CN103519189B - 利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法，将含乙醇的碱性电解水作为溶剂预处理螺旋藻粉，料液比为1:10-20，然后对样品进行超声处理，离心，得到上清液和沉淀分别作为食品营养强化剂，该制剂基本脱掉了螺旋藻的腥味，其色泽有了较大变化，适合于食品添加，大幅度拓展了螺旋藻的应用范围，突破了螺旋藻只能作为片剂和胶囊的保健品的局限，有效补充了发酵类、油炸类食品和果蔬汁的营养价值。螺旋藻本身具有生长迅速、产量大、富含各种营养成份等优势，有效降低了其作为营养强化剂的成本，改善了我国传统膳食的营养组成，并提高其经济效益。

Description

利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法
技术领域
本发明涉及食品加工领域，具体地说，涉及一种全面高效利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法。
背景技术
螺旋藻属蓝藻类，呈墨绿色，因藻丝体呈螺旋形得名，其细胞长度不到1毫米，是地球上最早出现的原始生物之一，在上世纪六十年代才被真正发现和开始研究。现代营养学家称之为“人类营养的微型宝库”，联合国粮食与农业组织（FAO）誉之为“二十一世纪最理想和最完美的食品”。
蛋白质是维持人类生命的基本“元素”，螺旋藻植物蛋白质含量高达60-70%，相当于牛肉的3倍，包含全部8种人体所需又无法自身合成的氨基酸，是最理想的蛋白质天然宝库。螺旋藻中维生素的含量极为丰富，包括维生素B1、B2、B3、B6、B12、E和A，其中β-胡萝卜素的含量丰富为所有食物之冠，比胡萝卜的含量还要高出10倍。螺旋藻中富含钙、磷、镁、铁等矿物质，其中铁的含量比一般丰富铁质食物高12倍，是含铁质量最丰富的食物。叶绿素含量极为丰富，为普通蔬菜含量的10倍以上。螺旋藻中γ-亚麻酸的含量在目前所有天然食品中最高，并且在天然食品中能被人体直接吸收的γ－亚麻酸只存在于母乳和螺旋藻中。
我国螺旋藻产业化始于20世纪80年代末，经过20多年的发展和壮大，近年来，全国藻粉年产量已达数千吨，大多数以原料出口，所谓的螺旋藻深加工主要是将藻粉压制成片剂或制成胶囊，并未在食品领域中广泛应用，重要原因就是螺旋藻粉具有腥味和浓重的深绿色，直接添加到食品里达不到“色香味”的要求，而目前脱腥和脱色技术又十分不成熟，阻碍了螺旋藻深加工和下游产品的开发，造成了目前螺旋藻产品单一，无法走向百姓餐桌，市面上少有螺旋藻产品知名品牌，大大降低了其食用价值，经济效益低下。
将螺旋藻作为食品营养强化剂的预处理方法成为螺旋藻得到广泛应用的瓶颈，该方法在现有技术的基础上，进行了大量的比较研究，从而获得一种行之有效的、易于操作、绿色环保的预处理螺旋藻藻粉的方法，并且没有废弃物，资源得到了最大程度的利用。这样瓶颈技术的突破，对于螺旋藻的开发利用和深加工、走向百姓餐桌、提高人民生活和健康水平、盐碱土地的利用、相对增加我国粮食产量、振兴当地经济和西部大开发都具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种全面高效利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法。
为了实现本发明目的，本发明的一种利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法，包括以下步骤：
1）将含38-42%（优选40%）乙醇的碱性电解水作为溶剂预处理螺旋藻粉，料液比为1:10-20，混合均匀，得到预处理液；
2）将上述预处理液进行超声处理后离心，得到上清液和沉淀分别作为食品营养强化剂。
其中，，步骤1）中所述碱性电解水的制备方法为：将1g/L的NaCl溶液在电解水发生器中电解1min，即得pH9的碱性电解水，然后向pH9的电解水中加入无水乙醇使其浓度为40%，即得。
步骤1）中用碱性电解水预处理螺旋藻粉的时间为20-30min。
步骤2）中采用的超声频率为21kMHz，700W，超声时间18-22min（优选20min）。
步骤2）中离心转速为4000-6000r/min（优选5000r/min），离心时间20-25min（优选20min）。
本发明还提供一种螺旋藻营养果蔬汁，将按照上述方法制备的上清液与果蔬汁按3:7-7:3的体积比混合调制而成。
本发明还提供一种螺旋藻营养食用面粉，将按照上述方法制备的沉淀冷冻干燥制成藻粉，向面粉中加入0.5-2%的藻粉，混合即得。
具体地，本发明的全面高效利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法，包括下述步骤：
（1）将含40%乙醇的碱性电解水（pH9）作为溶剂预处理螺旋藻粉，料液比为1::20，混合均匀，得到预处理液；
（2）将步骤1）中处理完成的样品用超声细胞破碎仪处理20min，功率700W，21kMHz，然后在离心机中5000r/min离心20min，分别得到上清液和沉淀；
（3）将上清液加入果蔬汁中调制成螺旋藻营养果蔬汁；例如，上述果蔬汁为苹果汁与胡萝卜汁按3:1、2:1、1:1、1:2或1:3的体积比混合均匀，上清液加至果蔬汁中的量为30-70%，并加入白砂糖4-8%，柠檬酸0.001-0.2%进行调味，调制成螺旋藻营养果蔬汁；
（4）将步骤2）中的沉淀进行冷冻干燥制成藻粉，向面粉中添加0.8-2%的藻粉，混合后加入适量水，在32-47℃下发酵30-60min后制成螺旋藻馒头；或者，向面粉中添加0.5-2%的藻粉，混合后加入适量水，得到的混合面在130-165℃下油炸15-40s，制成螺旋藻方便面。
优选地，本发明提供的方法包括下述步骤：
（1）将含40%乙醇的碱性电解水（pH9）作为溶剂预处理螺旋藻粉，料液比为1:20，混合均匀，得到预处理液；
（2）将步骤1）中处理完成的样品用超声细胞破碎仪处理20min，功率700W，21kMHz，然后在离心机中5000r/min离心20min，分别得到上清液和沉淀；
（3）将上清液加入果蔬汁中调制成螺旋藻营养果蔬汁；所述果蔬汁为苹果汁与胡萝卜汁按3:1的体积比混合均匀，上清液加至果蔬汁中的量为60%，并加入白砂糖7%，柠檬酸0.15%进行调味，调制成螺旋藻营养果蔬汁；
（4）将步骤2）中的沉淀进行冷冻干燥制成藻粉，向面粉中添加1.2%的藻粉，混合后加入适量水，在45℃下发酵45min后制成螺旋藻馒头；或者，向面粉中添加0.5%的藻粉，混合后加入适量水，得到的混合面在150℃下油炸30s，制成螺旋藻方便面。
电解水是将稀盐溶液在电场作用下产生，而在实际应用中常在水源中添加少量无机盐类，如氯化钠或氯化钾，消耗微量能量，水分子功能团变小是碱性电解水的主要特点，由原来十几个分子的普通水变为只有六个左右水分子的小分子团的碱性电解水。由于分子团小，运动速度快，因此带有大量动能，渗透及溶解能力比普通水强。它能将细胞吸收的养分和人体内的废物排出体外，提高排毒和免疫能力，有效清除体内垃圾。碱性电解水提取率达到60%左右，与普通的碱溶生产工艺相比，具有成本低、能耗低、工艺简单等优势。
超声提取可以使得藻细胞破碎更加完全，提取率高，相较传统方法更加节省时间，提取成品的杂质少，有利于有效成分的分离纯化，工艺运行成本低廉，且操作简单易行。
将螺旋藻粉与含一定浓度乙醇的电解水混合溶解，构建一种溶解环境，即在一定pH值条件下，该溶剂能够将部分挥发的物质溶解，在后续的加工过程中，并随乙醇挥发而挥发。此外，将剩余的腥味物质随上清液和沉淀分成两部分，结果导致螺旋藻腥味大为减少，达到脱腥的目的，如果将其脱水干燥则效果更佳。
本发明提供的方法大幅度拓展了螺旋藻的应用范围，突破了螺旋藻只能作为片剂和胶囊的保健品的局限，有效补充了发酵类、油炸类食品和果蔬汁的营养价值。螺旋藻本身具有生长迅速、产量大、富含各种营养成分等优势，有效降低了其作为营养强化剂的成本，改善了我国传统膳食的营养组成，并提高其经济效益。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。
以下实施例中采用的碱性电解水的制备方法如下：
使用1g/L的NaCl溶液，在电解水发生器中电解1min，可制得pH9的碱性电解水。向pH9的电解水中加入无水乙醇使其浓度为40%，通过控制电解时间和NaCl的浓度来调节电解水的pH值。
以下实施例中采用的螺旋藻为钝顶螺旋藻，由中国科学院水生生物研究所淡水藻种库提供。实施例中的评价方法为感官评定的方法。
实施例1利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法
1）将螺旋藻粉用40%乙醇的pH9的碱性电解水处理20min，制备成料液比为1:20的悬浊液。
2）将步骤1）中处理完成的样品用超声细胞破碎仪处理20min，功率700W，21kMHz，然后在离心机中5000r/min离心20min，分别得到上清液和沉淀。
3）将步骤2）中的上清液按照30%的比例加至苹果汁与胡萝卜汁的比例为1:3的混合果汁中，并加入白砂糖4%，柠檬酸0.2%进行调味，获得的螺旋藻混和果蔬汁呈橘色，带有清香的胡萝卜味，略带苹果味，酸甜可口。
4）将步骤2）中的沉淀冷冻干燥制成藻粉，分别在面粉中分别添加2%的藻粉，加入适量水，并在35℃下发酵30min，制成的螺旋藻馒头色泽较深，有明显的藻味；在面粉中添加2%的藻粉，在165℃下油炸40s，制成的螺旋藻方便面，色泽较深，口感较脆。
实施例2利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法
1）将螺旋藻粉用40%乙醇的pH9的碱性电解水处理20min，制备成料液比为1:20的悬浊液。
2）将步骤1）中处理完成的样品用超声细胞破碎仪处理20min，功率700W，21kMHz，然后在离心机中5000r/min离心20min，分别得到上清液和沉淀。
3）将步骤2）中的上清液按照40%的比例加至苹果汁与胡萝卜汁的比例为1:1的混合果汁中，并加入白砂糖6%，柠檬酸0.001%进行调味，获得的螺旋藻混和果蔬汁呈橘黄色，颜色鲜亮，甜度较大，口感浓厚，有清香的胡萝卜味。
4）将步骤2）中的沉淀冷冻干燥制成藻粉，分别在面粉中分别添加0.8%的藻粉，加入适量水，并在45℃下发酵60min，制成的螺旋藻馒头色泽较浅，无异味，不爽口，纵剖面气孔较大且不均匀；在面粉中添加1.5%的藻粉，在130℃下油炸15s，制成的螺旋藻方便面，有较淡腥味，色泽较浅，较劲道。
实施例3利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法
1）将螺旋藻粉用40%乙醇的pH9的碱性电解水处理20min，制备成料液比为1:20的悬浊液。
2）将步骤1）中处理完成的样品用超声细胞破碎仪处理20min，功率700W，21kMHz，然后在离心机中5000r/min离心20min，分别得到上清液和沉淀。
3）将步骤2）中的上清液按照比例50%加至苹果汁与胡萝卜汁的比例为1:1的混合果汁中，并加入白砂糖7%，柠檬酸0.1%进行调味，获得的螺旋藻混和果蔬汁呈浅橘黄色，甜度较大，口感适中，酸味适中，口感较爽口，有淡淡清香味。
4）将步骤2）中的沉淀冷冻干燥制成藻粉，分别在面粉中分别添加1%的藻粉，加入适量水，并在45℃下发酵30min，制成的螺旋藻馒头色泽较浅，稍有异味，不爽口，纵剖面气孔较小；在面粉中添加1%的藻粉，在165℃下油炸30s，制成的螺旋藻方便面，有较淡藻香味，色泽金黄，面饼酥脆。
实施例4利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法
1）将螺旋藻粉用40%乙醇的pH9的碱性电解水处理20min，制备成料液比为1:20的悬浊液。
2）将步骤1）中处理完成的样品用超声细胞破碎仪处理20min，功率700W，21kMHz，然后在离心机中5000r/min离心20min，分别得到上清液和沉淀部分。
3）将步骤2）中的上清液按照比例70%加至苹果汁与胡萝卜汁的比例为3:1的混合果汁中，并加入白砂糖8%，柠檬酸0.2%进行调味，获得的螺旋藻混和果蔬汁呈浅橘黄色，酸甜度较大，口感一般，酸味很大，有较强烈的水果味。
4）将步骤2）中的沉淀冷冻干燥制成藻粉，分别在面粉中分别添加1.5%的藻粉，加入适量水，并在45℃下发酵45min，制成的螺旋藻馒头色泽较浅，异味较重，爽口不黏牙，纵剖面气孔较小且均匀；在面粉中添加1%的藻粉，在150℃下油炸40s，制成的螺旋藻方便面，只有较淡藻香味，色泽深绿色鲜亮，面饼酥脆。
实施例5利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法
1）将螺旋藻粉用40%乙醇的pH9的碱性电解水处理20min，制备成料液比为1:20的悬浊液。
2）将步骤2）中经过电解水处理用的螺旋藻上清液加至苹果汁与胡萝卜汁的比例为3:1的混合果汁中，并加入白砂糖7%，柠檬酸0.15%进行调味，获得的螺旋藻混和果蔬汁橘黄色，酸甜适中，口感较好，甜味适中，有苹果香味和较淡的胡萝卜味，较柔和。
3）将步骤2）中经过电解水处理用的螺旋藻的沉淀冷冻干燥制成藻粉，分别在面粉中分别添加1.2%的藻粉，加入适量水，并在45℃下发酵45min，制成的螺旋藻馒头色泽较浅，藻味轻淡，爽口不黏牙，纵剖面气孔较小且均匀；在面粉中添加0.5%的藻粉，在150℃下油炸30s，制成的螺旋藻方便面有较淡腥味，色泽翠绿色，熟透。
实施例6利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法
1）将螺旋藻粉用40%乙醇的pH9的碱性电解水处理20min，制备成料液比为1:20的悬浊液。
2）将步骤2）中经过电解水处理用的螺旋藻上清液按照28%的比例加至苹果汁与胡萝卜汁的比例为4:1的混合果汁中，并加入白砂糖3%，柠檬酸0.001%进行调味，获得的螺旋藻混和果蔬汁呈橘黄色，甜味较淡，有清爽水果味。
3）将步骤2）中经过电解水处理用的螺旋藻的沉淀冷冻干燥制成藻粉，在面粉中添加0.7%的藻粉，加入适量水，并在33℃下发酵28min，制成的螺旋藻馒头色泽较浅，异味很轻，稍有黏牙，纵剖面气孔较小但分布不均匀；在面粉中添加0.4%的藻粉，在125℃下油炸13s，制成的螺旋藻方便面有较淡腥味，色泽浅绿色，面饼劲道。
实施例7利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法
1）将螺旋藻粉用40%乙醇的pH9的碱性电解水处理20min，制备成料液比为1:20的悬浊液。
2）将步骤2）中经过电解水处理用的螺旋藻上清液按照72%的比例加至苹果汁与胡萝卜汁的比例为1:4的混合果汁中，并加入白砂糖9%，柠檬酸0.22%进行调味，获得的螺旋藻混和果蔬汁橘黄色，甜味和酸味较重，果蔬味明显。
3）将步骤2）中经过电解水处理用的螺旋藻的沉淀冷冻干燥制成藻粉，分别在面粉中分别添加2.2%的藻粉，加入适量水，并在47℃下发酵62min，制成的螺旋藻馒头色泽较深，有异味，不爽口，黏牙，纵剖面气孔较小且均匀；在面粉中添加2.2%的藻粉，在170℃下油炸47s，制成的螺旋藻方便面颜色深绿，面饼极酥脆。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种利用螺旋藻制备食品营养强化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将含40％乙醇的碱性电解水作为溶剂预处理螺旋藻粉，料液比为1:10-20，混合均匀，得到预处理液；
2)将上述预处理液进行超声处理后离心，得到上清液和沉淀分别作为食品营养强化剂；
步骤1)中所述碱性电解水的制备方法为：将1g/L的NaCl溶液在电解水发生器中电解1min，即得pH9的碱性电解水，然后向pH9的电解水中加入无水乙醇使其浓度为40％，即得；
步骤1)中用碱性电解水预处理螺旋藻粉的时间为20-30min；
步骤2)中采用的超声频率为21kMHz，700W，超声时间18-22min；
步骤2)中离心转速为4000-6000r/min，离心时间20-25min。
2.一种螺旋藻营养果蔬汁，其特征在于，将根据权利要求1所述方法制备的上清液与果蔬汁按3:7-7:3的体积比混合调制而成。
3.一种螺旋藻营养食用面粉，其特征在于，将根据权利要求1所述方法制备的沉淀冷冻干燥制成藻粉，向面粉中加入0.5-2％的藻粉，混合即得。
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