CN103462140A - 一种低频超声波辅助对浓缩杨梅汁进行脱糖和降酸的方法 - Google Patents

Abstract

一种低频超声波辅助对浓缩杨梅汁进行脱糖和降酸的方法，属于食品加工技术领域。本发明过程为：（1）原料预处理：将-18℃贮藏的浓缩杨梅汁常温避光隔氧解冻后，用蒸馏水稀释；（2）低频超声波辅助脱糖处理：稀释杨梅汁与85%-95%乙醇溶液按一定比例进行混合、超声处理、及系列后处理得到脱去部分多糖的脱糖杨梅汁；（3）化学法与低频超声波联合降酸处理：向脱糖杨梅汁加入一定量的化学降酸剂摇匀、低频超声处理，冷藏静置，离心，过滤除沉淀；得总糖脱除率为48%～52%，总酸脱出率为45%以上的脱味杨梅汁产品。本发明具有杨梅汁色素保存率高、操作简便、生产周期短、成本低、生产过程安全、脱糖降酸效果显著且效率高、易于工业化批量生产等优点。

Description

一种低频超声波辅助对浓缩杨梅汁进行脱糖和降酸的方法

技术领域

一种低频超声波辅助对浓缩杨梅汁进行脱糖和降酸的方法，属于食品加工技术领域。

背景技术

杨梅，主要分布在我国长江流域以南，以浙江、江苏、福建等省为主要产区，素有“江南珍品”之称。杨梅果实风味独特，酸甜可口，而且具有很高的营养保健价值。除了含有丰富的碳水化合物，还含有丰富的花色素和类黄酮成分，具有较强的抗氧化和抗衰老作用，杨梅自古以来被劳动人民用于食疗。近代医学进一步证实杨梅具有抗菌、抗肿瘤、防止便秘等症的功效，同时对高血压、心血管病等具有一定的疗效。

目前，杨梅的加工产品主要有杨梅果脯、杨梅凉果、杨梅罐头、杨梅酒和杨梅汁等，国内外还未见关于脱糖降酸的杨梅汁的研究报道。脱糖降酸后的杨梅汁富含花色苷，不含任何风味和异味，在不同pH环境下可以显示不同颜色，可以直接代替其他色素加入其他产品中，如加入葡萄酒中不仅可以防止褐变和改善色泽，而且具有保健价值；还可以作为进一步提炼天然杨梅红色素的原料，可以广泛应用于食品、医药、化妆品等行业。

杨梅中糖类物质主要有葡萄糖和果糖，还有其他醇不溶性多糖类。糖具有甜味，且提供能量，加入其他产品时会影响被加产品配方中甜味成分的比例，还会增加热量；再者糖分具有吸湿性，影响贮藏性，所以有必要先对原料进行脱糖研究；同时为了可以广泛应用于其他产品中，也需要对其酸味进行脱除，但考虑到杨梅花色苷的稳定性对环境pH值变化较敏感，在不同的pH值下显示不同的颜色，又实际应用中主要可接受的颜色为红色到深紫色，当环境pH值在8.0以上时，颜色则变为蓝色甚至绿色，所以只需降低浓缩杨梅汁的部分有机酸。

超声技术具有简单、快速、高效的特点，用于多糖提取工艺，较传统溶剂浸提法，提取溶剂用量小，成本低，收率高。在食品加工中的应用越来越引起人们的注意。其原理是超声波可在液体中产生空化作用，产生的冲击波和射流可破坏植物细胞和细胞膜结构，从而增加细胞内容物通过细胞膜的穿透能力，有利于色素萃取和多糖提取，同时可以避免高温对有效成分花色苷等的破坏。

目前已知的降低果汁或果酒中有机酸方法有很多种，主要有生物降酸法、化学降酸法和物理降酸法，其中使用比较广泛的是化学降酸法。化学降酸虽然会对产品的口感产生不良影响，但化学试剂成本低、降酸效果显著，操作比较简单，本发明将低频超声波与化学降酸法联合进行降酸，由于超声波的振动等作用，破坏了有机酸与其他物质的结合，同时加速了化学降酸剂与杨梅汁中有机酸的中和或成盐反应，从而起到超声辅助加速降酸的效果，此技术尚未见报道，用于杨梅汁的降酸也未见报道。

关于超声波辅助提取多糖方面的专利文献有所报道，比如：白长财等公开了“一种超声波提取枸杞多糖的方法”（中国专利申请号201310064500.7），采用超声波功率90W，处理30min，提取2次，用95%乙醇沉淀，固形物依次用95%乙醇、无水乙醇、丙酮洗涤，50℃真空干燥得到枸杞多糖粗粉；赵兵等公开了 “一种龙眼、荔枝多糖超声强化提取及其纯化方法”（中国专利申请号200610011689.3），采用超声波功率100-1800W，占空比为10%-90%的条件提取5-50min，再经浓缩、絮凝、乙醇沉淀、干燥得到粗多糖，提取时间较传统法从4h减少到0.5h左右。刘东锋等公开了“一种沙葱多糖的方法”（中国专利申请号201110226581.7），采用超声频率为25-35KHz提取10-30min，或微波功率500-800W，提取5-10min，提取液经浓缩、95%乙醇沉淀、干燥得到粗多糖。

以上发明是关于超声波辅助提取多糖的报道，最终产品为多糖成品或半成品，而本发明是将浓缩杨梅汁中的多糖及蛋白质等杂质去除，欲得到富含杨梅色素的产品，操作过程需要考虑温度、超声波功率及处理时间等方面的问题。超声处理的实质相同，但操作参数不同，最终目的也不同。

关于果汁果酒降酸的报道如：王治同等公开了“越桔酒的生物降酸方法”（中国专利申请号200810187532.5），采用普通果酒酿造工艺先制出越桔原酒，然后采用粟酒裂殖酵母发酵，进行生物降酸，改善了越桔酒的口感质量，使越桔果中的有效成分进入越桔酒中，但生物降酸也需要调节酵母发酵所适宜的环境条件（如有氧条件），容易造成生物活性成分的损失，且操作麻烦，不易控制，微生物发酵过程中还会引入其他杂质。鲁长征等公开了“一种沙棘原汁的微生物降酸方法”（中国专利申请号200910216297.4），采用苹果酸-乳酸发酵大幅度降低了原汁中苹果酸的含量，但该法仅仅降低了苹果酸的含量，同样存在生物降酸需要适宜环境（如有氧条件），容易造成生物活性成分的损失，也不经济，操作控制不易等问题。相关降酸文献如“山楂汁树脂降酸的研究”（宋继萍，硕士论文），采用离子交换树脂法降低山楂汁中的有机酸，尽管综合考虑后得出最佳工艺条件，主要有机酸柠檬酸含量降到了一定程度，达到了降酸效果，但山楂汁的有效活性成分黄酮仍有所损失。杨梅汁中的黄酮含量也较高，所以本发明未采取离子交换树脂，而是采用低频超声波联合化学法降酸，不仅提高了活性成分的溶出，还减少了有益成分的损失。“橙汁降酸工艺技术研究”（杨维军，硕士论文），研究了离子交换树脂法和电渗析法降酸，均达到了一定的降酸效果也未引入其他化学杂质，对橙汁的品质影响较小，但两者都较麻烦耗时，影响因素较多，有些活性成分还有所损失，对设备等要求也较高，例如电渗析的离子交换膜价格昂贵，降酸需要消耗碱，消耗能量，成本较高，流速和电流密度对电渗析过程的影响以及膜的寿命都是选择电渗析需要考虑的重点。“木瓜干酒降酸技术研究”（硕士论文），分别研究了采用物理、化学、离子交换树脂和微生物方法降低木瓜干酒的酸度，通过四种降酸方法的比较，得出生物降酸法（苹果酸-乳酸发酵降酸法）是最佳的降酸方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过超声波辅助脱糖和化学降酸剂与低频超声波联合降酸的方法，涉及食品加工技术领域。

本发明的技术方案：一种低频超声波辅助对浓缩杨梅汁进行脱糖和降酸的方法，主要过程为：

（1）原料预处理：将-18℃下贮藏的浓缩杨梅汁常温避光隔氧解冻后，用蒸馏水稀释20～35倍；

（2）低频超声波辅助脱糖：稀释杨梅汁与质量浓度为85%～95%乙醇溶液按一定比例（110～200mL/30mL稀释杨梅汁）进行混合、搅拌均匀、低频超声处理（超声波频率20-25KHz，功率为200～450W，超声处理时间为20～45min）、离心得上清、醇沉5～8h、醇沉处理是使醇不溶性多糖沉淀，冷冻离心【冷冻离心转速为4000～5000rpm，冷冻离心温度为4℃，冷冻离心是防止高温对杨梅汁花色苷产生破坏】、收集上清液；相同条件下滤渣重复提取2次、合并滤液、减压浓缩、回收乙醇试剂、得到脱去部分多糖的脱糖杨梅汁；

（3）化学法与低频超声波联合降酸处理：向步骤（2）中的脱糖杨梅汁加入一定量的化学降酸剂（如碳酸钠的添加量为0.12～0.20g/100mL脱糖杨梅汁，碳酸钾的添加量为0.4～0.6g/100mL脱糖杨梅汁，碳酸钙的添加量为1.5～2.5g/100mL脱糖杨梅汁，碳酸氢钾的添加量为0.2～0.35g/100mL脱糖杨梅汁，碳酸钠与碳酸氢钾的混合物（碳酸钠︰碳酸氢钾质量比为1︰2），其添加量为0.2～0.3g/100mL脱糖杨梅汁），化学降酸剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碳酸氢钠、碳酸氢钾之一种或几种；摇匀、20-30KHz的低频超声波、超声波功率为100-750 W、处理15-20min、4℃冰箱静置4-6h、离心、过滤除沉淀。

企业提供的浓缩杨梅汁的基本制作流程为：原料验收，进料，挑选，清洗，去核打浆，储罐暂存，分离，储罐暂存，杀菌，真空浓缩，成品罐暂存，过滤吸附，计量灌装，急冻冻藏（-18℃）；浓缩杨梅汁参数如下：总酸含量高达431g/L，以柠檬酸计；浓缩杨梅汁的可溶性固形物含量达57.2Brix；浓缩杨梅汁的色差值如下：L=21.02±0.89、a*=2.31±0.08、b*=1.31±0.02；

本发明的有益效果： 

1、操作工艺简单、杨梅汁花色苷保存率较高，所需设备简单，试剂廉价，综合成本较低，生产过程安全，易于工业化批量生产；

2、基于低频超声波联合的技术，脱糖和降酸效果显著。

具体实施方式

实施例1：一种采用低频低功率超声波对浓缩杨梅汁进行脱糖和降酸生产脱味杨梅汁的方法

将-18℃下贮藏的浓缩杨梅汁常温避光隔氧解冻后，用蒸馏水稀释20倍后，与95%乙醇溶液按200mL/30mL稀释杨梅汁的比例进行混合，搅拌均匀，于超声波频率20KHz，功率为250W下，超声处理30min，以转速5000rpm离心得上清液、醇沉6h、以转速5000rpm离心、收集上清液；相同条件下滤渣重复提取2次，合并滤液，旋转蒸发仪进行减压浓缩、回收乙醇试剂、并得到脱去部分多糖的脱糖杨梅汁；再向脱糖的杨梅汁加入碳酸钠，添加量为0.20g/100mL脱糖杨梅汁，摇匀、用20KHz低频超声波（超声低功率为100W）处理15min、于4℃的冰箱静置4h，离心、过滤除沉淀，得到总糖脱除率为48%，脱酸率为45%的脱味杨梅汁。

实施例2：一种采用低频中功率超声波辅助对浓缩杨梅汁进行脱糖和降酸生产脱味杨梅汁的方法

将-18℃下贮藏的浓缩杨梅汁常温避光隔氧解冻后，用蒸馏水稀释30倍后，与95%乙醇溶液按150mL/30mL稀释杨梅汁的比例进行混合，搅拌均匀，于超声波频率25KHz，功率为300W下，超声处理35min，以转速5000rpm离心得上清液、醇沉7h、以转速5000rpm离心、收集上清液；相同条件下滤渣重复提取2次，合并滤液，旋转蒸发仪进行减压浓缩、回收乙醇试剂、并得到脱去多糖的脱糖杨梅汁；再向脱糖的杨梅汁加碳酸钾，其添加量为0.5g/100mL脱糖杨梅汁，摇匀、用25KHz低频超声波（超声中功率为400W）处理15min、于4℃的冰箱静置4h，离心、过滤除沉淀，得到总糖脱除率为50%，脱酸率为48%左右的脱味杨梅汁。

实施例3：一种采用低频高功率超声波辅助对浓缩杨梅汁进行脱糖和降酸生产脱味杨梅汁的方法

将-18℃下贮藏的浓缩杨梅汁常温避光隔氧解冻后，用蒸馏水稀释20倍后，与90%乙醇溶液按200mL/30mL稀释杨梅汁的比例进行混合，搅拌均匀，于超声波频率20KHz，功率为400W，超声处理35min，以转速5000rpm离心得上清液、醇沉8h、以转速5000rpm离心、收集上清液；相同条件下滤渣重复提取2次，合并滤液，旋转蒸发仪进行减压浓缩、回收乙醇试剂、并得到脱去多糖的浓缩杨梅汁；再向脱糖的杨梅汁添加碳酸氢钾，其添加量为0.35g/100mL脱糖杨梅汁、摇匀、用30KHz低频超声波（超声高功率为750W）处理15min、于4℃的冰箱静置4h，离心、过滤除沉淀，得到总糖脱除率为48%，脱酸率为50%左右的脱味杨梅汁。

Claims (1)

1.一种低频超声波辅助对浓缩杨梅汁进行脱糖和降酸的方法，其特征在于过程为：

（1）原料预处理：将-18℃下贮藏的浓缩杨梅汁常温避光隔氧解冻后，用蒸馏水稀释20～35倍；

浓缩杨梅汁参数如下：总酸含量高达431g/L，以柠檬酸计；浓缩杨梅汁的可溶性固形物含量达57.2Brix；浓缩杨梅汁的色差值如下：L=21.02±0.89、a*=2.31±0.08、b*=1.31±0.02；

（2）低频超声波辅助脱糖：稀释杨梅汁与质量浓度为85%～95%乙醇溶液按一定比例进行混合，乙醇溶液添加量为110～200mL/30mL稀释杨梅汁，搅拌均匀，低频超声处理、离心得上清、醇沉、冷冻离心、收集上清液；相同条件下滤渣重复提取2次，合并滤液，减压浓缩、回收乙醇试剂、得到脱去部分多糖的脱糖杨梅汁； 

低频超声处理的条件为：超声波频率20-25KHz，超声波功率为200～450W，超声处理时间为20～45min；

醇沉处理的条件为：醇沉时间为5～8h；

冷冻离心转速为4000～5000rpm，冷冻离心温度为4℃；

（3）化学法与低频超声波联合降酸处理：向步骤（2）中的脱糖杨梅汁加入一定量的化学降酸剂，摇匀、低频超声波加速降酸处理、冷藏静置，离心、过滤除沉淀；

化学降酸剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碳酸氢钠、碳酸氢钾之一种或几种；碳酸钠的添加量为0.12～0.20g/100mL脱糖杨梅汁，碳酸钾的添加量为0.4～0.6g/100mL脱糖杨梅汁，碳酸钙的添加量为1.5～2.5g/100mL脱糖杨梅汁，碳酸氢钾的添加量为0.2～0.35g/100mL脱糖杨梅汁，碳酸钠与碳酸氢钾的混合物，碳酸钠︰碳酸氢钾质量比为1︰2，其添加量为0.2～0.3g/100mL脱糖杨梅汁；

低频超声波加速降酸处理条件为：超声波频率为20-30KHz，超声波功率为100-750 W，处理时间为15-20min；

低频超声与化学降酸剂联合处理后，将液体于4℃冰箱放置4-6h、离心、过滤除沉淀。