CN101703302B - 一种火棘果汁的加工方法 - Google Patents

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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
Figure G2009102725423D00061
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
Figure G2009102725423D00071
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
Figure G2009102725423D00072
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
Figure G2009102725423D00091
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
Figure G2009102725423D00092
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
Figure G2009102725423D00101
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
Figure G2009102725423D00102
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
Figure G2009102725423D00121
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
Figure G2009102725423D00131
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
Figure G2009102725423D00132
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: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;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;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;
C.纳米级过滤步骤: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;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,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,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。
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