CN103859542A - 一种工业化浓缩葛根汁及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业化浓缩葛根汁的制备方法，属于农副产品深加工领域。浓缩葛根汁是由葛根原汁经一级膜浓缩和二级低温真空浓缩而成，主要制备步骤是：鲜葛根清洗、破碎、酶液化、离心分离、酶解澄清、超滤、膜浓缩、低温真空浓缩、芳香物质回收、无菌灌装。本发明公开的一种浓缩葛根汁采用药食同源的新鲜葛根为原料，从工业化生产的实际需要出发，将不便于贮存的新鲜葛根采用本发明的工艺技术进行快速加工消化利用，同时保持了新鲜葛根天然有效成分，为新鲜葛根的工业化加工利用开辟了一条新途径。
Description
技术领域
本发明涉及一种浓缩葛根汁的制备方法。
背景技术
葛根为豆科葛属植物野葛或甘葛藤的块根，是国家卫生部批准的既是食品又是药品的药食同源农产品，素有“南葛北参”之美誉。葛根含有丰富的淀粉、人体必需的8种氨基酸、多种维生素及微量元素等，营养价值极高；而且富含异黄酮类物质，具有清热解毒、生津止渴、补肾健脾、益胃安神、滋补养颜，延缓衰老、清心明目及醒酒等功能，具有巨大的开发前景。目前市场上以葛根为主原料已开发多款饮料类产品。
葛根的种植与收获具有强烈的季节特性，葛根的最佳采收期在秋季霜降后至第二年清明前，其中11月份的葛根品质是最好的，是生产葛饮料的最佳原料收购季节。但是保藏时间过长，葛根品质会下降，从而影响葛根饮料风味及稳定性导致葛根饮料生产上不能连续生产，而夏季是葛根饮料的销售旺季，从而造成原料供不应求的问题。目前，暂未见有文献提及将葛根加工成葛根原汁，并进一步浓缩成浓缩葛根汁。
发明内容
本发明提供了一种工业化浓缩葛根汁及其制备方法，可以实现葛根最佳采收时期采收，加工成原汁并进一步浓缩，达到长期储藏的目的，既避免了葛根不易储存、品质下降的缺点，又能为公司大规模连续化生产葛汁提供充足的原料。
本发明的工艺路线是：将清洗后的鲜葛根采用破碎工艺得到葛根浆，在葛根浆中加入液化专用酶制剂进行液化处理，再将液化处理后的物料进行离心处理得到葛根原汁，加入澄清专用酶制剂进行澄清处理并采用膜过滤得到葛根清汁后，葛根清汁经膜浓缩至一级浓缩葛根汁，再经低温真空浓缩并无菌灌装得到二级浓缩葛根汁和葛根天然香精。
一种工业化浓缩葛根汁的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将清洗后的鲜葛根采用破碎工艺得到葛根浆；在葛根浆中加入液化专用酶制剂进行液化处理；液化处理后的物料进行离心处理得到葛根原汁；在葛根原汁中加入澄清专用酶制剂进行澄清处理；澄清处理后葛根汁经膜过滤得到葛根清汁；葛根清汁经膜浓缩至一级浓缩葛根汁；一级浓缩葛根汁经低温真空浓缩，得到二级浓缩葛根汁和葛根天然香精，将葛根天然香精回添至二级浓缩葛根汁中，即得到浓缩葛根汁。
所述破碎工艺条件是葛根:水=1:1～5,水温度为60℃～90℃；优选为葛根:水= 1:2～4，水温度为75℃～85℃；进一步优选为葛根:水=1:3，水温度为80℃～85℃。
所述的液化专用酶制剂是指酶活当量为2～3万U/g的高温α-淀粉酶；所述的液化处理高温α-淀粉酶添加量为每kg鲜葛根0.1g～1g，液化处理温度为96-99℃，液化时间为1.1h～3h，pH值为5.6～8；优选为高温α-淀粉酶添加量为每kg鲜葛根0.3g～0.8 g,液化温度为96℃,液化时间为1.2h～2h， pH值为5.7～7；进一步优选为高温α-淀粉酶添加量为每kg鲜葛根0.5g～0.6g,液化温度为98℃,液化时间为1.5h,pH值为5.8～6.5。
所述的离心处理工艺条件是采用转鼓内表面覆盖过滤介质的过滤离心机进行固液分离，离心转速为1500r/min～3000r/min,转速优选为1800r/min～2400r/min。
所述的过滤离心机为三足式过滤离心机或者卧式螺旋过滤离心机；过滤媒介为滤布、滤网或滤袋，过滤媒介孔径为20μm～150μm优选为50μm～120μm。
所述的澄清专用酶制剂为糖化酶、果胶酶、蛋白酶中的一种或几种组合；所述的澄清处理工艺条件是添加酶量为每kg鲜葛根3万U～6万U,澄清温度为56℃～59℃，澄清时间为0.5h～2.5h，pH值为5.6～6.5；优选地添加酶量为每kg鲜葛根4万U～5万U，澄清温度为57℃～58℃，澄清时间为1h～2h，pH值为5.7～6.2。
所述膜过滤的过滤膜为陶瓷膜或有机膜，膜孔径为50nm～200nm。
所述的膜浓缩的浓缩膜为有机膜，膜孔径为0.1nm～2nm，优选为0.5nm～1nm。
如权利要求书1所述的制备方法，其特征在于所述的低温真空浓缩工艺条件是浓缩温度为20℃～40℃；真空度为-0.09Mpa～-0.07Mpa；优选为浓缩温度为25℃～30℃；真空度为-0.08Mpa。
本发明所述的一级浓缩葛根汁的Brix值为20%～30%。
本发明所述的二级浓缩葛根汁的Brix至为60%～72%。
本发明的制备工艺优点在于不添加任何外来物质，比如澄清用的明胶物质，硅藻土助滤剂等，上述物质的添加会显著降低葛根异黄酮类物质含量，并降低和改变葛根汁色泽和风味；本发明还有一个显著优点是葛根素保留率高。本发明制备工艺完全采用酶工程和膜工程技术，冷除菌工艺，生产过程连续，快速，高效，完全适合于大规模的工业化生产的需要。
具体实施方式
以下以通过优选实施例对本发明工艺做进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
陶瓷膜、有机膜均购自江苏久吾高科技股份有限公司；
液化专用酶制剂采用酶活当量为2～3万U/g的高温α-淀粉酶；
高温α-淀粉酶 购自诺维信（中国）生物科技有限公司 苏宏牌α-淀粉酶（耐高温）suhong AAplus ，活性酶蛋白＜5%；
果胶酶 购自诺维信（中国）生物科技有限公司 诺维信果胶裂解酶（复配XXL型），活性酶蛋白＜5%；
糖化酶 购自诺维信（中国）生物科技有限公司 苏宏葡糖淀粉酶 suhong ‖,活性酶蛋白5-10%；
蛋白酶 购自诺维信（中国）生物科技有限公司 诺维信水解蛋白酶 NS37071，活性酶蛋白5-10%。
实施例一：
将清洗后的鲜葛根(葛根素含量4.3g/kg)100kg，按葛根:水=1:1的比例加入温度为60℃水破碎后得到葛根浆，在葛根浆中加入100g高温α-淀粉酶，调节pH值为8，于96℃条件下，液化1.1h，再将液化处理后的物料用转鼓内表面覆盖有孔径为150μm滤布的三足式过滤离心机于3000r/min转速下进行离心处理，获得葛根原汁，加入300万U的果胶酶，调节料液pH值为5.6，于59℃条件下，澄清2.5h，再用孔径200nm的陶瓷膜过滤获取葛根清汁140kg，所得葛根清汁Brix值为10.5%，浊度为15NTU。将所得的葛根清汁用孔径为2nm的有机膜浓缩至Brix值为20%，获得一级浓缩葛根汁，再一级浓缩葛根汁于温度为40℃，真空度为-0.09Mpa的条件下进行低温真空浓缩得到二级浓缩葛根汁，同时获得葛根天然香精，将所得的葛根天然香精回添至二级浓缩葛根汁中并无菌灌装即可得商品化的浓缩汁葛根产品28.8kg。
产品测得指标如下：
感官指标:
色 泽: 呈黄棕或黄褐色，均匀一致
香气及滋味: 将浓缩汁稀释至可溶性固形物为6oBrix，具有葛根特有的香气与滋味，无异味。
外观形态：澄清、无沉淀、无悬浮物，无杂质
理化指标：
可溶性固形物 50.3oBrix
葛根素 9.23g/kg
淀粉 阴性
果胶 阴性
卫生指标：
菌落总数 （cfu/ml） <100
大肠菌群/（MPN/100ml） <3
酵母菌/霉菌（cfu/ml） <20
总砷(以As计)/（mg/kg） <0.5
铅 (Pb)/（mg/kg） <0.5
铜（Cu）/（mg/kg） <1.0。
实施例二：
将清洗后的鲜葛根(葛根素含量4.3g/kg)200kg，按葛根:水=1:5的比例加入温度为90℃水破碎后得到葛根浆，在葛根浆中加入20g高温α-淀粉酶，调节pH值为5.6，于99℃条件下，液化3 h，再将液化处理后的物料用转鼓内表面覆盖有孔径为20μm滤网的卧式螺旋过滤离心机于1500r/min转速下进行离心处理，获得葛根原汁，加入1200万U的蛋白酶，调节料液pH值为6.5，于56℃条件下，澄清0.5h，再用孔径50nm的有机膜过滤获取葛根清汁1120kg，所得葛根清汁Brix值为4.3%，浊度为7.9NTU。将所得的葛根清汁用孔径为0.1nm的有机膜浓缩至Brix值为28%，获得一级浓缩葛根汁，再一级浓缩葛根汁于温度为20℃，真空度为-0.07Mpa的条件下进行低温真空浓缩得到二级浓缩葛根汁，同时获得葛根天然香精，将所得的葛根天然香精回添至二级浓缩葛根汁中并无菌灌装即可得商品化的浓缩汁葛根产品72.9kg。
产品测得指标如下：
感官指标:
色泽: 呈黄棕或黄褐色，均匀一致
香气及滋味: 将浓缩汁稀释至可溶性固形物为6oBrix，具有葛根特有的香气与滋味，无异味。
外观形态：澄清、无沉淀、无悬浮物，无杂质
理化指标：
可溶性固形物 65.6oBrix
葛根素 11.6g/kg
淀粉 阴性
果胶 阴性
卫生指标：
菌落总数 （cfu/ml） <100
大肠菌群/（MPN/100ml） <3
酵母菌/霉菌（cfu/ml） <20
总砷(以As计)/（mg/kg） <0.5
铅 (Pb)/（mg/kg） <0.5
铜（Cu）/（mg/kg） <1.0。
实施例三：
将清洗后的鲜葛根(葛根素含量4.3g/kg)150kg，按葛根:水=1:3的比例加入温度为85℃水破碎后得到葛根浆，在葛根浆中加入45g高温α-淀粉酶，调节pH值为6.3，于98℃条件下，液化2 h，再将液化处理后的物料用转鼓内表面覆盖有孔径为100μm滤布的三足式过滤离心机于2000r/min转速下进行离心处理，获得葛根原汁，加入600万U的糖化酶，调节料液pH值为6.2，于58℃条件下，澄清1.5h，再用孔径100nm的陶瓷膜过滤获取葛根清汁521kg，所得葛根清汁Brix值为6.4%，浊度为12.5NTU。将所得的葛根清汁用孔径为1nm的有机膜浓缩至Brix值为30%，获得一级浓缩葛根汁，再一级浓缩葛根汁于温度为30℃，真空度为-0.08Mpa的条件下进行低温真空浓缩得到二级浓缩葛根汁，同时获得葛根天然香精，将所得的葛根天然香精回添至二级浓缩葛根汁中并无菌灌装即可得商品化的浓缩汁葛根产品49.9kg。
产品测得指标如下：
感官指标:
色泽: 呈黄棕或黄褐色，均匀一致
香气及滋味: 将浓缩汁稀释至可溶性固形物为6oBrix，具有葛根特有的香气与滋味，无异味。
外观形态：澄清、无沉淀、无悬浮物，无杂质
理化指标：
可溶性固形物 66.2oBrix
葛根素 12.2g/kg
淀粉 阴性
果胶 阴性
卫生指标：
菌落总数 （cfu/ml） <100
大肠菌群/（MPN/100ml） <3
酵母菌/霉菌（cfu/ml） <20
总砷(以As计)/（mg/kg） <0.5
铅 (Pb)/（mg/kg） <0.5
铜（Cu）/（mg/kg） <1.0。
实施例四：
将清洗后的鲜葛根(葛根素含量4.3g/kg)300kg，按葛根:水=1:4的比例加入温度为80℃水破碎后得到葛根浆，在葛根浆中加入150g高温α-淀粉酶，调节pH值为6.0，于98℃条件下，液化1.5 h，再将液化处理后的物料用转鼓内表面覆盖有孔径为150μm滤布的三足式过滤离心机于2400r/min转速下进行离心处理，获得葛根原汁，加入1500万U的果胶酶，调节料液pH值为6.0，于57℃条件下，澄清2h，再用孔径150nm的陶瓷膜过滤获取葛根清汁1345kg，所得葛根清汁Brix值为5.3%，浊度为10.3 NTU。将所得的葛根清汁用孔径为0.5 nm的有机膜浓缩至Brix值为28 %，获得一级浓缩葛根汁，再一级浓缩葛根汁于温度为35℃，真空度为-0.08Mpa的条件下进行低温真空浓缩得到二级浓缩葛根汁，同时获得葛根天然香精，将所得的葛根天然香精回添至二级浓缩葛根汁中并无菌灌装即可得商品化的浓缩汁葛根产品108.9kg。
产品测得指标如下：
感官指标：
色泽：呈黄棕或黄褐色，均匀一致
香气及滋味：将浓缩汁稀释至可溶性固形物为6oBrix，具有葛根特有的香气与滋味，无异味。
外观形态：澄清、无沉淀、无悬浮物，无杂质
理化指标：
可溶性固形物 65.2oBrix
葛根素 11.5g/kg
淀粉 阴性
果胶 阴性
卫生指标：
菌落总数 （cfu/ml） <100
大肠菌群/（MPN/100ml） <3
酵母菌/霉菌（cfu/ml） <20
总砷(以As计)/（mg/kg） <0.5
铅 (Pb)/（mg/kg） <0.5
铜（Cu）/（mg/kg） <1.0。
Claims (9)
1.一种工业化浓缩葛根汁的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将清洗后的鲜葛根采用破碎工艺得到葛根浆；
（2）在葛根浆中加入液化专用酶制剂进行液化处理；
（3）液化处理后的物料进行离心处理得到葛根原汁；
（4）在葛根原汁中加入澄清专用酶制剂进行澄清处理；
（5）澄清处理后葛根汁经膜过滤得到葛根清汁；
（6）葛根清汁经膜浓缩至一级浓缩葛根汁；
（7）一级浓缩葛根汁经低温真空浓缩，得到二级浓缩葛根汁和葛根天然香精，将葛根天然香精回添至二级浓缩葛根汁中，即得到浓缩葛根汁。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于破碎工艺条件是葛根:水=1:1～5,水温度为60℃～90℃；优选为葛根:水= 1:2～4，水温度为75℃～85℃；进一步优选为葛根:水=1:3，水温度为80℃～85℃。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的液化专用酶制剂是指酶活当量为2～3万U/g的高温α-淀粉酶；所述的液化处理高温α-淀粉酶添加量为每kg鲜葛根0.1g～1g，液化处理温度为96-99℃，液化时间为1.1h～3h，pH值为5.6～8；优选为高温α-淀粉酶添加量为每kg鲜葛根0.3g～0.8 g，液化温度为96℃,液化时间为1.2h～2h， pH值为5.7～7；进一步优选为高温α-淀粉酶添加量为每kg鲜葛根0.5g～0.6g,液化温度为98℃，液化时间为1.5h，pH值为5.8～6.5。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的离心处理工艺条件是采用转鼓内表面覆盖过滤介质的过滤离心机进行固液分离，离心转速为1500r/min～3000r/min,转速优选为1800r/min～2400r/min。
5.如权利要求书5所述的制备方法，其特征在于所述的过滤离心机为三足式过滤离心机或者卧式螺旋过滤离心机；过滤媒介为滤布、滤网或滤袋，过滤媒介孔径为20μm～150μm优选为50μm～120μm。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的澄清专用酶制剂为糖化酶、果胶酶、蛋白酶中的一种或几种组合；所述的澄清处理工艺条件是添加酶量为每kg鲜葛根3万U～6万U,澄清温度为56℃～59℃，澄清时间为0.5h～2.5h，pH值为5.6～6.5；优选地添加酶量为每kg鲜葛根4万U～5万U，澄清温度为57℃～58℃，澄清时间为1h～2h，pH值为5.7～6.2。
7.如权利要求书1所述的制备方法，其特征在于所述膜过滤的过滤膜为陶瓷膜或有机膜，膜孔径为50nm～200nm。
8.如权利要求书1所述的制备方法，其特征在于所述的膜浓缩的浓缩膜为有机膜，膜孔径为0.1nm～2nm，优选为0.5nm～1nm。
9.如权利要求书1所述的制备方法，其特征在于所述的低温真空浓缩工艺条件是浓缩温度为20℃～40℃；真空度为-0.09Mpa～-0.07Mpa；优选为浓缩温度为25℃～30℃；真空度为-0.08Mpa。
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