一种高倍芦荟凝胶干粉的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高倍芦荟凝胶干粉的制备方法,属于植物加工技术领域。
背景技术
芦荟属于富营养化的植物,在加工过程中,容易受生产环境和温度影响而发酵变质。研究、开发高效、稳定的高倍芦荟凝胶浓缩汁的制备、干燥技术,已成为全球芦荟加工行业的发展方向。但用现有的芦荟凝胶浓缩工艺获得的芦荟凝胶浓缩汁,其中的可溶性固体含量只能达到7%左右,难于获得可溶性固体(质量)含量达到30%以上的高倍芦荟凝胶浓缩汁,并且在冻干过程中,因可溶性固体含量低,含水量多,干燥过程需要升华的水分多,不仅干燥周期长,能耗大,同时,由于可溶性固体含量低,冻干得到的固体物质较少,故而导致成本升高,难于满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高倍芦荟凝胶干粉的制备方法,使芦荟凝胶浓缩汁可固含量达到30%以上,以满足市场对高倍芦荟凝胶浓缩汁产品的需求和降低冻干成本。
本发明通过下列技术方案完成:一种高倍芦荟凝胶干粉的制备方法,其特征在于经过下列步骤:
A.将采收的芦荟叶片,经清洗、去边刺及皮后,粉碎榨汁,然后杀菌,得芦荟凝胶粗汁;
B、按30~50mL/吨芦荟凝胶粗汁的添加量,在步骤A所得芦荟凝胶粗汁中加入果胶酶,再按芦荟凝胶粗汁质量的0.2~0.4%,加入活性炭,同时加入芦荟凝胶粗汁质量的0.1~0.2%的硅藻土,搅拌30~40min进行酶解、脱色,过滤去渣去除芦荟纤维、活性炭、硅藻土等滤渣,对滤液进行杀菌后,自然冷却至20℃以下,得澄清芦荟凝胶原汁;
C、用过滤孔径为20u的钛棒过滤器,对步骤B所得澄清液进行粗过滤,得到粗滤液;
D、用过滤孔径为0.3u的微滤膜,对步骤C所得粗滤液进行过滤,得到澄清无菌的芦荟凝胶滤液;
E、用反渗透膜对步骤D所得澄清无菌的芦荟凝胶滤液进行浓缩,得到可溶性固体含量为7~8%的低倍芦荟凝胶浓缩汁;
F、将步骤E的低倍芦荟凝胶浓缩汁,经常规低温真空浓缩,得到可溶性固体含量为30%以上的芦荟凝胶高倍浓缩汁;
G、将步骤F所得的芦荟凝胶高倍浓缩汁,进行常规冷冻干燥后,即得高倍芦荟凝胶干粉。
所述步骤A的清洗为:一次清洗、刷洗、消毒清洗、二次清洗。
所述步骤A和B的杀菌是常规的超高温瞬时灭菌,其中,步骤A的杀菌,是为了防止粉碎榨汁后的芦荟浆变质和褐变;步骤B的杀菌,是对芦荟汁进行灭酶处理。
所述步骤B的果胶酶、活性炭、硅藻土为市购工业级或食品级产品。
所述步骤C、D、E中的钛棒过滤器、微滤膜、反渗透膜均为市购产品。
所述步骤E中用反渗透膜进行浓缩是在20~30℃、1.5~2.5MPa下,以膜通量为500~2000kg/h进行浓缩。
所述步骤F的低温真空浓缩是在20~25℃时对芦荟凝胶汁进行真空浓缩,以蒸发除去芦荟凝胶汁中的水份。
由于芦荟凝胶含水量在99.5%以上,按步骤B制得的芦荟凝胶原汁其可溶性固体含量只有0.5%,采用上述方案,使用微滤膜澄清除菌、反渗透膜浓缩可在常温条件下实现连续过滤、浓缩,并在不需要添加任何助剂的情况,使芦荟凝胶汁完成初级浓缩,其可溶性固体含量为7~8%;按步骤E制得的芦荟凝胶浓缩汁在通过低温真空浓缩后,制得高倍芦荟凝胶浓缩汁,既保证了芦荟凝胶浓缩生产过程的加工卫生以及缩短生产周期,又降低了浓缩成本,获得了可溶性固体含量达30%以上的芦荟凝胶浓缩汁和成本较低的200︰1的芦荟凝胶干粉(所述200︰1的芦荟凝胶干粉是指:200kg芦荟凝胶原汁,可浓缩得到1kg凝胶干粉,故称为200︰1的芦荟凝胶干粉),完全能够满足市场对高倍芦荟浓缩汁和200︰1芦荟凝胶冻干粉产品的需求。
利用膜生产芦荟凝胶浓缩汁,通量较好,能去除大部分水分;但用膜浓缩芦荟凝胶汁有一个平衡点(即浓缩汁可固含量为7~8%),超过平衡点,浓缩过程生产成本迅速增高、生产效率大幅降低;造成的结果:生产周期长,物料变质;为了提高可固,必须加大投料量,同时提高膜压力,对膜芯的损伤较大,缩短膜芯的使用寿命;另外,即使加大投料量和提高膜压力,其浓缩汁可固也只能达到10%左右,10%以上的可固无法浓缩。且利用低温真空浓缩技术,物料粘稠不影响浓缩过程,浓缩可固可达到30%以上。如果可固在30%以上,对于冻干成本的降低非常有利,相同的进料,其冻干的干物质收率增加3倍以上,生产时间缩短,所以其冻干的总成本将降低很多。
本发明与现有技术相比具有下列优点和积极效果:
(1)能耗少;
(2)在膜浓缩过程中,不需要外加溶剂和溶质,可以节省原材料,减少产品被污染及残留的可能性;
(3)在膜浓缩过程中,物质在分离的同时,被浓缩、纯化;
(4)对热敏物质如芦荟中的活性酶、蒽醌甙类物质可以在常温下进行分离、分级、浓缩;
(5)膜分离工艺适应性强,操作维护方便,易于自动化控制;
(6)低温真空浓缩不但能提高可固浓度,还不改变物质的色泽,且完全保留有效成分;
(7)冷冻干燥后芦荟凝胶高倍浓缩汁的体积不变,疏松多孔,能基本保持原有的形、色、味和营养成份,并且复水性极好。
具体实施方式
下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容,但这些实例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
A.将采收的芦荟叶片,经一次清洗、刷洗、消毒清洗、二次清洗、去边刺及皮后,粉碎榨汁,然后经常规的超高温瞬时灭菌,得芦荟凝胶粗汁27吨;
B、按30mL/吨芦荟凝胶粗汁的添加量,在步骤A所得芦荟凝胶粗汁中加入市购食品级果胶酶810mL,再按芦荟凝胶粗汁质量的0.2%,加入市购食品级活性炭54kg,同时加入芦荟凝胶粗汁质量的0.1%的市购食品级硅藻土27kg,搅拌40min进行酶解、脱色,过滤去渣去除芦荟纤维、活性炭、硅藻土等滤渣,对滤液进行经常规的超高温瞬时灭菌后,自然冷却至20℃以下,得澄清芦荟凝胶原汁;
C、用过滤孔径为20u的市购钛棒过滤器,对步骤B所得澄清液进行粗过滤,得到粗滤液;
D、用过滤孔径为0.3u的市购微滤膜,对步骤C所得粗滤液进行过滤,得到澄清无菌的芦荟凝胶滤液;
E、用市购反渗透膜对步骤D所得澄清无菌的芦荟凝胶滤液在20℃、1.5MPa下,以膜通量为2000kg/h进行浓缩,得到可溶性固体含量为7%的低倍芦荟凝胶浓缩汁1870kg;
F、将步骤E的低倍芦荟凝胶浓缩汁,在22℃时对芦荟凝胶汁进行常规低温真空浓缩,得到可溶性固体含量为31%的芦荟凝胶高倍浓缩汁337kg;
G、将步骤F所得的芦荟凝胶高倍浓缩汁,进行常规冷冻干燥后,即得高倍芦荟凝胶干粉104.47kg。
该方法制得的芦荟凝胶干粉得率是低可固的4倍,冻干成本至少可节约50%以上。
实施例2
A.将采收的芦荟叶片,经一次清洗、刷洗、消毒清洗、二次清洗、去边刺及皮后,粉碎榨汁,然后经常规的超高温瞬时灭菌,得芦荟凝胶粗汁32.2吨;
B、按40mL/吨芦荟凝胶粗汁的添加量,在步骤A所得芦荟凝胶粗汁中加入市购工业级果胶酶1288mL,再按芦荟凝胶粗汁质量的0.3%,加入市购工业级活性炭96.6kg,同时加入芦荟凝胶粗汁质量的0.2%的市购工业级或食品级硅藻土64.4kg,搅拌35min进行酶解、脱色,过滤去渣去除芦荟纤维、活性炭、硅藻土等滤渣,对滤液进行经常规的超高温瞬时灭菌后,冷却至20℃以下,得澄清芦荟凝胶原汁;
C、用过滤孔径为20u的市购钛棒过滤器,对步骤B所得澄清液进行粗过滤,得到粗滤液;
D、用过滤孔径为0.3u的市购微滤膜,对步骤C所得粗滤液进行过滤,得到澄清无菌的芦荟凝胶滤液;
E、用市购反渗透膜对步骤D所得澄清无菌的芦荟凝胶滤液在22℃、2MPa下,以膜通量为1500kg/h进行浓缩,得到可溶性固体含量为7.5%的低倍芦荟凝胶浓缩汁2030kg;
F、将步骤E的低倍芦荟凝胶浓缩汁,在25℃时对芦荟凝胶汁进行常规低温真空浓缩,得到可溶性固体含量为30%的芦荟凝胶高倍浓缩汁500.5kg;
G、将步骤F所得的芦荟凝胶高倍浓缩汁,进行常规冷冻干燥后,即得高倍芦荟凝胶干粉150.15kg。
实施例3
A.将采收的芦荟叶片,经一次清洗、刷洗、消毒清洗、二次清洗、去边刺及皮后,粉碎榨汁,然后经常规的超高温瞬时灭菌,得芦荟凝胶粗汁40吨;
B、按50mL/吨芦荟凝胶粗汁的添加量,在步骤A所得芦荟凝胶粗汁中加入市购食品级果胶酶2000mL,再按芦荟凝胶粗汁质量的0.4%,加入市购食品级活性炭160kg,同时加入芦荟凝胶粗汁质量的0.15%的市购工业级或食品级硅藻土60kg,搅拌30min进行酶解、脱色,过滤去渣去除芦荟纤维、活性炭、硅藻土等滤渣,对滤液进行经常规的超高温瞬时灭菌后,冷却至20℃以下,得澄清芦荟凝胶原汁;
C、用过滤孔径为20u的市购钛棒过滤器,对步骤B所得澄清液进行粗过滤,得到粗滤液;
D、用过滤孔径为0.3u的市购微滤膜,对步骤C所得粗滤液进行过滤,得到澄清无菌的芦荟凝胶滤液;
E、用市购反渗透膜对步骤D所得澄清无菌的芦荟凝胶滤液在30℃、2.5MPa下,以膜通量为500kg/h进行浓缩,得到可溶性固体含量为8%的低倍芦荟凝胶浓缩汁3159kg;
F、将步骤E的低倍芦荟凝胶浓缩汁,在20℃时对芦荟凝胶汁进行常规低温真空浓缩,得到可溶性固体含量为35%的芦荟凝胶高倍浓缩汁673.9kg;
G、将步骤F所得的芦荟凝胶高倍浓缩汁,进行常规冷冻干燥后,即得高倍芦荟凝胶干粉210.6kg。