CN104146222B - 一种野生蓝莓冻干粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种野生蓝莓冻干粉的制备方法。该方法以野生蓝莓为原料，经挑果、臭氧水杀菌、预冷、破碎、采用程序升温供热及间歇式真空冷冻干燥方式使野生蓝莓果干燥至水分含量小于6.0％，经粉碎得到野生蓝莓冻干粉。加热过程温度控制为：开始起到20min内，控制加热板温度从室温升至55～60℃，保温50～60min；然后降温至48℃～50℃，保温240min～300min；再升温至52℃～55℃，保温180min～300min。本发明方法加工过程节能，时间短，该野生蓝莓冻干粉保留了野生蓝莓鲜果的营养物质和味道，可直接添加到普通食品或功能食品中，整个过程适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓝莓冻干粉，特别是涉及一种野生蓝莓冻干粉的制备方法，属于果粉加工技术领域。
背景技术
蓝莓(Blueberry)，属于杜鹃花科越桔属植物。果实呈蓝色，外披一层白色果粉，果肉细腻，果味酸甜，风味独特，营养丰富。目前蓝莓主要有野生蓝莓和人工种植蓝莓二类。
野生蓝莓生长在北纬52度，它是主要生长在湿地的一种落叶小灌木,植株高37～54cm,蔓粗0.4～0.45cm，果实采摘非常困难，产量也较低。野生蓝莓主产地是美国、加拿大和我国大兴安岭和小兴安岭地区。野生蓝莓富含原花青素、SOD(超氧化物歧化酶)和维生素C等，可改善眼部血液循环，提供眼部所需各种必需营养素，具有保护视力、缓解眼睛干涩、消除眼疲劳的作用，被誉为“飞行员的早餐”。同时野生蓝莓还含有丰富的黄酮类物质。野生蓝莓是水果中抗氧化和清除自由基能力最强的水果，有“水果之王”的美誉，它具有美容、防止脑神经老化、抗癌、软化血管和增强人机体免疫等功能，因此蓝莓被联合国粮农组织(FAO)确定为人类五大健康食品之一。
蓝莓人工种植技术在我国多地获得成功，如山东、四川和广东等地均已成功种植蓝莓，缓解了野生蓝莓供应不足的问题，在一定程度上满足了人们对蓝莓的需求。但是人工蓝莓的功效成份含量比野生蓝莓低。
野生蓝莓主要用于功能食品，但由于其果汁和营养丰富，只适宜冷冻保藏，加工和运输都很困难，因此有必要做成干粉才可以方便加入功能食品中。同时由于野生蓝莓中的功效成份如原花青素等都是热敏性物质，因此真空冷冻干燥是莓制备野生蓝莓干粉最好的加工方法。
申请号为CN200910068393.9的中国发明专利申请公开了“一种利用真空冷冻技术干燥蓝莓的方法”，其主要技术方案为：将蓝莓清洗、打浆，然后搅拌均匀制得浆料；将浆料用料盘放入真空冷冻室进行干燥。但由于蓝莓属于浆果，含糖和丰富的果胶物质，极易与盘紧密粘附，这种方法存影响了产品得率，同时干燥过程会产生粉尘而影响干燥配套设备的工作效率。
申请号为CN201210191085.7的中国发明专利申请公开了“一种蓝莓果干粉以及冷冻干燥技术制备蓝莓果干粉的方法”，其主要技术方案为：经过清洗、粉碎，蓝莓果泥与麦芽糊精溶液按比例混合、均质、预冻、冷冻干燥等步骤制得蓝莓果干粉半成品。这种方法同样会面临上述问题，而且该方法不能得到纯的蓝莓粉。
申请号为CN201110267504.6的中国发明专利申请公开了“一种利用真空冻干法生产口服蓝莓粉的工艺”，其主要技术方案为：将蓝莓果实清洗、沥干后备用；将沥干后的蓝莓果实在-20～-25℃预冻，真空度10～30mTorr，保持恒温2-20h；在-20～-25℃，进行粉碎得到粗制蓝莓冻干粉。因为不同干燥阶段所需热量是不同的，该方法在-20～-25℃温度下干燥效率会较差，尤其是物料较多的情况下效果会更差，不适合工业化生产。
申请号为2200910012172.X的中国发明专利申请公开了“一种蓝莓活性冻干粉的制备方法”，其主要技术方案为：蓝莓果实经清洗、预冻、升华、解析干燥、粉碎、包装等工艺，得到蓝莓活性冻干粉。其中所述升华干燥条件是在-32～-35℃下进行，没有公开供热温度和干燥时间，如果升华过程中没有热量供给，则干燥速率会非常慢，用于工业化生产会非常困难。同时整个过程没有污染物及微生物预防控制措施，所制备的干粉难免会有微生物超标，将导致产品不能用于食品原料。
总体而言，上述现有技术均存在粉碎干燥，粉碎物料粘盘或者干燥时间过长，营养物质损耗大，能耗高，产品原果味道差等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可工业化规模生产，保留了原果味道，主要营养成分保留率高，节能的野生蓝莓冻干粉的制备方法。
本发明以野生蓝莓为原料，采用间歇式真空冷冻干燥方法制备一种保留了野生蓝莓鲜果的营养物质并保持了鲜果味道的冻干粉。
本发明的技术方案如下：
一种野生蓝莓冻干粉的制备方法，包含以下步骤：
1)以新鲜的野生蓝莓为原料，去除果蒂和枝叶杂物；
2)水中通入臭氧，控制水中臭氧浓度达到10～20ppm；
3)将步骤1)的野生蓝莓用臭氧水处理后装入冻干盘中放入-30℃以下冷库中预冷；待黑加仑果中心温度达到‐20℃～‐24℃时将果压破，继续在冷库中预冷至-28℃以下；
4)开启真空冷冻干燥设备的致冷机，使真空冷冻干燥设备的捕水器冷媒温度达到‐30℃～‐40℃；将预冷好的野生蓝莓果盘移入真空冷冻干燥设备的加热板上，将温度探测器接上真空冷冻干燥机进行温度实时监控，开启真空泵；真空度控制为：真空度小于80pa时开启加热装置进行升华干燥，控制加热过程中真空度为30-80pa，当真空度小于30pa时真空泵自动停机，高于80pa时自动开机；加热过程温度控制为：控制升温和降温速率为(2.0-2.5)℃/min；开始起到20min内，控制加热板温度从室温升至55～60℃，保温50～60min；然后降温至48℃～50℃，保温240min～300min；再升温至52℃～55℃，保温180min～300min；
5)停止真空冷冻干燥设备，升华干燥结束；往真空冷冻干燥设备的干燥箱中充入氮气或空气，使箱内外压力一致，将冻干果移出冷冻干燥设备机；在相对湿度小于40％的室温下放置3h～4h，使物料水分充分迁移到物料表面；
6)再将物料盘重新放入另外一台真空冷冻干燥设备，真空冷冻干燥至物料水分含量小于6.0％，粉碎得野生蓝莓果粉。
优选地，所述臭氧水的用量为黑加仑重量的1～2倍。
所述臭氧水的处理时间为经1～2min。
所述冷库中预冷的温度控制将温度探测器插入1～2颗完好的果中，实时监测野生蓝莓预冷温度。
所述真空冷冻干燥设备的真空泵和加热装置采用可编程控制器进行控制。
所述真空冷冻干燥至物料水分含量小于7.0％是控制冷媒温度‐30℃～‐40℃，保持加热板温度为50℃～55℃，真空度小于80pa，真空冷冻干燥4h～5h。
所述粉碎为粉碎至果粉粒度为80～200目。
与现有的技术相比，本发明所制备的野生蓝莓冻干粉具有以下有益效果：
(1)在设定的程序升温及干燥条件下，水果表层干燥速度快，果不粘果盘，克服了冻干物料粘盘带来的损失，野生蓝莓冻干粉复水速度快，溶解性好。
(2)野生蓝莓冻干粉保留了原果味道和营养成份，其中原花青素和类黄酮保留率达到98.0％以上，其含量分别大于11.25％和1.3％。
(3)在预冷过程中将野生蓝莓进行压破处理，冻干过程中物料升华面变大，干燥速率快；干燥一段时间后置于室温放置，使果内部水分向外迁移，利于干燥，冷冻干燥时间由17h降到13h～14h，降低了能耗。
(4)捕水器、物料和加热板在同一个工作室内提高了捕水效率。
(5)野生蓝莓干果粉水分小于6％，水分活度小于0.34，菌落总数、大肠菌群和致病菌均为未检出，可在常温下保存，解决了野生蓝莓储藏和运输的问题。
(6)本发明所制备的野生蓝莓冻干粉，保留了鲜果的营养物质并保持了鲜果的味道，复水性能好，可用于饮料、果酱、冲调粉和糖果生产，也可以方便地作为食品原料或配料添加到其它食品或保健食品中。
(7)本发明所制备野生蓝莓冻干粉，具有无菌、保留鲜果营养物质和方便储藏、运输和加工的特点，适合于工业化生产。
附图说明
图1为实施例1加热过程温度控制程序图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不限如此。
实施例1
取新鲜野生蓝莓120kg，去除果蒂和枝叶等杂物。开启臭氧水杀菌机，将臭氧通入水中，待水中臭氧浓度达到10ppm，加120kg臭氧水于挑选好的果中，处理1.2min，滤去臭氧水后将果装箱或装入冻干盘中放入‐35℃以下冷库中预冷。待果中心温度达到-20℃～-24℃时将果压破，继续预冷至-28℃以下备用。同时将温度探测器插入1-2颗果中，用于实时监测和控制物品温度。
开启致冷机，使捕水器冷媒温度达到‐40℃，设置好程序升温程序。升温和降温速率为2.0℃/min。温度控制程序见图1：20min内，加热板温度从室温升至60℃，保温60min；然后降温至50℃，保温270min；升温至55℃，保温180min。
将预冷好的野生蓝莓果及果盘迅速移入冷冻干燥设备机并置于加热板上，将温度探测器接上真空冷冻干燥机进行温度实时监控，开启真空泵，10min后真空度小于80pa，开启加热装置，当真空度小于30pa时真空泵自动停机，高于80pa时自动开机。真空泵及加热均为自动控制。真空泵和加热装置采用可编程控制器(PLC)进行控制。捕水器、物料和加热板在同一个工作室内。
9h以后，物料温度为9℃，升华干燥结束，野生蓝莓水分含量为15％，关真空泵和加热系统，往干燥箱中充入氮气，使箱内外压力一致，迅速将冻干果移出冷冻干燥设备机，翻动物料，在相对湿度小于40％的室温下放置4h，使物料水分充分迁移到物料表面。再将物料盘重新放入另外一台真空冷冻干燥机，冷媒温度-35℃，保持加热板温度在55℃，真空度小于80pa，4h后干燥至果品水分含量小于5.7％，冷却装入塑料袋。采用万能粉碎机进行粉碎，野生蓝莓冻干粉可达到100～150目。采用水分活度仪测得果粉水分活度为0.336。
根据《保健食品检验与评价技术规范》2003版，保健食品中前花青素的测定和NY/T2010-2011柑桔类水果及制品中总黄酮含量的测定方法，检测到采用本方法所得野生蓝莓冻干粉中原花青素和类黄酮含量分别为11.16％和1.24％。采用同样检方法测得市售蓝莓粉中原花青素和类黄酮含量分别小于3.56％和0.45％。这可能与现有技术采用喷雾干燥或在较高温度下干燥有关。
采用国家食品安全标准检测菌落总数、大肠菌群和致病菌，结果均为未检出。
本实施例温控措施先升温再降温，使压破后的野生蓝莓果表面快速升华干燥形成外层干膜，避免果汁流出粘盘导致产品收率低，再在较低温度下升华干燥，避免高温对营养物质的破坏。需要强调的是，在一定的真空条件下，该温度控制必须配合压破工艺，在压破后的野生蓝莓控制该温度既保证野生蓝莓整体升华干燥，又保证野生蓝莓表面快速升华干燥形成干膜，不会产生果汁流盘，还能保证营养成分不会在该温度中破坏。本发明通过深入研究野生蓝莓果营养成分的特点以及压破与升温的变化关系，找到该升温控制规律，通过PLC进行自动升温程序控制，实现了工业化生产。还需要特征说明的是，本发明的野生蓝莓压破工艺并非是粉碎工艺，由于野生蓝莓糖分含量高，糖分使得粉碎后的野生蓝莓粘连结成大块，干燥面价反而更低，无法实现真空升华干燥。
实施例2
取新鲜野生蓝莓120kg，去除果蒂和枝叶等杂物。开启臭氧水杀菌机，待水中臭氧浓度达到15ppm，加150kg臭氧水于挑选好的果中，处理1min，滤去臭氧水后，将果装箱或装入冻干盘中放入‐30℃以下冷库中预冷。待果中心温度达到-20℃～-24℃时将果压破，继续预冷至-28℃以下备用。同时将温度探测器插入1-2颗果中，用于实时监测和控制物品温度。
开启致冷机，使捕水器冷媒温度达到‐30℃，设置好程序升温程序。升温和降温速率为2.0℃/min。温度控制程序：20min内，加热板温度从室温升至60℃，保温60min；然后降温至48℃，保温300min；升温至50℃，保温140min；升温至53℃，保温60min。
将预冷好的野生蓝莓果及果盘迅速移入冷冻干燥设备机并置于加热板上，将温度探测器接上真空冷冻干燥机进行温度实时监控，开启真空泵。真空度小于80pa时开启加热装置。
10h以后，物料温度为4℃，升华干燥结束，野生蓝莓水分为19％，关真空泵和加热系统，往干燥箱中充入氮气，使箱内外压力一致，迅速将冻干果移出冷冻干燥设备机，翻动物料，在相对湿度为40％的无菌室下放置3.5h。再将物料盘重新放入另外一台真空冷冻干燥机，冷媒温度-38℃，保持加热板温度在53℃，真空度小于80pa，干燥4.5h后，果品水分含量为5.8％，冷却装入塑料袋。采用万能粉碎机进行粉碎，野生蓝莓冻干粉可达到100～150目。采用水分活度仪测得果粉水分活度为0.337。
采用实施例1方法，检测到采用本方法所得野生蓝莓冻干粉中原花青素和类黄酮含量分别为11.25％和1.30％。原花青素和类黄酮保留率均超过98.0％。
本实施例所选用干燥温度低于实施例1，功能成份含量略高，说明功能成份与温度有一定的关系。
实施例3
取新鲜野生蓝莓120kg，去除果蒂和枝叶等杂物。开启臭氧水杀菌机，待水中臭氧浓度达到20ppm，加150kg臭氧水于挑选好的果中，处理1.2min，滤去臭氧水后将果装箱或装入冻干盘中放入-33℃以下冷库中预冷。
待果中心温度达到-24℃～-25℃时将果压破，装盘时先在下层放一层未压破的果，再在上面堆放2～3层压破的果，继续预冷至-30℃以下备用。同时将温度探测器插入1-2颗果中，用于实时监测和控制物品温度。
开启致冷机，使捕水器冷媒温度达到‐35℃，设置好程序升温程序。升温和降温速率为2.0℃/min。温度控制程序：20min内，加热板温度从室温升至55℃，保温60min；然后降温至49℃，保温240min；升温至51℃，保温240min；升温至55℃，保温60min。
9h以后，物料温度为7℃，升华干燥结束，野生蓝莓水分为17％，关真空泵和加热系统，往干燥箱中充入氮气，使箱内外压力一致，迅速将冻干果移出冷冻干燥设备机，翻动物料，在相对湿度小于40％的室温下放置4h。再将物料盘重新放入另外一台真空冷冻干燥机，冷媒温度-35℃，保持加热板温度在55℃，真空度小于80pa，干燥4h后，果品水分含量为5.5％，冷却装入塑料袋。
采用超微粉碎机进行粉碎得到野生蓝莓超微粉。采用水分活度仪测得果粉水分活度为0.335。
采用实施例1方法，检测到采用本方法所得野生蓝莓冻干粉中原花青素和类黄酮含量分别为11.18％和1.27％。
实施例4
取新鲜野生蓝莓120kg，去除果蒂和枝叶等杂物。开启臭氧水杀菌机，待水中臭氧浓度达到10ppm，加240kg臭氧水于挑选好的果中，处理1.2min，滤去臭氧水后将果装箱或装入冻干盘中放入-35℃以下冷库中预冷。同时将温度探测器插入1-2颗果中，用于实时监测和控制物品温度。开启致冷机，使冷媒温度达到-30℃,开启升温板加热系统。
待野生蓝莓鲜果温度降至-30℃以下，迅速移入冷冻干燥设备机并置于加热板上，将温度探测器接上真空冷冻干燥机进行温度实时监控，开启真空泵和加热装置。温度控制程序：20min内，加热板温度从室温升至60℃，保温60min；然后降温至50℃，保温240min；升温至52℃，保温240min；升温至55℃，保温480min。17h时干燥结束，果粒分散无粘连，野生蓝莓果水分为5.9％，停止真空冷冻干燥机，往干燥箱中充入空气使箱内外压力一致，空气进风口安放五层纱布进行空气过滤，迅速将冻干果移出冷冻干燥设备机，装入塑料袋中。采用超微粉碎机进行粉碎得到野生蓝莓超微粉。采用水分活度仪测得果粉水分活度为0.338。
采用实施例1方法，检测到采用本方法所得野生蓝莓冻干粉中原花青素和类黄酮含量分别为11.13％和1.18％。
采用国家食品安全标准检测菌落总数、大肠菌群和致病菌，结果均为未检出。
Claims (7)
1.一种野生蓝莓冻干粉的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
1)以新鲜的野生蓝莓为原料，去除果蒂和枝叶杂物；
2)水中通入臭氧，控制水中臭氧浓度达到10～20ppm；
3)将步骤1)的野生蓝莓用臭氧水处理后装入冻干盘中放入-30℃以下冷库中预冷；待野生蓝莓中心温度达到‐20℃～‐24℃时将果压破，继续在冷库中预冷至-28℃以下；
4)开启真空冷冻干燥设备的致冷机，使真空冷冻干燥设备的捕水器冷媒温度达到‐30℃～‐40℃；将预冷好的野生蓝莓果盘移入真空冷冻干燥设备的加热板上，将温度探测器接上真空冷冻干燥机进行温度实时监控，开启真空泵；真空度控制为：真空度小于80pa时开启加热装置进行升华干燥，控制加热过程中真空度为30-80pa，当真空度小于30pa时真空泵自动停机，高于80pa时自动开机；加热过程温度控制为：控制升温和降温速率为(2.0-2.5)℃/min；开始起到20min内，控制加热板温度从室温升至55～60℃，保温50～60min；然后降温至48℃～50℃，保温240min～300min；再升温至52℃～55℃，保温180min～300min；
5)停止真空冷冻干燥设备，升华干燥结束；往真空冷冻干燥设备的干燥箱中充入氮气或空气，使箱内外压力一致，将冻干果移出冷冻干燥设备机；在相对湿度小于40％的室温下放置3h～4h，使物料水分充分迁移到物料表面；
6)再将物料盘重新放入另外一台真空冷冻干燥设备，真空冷冻干燥至物料水分含量小于6.0％，粉碎得野生蓝莓果粉。
2.根据权利要求1所述的野生蓝莓冻干粉的制备方法，其特征在于，所述臭氧水的用量为野生蓝莓重量的1～2倍。
3.根据权利要求1所述的野生蓝莓冻干粉的制备方法，其特征在于，所述臭氧水的处理时间为经1～2min。
4.根据权利要求1所述的野生蓝莓冻干粉的制备方法，其特征在于，所述冷库中预冷的温度控制将温度探测器插入1～2颗完好的果中，实时监测野生蓝莓预冷温度。
5.根据权利要求1所述的野生蓝莓冻干粉的制备方法，其特征在于，所述真空冷冻干燥设备的真空泵和加热装置采用可编程控制器进行控制。
6.根据权利要求1所述的野生蓝莓冻干粉的制备方法，其特征在于，所述真空冷冻干燥至物料水分含量小于6.0％是控制冷媒温度‐30℃～‐40℃，保持加热板温度为50℃～55℃，真空度小于80pa，真空冷冻干燥4h～5h。
7.根据权利要求1所述的野生蓝莓冻干粉的制备方法，其特征在于，所述粉碎为粉碎至果粉粒度为80～200目。
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