CN101849656B - 一种紫甘薯澄清汁的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种属于保健食品加工应用技术领域的紫甘薯澄清汁的生产方法。该方法采用食用有机酸酸化水中温浸提工艺，经固液分离，残渣可用于生产淀粉及膳食纤维等，提取液经加热灭酶后，采用果胶酶或壳聚糖进行絮凝澄清，絮凝并粗滤后的紫甘薯汁采用超滤技术进行过滤，经真空蒸发浓缩或纳滤预浓缩与真空蒸发浓缩结合，得到浓度为40～70°Brix的紫甘薯澄清汁。本发明不仅有效防止了生产过程中的褐变现象，而且提取率高、产品无后浑浊、提取过程可避免淀粉糊化，利于紫甘薯的综合利用。

Description

一种紫甘薯澄清汁的生产方法

技术领域

本发明属于保健食品加工应用技术领域，具体涉及一种紫甘薯澄清汁的生产方法。

背景技术

基于几千年的发展，人类的传统饮食对于健康具有重要意义，然而近二三十年来食品工业化使得人类逐渐改变了传统的饮食习惯导致营养平衡的紊乱，从而使得肥胖、肝炎、高血压、高血糖、动脉硬化和癌症等慢性病的发病率逐年上升。紫甘薯富含花色苷、绿原酸、异绿原酸等功能成分，具有抗氧化、抗突变、保护肝脏、缓解高血压、高血糖和高血脂、增强记忆、抗菌等生理功能。基于紫甘薯的功能特性，越来越多的紫甘薯食品将出现在人们的日常饮食中。紫甘薯澄清汁是紫甘薯经破碎、浸提、固液分离、絮凝、膜滤等工艺而获得的富含紫甘薯花色苷等营养成分的清汁，经过进一步浓缩可以得到浓缩紫甘薯澄清汁。浓缩紫甘薯澄清汁可以用于饮料、果冻、果酱、果脯、糖果、蛋糕、烘焙制品等，是紫甘薯应用于食品工业的重要原料之一。

目前，食品工业紫甘薯商业化原料主要为紫甘薯全粉和紫甘薯色素粉末制品。其中紫甘薯全粉是经去皮、蒸煮、破碎、干燥、粉碎等工艺制成的紫薯粉状或颗粒状产品。紫甘薯全粉只是紫甘薯的初加工产品，主要成分为淀粉、粗纤维等，花色苷含量有限，无法应用于饮料、果醋等对澄清度有要求的产品，且运输成本较高；紫甘薯色素目前主要采用酸化水或酸化乙醇水溶液进行提取，并通过膜滤或大孔树脂进行纯化，多存在提取效率低及生产加工过程易造成紫甘薯淀粉糊化的现象，且经大孔树脂纯化生产效率低、营养成分损失较大。

在日本已有紫甘薯饮料、紫甘薯醋、紫甘薯果脯等产品出现，近年来国内也有个别企业开始生产紫甘薯原汁饮料，不过产品容易出现后浑浊而销售状况不佳。《杨梅酒杨梅汁护色澄清技术》(申请号为CN200610049362.5)中提出了一种杨梅花色苷澄清汁的制备工艺，《去离子浓缩葡萄清汁的制备工艺》(申请号为CN200810017438.5)中提出了一种葡萄花色苷澄清汁的制备工艺，然而紫甘薯花色苷澄清汁的制备工艺尚无相关报道。紫甘薯与其他果蔬汁原料相比，含水量低，不适合压榨工艺，淀粉含量高，产品容易产生后浑浊，且为综合利用紫甘薯淀粉，前处理不适合采用热烫的方式进行多酚氧化酶(PPO)的灭活，因此探索一条适合紫甘薯澄清汁生产加工的工艺具有较高的理论和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紫甘薯澄清汁的生产方法。

一种紫甘薯澄清汁的生产方法，按照如下操作步骤进行：

(1)将紫甘薯清洗、打浆；

(2)采用有机酸体积百分比浓度为0.3～2.0％的食用有机酸酸化水于40℃～70℃温度下对紫甘薯浆料浸提20～120min，其中紫甘薯浆料与食用有机酸酸化水的体积比为1∶0.5～1∶5；

(3)浸提后固液分离获得提取液和残渣，提取液在85～95℃条件下灭酶1～5min，冷却后采用絮凝剂进行絮凝澄清；

(4)絮凝后的溶液依次经粗滤、超滤进行净化，然后在45～70℃，真空度为0.098MPa的条件下真空蒸发或纳滤膜预浓缩后真空蒸发进行浓缩；

(5)对浓缩后的溶液进行杀菌，从而得到紫甘薯澄清汁。

步骤(1)中紫甘薯的预处理工艺具体如下：将紫甘薯挑选、洗净后切片或打浆，视原料污染情况破碎前可以增加去皮工艺以减少产品农药残留。紫甘薯的去皮工艺可以采用蒸汽去皮设备、鼠笼去皮机或毛刷清洗去皮机，薯类打浆工艺以挫磨机或锤式破碎机为宜，打浆过程中浆液易发生褐变现象，可添加适量0.3％～2.0％食用有机酸酸化水，其中，紫甘薯与食用有机酸酸化水的体积比为1∶0.5～1∶5，这样可以有效抑制打浆过程中的酶促褐变反应。

所述食用有机酸酸化水中的有机酸为柠檬酸、苹果酸、乳酸、酒石酸和乙酸中的一种或多种。食用有机酸酸化可以抑制浸提过程酶促褐变，有机酸用量过低容易造成褐变及提取效率低，用量过高会影响后续酶解澄清的效果及产品口感；浸提温度过低会造成提取率明显下降，PPO活性不能完全抑制，温度过高会造成淀粉糊化，紫甘薯淀粉糊化温度约70.3℃，因此浸提温度应注意避免超过此温度。

所述浸提优选为逆流浸提，这样可提高提取率并减少料液比，逆流浸提设备如平转式连续浸提器、泳浸浆叶式逆流浸提器等均适用于本发明中的浸提工艺。此外，浸提工艺应避免使用抗坏血酸、异抗坏血酸及L-半胱氨酸等PPO抑制剂抑制褐变现象，研究表明抗坏血酸、异抗坏血酸及L-半胱氨酸虽可有效抑制紫甘薯PPO的活性，但在紫甘薯花色苷贮藏过程中均可明显加速花色苷的降解。

固液分离可以采用过滤、压榨或离心的方式完成，过滤可采用板框过滤机、叶滤机或转鼓真空过滤机等；压榨可以采用卧式液压榨汁机、活塞式榨汁机或带式榨汁机等；因紫甘薯淀粉含量高且其密度较蛋白质和粗纤维更大，因此采用卧螺式离心机分离效果最佳。所得残渣1如有必要可再次浸提以提高提取率，残渣1中主要成分为淀粉和纤维素，采用步骤(2)所得残渣1中的淀粉尚未糊化，可以用于淀粉生产工艺提取紫甘薯淀粉，再次得到的残渣2主要成分为纤维素，可以用作饲料、肥料或用于提取膳食纤维。所述固液分离优选采用卧螺式离心机连续处理，转速为3000～6000rpm。

固液分离所得上清液较浑浊，且含有PPO及其它蛋白质，絮凝前采用热交换器加热到85～95℃保温1～5min，一方面可以灭活紫甘薯汁中的PPO；另一方面可以使紫甘薯汁中的蛋白质变性并凝聚。

在0～50℃范围内，温度对絮凝效果影响不明显，所以常温条件下絮凝即可。

当所述絮凝剂为果胶酶时，其用量为5～50mL/吨，果胶酶活力≥100万U/mL，操作温度优选为40～65℃，时间优选为30～120min。

当所述絮凝剂为壳聚糖时，脱乙酰度为75％～95％，其用量为50～500g/吨，操作温度优选为10～60℃，时间优选为15～120min。

所述粗滤为离心、板框过滤或微滤。

所述超滤过程中超滤膜采用陶瓷膜或由聚砜、磺化聚砜、纤维素衍生物等高分子材料制成的膜材料，其截留分子量为60000～200000，操作压力为0.1～1.0Mpa，通量为10～100L/(m²·h)。为提高透过清液的得率，可以采用一级一段循环式超滤工艺，最好采用一级多段连续式的超滤工艺。

所述纳滤膜截留分子量为100～500，操作压力为0.5～1.5MPa，操作温度30～50℃，纳滤通量为10～100L/(m²·h)，纳滤后得到的紫甘薯澄清汁浓度为5～20°Brix。考虑到紫甘薯澄清汁的热敏性，真空蒸发浓缩工艺采用降膜式蒸发器为宜，采用多效蒸发，真空蒸发温度为45～70℃，真空度为0.098MPa。为提高蒸汽利用率，节约运行成本，可适当配置蒸汽压缩器。

步骤(5)得到的紫甘薯澄清汁的浓度为40～70°Brix。

步骤(5)中所述杀菌采用巴氏灭菌、高温短时灭菌或超高温瞬时灭菌等方式杀菌；巴氏灭菌温度为85～95℃，时间为15～60s，高温短时灭菌温度为135℃；时间为5～30s；超高温瞬时灭菌温度为130～150℃，时间为3～10s。

本发明有益效果：该方法采用食用有机酸酸化水中温浸提工艺，不仅有效抑制了褐变，提高了花色苷提取率，而且防止了紫甘薯淀粉的糊化；采用过滤或离心等工艺实现固液分离后，残渣可用于生产淀粉及膳食纤维等；提取液经加热灭酶后，采用果胶酶或壳聚糖进行絮凝澄清，除去紫甘薯汁中大部分果胶、蛋白质等高分子化合物；絮凝并粗滤后的紫甘薯汁采用超滤技术进行过滤，除去残余的高分子化合物，有效防止澄清液的后浑浊；通过对工艺的优化，本发明不仅有效防止了生产过程中的褐变现象，而且提取率高、产品无后浑浊、提取过程可避免淀粉糊化，利于紫甘薯的综合利用。

附图说明

图1为紫甘薯澄清汁的生产工艺示意图。

虚箭头表示残渣1中色素残留情况，如有必要可以多次反复浸提。

具体实施方式

实施例1：

以新鲜紫甘薯为原料，经清洗后，按料液体积比1∶0.5加入0.4％的柠檬酸酸化水进行打浆，然后再采用0.4％柠檬酸酸化水按浆液体积比为1∶1对紫甘薯浆料浸提，缓慢搅拌混合物于65℃保温40min，以400目滤布过滤，残渣用于提取紫甘薯淀粉，滤液加热至95℃保温3min，得粗提取液，迅速冷却至55℃以下；按10mL果胶酶/吨粗提液的用量添加果胶酶，果胶酶活力≥100万U/mL，缓慢搅拌保温1h，4200rpm×10min离心取上清液，上清液采用截留分子量为200000的陶瓷膜，在压力为0.2MPa、通量为25L/(m²·h)条件下超滤，然后采用截留分子量为200的纳滤设备于压力为0.5MPa、通量为12L/(m²·h)条件下浓缩至12°Brix，经真空蒸发(温度为50℃，真空度为0.098MPa)，浓缩至60°Brix，于92℃巴氏灭菌30s后进行无菌灌装。所得浓缩澄清汁花色苷提取率为71.6％，于4℃贮存半年无后浑浊现象。

实施例2：

以新鲜紫甘薯为原料，经清洗后，按料液体积比1∶2加入1.0％的柠檬酸酸化水进行打浆，然后再采用0.4％柠檬酸酸化水按浆液体积比为1∶4对紫甘薯浆料浸提，采用平转式逆流浸提器缓慢搅拌混合物于50℃保温30min，以卧螺式离心机3800rpm离心，残渣用于提取紫甘薯淀粉，滤液加热至85℃保温5min得粗提取液，迅速冷却至常温条件下；按100g壳聚糖/吨粗提液的用量添加95％脱乙酰度的壳聚糖(因壳聚糖不易直接溶解于粗提液，故用前需要采用软化水将其配置成质量百分比浓度约1％的壳聚糖溶液，且配置时需添加食用酸调节软化水至pH3.0以下，使用时以计量泵泵入)；搅拌均匀后常温条件下静置30min，采用10层孔径为10μm的不锈钢板框滤膜，于0.35MPa压力条件下过滤，上清液采用截留分子量为100000的陶瓷膜，在压力为0.8MPa、通量为75L/(m²·h)条件下超滤，然后采用截留分子量为150的纳滤设备于压力为1.5MPa、通量为90L/(m²·h)条件下浓缩至12°Brix，经真空蒸发(温度为55℃，真空度为0.098MPa)，浓缩至70°Brix，于135℃高温短时灭菌15s后进行无菌灌装。所得浓缩澄清汁花色苷提取率为93.1％，于4℃贮存半年无后浑浊现象。

实施例3：

以新鲜紫甘薯为原料，经清洗后，按料液体积比1∶0.4加入1.0％的柠檬酸酸化水进行打浆，然后再采用0.4％柠檬酸酸化水按浆液体积比为1∶0.8对紫甘薯浆料浸提，采用平转式逆流浸提器缓慢搅拌混合物于70℃保温20min，以卧螺式离心机6000rpm离心，残渣用于提取紫甘薯淀粉，滤液加热至90℃保温2min，得粗提取液，迅速冷却至55℃以下；按20mL果胶酶/吨粗提液的用量添加果胶酶，果胶酶活力≥100万U/mL，缓慢搅拌保温40min，采用孔径为5μm的陶瓷微滤膜，于压力为0.1MPa，通量为20L/(m²·h)条件下微滤，上清液采用截留分子量为60000的陶瓷膜，在压力为1.0MPa、通量为50L/(m²·h)条件下超滤，然后采用截留分子量为100的纳滤设备于压力为1.0MPa、通量为60L/(m²·h)条件下浓缩至10°Brix，经真空蒸发(温度为60℃，真空度为0.098MPa)，浓缩至40°Brix，于150℃超高温瞬时灭菌5s后进行无菌灌装。所得浓缩澄清汁花色苷提取率为87.1％，于4℃贮存半年无后浑浊现象。

Claims (8)

1.一种紫甘薯澄清汁的生产方法，其特征在于：

(1)将紫甘薯清洗、打浆；

(2)采用有机酸体积百分比浓度为0.3～2.0％的食用有机酸酸化水于40℃～70℃温度下对紫甘薯浆料浸提20～120min，其中紫甘薯浆料与食用有机酸酸化水的体积比为1∶0.5～1∶5；

(3)浸提后固液分离获得提取液和残渣，提取液在85～95℃条件下灭酶1～5min，冷却后采用絮凝剂进行絮凝澄清；

(4)絮凝后的溶液依次经粗滤、超滤进行净化，然后在45～70℃，真空度为0.098MPa的条件下真空蒸发或纳滤膜预浓缩后真空蒸发进行浓缩；

(5)对浓缩后的溶液进行杀菌，从而得到紫甘薯澄清汁；

步骤(3)所述絮凝剂为果胶酶或壳聚糖，当其为果胶酶时用量为5～50mL/吨，果胶酶活力≥100万U/mL，操作温度为40～65℃，时间为30～120min；当其为壳聚糖时，脱乙酰度为75％～95％，其用量为50～500g/吨，操作温度为10～60℃，时间为15～120min。

2.根据权利要求1所述的紫甘薯澄清汁的生产方法，其特征在于：步骤(1)所述打浆的过程中加入有机酸体积百分比浓度为0.3％～2.0％的食用有机酸酸化水，其中紫甘薯与食用有机酸酸化水的体积比为1∶0.5～1∶5。

3.根据权利要求1或2所述的紫甘薯澄清汁的生产方法，其特征在于：所述食用有机酸酸化水中的有机酸为柠檬酸、苹果酸、乳酸、酒石酸和乙酸中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的紫甘薯澄清汁的生产方法，其特征在于：所述固液分离采用卧螺式离心机连续处理，其转速为3000～6000rpm。

5.根据权利要求1所述的紫甘薯澄清汁的生产方法，其特征在于：所述粗滤为离心、板框过滤或微滤。

6.根据权利要求1所述的紫甘薯澄清汁的生产方法，其特征在于：所述超滤过程中超滤膜的截留分子量为60000～200000，操作压力为0.1～1.0Mpa，通量为10～100L/(m²·h)。

7.根据权利要求1所述的紫甘薯澄清汁的生产方法，其特征在于：所述纳滤膜截留分子量为100～500，操作压力为0.5～1.5MPa，操作温度30～50℃，纳滤通量为10～100L/(m²·h)。

8.根据权利要求1所述的紫甘薯澄清汁的生产方法，其特征在于：步骤(5)得到的紫甘薯澄清汁的浓度为40～70°Brix。

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