარისხობრივი მაჩვენებლების გაუარესებას იწვევს. ამიტომ კონცენტრატების წარმოება მიზანშეწონილია უშუალოდ მწვანე (ნედლი) ჩაის ფოთლიდან შესაბამისი ტექნოლოგიური დამუშავებით.

უშუალოდ მწვანე ფოთლიდან ჩაის კონცენტრატების წარმოების ტექნოლოგიური სქემა მოიცავს შემდეგ პროცესებს: ღნობა, მომღნარი ფოთლის ჭრა-დაქუცმადება, ფერმენტაცია წყლის არეში, მიღებული სუსპენზიის ექსტრაქცია და აქროლადი არომატული ნივთიერებების დაჭერა, ექსტრაქტის ფილტრაცია და კონცენტრირება, კონცენტრირებული ექსტრაქტის გამდიდრება არომატული ნივთიერებებით და შრობა.

ჩაის კონცენტრატების მიღების დიდი სამეცნიერო და პრაქტიკული გამოცდილება დაგროვდა საქართველოში, სადაც თხევადი და მშრალი კონცენტრატების წარმოება გასული საუკუნის 80-იანი წლების დასაწყისში იქნა ათვისებული.

კონცენტრატების წარმოების პროცესი ორ ეტაპად იყოფა: ჩაის მწვანე ფოთლიდან საექსტრაქციო ნედლეულის წარმოება და მეორადი ტექნოლოგიური დამუშავებით მზა პროდუქტის მიღება. ფოთლის პირველადი დამუშავების პროცესები ანალოგიურია შავი და მწვანე ჩაის წარმოების ტექნოლოგიების, რაც ბიოქიმიური პროცესების რეგულირებით, ერთი და იგივე ნედლეულიდან, სხვადასხვა სახის და ხარისხობრივი მაჩვენებლების პროდუქციის წარმოების შესაძლებლობას იძლევა.

კონცენტრატების წარმოებაში ერთ-ერთი ძირითადი პროცესია ექსტრაქცია, რომლიც განსაზღვრავს მზა პროდუქტის გამოსავლიანობას და მის ხარისხს. პროცესის მიმდინარეობის დროს მნიშვნელოვანია ჩაის ძირითადი ქიმიური ნაერთების ხსნარში გადასვლის სიჩქარე და კანონზომიერება. დადგენილია, რომ წყლით ექსტრაქციის პროცესში, პირველი ექსტრაქციის შემდეგ, ხსნარში ექსტრაქტული ნივთიერებების საწყისი რაოდენობის 40%-მდე გადადის, სამი ექსტრაქციის შემდეგ – 75%-მდე, ხოლო ხუთი ექსტრაქციის შედეგად – 85 %. ამის შემდეგ ექსტრაქტული ნივთიერებების ხსნარში გადასვლის სიჩქარე კლებულობს და უმნიშნელო ხდება. საწყისი ნედლეულის ყველა ხსნადი ნივთიერება გადადის ხსნარში, რაც უზრუნველყოფს საბოლოო პროდუქტის სტაბილურ ხარისხს და ბიოლოგიურ აქტივობას. ფენოლური ნაერთები თანდათანობით გადადიან ხსნარში და მათი ძირითადი რაოდენობის გამოწვილვა ხდება პირველი სამი ექსტრაქციის დროს. ექსტრაქციების საწყის ეტაპზე ხსნარში გადადის შედარებით დაბალმოლეკულური ფენოლური ნაერთები, რომლებიც საგემოვნო თვისებებს განსაზღვრავენ. შემდგომ ეტაპზე ექსტრაგირდება მაღალმოლეკულური ფენოლური ნაერთები და ჟანგვითი კონდენსირების პროდუქტები, რომლებიც მზა პროდუქტს დამახასიათებელ შეფერილობას ანიჭებენ. კოფეინის დიდი ნაწილი (75%-მდე) ექსტრაქციის საწყის პროცესში გადადის ხსნარში. გარდა ფენოლური ნაერთებისა და კოფეინისა, პირველი სამი ექსტრაქტი შეიცავს შაქრების, პექტინოვანი და მინერალური ნივთიერებების დიდ ნაწილს.

ჩაის თხევადი კონცენტრატი წარმოადგენს კონცენტრირებულ ექსტრაქტს, რომელიც შეიცავს 60-70% მშრალ ნივთიერებას და იწარმოება ნატურალური სახით, ან სხვა პროდუქტების (შაქარი, ლიმონი და სხვ.) დამატებით. თხევადი კონცენტრატების წარმოების ტექნოლოგია შემდეგ ძირითად ტექნოლოგიურ პროცესებს მოიცავს: ჩაის ნედლეულის მომზადება და ექსტრაქცია, ექსტრაქტის ფილტრაცია და კონცენტრირება, დაფასოება და სტერილიზაცია. შაქრიანი და ლიმონით არომატიზირებული თხევადი კონცენტრატის ტექნოლოგია დამატებით ითვალისწინებს ჩაის ექსტრაქტზე შაქრიანი სიროფის მომზადებას, სიროფის კუპაჟირებას პირველად ექსტრაქტთან და ლიმონის ეთეროვან ზეთთან.

ჩაის თხევადი კონცენტრატი კარგად იხსნება ცხელ და ცივ წყალში. იგი გამოიყენება როგორც ჩაის სასმელი, ასევე უალკოჰოლო მატონიზებელი სასმელების წარმოებაში და საკვებ დანამატად ზოგიერთი სახის პროდუქტების ტექნოლოგიაში.

თემურ რევიშვილი, ტექნიკის მეცნიერებათა დოქტორი,

თამაზ მიქაძე, ტექნოლოგიების დოქტორი