CN101703302A - 一种火棘果汁的加工方法 - Google Patents

Abstract

一种火棘果汁的加工方法，以膜过滤技术为基础，针对现有火棘果汁加工工艺存在的问题，采用非热型的纯物理加工工艺，最大限度保留果汁中原有的成分及其配比，有效的减轻火棘果汁的非酶褐变问题。本发明顺序包括：A.初级过滤步骤；B.微米级过滤步骤；C.纳米级过滤步骤。本发明工艺操作简单，速度较快，适合工业化生产，所产生的浓缩无菌果汁，有效抑制了非酶褐变现象的发生，外观品质更佳，与原果汁相似度较高，热敏性的营养成分保留性较高；得到的两种果汁可以直接饮用，也可以作为药用胶囊，化妆品，功能性饮料的原料。

Description

一种火棘果汁的加工方法

技术领域

本发明是一种基于膜过滤技术的果汁加工方法，特别涉及一种基于三级膜过滤技术，在常温下对火棘果汁进行浓缩除菌的加工方法。

背景技术

国内有关火棘果汁生产工艺以高温灭菌为主。例如：余红英等(《火棘刺梨，胡萝卜复合果蔬饮料的研制》；湖北农业科学；1998年06期)报道了用火棘、刺梨、胡萝卜制作的复合保健饮料，采用的是高温90-95℃、15min灭菌的方式；王美玲等(《野生火棘果汁饮料的研制》；食品工业；1999年03期)为提高出汁率，先将果实经65℃、6min浸提，达到杀酶、软化组织、溶出色素、提高等目的，再离心过滤，去除悬浮固体，再高温灭菌，得到了外观品质较好的饮料；胡中泽等(《发芽糙米、火棘果复合营养饮料的研制》；中国酿造；2007年09期)通过用发芽糙米与火棘果混合发酵进行复合营养饮料小试研究，结果表明酶解、酒精、和4h后醋酸发酵三个阶段，得到产品澄清透明，有火棘果特有的果香，酸味浓郁，醇香可口的饮料，从食品与中药结合生产食品饮料的角度进行了有益探索，为后面的产品研究提供了参考；陈瑛等(《火棘果汁饮料生产工艺及生产过程中HACCP质量控制研究》；食品科学；2007年08期)以秦岭产的野生火棘为实验材料，通过对原汁提取、果汁饮料生产工艺及生产过程的HACCP质量控制体系研究，有利于生产管理，对于可有效保证产品质量有积极意义。

但上述所有这些研究工艺均需经过高温灭菌，高温情况下虽然可以有效杀菌，抑制酶促反应，但是高温下营养素极易遭到破坏，比如维生素C、抗氧化酶系等；并且高温蒸煮后容易发生非酶褐变，使果汁的品质大大下降。

非酶褐变是引起果汁褐变(指果汁在加工和贮藏过程中颜色发生改变的一种现象。这种颜色的改变，不仅影响果汁的外观、风味，而且还会造成营养物质的丢失，甚至食品的变质)的一种，主要因为果汁中氨基酸与还原糖等物质发生美拉德(Maillard)反应，从而使有用的氨基酸和抗氧化的多酚丢失，导致营养价值的降低。美拉德反应也可以由还原糖、植物多酚、焦糖和抗坏血酸等类与氨基化合物如游离氨基酸、肽和蛋白质上的氨基发、生羰氨基反应，经过一系列重排、脱水、缩合及聚合反应生成黑褐色的物质。温度对美拉德反应速度起决定性影响，温度升高，美拉德反应速度增加。火棘果汁因为富含有机酸，使其pH值较低，避开了酶促褐变的最佳条件，因此，通常火棘果汁的酶促褐变并不明显。但经过高温处理之后，褐变就变得严重。事实上，非酶褐变是影响火棘果汁储藏及品质的主要因素，经加热的火棘果汁内的5-羟甲基糠醛含量高达0.135g/L，是非热处理得到的两种果汁的1.5倍和4.5倍。这种褐变是在加热后的果汁储存过程中慢慢进行的，因而对果汁品质极其不利，另外，一些热敏性营养物质在高温处理后遭到破坏，降低了果汁的功效。

发明内容

本发明提供一种火棘果汁的加工方法，针对现有火棘果汁加工工艺存在的问题，采用非热型的纯物理加工工艺，最大限度保持果汁中原有的成分及其配比，有效的减轻果汁的非酶褐变问题.

本发明的一种火棘果汁的加工方法，顺序包括：

A.初级过滤步骤：鲜榨稀释后的火棘果汁，先经预处理，再离心处理，除去固化物后，用布氏漏斗减压抽滤操作，除去悬浮物和大部分固体颗粒，得到一级滤汁；

B.微米级过滤步骤：将一级滤汁使用第一膜分离装置进行非重力向过滤，得到二级滤汁，装入洁净、密封隔氧的容器；第一膜分离装置的过滤膜采用陶瓷复合膜，陶瓷复合膜孔径小于等于0.25μm，陶瓷复合膜周边密封，膜上部分与膜下部分完全隔离，操作压力大于等于0.3Mpa，流速大于等于1m³/h；

C.纳米级过滤步骤：将二级滤汁使用第二膜分离装置进行非重力向过滤，第二膜分离装置的过滤膜采用有机膜，其截留分子量大于等于10000，有机膜周边密封，膜上部分与膜下部分完全隔离，操作压力大于等于0.1Mpa，流速大于等于0.1m³/h；透过有机膜的滤汁称为纳滤汁，装入洁净、密封隔氧的容器；二级滤汁未透过有机膜的液体经过循环流动，得到浓缩汁。

所述的火棘果汁的加工方法，其特征在于：

所述初级过滤步骤、微米级过滤步骤和纳米级过滤步骤的所有操作温度为4℃～30℃。

所述的火棘果汁的加工方法，其特征在于：

所述初级过滤步骤中，所述预处理是指使用孔径为0.01～0.1mm滤布对果汁进行过滤；

所述离心处理为在常温下，转速2000～5000rpm，对预处理后的火棘果汁离心处理15～40min。

所述的火棘果汁的加工方法，其特征在于：

所述微米级过滤步骤中，预先对第一膜分离装置的过滤膜逆过滤方向依次采用酸、纯水进行清洗，以保障第一膜分离装置内部为无菌状态；

所述非重力向过滤指果汁流动方向与过滤膜表面平行，果汁渗透方向与过滤膜表面垂直，加大果汁透过膜的速率；

所述陶瓷复合膜的孔径为0.1μm～0.2μm，操作压力为0.3～0.6Mpa，流速为1m³/h～3m³/h。

所述的火棘果汁的加工方法，其特征在于：

所述纳米级过滤步骤中，预先对第二膜分离装置的过滤膜逆过滤方向依次采用酸、纯水进行清洗，以保障第二膜分离装置内部为无菌状态；

所述有机膜的截留分子量为10000～30000，操作压力为0.1～0.3Mpa，流速为0.1m³/h～0.2m³/h。

本发明基于多级膜分离技术，利用目前比较成熟的膜分离装置，将火棘果上游加工链产生的稀释果汁进行浓缩和低温除菌于一体，工艺操作简单，速度较快，适合工业化生产，所产生的浓缩无菌果汁，通过羟甲基糠醛含量的指示表明：有效抑制了非酶褐变现象的发生，外观品质更佳，果汁与原果汁相似度较高，热敏性营养成分保留性较高；经与现有加热工艺比较，按照本发明方法所得到的浓缩汁和纳滤汁，两种果汁产品中5-羟甲基糠醛的含量分别减少31％和78％；它们的热敏性物质，例如谷胱甘肽过氧化物酶，维生素C等的含量与原果汁相近，两种果汁可以直接饮用，也可以作为药用胶囊，化妆品，功能性饮料的原料.

具体实施方式

采用传统火棘果汁加热工艺作为对比例：取鲜榨稀释果汁放在500ml大烧杯中，用保鲜膜封烧杯口，放在水浴锅中加热，同时扔入磁子进行磁力搅拌，铁架台上绑定温度计，温度计底端浸入果汁，尽快升温到80℃，然后保持80℃不变30min，取出室温冷却30min，得到加热果汁。

以下为本发明具体实施例。

实施例1，顺序包括：

1.初级过滤步骤：鲜榨稀释后的火棘果汁，先经预处理，使用孔径为0.01mm滤布对果汁进行过滤；再在常温下，转速2000rpm，对预处理后的火棘果汁离心处理40min，除去固化物后，用布氏漏斗减压抽滤操作，除去悬浮物和大部分固体颗粒，得到一级滤汁；

2.微米级过滤步骤：将一级滤汁使用第一膜分离装置进行非重力向过滤，得到二级滤汁，装入洁净、密封隔氧的容器；预先对第一膜分离装置的过滤膜逆过滤方向依次采用0.1mol/L盐酸、纯水进行清洗，第一膜分离装置的过滤膜采用陶瓷复合膜，陶瓷复合膜孔径0.1μm，陶瓷复合膜周边密封，膜上部分与膜下部分完全隔离，操作压力为0.6MPa，流速为1m³/h；

3.纳米级过滤步骤：将二级滤汁使用第二膜分离装置进行非重力向过滤，预先对第二膜分离装置的过滤膜逆过滤方向依次采用0.1mol/L盐酸、纯水进行清洗，第二膜分离装置的过滤膜采用有机膜，其截留分子量为10000，有机膜周边密封，膜上部分与膜下部分完全隔离，操作压力为0.3Mpa，流速为0.1m³/h；透过有机膜的滤汁称为纳滤汁，装入洁净、密封隔氧的容器；二级滤汁未透过有机膜的液体经过循环流动，得到浓缩汁。

4.结果与分析：

4.1维生素C的测定结果

本实施例和传统加热法的对比例均对果汁样品1和果汁样品2进行处理，维生素C含量见表1-1。使用本实施例处理的果汁产品，维生素C的损失率比对比例有明显减少。

表1-1维生素C测定结果

4.2微生物含量测定结果

测量一份果汁样品微生物含量，结果见表1-2.国家规定的饮品微生物达标标准是不得高于100cfu/ml，由测量结果看到，本实施例和传统加热工艺对比例灭菌效果均明显.

表1-2微生物测定结果

4.3还原糖测定结果

本实施例和传统加热法的对比例测得的还原糖含量见表1-3。还原糖含量指示了所得到的产品果汁和原有果汁的相似度，由数据可以看到，浓缩汁和原果汁相似度较高，纳滤汁为另外一种产品。

表1-3还原糖测定结果

4.4羟甲基糠醛测定结果

根据表1-4可以显著的看出，本实施例两个产品浓缩汁和纳滤汁中的5-HMF(5-羟甲基糠醛)含量少于加热果汁，分别少了31％和78％，而从实验中的果汁也可以从视觉上显著分辨差异，放置超过10天后，加热果汁中的固含量显著增加，而产品，尤其是纳滤汁，澄清如初。

表1-4羟甲基糠醛测定结果

4.5果汁外观分析

加热果汁呈红褐色，放置20天后，底部呈现明显的深褐色沉淀，果汁分层，经过本实施例处理过的果汁，浓缩汁为浅红色，纳滤汁为无色或者淡粉色，放置20天后无明显变化，感观佳。

实施例2，顺序包括：

1.初级过滤步骤：鲜榨稀释后的火棘果汁，先经预处理，使用孔径为0.1mm，滤布对果汁进行过滤；再在常温下，转速5000rpm，对预处理后的火棘果汁离心处理15min，除去固化物后，用布氏漏斗减压抽滤操作，除去悬浮物和大部分固体颗粒，得到一级滤汁；

2.微米级过滤步骤：将一级滤汁使用第一膜分离装置进行非重力向过滤，得到二级滤汁，装入洁净、密封隔氧的容器；预先对第一膜分离装置的过滤膜逆过滤方向依次采用0.1mol/L盐酸、纯水进行清洗，第一膜分离装置的过滤膜采用陶瓷复合膜，陶瓷复合膜孔径0.25μm，陶瓷复合膜周边密封，膜上部分与膜下部分完全隔离，操作压力为0.3MPa，流速为3m³/h；

3.纳米级过滤步骤：将二级滤汁使用第二膜分离装置进行非重力向过滤，预先对第二膜分离装置的过滤膜逆过滤方向依次采用0.1mol/L盐酸、纯水进行清洗，第二膜分离装置的过滤膜采用有机膜，其截留分子量为30000，有机膜周边密封，膜上部分与膜下部分完全隔离，操作压力为0.1Mpa，流速为0.2m³/h；透过有机膜的滤汁称为纳滤汁，装入洁净、密封隔氧的容器；二级滤汁未透过有机膜的液体经过循环流动，得到浓缩汁。

4.结果与分析：

4.1维生素C的测定结果

本实施例和传统加热法的对比例均对果汁样品1和果汁样品2进行处理，维生素C含量见表2-1。使用本实施例处理的果汁产品，维生素C的损失率比对比例有明显减少。

表2-1维生素C测定结果

4.2微生物含量测定结果

测量一份果汁样品微生物含量，结果见表2-2。国家规定的饮品微生物达标标准是不得高于100cfu/ml，由测量结果看到，本实施例和传统加热工艺对比例灭菌效果均明显。

表2-2微生物测定结果

4.3还原糖测定结果

本实施例和传统加热法的对比例测得的还原糖含量见表2-3。还原糖含量指示了所得到的产品果汁和原有果汁的相似度，由数据可以看到，浓缩汁和原果汁相似度较高，纳滤汁为另外一种产品。

表2-3还原糖测定结果

4.4羟甲基糠醛测定结果

根据表2-4可以显著的看出，本实施例两个产品浓缩汁和纳滤汁中的5-HMF(5-羟甲基糠醛)含量少于加热果汁，分别少了31％和78％，而从实验中的果汁也可以从视觉上显著分辨差异，放置超过10天后，加热果汁中的固含量显著增加，而产品，尤其是纳滤汁，澄清如初。

表2-4羟甲基糠醛测定结果

4.5果汁外观分析

加热果汁呈红褐色，放置20天后，底部呈现明显的深褐色沉淀，果汁分层，经过本实施例处理过的果汁，浓缩汁为浅红色，纳滤汁为无色或者淡粉色，放置20天后无明显变化，感观佳。

实施例3，顺序包括：

1.初级过滤步骤：鲜榨稀释后的火棘果汁，先经预处理，使用孔径为0.05mm滤布对果汁进行过滤；再在常温下，转速4000rpm，对预处理后的火棘果汁离心处理20min，除去固化物后，用布氏漏斗减压抽滤操作，除去悬浮物和大部分固体颗粒，得到一级滤汁；

2.微米级过滤步骤：将一级滤汁使用第一膜分离装置进行非重力向过滤，得到二级滤汁，装入洁净、密封隔氧的容器；预先对第一膜分离装置的过滤膜逆过滤方向依次采用0.1mol/L盐酸、纯水进行清洗，第一膜分离装置的过滤膜采用陶瓷复合膜，陶瓷复合膜孔径0.2μm，陶瓷复合膜周边密封，膜上部分与膜下部分完全隔离，操作压力为0.35MPa，流速为2.5m³/h；

3.纳米级过滤步骤：将二级滤汁使用第二膜分离装置进行非重力向过滤，预先对第二膜分离装置的过滤膜逆过滤方向依次采用0.1mol/L盐酸、纯水进行清洗，第二膜分离装置的过滤膜采用有机膜，其截留分子量为20000，有机膜周边密封，膜上部分与膜下部分完全隔离，操作压力为0.25Mpa，流速为0.13m³/h；透过有机膜的滤汁称为纳滤汁，装入洁净、密封隔氧的容器；二级滤汁未透过有机膜的液体经过循环流动，得到浓缩汁。

4.结果与分析：

4.1维生素C的测定结果

本实施例和传统加热法的对比例均对果汁样品1和果汁样品2进行处理，维生素C含量见表3-1。使用本实施例处理的果汁产品，维生素C的损失率比对比例有明显减少。

表3-1维生素C测定结果

4.2微生物含量测定结果

测量一份果汁样品微生物含量，结果见表3-2。国家规定的饮品微生物达标标准是不得高于100cfu/ml，由测量结果看到，本实施例和传统加热工艺对比例灭菌效果均明显。

表3-2微生物测定结果

4.3还原糖测定结果

本实施例和传统加热法的对比例测得的还原糖含量见表3-3.还原糖含量指示了所得到的产品果汁和原有果汁的相似度，由数据可以看到，浓缩汁和原果汁相似度较高，纳滤汁为另外一种产品.

表3-3还原糖测定结果

4.4羟甲基糠醛测定结果

根据表3-4可以显著的看出，本实施例两个产品浓缩汁和纳滤汁中的5-HMF(5-羟甲基糠醛)含量少于加热果汁，分别少了31％和78％，而从实验中的果汁也可以从视觉上显著分辨差异，放置超过10天后，加热果汁中的固含量显著增加，而产品，尤其是纳滤汁，澄清如初。

表3-4羟甲基糠醛测定结果

4.5果汁外观分析

加热果汁呈红褐色，放置20天后，底部呈现明显的深褐色沉淀，果汁分层，经过本实施例处理过的果汁，浓缩汁为浅红色，纳滤汁为无色或者淡粉色，放置20天后无明显变化，感观佳。

Claims (5)

1.一种火棘果汁的加工方法，顺序包括：

A.初级过滤步骤：鲜榨稀释后的火棘果汁，先经预处理，再离心处理，除去固化物后，用布氏漏斗减压抽滤操作，除去悬浮物和大部分固体颗粒，得到一级滤汁；

B.微米级过滤步骤：将一级滤汁使用第一膜分离装置进行非重力向过滤，得到二级滤汁，装入洁净、密封隔氧的容器；第一膜分离装置的过滤膜采用陶瓷复合膜，陶瓷复合膜孔径小于等于0.25μm，陶瓷复合膜周边密封，膜上部分与膜下部分完全隔离，操作压力大于等于0.3Mpa，流速大于等于1m³/h；

C.纳米级过滤步骤：将二级滤汁使用第二膜分离装置进行非重力向过滤，第二膜分离装置的过滤膜采用有机膜，其截留分子量大于等于10000，有机膜周边密封，膜上部分与膜下部分完全隔离，操作压力大于等于0.1Mpa，流速大于等于0.1m³/h；透过有机膜的滤汁称为纳滤汁，装入洁净、密封隔氧的容器；二级滤汁未透过有机膜的液体经过循环流动，得到浓缩汁。

2.如权利要求1所述的火棘果汁的加工方法，其特征在于：

所述初级过滤步骤、微米级过滤步骤和纳米级过滤步骤的所有操作温度为4℃～30℃。

3.如权利要求1或2所述的火棘果汁的加工方法，其特征在于：

所述初级过滤步骤中，所述预处理是指使用孔径为0.01～0.1mm滤布对果汁进行过滤；

所述离心处理为在常温下，转速2000～5000rpm，对预处理后的火棘果汁离心处理15～40min。

4.如权利要求1或2所述的火棘果汁的加工方法，其特征在于：

所述微米级过滤步骤中，预先对第一膜分离装置的过滤膜逆过滤方向依次采用酸、纯水进行清洗，以保障第一膜分离装置内部为无菌状态；

所述非重力向过滤指果汁流动方向与过滤膜表面平行，果汁渗透方向与过滤膜表面垂直，增加果汁透过膜的速率；

所述陶瓷复合膜的孔径为0.1μm～0.25μm，操作压力为0.3～0.6Mpa，流速为1m³/h～3m³/h。

5.如权利要求1或2所述的火棘果汁的加工方法，其特征在于：

所述纳米级过滤步骤中，预先对第二膜分离装置的过滤膜逆过滤方向依次采用酸、纯水进行清洗，以保障第二膜分离装置内部为无菌状态；

所述有机膜的截留分子量为10000～30000，操作压力为0.1～0.3Mpa，流速为0.1m³/h～0.2m³/h。