CN104886697B - 高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于果汁制备技术领域的一种高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法，本发明的方法为：将鲜果榨汁得原汁，对原汁离心，得到粗分离果汁及果肉，果汁泵入缓冲罐，果肉泵入回收罐，待后续回填；将粗分离果汁进行高速离心，得到精分离后果汁及果肉，果汁泵入缓冲罐，85～90℃杀菌灭酶10～30s，果肉泵入回收罐，待后续回填；将灭酶后的精分离果汁从缓冲罐泵入混合树脂罐，对果汁进行脱苦降酸；在脱苦降酸后的果汁中回填果肉后进行真空浓缩，得到高果肉含量浓缩果汁。该方法具有能够在一个树脂罐中达到脱苦和降酸的目的，在去除柠檬苦素和果酸的前提下最大限度地保留果汁中的黄酮、VC等营养成分，保证果汁品质。
Description
技术领域
本发明涉及一种高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法，属于果汁制备技术领域。
背景技术
随着人们生活水平的提高，越来越多的人更加关注饮食的营养性和方便程度，因此，对于果汁类饮料的需求日渐增长，但是许多鲜果榨汁所得果汁的风味不尽人意。例如，椪柑汁等柑橘类果汁，在生产加工过程中会产生后苦味现象，且果酸(主要为柠檬酸)含量较高，严重制约着其综合利用。多年的研究表明，引起椪柑汁等柑橘类果汁产生苦味的物质主要分两类：黄酮类和柠檬苦素类似物。
树脂吸附法是常用的脱苦和降酸手段，早在1984年，Purl等(US 4439458)已经申请了树脂法对柑橘汁进行脱苦的专利，随后，程绍南(CN 1037638)、Norman(US 4965083)和Chu(US 2003/0064144 A1)等也相继对树脂法脱苦进行优化；Lineback(WO 03/028483 A2)以及Chung等(WO 2004/091321 A1)先后申请了有关离子交换树脂法对果汁进行降酸的专利。在国内，寇晓康等(CN 1742567A)于2004年申请了树脂法脱苦或者降酸的工艺方法及设备的专利，树脂罐内设置搅拌装置，采用独立的树脂柱分别脱苦或者降酸，也可以对树脂柱进行串联以达到生产需求；同年，张林(CN 1602763A)也采用树脂罐串联进行果汁脱苦脱酸，树脂罐也内设搅拌装置；2010年，潘思轶等(CN 101999720A)用多种处理方法联合，采用HDP800大孔树脂对果汁脱苦，添加蜂蜜等调配果汁，浓缩后得到高果肉含量浓缩酸橙汁。可见，树脂法改善果汁品质的研究，国内外均采用单独树脂罐或者树脂罐串联为主的生产工艺，先后分别脱苦、降酸。
发明内容
本发明的目的为了克服简化高果肉含量(果肉含量大于5％)果汁的脱苦降酸过程，提供一种新的工艺方法，针对的是我国自产的柑橘汁，有利于企业标准化及大规模生产。
本发明主要是通过以下步骤实现的：
一种高果肉含量(果肉含量大于5％)果汁一步脱苦降酸的方法，包括以下步骤：
步骤一：将鲜果榨汁得原汁，对原汁离心，得到粗分离果汁及果肉，果汁泵入缓冲罐，果肉泵入回收罐，待后续回填；
步骤二：将粗分离果汁进行高速离心，得到精分离后果汁及果肉，果汁泵入缓冲罐，85～90℃杀菌灭酶10～30s，果肉泵入回收罐，待后续回填；
步骤三：将灭酶后的精分离果汁从缓冲罐泵入混合树脂罐，对果汁进行脱苦降酸；
步骤四：在脱苦降酸后的果汁中回填果肉后进行真空浓缩，得到高果肉含量浓缩果汁。
上述高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法中，所述高果肉含量果汁为椪柑汁。
上述高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法中，所述原汁离心采用卧式螺旋离心机或碟片式分离机，转速为2000-4200rpm。
上述高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法中，所述粗分离果汁进行高速离心采用高速离心机，转速为6000～8000rpm。
上述高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法中，所述的混合树脂罐由LX920大孔吸附树脂和LSA603弱碱阴离子交换树脂按质量比1:2～1:7混合组成。两种树脂混合均匀后湿法装罐。混合树脂罐无需搅拌装置，树脂床处于静止状态，果汁通过树脂罐实现脱苦降酸过程。
所述脱苦降酸为动态脱苦降酸或静态脱苦降酸。
上述高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法中，设置至少两个混合树脂罐，当其中一罐的混合树脂趋于吸附饱和时，通过阀门控制，切换到另一个混合树脂罐进行脱苦降酸，同时对饱和树脂进行再生，交替使用。
上述高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法中，混合树脂在吸附饱和后，通过以下方法再生(BV为树脂床层体积，m3)：
(1)用水反向冲洗树脂床，至流出液澄清；
(2)用60～90％乙醇在2～4BV/h流速下反向冲洗树脂床，至流出液近无色，水洗至无醇味；
(3)用质量浓度1～3％(m/v)NaOH溶液再生剂2～4BV/h流速下反冲树脂床进行再生，至流出液pH稳定后，水洗至中性。
本发明的方法的优点为：
本发明的高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法中，果肉含量大于5％，所述混合树脂罐由脱苦树脂LX920大孔吸附树脂和降酸树脂LSA603弱碱阴离子交换树脂混合组成，两种树脂混合均匀后湿法装罐，LX920大孔吸附树脂和LSA603弱碱阴离子交换树脂按质量比1:2～1:7混合，两种树脂均具有高选择性，混合树脂对柠檬苦素的吸附率达88.41％时，黄酮损失仅28.33％，对果酸的吸附率达53.25％、柠檬苦素吸附率达26.08％时，VC保留率达70.00％。混合树脂罐无需搅拌装置，树脂床处于静止状态，果汁通过树脂罐实现脱苦降酸过程。
本发明的混合树脂，对柠檬苦素和果酸具有高选择性的树脂，在去除柠檬苦素和黄酮的前提下最大限度地保留果汁中的黄酮等营养组分，保证果汁品质；将具有高选择性的脱苦树脂和降酸树脂混合装罐，可在一个树脂罐中达到脱苦和降酸的目的；去除果肉后的果汁清汁能够快速通过树脂罐，无需在罐内设置搅拌装置，树脂间不会发生较大强度的碰撞和摩擦，避免在果汁中带入杂质，且不会造成树脂堵塞，提高生产效率和果汁安全性；通过调节树脂比例，可以根据原料质量水平得到质量稳定的产品，节省设备投资，适用范围更广，且饱和树脂可以再生循环使用。
为了方便连续生产，至少需要有两个混合树脂罐，当其中一罐的混合树脂趋于吸附饱和时，通过阀门控制，切换到另一个混合树脂罐进行脱苦降酸，同时对饱和树脂进行再生，两罐交替使用。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2不同树脂组合对果酸、维生素C、柠檬苦素的脱除效果。
具体实施方式
实施例1：
(1)榨汁：鲜果经过计量、验级、后熟后，刷洗去除果面污垢，人工挑选剔除烂果、破碎果及杂质，送入分级机分级，然后榨汁获得果汁原汁，果渣弃之作为动物饲料等。
(2)果汁粗分离：果汁原汁于卧式螺旋离心机2000rpm离心，得到粗分离后的低果肉含量(果肉含量小于3％)果汁及果肉，果肉泵入回收罐，待后续回填，果汁装入缓冲罐。
(3)果汁精分离、灭酶：粗分离的果汁再进行精制，利用高速离心机6000rpm/min离心，分离果汁和果肉，低果肉含量(果肉含量小于1％)果汁85℃杀菌灭酶16s，回收进入下一步操作，果肉回收作为后续回填备用。
(4)树脂预处理：树脂先用无水乙醇浸泡24h，用蒸馏水冲洗至无醇味，再依次用4％NaOH和4％HCl交替浸泡4h，每次浸泡结束用蒸馏水冲洗至中性。弱碱阴离子交换树脂预处理时，酸碱交替浸洗后，最后用5倍树脂体积的4％NaOH浸泡活化4h以上，再用蒸馏水冲洗至中性。处理完均保存于70％乙醇中。
(5)将灭酶后的精分离果汁从缓冲罐泵入树脂罐，树脂罐的树脂分别为D301、D315、LX920+LSA603(质量比1:5)、AB8+IRA67(质量比1:5)、LX920+LX500(质量比1:5)、EXA45+FPA53(质量比1:5)、SP70+LSA603(质量比1:5)。结果如图2所示，大孔树脂LX920吸附柠檬苦素，用弱碱阴离子交换树脂LSA603吸附柠檬酸。LX920+LSA603树脂对原果汁脱苦脱酸。，柠檬酸脱除率达53.25％，吸附选择性良好，VC保留率达70.00％；其混合效果明显优于其他单一树脂或复合树脂。
实施例2
根据如图1所示的流程图进行，
(1)榨汁：鲜果经过计量、验级、后熟后，刷洗去除果面污垢，人工挑选剔除烂果、破碎果及杂质，送入分级机分级，然后榨汁获得果汁原汁，果渣弃之作为动物饲料等。
(2)果汁粗分离：果汁原汁于卧式螺旋离心机2000rpm离心，得到粗分离后的低果肉含量(果肉含量小于3％)果汁及果肉，果肉泵入回收罐，待后续回填，果汁装入缓冲罐。
(3)果汁精分离、灭酶：粗分离的果汁再进行精制，利用高速离心机6000rpm/min离心，分离果汁和果肉，低果肉含量(果肉含量小于1％)果汁85℃杀菌灭酶16s，回收进入下一步操作，果肉回收作为后续回填备用。
(4)树脂预处理：树脂先用无水乙醇浸泡24h，用蒸馏水冲洗至无醇味，再依次用4％NaOH和4％HCl交替浸泡4h，每次浸泡结束用蒸馏水冲洗至中性。弱碱阴离子交换树脂预处理时，酸碱交替浸洗后，最后用5倍树脂体积的4％NaOH浸泡活化4h以上，再用蒸馏水冲洗至中性。处理完均保存于70％乙醇中。
(5)静态脱苦降酸：每1t椪柑汁(柠檬苦素初始浓度24.27μg/mL、pH 3.20)中树脂混合质量比例为1:7，即添加5kg LX920大孔吸附树脂和35kg LSA603弱碱阴离子交换树脂，在树脂罐中吸附3h，得到柠檬苦素浓度低于苦味阈值3.4μg/mL，pH 4.0左右的脱苦降酸椪柑汁。
(6)果肉回填：回填果肉，使果汁中果肉含量为5-6％，得到高果肉含量的果汁半成品。
(7)浓缩、杀菌、罐装：真空度-0.92～-1.0bar条件下真空浓缩到65brix，采用高温短时杀菌，灭菌温度98-103℃，时间30s，流量40000L/h，无菌灌装得到高果肉含量(果肉含量大于5％)的浓缩果汁产品。
(8)树脂再生：用纯净水反向冲洗树脂床，至流出液澄清；然后用70％乙醇洗脱剂在2BV/h流速下反向冲洗树脂床洗脱柠檬苦素，水洗至无醇味后，再用2％(m/v)NaOH溶液再生剂在4BV/h流速下反冲树脂床进行再生，水洗至中性。静态树脂吸附具有吸附效果好，树脂使用量少，吸附时间短等优点。
实施例3：
(1)榨汁：鲜果经过计量、验级、后熟后，刷洗去除果面污垢，人工挑选剔除烂果、破碎果及杂质，送入分级机分级，然后榨汁获得果汁原汁，果渣弃之作为动物饲料等。
(2)果汁粗分离：果汁原汁于卧式螺旋离心机4200rpm离心，得到粗分离后的低果肉含量(果肉含量小于3％)果汁及果肉，果肉泵入回收罐，待后续回填，果汁装入缓冲罐。
(3)果汁精分离：粗分离的果汁再进行精制，利用高速离心机7500rpm离心，分离果汁和果肉，低果肉含量(果肉含量小于1％)果汁90℃杀菌灭酶12s，回收进入下一步操作，果肉回收作为后续回填备用。
(4)动态脱苦降酸：按照LX920树脂与LSA603树脂质量比1:2的比例混合两种树脂，采用湿法装罐。在温度25℃下，以10BV/h的流速对椪柑汁(柠檬苦素初始浓度为20.68μg/mL，pH3.20)进行脱苦降酸，可处理10BV果汁，得到柠檬苦素浓度低于2.0μg/mL，pH 4.0左右的脱苦降酸椪柑汁。
(5)果肉回填：回填果肉，使得果肉含量6～7％，得到高果肉含量的果汁半成品。
(6)浓缩、杀菌、罐装：真空度-0.92～-1.0bar条件下真空浓缩到65brix，采用高温短时杀菌，灭菌温度98-103℃，时间30s，流量30000-40000L/h，无菌灌装得到高果肉含量(果肉含量大于5％)的果汁产品。
(7)树脂再生：用纯净水反向冲洗树脂床，至流出液澄清；接着用90％乙醇在2BV/h流速下反向冲洗树脂床，至流出液近无色，水洗至无醇味；然后用1％(m/v)NaOH溶液于2BV/h流速下反冲树脂床进行再生，至流出液pH稳定后，水洗至中性。
根据该工艺，每10吨脱苦脱酸罐(添加6-8m3树脂)可达到60-80吨/h的生产速率，脱苦脱酸速率快。
实施例4：
(1)榨汁：鲜果经过计量、验级、后熟后，刷洗去除果面污垢，人工挑选剔除烂果、破碎果及杂质，送入分级机分级，然后榨汁获得果汁原汁，果渣弃之作为动物饲料等。
(2)果汁粗分离：果汁原汁于卧式螺旋离心机3200rpm离心，得到粗分离后的低果肉含量(果肉含量小于3％)果汁及果肉，果肉泵入回收罐，待后续回填，果汁装入缓冲罐。
(3)果汁精分离：粗分离的果汁再进行精制，利用高速离心机8000rpm离心，分离果汁和果肉，低果肉含量(果肉含量小于1％)果汁95℃杀菌灭酶10s，回收进入下一步操作，果肉回收作为后续回填备用。
(4)动态脱苦降酸：按照LX920树脂与LSA603树脂质量比1:5的比例混合两种树脂，采用湿法装罐。在温度25℃下，以20BV/h的流速对椪柑汁(柠檬苦素初始浓度为20.68μg/mL，pH3.20)进行脱苦降酸，可处理6BV果汁，得到柠檬苦素浓度低于3.4μg/mL，pH 4.0左右的脱苦降酸椪柑汁。
(5)果肉回填：回填果肉，使得果肉含量7～9％，得到高果肉含量的果汁半成品。
(6)浓缩、杀菌、罐装：真空度-0.92～-1.0bar条件下真空浓缩到65brix，采用高温短时杀菌，灭菌温度98-103℃，时间30s，流量30000-40000L/h，无菌灌装得到高果肉含量(果肉含量大于5％)的浓缩果汁产品。
(7)树脂再生：用纯净水反向冲洗树脂床，至流出液澄清；接着用60％乙醇在4BV/h流速下反向冲洗树脂床，至流出液近无色，水洗至无醇味；然后用3％(m/v)NaOH溶液于2BV/h流速下反冲树脂床进行再生，至流出液pH稳定后，水洗至中性。
根据该工艺，每10吨脱苦脱酸罐(添加6-8m3树脂)可达到120-160吨/h的生产速率，但考虑到树脂的吸附饱和率，实际处理的果汁量达到3.2罐/h，脱苦脱酸速率快。
综上所述，正如本技术领域中普通技术人员可以了解的，本说明书中所述的只是本发明的部分较佳实例，凡改变果汁原料或依本发明的构思所做的有关树脂型号/比例的改变或修饰，皆应在本发明的权利要求保护范围内。
Claims (5)
1.一种高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将鲜果榨汁得原汁，对原汁离心，得到粗分离果汁及果肉，果汁泵入缓冲罐，果肉泵入回收罐，待后续回填；所述原汁离心采用卧式螺旋离心机或碟片式分离机，转速为2000-4200rpm；
步骤二：将粗分离果汁进行高速离心，得到精分离后果汁及果肉，果汁泵入缓冲罐，85～90℃杀菌灭酶10～30s，果肉泵入回收罐，待后续回填；所述粗分离果汁进行高速离心采用高速离心机，转速为6000～8000rpm；
步骤三：将灭酶后的精分离果汁从缓冲罐泵入混合树脂罐，对果汁进行脱苦降酸；所述的混合树脂罐由LX920大孔吸附树脂和LSA603弱碱阴离子交换树脂按质量比1:2～1:7混合均匀组成；
步骤四：在脱苦降酸后的果汁中回填果肉后进行真空浓缩，得到高果肉含量浓缩果汁。
2.根据权利要求1所述的高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法，其特征在于，所述高果肉含量果汁为椪柑汁。
3.根据权利要求1所述的高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法，其特征在于，所述脱苦降酸为动态脱苦降酸或静态脱苦降酸。
4.根据权利要求1所述的高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法，其特征在于，设置至少两个混合树脂罐，当其中一罐的混合树脂趋于吸附饱和时，通过阀门控制，切换到另一个混合树脂罐进行脱苦降酸，同时对饱和树脂进行再生，交替使用。
5.根据权利要求4所述的高果肉含量果汁一步脱苦降酸的方法，其特征在于，混合树脂在吸附饱和后，通过以下方法再生：
(1)用水反向冲洗树脂床，至流出液澄清；
(2)用60～90％乙醇在2～4BV/h流速下反向冲洗树脂床，至流出液近无色，水洗至无醇味；
(3)用质量浓度1～3％NaOH溶液再生剂2～4BV/h流速下反冲树脂床进行再生，至流出液pH稳定后，水洗至中性。
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