CN103783279A - 桔皮、橙皮、柚皮脱苦生产的食品或饲料添加剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

桔皮、橙皮、柚皮脱苦生产的食品或饲料添加剂及制备方法，产品含有运用高能振动磨和助剂处理后获得的原料粉，原料粉重量份为：桔皮粉44～46份，橙皮粉31～33份、柚皮粉10～12份，杜氏藻粉6～8份，葛根粉4～6份；助剂11~13份，助剂由固态羟丙基-β-环糊精:环糊精:氯化钾=18:30:2组成。将桔皮、橙皮、柚皮、杜氏藻、葛根晒干或烘干，含水量为7~9%，分别粉碎至60～80目的粗粉；按比例将各原料粗粉混合再与助剂混合，混匀后使用高能振动磨进行处理，处理时间为15～30min，得成品。本发明产品脱去了桔皮、橙皮、柚皮的苦味，将废物利用加工成食品或饲料添加剂，显著降低生产成本，实现循环经济和可持续发展，可为企业带来明显经济社会效益，并缓解环保压力。

Description

桔皮、橙皮、柚皮脱苦生产的食品或饲料添加剂及制备方法

 

技术领域   

本发明涉及桔皮、橙皮和柚皮脱苦生产的食品或饲料添加剂，还涉及其制备方法。

背景技术

我国是柑桔、柚子、橙子生产大国，年产量3000万吨以上，除鲜食外，主要加工成水果罐头或果汁等较高附加值产品。生产过程中去皮是必要工序，果皮中含有柚皮苷，叶黄素，维生素C等多种活性成分，但仅有不足一成被加工成为中药陈皮或提取精油，其余大多作为垃圾被处理掉，并未发挥其最大生物学功效，不但无法产生经济效益，企业还需支付高额的垃圾处理费。有学者尝试过将桔皮简单粉碎后加入到动物日粮中，作为饲料添加剂，拟发挥其作用。但实际应用结果表明，与正常饲料相比，实验动物对加入桔皮粉的饲料的采食量显著降低。究其原因是柑桔类水果的果皮中含有较多苦味成分，如柠檬苦素等，严重影响饲料适口性，所以动物抗拒摄食，采食量降低。

同理，桔皮、橙皮、柚皮单纯粉碎后直接作为食品添加剂，显著的苦味也难以被消费者接受。而发酵或糖渍虽可掩盖苦味，但周期较长且改变原有风味。所以，对桔皮、橙皮、柚皮进行脱苦，是对其深加工的关键技术。现有方法多是基于超临界二氧化碳技术或者有机溶剂浸渍技术，成本和环保方面难以适应生产和社会发展实际。所以开发新型高效、安全、环境友好、低成本的桔皮、橙皮、柚皮脱苦方法，使其能够广泛被下游的食品工业和饲料工业所利用，具有实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供对桔皮、橙皮和柚皮进行脱苦，生产食品或饲料添加剂的方法，充分利用食品工业的废弃物，变废为宝，发展循环经济。

本发明的技术方案如下：桔皮、橙皮、柚皮脱苦生产的食品或饲料添加剂，产品含有运用高能振动磨和助剂处理后获得的原料粉，原料粉重量份为：桔皮粉44～46份，橙皮粉31～33份、柚皮粉10～12份，杜氏藻粉6～8份，葛根粉4～6份，助剂11～13份；助剂由固态羟丙基-β-环糊精:环糊精:氯化钾=18:30:2组成。

原料优选配方是：桔皮粉45份、橙皮粉32份、柚皮粉11份，杜氏藻粉7份，葛根粉5份，助剂12份。

制备方法是将桔皮、橙皮、柚皮、杜氏藻、葛根晒干或烘干，含水量在7~9%，分别粉碎至60～80目的粗粉；助剂由18份羟丙基-β-环糊精、30份环糊精和2份氯化钾构成；按所述比例将各原料粗粉混合再与助剂混合，混匀后使用高能振动磨进行处理，在冷却循环水温19~21℃、频率16 Hz、钢棒加速度8~9 g下，处理时间15～30 min，各原料发生固态机械化学反应，得成品。

配方中原料重量比例十分重要，原因在于：

1. 三种主要成分中两两间比例的特殊性

桔、橙、柚同属芸香科，其果皮的主要活性成分相似，一并脱苦处理会节约成本，也提高本技术的适用地理、收获期范围，故三者并存,同时处理符合生产实际的需要。

但桔皮、橙皮、柚皮又有各自特点，通常桔皮含水量较少，苦味最重，含糖量少；橙皮含水量居中，苦味小，含糖量多；柚皮质地疏松，且具有吸附性。

若桔皮用量过高，则苦味成分过多，需消耗大量助剂，相对于所得活性成分得不偿失；若橙皮含量过高，则糖分多，物料易聚团结块，较难粉碎，处理难度加大；若柚皮含量过高，则物料体系过于松散，降低单次机器装填质量，也就降低了生产效率。

干桔皮脆且锐，干柚皮松散，两者以合适比例结合，既可提高破碎的效率，又预防物料局部过热（分散不均、受力不均都会使得苦味成分反应不充分、残留），处理后超微粉的飞散。干橙皮含挥发性成分最多，但含糖量亦多，需加入分散剂中和，而干桔皮和干柚皮的混合物兼具低糖和疏松的特点，是理想的分散剂，所以干橙皮的比例与干桔皮-柚皮混合物之间的比例也是特定的。

综上，桔皮、橙皮、柚皮三者的两两比例具有显著的特殊性，是本技术的创新点之一，非经过多次试验不能得到合适的三者间比例。若仅凭经验或常识粗配，显然无法将三种物料的苦味同时脱去，得到的产品可能残留明显苦味、要么易飞散（难浸润或投喂）、要么易结块、易粘连、易腐败,难贮藏或混匀。

2. 葛根粉与杜氏藻比例特殊性

葛根粉与杜氏藻都是生产保健品、营养品的原料，其安全性和营养价值毋庸置疑。葛根粉在该配方中起到的作用是部分包合桔皮、橙皮、柚皮中的活性成分及精油等挥发性成分，使其在高能振动磨的高速撞击力、剪切力的作用下不会早于柠檬苦素释放出来，从而使以时间梯度来定向处理柠檬苦素等苦味成分成为可能。但添加量过多，会影响整体的水溶性（葛根粉的溶解性较低），为后续加工增加负担；添加量过少，又起不到保护、包合的作用，使有益成分损失。

杜氏藻在该配方中起到预防叶黄素和类胡萝卜素变性的作用，杜氏藻中含有极高比例的类胡萝卜素，在高能振动磨的强剪切力、强撞击力的作用下，即使有循环冷水降温措施，处理仓局部也会有短时间的极热情况，而导致桔皮、橙皮、柚皮中的类胡萝卜素等成分变性、损失。加入杜氏藻，可缓解这种现象，且干杜氏藻也具脆性边缘，分散性好，一定程度上起到助磨剂的作用，对于缩短处理时间也有重要的意义。杜氏藻添加过量，会改变物料颜色和风味，也增加盐度，添加量过少，则效果不明显。

综上，葛根粉与杜氏藻在整体配方中的比例具有特殊性，仅凭从业人员的常识或想象难以获得，该特殊比例是正交实验-响应面优化实验（RSM）获得的，是本方法的主要创新点之一。

3. 助剂比例特殊性

本技术无机助剂由羟丙基-β-环糊精、环糊精、氯化钾组成，且比例并非常见的等比例混合，羟丙基-β-环糊精:环糊精:氯化钾=18:30:2。选择该特定比例的依据简述如下：

首先，羟丙基-β-环糊精是环糊精类化合物中包被-释放效果最好的一种，腔体适中，解离方便，但成本较高；添加量大则成本过高，添加量小则目标物质包被不充分，在本技术中直接导致脱苦不充分。

普通环糊精也具有一定包被效果，且分散和适用范围较宽泛，对于主要目标成分以外的苦味类似物的包被效果好于羟丙基-β-环糊精，成本较低；适量加入可以辅助羟丙基-β-环糊精结合柠檬苦素、单宁等一系列苦味、涩味成分，进行脱苦、脱涩，且可平衡成本，但其本质并不能完全代替羟丙基-β-环糊精，而羟丙基-β-环糊精也不具有环糊精的所有功效，二者并存具有显著的应用价值和科学依据。

而兼具脆性和锐性的无机盐氯化钾，是食品工业和饲料工业常用原料，脱水性能和促进生物活性成分释放功能尤为重要；添加量过大，使得盐度过高，无论加工成食品还是饲料都给下游处理造成负担；添加量过小，作为助剂中主要的破壁剂，又难以发挥使目标物质充分释放的功能。

所以，三种助剂的相对比例也是经过预实验-粗筛-正交实验-响应面优化（RSM）实验得到的最佳比例，并非仅凭本行业的简单常识就可草拟而出，这也是本技术的主要创新点之一。

本发明的有益效果是：用高能振动磨处理桔皮、橙皮、柚皮等生产废弃物，发生固态机械化学反应，脱去苦味，提高适口性，显著降低了现有技术的原料生产成本，使桔皮、橙皮、柚皮适合加工成食品或饲料添加剂，实现循环经济和可持续发展，为企业带来经济效益，缓解环保压力。

（1）桔皮、橙皮、柚皮经本发明技术处理后，苦味显著降低，适口性符合食品工业和饲料工业要求，不需糖渍或发酵来掩盖苦味；

（2）经本技术处理后，植物微粉的天然香气充分释放，利于后续加工；

（3）由于细胞壁在处理过程中被充分破碎，其中内含活性成分可以高效溶出，吸收效果较粗粉显著提高；

（4）本发明生产工艺简单，使用方便。

具体实施方式  

下面给出实施例对本发明作详细说明。

实施例1、桔皮、橙皮、柚皮脱苦生产的食品或饲料添加剂，产品含有运用高能振动磨和助剂处理后获得的原料粉和助剂，原料粉重量份为：桔皮粉44～46份，橙皮粉31～33份、柚皮粉10～12份，杜氏藻粉6～8份，葛根粉4～6份，助剂11～13份；助剂由固态羟丙基-β-环糊精:环糊精:氯化钾=18:30:2组成。

实施例2、原料优选配方是：桔皮粉45份、橙皮粉32份、柚皮粉11份，杜氏藻粉7份，葛根粉5份，助剂12份。

制备方法如下：将桔皮、橙皮、柚皮、杜氏藻，葛根晒干或烘干，含水量为7~9%，分别用高速粉碎机加工粉碎，粒径为60目，制得果皮粗粉；将原料粗粉按重量份混合，桔皮粉45份、橙皮粉32份、柚皮粉11份，杜氏藻粉7份，葛根粉5份，最后添加助剂12份混合均匀，助剂由固态羟丙基-β-环糊精:环糊精:氯化钾=18:30:2组成；各原料混匀后使用高能振动磨（容积为1.2 L；钢棒长174 mm，直径为18 mm）进行处理，在冷却循环水温19~21 ℃、频率16 Hz、钢棒加速度8~9 g（g=9.8 m/s²）条件下，根据原料的质量与湿度，处理时间15～30 min，各原料发生机械化学反应，得成品（400~800目）。该产品富含维生素C、叶黄素、类胡萝卜素，作为加工食品或饲料添加剂的原料。

以上是原料配方一。

原料配方二，原料重量份为：桔皮粉44份、橙皮粉33份、柚皮粉12份，杜氏藻6份，葛根粉5份，助剂11份。

原料配方三，原料重量份为：桔皮粉45份、橙皮粉31份、柚皮粉10份，杜氏藻8份，葛根粉6份，助剂13份。

本发明产品用作食品添加剂，用实施例的产品0.5‰添加到由果冻粉，蔗糖，阿斯巴甜，柠檬酸，葛根粉，水组成的原料液中，可得具有天然柑桔香甜味的果冻。

为了检验本发明的效果，2013年4月在辽宁省大连理工大学精细化工国家重点实验室进行了如下试验：

试验材料与方法

试验材料：本发明配方一、配方二、配方三的三种产品，以桔皮、橙皮、柚皮等比例混合物为对照组。检测如下指标

1、志愿者感官评价：12人/组。对样品的苦味评分（0→10苦味递增）；对样品的香味评分（0→10香味递增）。

2、育肥猪饲喂实验：实验猪为120头，为60~62 kg美系杜洛克育肥猪，每组30头，分成4组。用实施例2、3、4组方的本产品添加2%到全价日粮，记录采食量和腹泻率等数据。

3、柠檬苦素含量测定：分别采用比色法和高效液相色谱法测定1 g产品中的苦味物质含量。

实验结果见下页表：

 试验表明：本发明产品经志愿者感官评价、大动物实验、比色法、HPLC法检验，与对照组相比，所得产物苦味显著降低，香味增加，柠檬苦素检出量明显减少，适口性好，育肥猪腹泻率明显降低。可加工成食品或饲料添加剂。与传统处理技术相比，避免采用有机溶剂，避免大量碳排放，不需使用大型设备，符合循环经济，低碳环保的社会经济发展趋势。

Claims (3)

1.桔皮、橙皮、柚皮脱苦生产的食品或饲料添加剂，其特征在于：含有运用高能振动磨和助剂处理后获得的原料粉，其原料粉重量份为：桔皮粉44～46份，橙皮粉31～33份，柚皮粉10～12份，杜氏藻粉6～8份，葛根粉4～6份；助剂11～13份，助剂由固态羟丙基-β-环糊精:环糊精:氯化钾=18:30:2组成。

2.根据权利要求1所述的食品或饲料添加剂，其特征是：原料粉重量份为：桔皮粉45份、橙皮粉32份、柚皮粉11份，杜氏藻粉7份，葛根粉5份，助剂12份。

3.桔皮、橙皮、柚皮脱苦生产的食品或饲料添加剂的制备方法，其特征在于：将桔皮、橙皮、柚皮、杜氏藻、葛根晒干或烘干，含水量在7～9%，分别粉碎至60～80目的粗粉，按原料重量份配料，桔皮粉44～46份，橙皮粉31～33份、柚皮粉10～12份，杜氏藻粉6～8份，葛根粉4～6份，助剂11～13份；助剂由18份羟丙基-β-环糊精、30份环糊精和2份氯化钾构成；将各原料粗粉混合再与助剂混合，混匀后使用高能振动磨进行处理，在冷却循环水温19～21℃、频率16Hz、钢棒加速度8～9g下，处理时间15～30min，得成品。