Té instantáneo

El té instantáneo es una mezcla en polvo a la que se le añade agua para reconstituirla en una taza de té . La primera forma de té instantáneo se desarrolló en el Reino Unido en 1885. ^{[1] : 538} Se concedió una patente para una pasta hecha de extracto de té concentrado, azúcar y leche evaporada , que se convertía en té cuando se añadía agua caliente. Sin embargo, no se produjeron avances notables hasta que la tecnología de secado por pulverización permitió secar los concentrados de té a una temperatura que no dañaba los sabores del producto.

El té instantáneo en polvo por sí solo es el sabor deshidratado, los compuestos de aroma y color que se encuentran en el té. Cuando se comercializa, se pueden agregar otros ingredientes, como azúcar para el sabor, ácido cítrico para la acidez, ^[2] y otros sabores que normalmente no se encontrarían en las hojas de té, como los de frambuesa o limón. Físicamente hablando, el té reconstituido es principalmente agua con compuestos disueltos en ella para darle un cierto sabor. Esto significa que el té cae dentro de la clasificación de un fluido newtoniano . Los compuestos de sabor y color que se distribuyen uniformemente cuando se agrega agua indican que el té reconstituido es una mezcla homogénea. Mientras que el té tradicional preparado con hojas de té y agua caliente tiene compuestos insolubles que también harían que fuera una suspensión , el té instantáneo se fabrica con la intención de disolverse en agua.

La producción de té instantáneo se puede dividir en seis pasos principales: selección de materias primas, extracción, eliminación del aroma, procesamiento de la crema del té, concentración y secado.

La selección de las hojas de té se realiza teniendo en cuenta los intereses tanto del fabricante como del usuario final. Debido a ciertas restricciones legales en los países productores de té, a los fabricantes les resulta más rentable utilizar hojas negras fermentadas y sin secar, ya que no tienen que pasar por subastas públicas y, por lo tanto, son más económicas. ^{[1] : 538} No se sacrifica la calidad, ya que se han realizado investigaciones para demostrar que este tipo de hoja tiene un sabor similar al de las hojas negras secas. ^[3]

La extracción se realiza con dos objetivos en mente: el rendimiento de los sólidos del té extraídos de la hoja y la concentración de la solución de extracto. ^{[1] : 539} Las investigaciones han demostrado que los solubles de las hojas de té en un extractor de columna se pueden describir en un sistema de tres componentes, cada uno de los cuales obedece a una ley de solución de primer orden. ^[4] La explicación dada de por qué los compuestos solubles caen en cualquiera de estas tres categorías se basa en lo accesibles que son. Es probable que los compuestos instantáneamente solubles estén justo en la superficie de la hoja, por lo que son los primeros en obtenerse. Se cree que los componentes rápidamente solubles provienen del interior de las hojas, donde las estructuras celulares rotas reducen tanto la velocidad de entrada del disolvente como de salida del soluto. Se espera que los compuestos solubles más lentos tengan una masa molecular alta, que tardaría más en moverse a través de las matrices celulares de las hojas, o productos formados durante la hidrólisis a lo largo de la extracción. Hay una variedad de métodos y maquinaria que se pueden utilizar para realizar la extracción, pero el concepto general es que las hojas se tratan con un disolvente para extraer los compuestos dentro de ellas. En el estudio antes mencionado se afirmó que el rendimiento máximo de sólidos que se podía extraer era del 35%. Con el tiempo se han descubierto otros métodos químicos para aumentar los rendimientos de extracción, como el uso de peróxido de hidrógeno sobre las hojas extraídas para obtener un rendimiento de 42% de sólidos. ^[5] Después del paso de extracción, la solución se clarifica pasándola por un decantador , centrífuga o filtro prensa . ^{[1] : 544}

El stripping es un proceso de separación física en el que se pueden eliminar componentes de una corriente líquida mediante el uso de una corriente de vapor. ^[6] El gas de stripping, normalmente vapor, nitrógeno o dióxido de carbono, pasa a través de la solución líquida y disuelve los compuestos aromáticos que contiene. Los compuestos aromáticos se volatilizan fácilmente en el aire. Por este motivo, el paso de gas a través del líquido proporciona una condición favorable para que los compuestos abandonen el líquido. La ecuación para determinar la tasa de transferencia de masa entre un alimento y la fase gaseosa es:

dm/dt = 2(D _c /πt _c ) ^1/2 A _gc [c _e ⁱ (t) - c _e (t)] o = h _D A _gc [c _e ⁱ (t) - c _e (t)] ^[7]

Donde h _D es el coeficiente de transferencia de masa global y se sustituye por 2(D _c /πt _c ) ^1/2 _.

La variable dm/dt es la tasa de transferencia de masa a la fase gaseosa, De es el coeficiente de difusión promedio de las moléculas de aroma libres en la emulsión, Agc es el área de superficie de la interfaz gas/alimento, tc es el tiempo que los elementos de la superficie están expuestos a la superficie, y cei(t) y ce(t) son las concentraciones de compuestos de aroma en la interfaz y la emulsión, respectivamente.

Con respecto a la extracción, Agc tiene el mayor efecto sobre la tasa de transferencia de masa. La maximización del área de superficie para la transferencia de masa se realiza utilizando las burbujas más pequeñas posibles durante la extracción. Suponiendo una estructura esférica de las burbujas, el área de superficie está dada por 4πr ² , y el volumen está dado por (4πr ³ )/3. Esto implica que en cualquier aumento en el radio, el volumen aumenta por un factor mayor que el área de superficie. Esto también significa que en el volumen más pequeño posible, habrá la mayor relación de área de superficie a volumen, dando una mayor área de superficie para las reacciones. El uso de gas inerte es favorecido porque previene la oxidación y, por lo tanto, el deterioro de los compuestos aromáticos. ^{[1] : 544}

El té negro contiene compuestos que tienen baja solubilidad, que tienden a unirse. La solución se vuelve turbia y cambia de color a marrón pálido. Este fenómeno se conoce como formación de crema en el té. Las investigaciones han demostrado que la crema es una sustancia coloidal que contiene muchos de los compuestos que contribuyen al color y sabor del té negro, y puede contener hasta un 30% de los sólidos totales. ^[8] La fuerza impulsora detrás de la formación de la crema es la insolubilidad de la teaflavina y los polifenoles , que se asocian entre sí a través de interacciones del grupo galoilo. ^[9] Las teaflavinas tienen propiedades ácidas que hacen que tengan una carga negativa al pH del té negro, que es aproximadamente 4,9. ^[8] Normalmente, esto provocaría repulsiones electrostáticas entre las moléculas, estabilizando el coloide. Sin embargo, la presencia de iones de calcio (Ca ²⁺ ) puede neutralizar estas cargas, promoviendo la agregación. Otros iones metálicos cargados, como el magnesio y el aluminio, también están presentes en altas concentraciones en el té, pero ninguno de los iones se distribuye tan bien en el té como los de calcio. También se ha descubierto que la glicosilación de la solución aumenta la solubilidad de los polifenoles y debilita la autoasociación. ^[8] La explicación propuesta es que el gran tamaño del azúcar dificulta la interacción de otras moléculas entre sí. En el mercado estadounidense, el consumidor espera que el té instantáneo sea transparente cuando se reconstituye, lo que hace que la crema sea una parte inaceptable de la solución. A nivel industrial, se han patentado diversos métodos para abordar el problema, como la utilización de tanasa para solubilizar la crema. ^[10] Otro método desarrollado se basó en la identificación de dos clases en la crema: compuestos de bajo peso molecular como los polifenoles que contribuyen al sabor, y compuestos de mayor peso molecular como los polisacáridos , los polipéptidos y las proteínas . ^[11] Este proceso elimina los compuestos de alto peso molecular mediante ultrafiltración, cromatografía de absorción o filtración de aceite. Los compuestos de sabor permanecen y no forman crema.

Después de los procesos de extracción y cremado del té, la solución de té todavía está demasiado diluida para pasar a través de un secador. El secado en este punto requeriría demasiado capital para una ganancia pequeña, y cualquier tipo de secado por aspersión o liofilización haría que el polvo resultante tuviera una densidad demasiado baja. La respuesta es primero concentrar la solución a lo que suele ser un 40% de sólidos antes del secado, lo que implica la eliminación del agua mediante evaporación. ^{[1] : 547} La concentración del té normalmente se realiza mediante la reducción de la presión. A altas temperaturas, las teaflavinas en la solución se convierten en tearubiginas y los carbohidratos se caramelizan. Los sistemas de evaporación forzada tenían puntos calientes que conducían a características sensoriales indeseables, como sabores a guisado y quemado. Los intercambiadores de calor de placas pueden provocar la evaporación deseada alrededor de los 45 °C, con tiempos de residencia cortos que reducen el riesgo de daño térmico. Este método puede producir un extracto con un 45% de sólidos. La eliminación del aroma se realiza antes de la concentración, porque esos compuestos corren el riesgo de perderse durante la evaporación.

El secado por aspersión es el paso final en la creación de té instantáneo, sin tener en cuenta los puntos de control ni el empaquetado. Es el método de secado preferido en lugar de la liofilización porque es más barato sin sacrificar la calidad. El principio detrás del secado por aspersión es similar al de la eliminación del aroma, donde las partículas más pequeñas tienen una mayor relación superficie-área. Al forzar el extracto líquido a pasar a través de una boquilla, la solución se atomiza o se convierte en gotitas muy finas. Estas gotitas se encuentran con una contracorriente de gas caliente, lo que hace que se evaporen y dejen solo los sólidos. Las gotitas generalmente se secan a alrededor del 3-5%, ya que cualquier valor inferior aumentaría el riesgo de quemarse y cualquier valor superior podría reducir posiblemente la vida útil a través del aumento de la actividad del agua. ^{[1] : 550}