CN101507484A - 酶促反应发酵黑蒜加工方法及专用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农副产品的加工方法。酶促反应发酵黑蒜加工方法,分段连续在密封容器内进行酶促发酵,第一段是在85-95℃温度范围内酶促发酵30~50小时;然后进行第二段是在65-75℃温度范围内继续酶促发酵60-110小时;最后第三段是在55℃-65℃温度范围内继续酶促发酵60-110小时阶段,得黑蒜产品。本发明加工时没有补加水份工艺,提高黑蒜的风味和质量,而且有效缩短加工时间;连续自动酶促发酵,加工过程较简便;产品最大限度的保留了原有的有效成份,而且SOD超氧化物歧化酶、多酚类含量高于目前日本、韩国技术生产的黑蒜制品。
Description
技术领域:
本发明涉及农副产品的加工方法,特别是大蒜的深加工方法,另外还涉及加工方法采用的设备。
背景技术:
①大蒜(Allium Sativuml)属于百合科(Liliaceae)多年生根食植物,是人类最初种植的经济作物之一,它有5000年种植悠久的历史,大蒜的第一次发现和种植是亚洲中部地区,史料中记载大蒜的第二次传播是在地中海地区,从此向世界普及,数千年来埃及、中国、印度等国将大蒜既作为食物也作为传统的民间药物应用,在埃及短片史册中记载,大蒜有22个使用方法,其中对心脏疾病、头痛、痛症、寄生虫等有一定的疗效。
②大蒜中含有约60%水份,28%碳水化合物,2.3%有机硫化合物,2%蛋白质,1.5%纤维素,1.2%游离氨基酸,0.5%脂肪,0.07%皂角苷,还富含维生素A、B1、B2、C和钙、钾、铜、锌、绪、镁、锰、磷、硫、硒等各种微量元素(来自韩国晓日出版社,2004年大蒜世界,朴弘炫著)
③近代大蒜是餐桌中一种常见的食物,即可以生吃,也可以调味,特别是科学界发现大蒜的特殊功效:如抗炎灭菌、调节胰岛素、抗癌、防癌、降低血脂、延缓衰老、预防铅中毒等,被人们当做“天然杀菌剂”,又有“天然抗生素”之称,在美国大蒜素制剂已排在人参、银杏等保健药物中首位,它的保健功能可谓妇孺皆知,但在生活中,由于大蒜的气味,具刺激性(辛辣)和因人而异的口味(臭味)及饮食习惯,许多人不愿食之。
④最近几年为开发利用大蒜的特殊功效,日本、韩国等国已研究开发了利用大蒜,酶促发酵成黑蒜制品,又利用黑蒜制品开发系列黑蒜保健食品,并已推广于市场,有时还出现脱销现象。前两年我国河南省郑州市,山东省济宁市,辽宁省抚顺市从日本以技术转让的方式引进黑蒜制造设备和技术,并已正常生产。我国目前从日本引进的制造黑蒜技术和目前韩国专利技术(专利号第530386号)是利用生大蒜,在无添加任何添加剂的前提下,适当的温度和湿度环境中进行酶促发酵,普通的白大蒜改变颜色成黑色的黑蒜,黑蒜内含有的“游离氨基酸”“多酚类”“阿霍稀”,S-烯丙基一半胱氨酸等生理活性成份含量比普通大蒜高出5-10倍,同时具有无臭味、酸甜适中、口感柔软、食用方便等特点,是新一代保健食品,但是仍存在着诸多不足问题,如生产过程中生大蒜在温度40℃-90℃环境中利用热风酶促反应的发酵时间长达280-320个小时,然后自然干燥38-42小时后,最后温度20-30℃热风中干燥30-50小时进行酶促发酵制造出黑蒜制品,此项工艺生产时间较长,因设备的原因间隔性生产,生产效率低、制得的黑蒜产品需用手动剥皮,有时可能混有异物杂质,不卫生,又不能大批量生产,制造费用高,消费者服用也较麻烦,在生蒜生产过程中因有外皮不能直观内部,生蒜中如果有病虫害等不能即时检出的缺点。
发明内容:
本发明的目的是克服上述不足问题,提供一种酶促反应发酵黑蒜加工方法,酶促发酵时间最小化,有效的防止在酶促发酵过程中蒸发水份过度等导致大蒜过干的现象,提高了有效成份的最大化,大幅度提高了作业效率,有效降低制造成本,并且工业化批量生产优质产品。另外还提供专用设备,结构简单合理,操控方便,适合于批量生产。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:酶促反应发酵黑蒜加工方法,分段连续在密封容器内进行酶促发酵,第一段是在85-95℃温度范围内酶促发酵30~50小时;然后进行第二段是在65-75℃温度范围内继续酶促发酵60-110小时;最后第三段是在55℃-65℃温度范围内继续酶促发酵60-110小时阶段,得黑蒜产品。
所述酶促发酵后的黑蒜产品进行烘干,在25-35℃温度范围内进行低温发酵烘干5-30小时,制得半干品黑蒜。
所述酶促发酵后的黑蒜中加入黑蒜重量4-5倍的净化水,加热至98-103℃,保温浸提3-8小时;固液分离并收集滤液得黑蒜提取液。
所述酶促发酵后的黑蒜冻结干燥,然后粉碎制得黑蒜粉末。
所述在酶促发酵前生大蒜进行预处理:清洗外皮,或者清洗外皮后剥去内外皮,然后用聚乙烯袋包装。
所述第一段酶促反应温度是90℃,时间是30~40小时;第二段酶促反应温度是是70℃.时间是72~90小时;第三段的酶促反应温度是60℃,时间是72~90小时。
本发明酶促反应发酵黑蒜加工方法的专用设备,发酵室外装有加热装置和发酵室内热交换器总成连接、热交换器总成安装在发酵室的一侧,热交换器总成相对壁面上装有热空气分配装置,发酵室内装有活动式发酵容器架,发酵容器架内活动存放发酵容器。
所述热交换器总成包括第一热交换器、第二热交换器和加热冷却交换器,分别与发酵室外的第一加热装置、第二加热装置和加热冷却装置连接。
本发明酶促反应发酵黑蒜加工方法与同类加工方法相比,具有显著的优点:本发明加工仅利用150~280小时,比日本和韩国技术缩短了加工时间50%;加工时没有补加水份工艺,提高黑蒜的风味和质量,而且有效缩短加工时间;连续自动酶促发酵,加工过程较简便;产品最大限度的保留了原有的有效成份,而且SOD超氧化物歧化酶、多酚类含量高于目前日本、韩国技术生产的黑蒜制品。利用先剥除大蒜的内外皮的净蒜,加工成酶促发酵,解决了原来的黑蒜产品需用手工剥皮的麻烦,同时有效降低生产成本,又解决了批量生产的要求。而且在此基础上可以继续加工成多种形式的终产品,如原产品、半干品、提取液和粉末,适用于不同需要。
另外本发明酶促发酵所采用的加工设备,结构简单,操控方便,自动连续发酵,温度调节及时,适合于工业化批量生产。本发明制造黑蒜工艺中没有从外部人为的补加水份程序,因此在加工过程中要防止水份的蒸发,采用了封闭式发酵容器,有效利用了原料大蒜自身保有的水份,在酶促发酵中自动调节水份,从而有效提高了黑蒜制品的质量,缩短了加工时间。
利用本发明工艺加工出的黑蒜制品,在加工过程中没有损失大蒜原有的有效成份,而加工过程中完全消除了大蒜特有的蒜臭味和刺激性辛辣味,而且在加工过程中抗氧化功效比原料大蒜增加10倍以上,同时在加工过程中生成对防癌、抑制胆固醇、改善动脉硬化、预防心血管疾病、抗菌作用、预防糖尿病、解毒等方面有功效,原大蒜中没有的水溶性硫化合物S-烯丙基一半胱氨酸(S-ALLYL-CYSTEINE)和多酚类物质,这些物质是水溶性物质,因此比大蒜中的脂溶性物质容易在体内吸收。
附图说明:
图1为本发明工艺流程图。
图2为本发明设备外观图。
图3为本发明设备平面简图。
图4为本发明设备侧视图。
图5为本发明设备A-A视图。
图6为本发明设备内空气流向示意图。
具体实施方式:
以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明不限于具体实施例。
实施例1
采用如图2-6所示的发酵室进行酶促发酵加工黑蒜,发酵室1内一侧设有热交换器总成2,另一侧设有风向调节板6和风向调节板架14构成的调节装置,热交换器总成2包括总成架16,热交换器总成架内设有第一热交换器7,第一热交换器下部装有空气循环风机10,另外根据需要在总成架16内设加热冷却交换器8,在发酵室1地面用混凝土施工,混凝土地面17下设第二热交换器9,热交换器总成附近的发酵室外部设有第一加热装置3、第二加热装置5及选择性设有冷却装置4,第一加热装置3与第一热交换器7用热管道连接后形成第一加热交换系统,第二加热装置5与第二热交换器9连接成形成第二加热交换系统,冷却装置4与加热冷却交换器8连接成冷却系统;热交换器总成架16上部侧面按水平方向设有挡风板15,发酵室内装有活动的发酵架,发酵架上放置发酵容器,不锈钢板制作的发酵容器容量6~10kg大蒜13为宜,发酵容器放置在带有走轮的发酵架12上,发酵架12设计成10层左右,可装发酵容器10~20个左右为好。图6是发酵室内空气流向示意图,箭头表示热空气的流动方向。
具体加工工艺过程为:
行进行预处理:挑选大蒜,利用脱皮机剥去大蒜的内外皮,洗涤并去除表面水份,利用80L装聚乙烯袋每袋装大蒜10kg并扎口,在发酵容器中装好后盖子盖好,装入带有走轮的酶促发酵架上,把装好发酵容器的发酵架11经发酵室进出门推入发酵室内按顺序整齐排好后关好进出门18,然后进行分段连续在密封容器内进行酶促发酵,设定好所需温度和时间启动加热装置3,同时开动循环风机10,此时发酵室内空气温度逐渐达到设定值,达到设定温度后,大蒜开始发生酶促反应,设定第一段设定温度是90℃,设定时间是30~40小时。酶促发酵达到设定时间后第一加热装置和第一热交换器停止,此时发酵室内温度下降到第二阶段温度设定范围以下时,第二加热装置5和第二换热器9开始启动,进行第二阶段酶促发酵,第二阶段设定温度是是70℃.设定时间是72~90小时,第二阶段设定的发酵时间达到后第二加热装置停止,待发酵室内温度下降至第三阶段时间设定温度以下时,第二加热装置重新启动进行第三阶段的酶促发酵,第三阶段的设定温度是60℃,设定时间是72~90小时,第三阶段设定时间到达时第二加热装置停止。此时打开进出门18将发酵架推出发酵室,打开发酵容器盖,揭开聚乙烯袋口后得黑蒜原产品。
实施例2
实施例1制得的黑蒜原产品重新推入发酵室内进行烘干,烘干时间的计算是启动第二加热器启动,第四阶段设定温度值温度上升起计算,第四阶段设定温度是30℃,设定时间是10~20小时,加热装置停止后,打开进出门将发酵架推出发酵室,得黑蒜半干品。
实施例3
实施例1制得的黑蒜原产品中加入黑蒜重量4-5倍的净化水,加热至98-103℃,保温浸提3-8小时;固液离心分离并收集滤液得黑蒜提取液。
实施例3
实施例1制得的酶促发酵后的黑蒜原产品进行冻结干燥,然后粉碎成粉末状,制得黑蒜粉末。
实施例4
采用的设备与实施例1设备相同,具体加工工艺过程为:
行进行预处理:挑选生大蒜,洗去大蒜的外皮有杂质,烘干去除表面水份,将干净的带皮大蒜放入密封发酵容器中,再装入带有走轮的酶促发酵架上,推入发酵室内进行分段连续在密封容器内进行酶促发酵,设定第一段设定温度是95℃,设定时间是30~35小时;第二阶段设定温度是是75℃.设定时间是72~80小时;第三阶段的设定温度是65℃,设定时间是72~80小时,第三阶段设定时间到达时第二加热装置停止。此时打开进出门18将发酵架推出发酵室,打开发酵容器盖,制得带皮黑蒜原产品。
实施例5
采用的设备与实施例1设备相同,具体加工工艺过程为:
行进行预处理:挑选生大蒜,利用脱皮机剥去大蒜的内外皮,洗涤并去除表面水份,将干净的不带皮大蒜放入密封发酵容器中,再装入带有走轮的酶促发酵架上,推入发酵室内进行分段连续在密封容器内进行酶促发酵,设定第一段设定温度是85℃,设定时间是35~45小时;第二阶段设定温度是是72℃.设定时间是80~90小时;第三阶段的设定温度是60℃,设定时间是80~90小时,第三阶段设定时间到达时第二加热装置停止。此时打开进出门18将发酵架推出发酵室,打开发酵容器盖,制得不带皮黑蒜原产品。
对上述各实施例制得的黑蒜产品进行检测:
1、生大蒜,本发明加工的带皮黑蒜头,本发明加工的剥去内外皮用聚乙烯袋包装的黑蒜,剥去内外皮后没用聚乙烯袋的黑蒜制品等各取100g,按常规的食品分析办法进行分析,结果如下:
成份分析表
(表1)
成份 | 单位 | 原料生大蒜 | 剥去内外皮/用聚乙烯袋包装酶促反应发酵黑蒜(实施例1) | 直接装入发酵容器中酶促发酵带皮黑蒜(实施例4) | 剥去内外皮,直接装入发酵容器中发酵的黑蒜(实施例5) |
热量 | Kcal/100g | 120 | 225.47 | 225.54 | 168.42 |
碳水化合物 | g/100g | 23 | 48.65 | 48.68 | 37.24 |
蛋白质 | g/100g | 3.3 | 12.27 | 12.26 | 9.38 |
脂肪 | g/100g | 0.5 | 1.31 | 1.34 | 1.25 |
钠 | mg/100g | 5 | 13.26 | 13.21 | 10.13 |
果糖(单糖) | g/100g | 18.3 | 33.67 | 33.75 | 21.56 |
钙 | mg/100g | 32 | 36.66 | 36.79 | 34.18 |
磷 | mg/100g | 50 | 40 | 40 | 40 |
上表1分析结果说明利用本发明聚乙烯袋包装加工的酶促反应发酵黑蒜比原料大蒜明显曾加了固有成份,也优秀于(实施例5),与发酵黑蒜头(实施例4)相比,各种成份基本相同。
2、利用本发明生产的黑蒜制品抗氧化活性分析表
SOD活性%(IC50)(SUPEROXIDISMUTASE)
(表2)
剥去内外皮/用聚乙烯袋包装/酶促反应发酵黑蒜(实施例1) | 直接装入发酵容器中/酶促反应发酵黑蒜(带皮)(实施例4) | 剥去内外皮,直接装入发酵容器中酶促反应发酵黑蒜(实施例5) | 原料大蒜(A) | 无蒜臭大蒜(B) | 干燥大蒜(C) | 烤大蒜(D) |
63 | 62 | 28.30 | 6.02 | 3.96 | 4.7 | 4.12 |
上表2分析结果,利用本发明加工的黑蒜制品的抗氧化活性,比原料大蒜、干燥蒜、无臭蒜、烤蒜高出7-10倍,明显优于利用本技术但没用聚乙烯袋包装后加工的黑蒜,抗氧化活性,以上分析说明剥去大蒜内外皮利用聚乙烯袋包装的方法生产的黑蒜,在发酵过程中多生成硫基黄化合物,有效提高了抗氧化活性。
3、多酚类含量分析表(mggaiicacid/g)
(表3)
剥去内外皮/用聚乙烯袋包装/酶促反应发酵黑蒜(实施例1) | 直接装入发酵容器中/酶促发酵带皮黑蒜(实施例4) | 剥去内外皮、直接装入发酵容器中/酶促反应发酵黑蒜(实施例5) | 原料大蒜(A) | 无臭大蒜(B) | 干燥大蒜(C) | 烤蒜(D) |
247 | 238 | 138.28 | 11 | 12.2 | 59.8 | 25 |
上表3分析结果显示,利用本发明,聚乙烯包装袋包装后用本发明生产的黑蒜制品比市场上已有的:大蒜、无蒜臭蒜、干燥蒜、烤蒜的多酚类含量高出4-20倍,而且明显高于没用聚乙烯袋包装的(实施例5)的多酚类含量,与(实施例4)含量相似。
※最近医学界对多酚类物质的关注是它在人体内引起抗氧化作用,可预防衰老,维持健康、疾病预防等方面有着积极的作用,且阻止胆固醇在消化道内的吸收,从而达到血液中胆固醇含量的降低等。
4、本发明黑蒜制品和市场中其它蒜类感官评价
(表4)
35岁以下健康男女100名按顺序进行感官评价(表5)
用聚乙烯袋包装酶促反应发酵黑蒜 | 味感 | 气味 | 外观 | 口感 | 结果 |
(实施例1) | 9 | 9 | 9 | 8 | 很好 |
用本发明但没用聚乙烯袋的带皮黑蒜头(实施例4) | 9 | 9 | 9 | 8 | 很好 |
剥内外皮没用聚乙烯袋/黑蒜(实施例5) | 7 | 7 | 9 | 6 | 良好 |
原料大蒜(A) | 1 | 1 | 1 | 2 | 不好 |
无蒜臭蒜(B) | 6 | 7 | 6 | 3 | 一般 |
干燥蒜(C) | 6 | 7 | 6 | 6 | 一般 |
烤蒜(D) | 7 | 9 | 6 | 8 | 良好 |
Claims (8)
1、酶促反应发酵黑蒜加工方法:分段连续在密封容器内进行酶促发酵,第一段是在85-95℃温度范围内酶促发酵30~50小时;然后进行第二段是在65-75℃温度范围内继续酶促发酵60-110小时;最后第三段是在55℃-65℃温度范围内继续酶促发酵60-110小时阶段,得黑蒜产品。
2、根据权利要求1所述的酶促反应发酵黑蒜加工方法,其特征是:酶促发酵后的黑蒜产品进行烘干,在25-35℃温度范围内进行低温发酵烘干5-30小时,制得半干品黑蒜。
3、根据权利要求1所述的酶促反应发酵黑蒜加工方法,其特征是:酶促发酵后的黑蒜中加入黑蒜重量4-5倍的净化水,加热至98-103℃,保温浸提3-8小时;固液分离并收集滤液得黑蒜提取液。
4、根据权利要求1所述的酶促反应发酵黑蒜加工方法,其特征是:酶促发酵后的黑蒜冻结干燥,然后粉碎制得黑蒜粉末。
5、根据权利要求1-4任一所述的酶促反应发酵黑蒜加工方法,其特征是:在酶促发酵前生大蒜进行预处理:清洗外皮,或者清洗外皮后剥去内外皮,然后用聚乙烯袋包装。
6、根据权利要求1-4任一所述的酶促反应发酵黑蒜加工方法,其特征是:第一段酶促反应温度是90℃,时间是30~40小时;第二段酶促反应温度是是70℃。时间是72~90小时;第三段的酶促反应温度是60℃,时间是72~90小时。
7、权利要求1-4任一所述的酶促反应发酵黑蒜加工方法的专用设备,其特征是:发酵室外装有加热装置和发酵室内热交换器总成连接、热交换器总成安装在发酵室的一侧,热交换器总成相对壁面上装有热空气分配装置,发酵室内装有活动式发酵容器架,发酵容器架内活动存放发酵容器。
8、根据权利要求7所述的酶促反应发酵黑蒜加工方法的专用设备,其特征是:热交换器总成包括第一热交换器、第二热交换器和加热冷却交换器,分别与发酵室外的第一加热装置、第二加热装置和加热冷却装置连接。
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