CN106036270A - 一种浓缩刺梨天然维生素c的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浓缩刺梨天然维生素C的方法，该方法包括依次进行的低温隔氧的破碎压榨步骤、真空罐除单宁步骤、低温隔氧的微滤步骤和反渗透膜浓缩步骤。本发明的低温隔氧的破碎压榨技术、低温隔氧的膜浓缩技术，不仅得到高含量天然维生素C的浓缩果汁，而且解决了目前刺梨加工的瓶颈技术难题（褐变和澄清）：低温和隔氧抑制果汁褐变、微滤澄清果汁。本发明整个生产过程不添加外来化学品（无污染）、不需要蒸汽、耗电也低，排放的洗果废水和刺梨干渣可实现绿色生态循环。本发明是一种环保节能的技术，尤其适合生态良好、气温较低的贵州地区。
Description
技术领域
本发明涉及一种浓缩刺梨天然维生素C的方法，特别是破碎压榨、除涩味、浓缩工艺。
背景技术
刺梨含维生素C非常丰富(贵州黔西刺梨，含量2.96%)，是猕猴桃的46倍、橙子的86倍。其价值主要就是天然维生素C，但以下2种情况下易被破坏：过度加热、果实破碎后在有氧环境中酶解。
刺梨含单宁也很高(贵州黔西刺梨，含量1.12%)，是葡萄（以单宁含量高著称）的22倍。单宁虽然有抗氧化作用，但过高含量时有强烈苦涩味，严重影响刺梨食品的风味，这也是营养价值极高的刺梨而无法广泛应用的主要瓶颈。
为利用刺梨的天然维生素C，有研究者尝试干果浸提法：已被证实在干燥后维生素C只剩下23%，浸提已没有意义（高媛等，刺梨果实不同含水率下维生素和活性研究，中国农学通报2014.30（1））；有研究者尝试鲜果冻干法：由于刺梨含大量木质素，制成的超微粉成本高昂，故没有实用价值（唐玲等 刺梨产品研究现状和发展前景 食品工业2013.34（1）） 。
目前利用刺梨的天然维生素C主要方法是果汁加工法：清洗、常温破碎、敞开式榨汁、高温杀菌、高温浓缩。这种高温和敞开式工艺方法使刺梨中维生素C损失较大（只剩下约25%），产品表现出来的褐色主要为维生素C氧化后的聚合物。在此基础上用壳聚糖沉淀单宁在实验室成功，但未解决维生素C的损失问题。
如果在保存刺梨天然维生素C的基础上减少单宁含量，制成涩味少、色淡香浓的刺梨浓缩汁，其天然维生素C的含量可达18%，这种浓缩刺梨不仅保存运输方便，而且方便应用于食品药品加工。还易于冷冻干燥成刺梨粉，其用途更广。
单宁少、维生素C含量高、色淡香醇的刺梨浓缩汁，将给刺梨深加工行业带来革命性的进步。
在刺梨浓缩方面，本领域技术人员曾进行了以下一些创新。
中国专利CN201510029198.0《刺梨浓缩精华液制作工艺》：包括以下步骤：步骤(1)、选果和洗果：选择新鲜、果肉丰厚、无损伤、色泽好无虫眼的刺梨果并进行洗净；步骤(2)、破碎：对洗净的刺梨果经过破碎机破碎成细小碎粒状态；步骤(3)、压榨过滤：将破碎的刺梨果通过压榨机进行压榨,并且将压榨的刺梨原果汁经过过滤系统过滤,把果肉等杂质过滤清除掉；并将经过滤的原果汁放入果汁缸中密闭保存；步骤(4)、瞬时灭菌：将果汁加入甜味剂后杀菌,杀灭物料中的细菌、病菌；步骤(5)、真空浓缩：对无菌物料进行真空浓缩；步骤(6)、灌装、杀菌：先对空瓶采用浓度为120-180ppm的消毒液进行瓶内消毒、清洗,再将浓缩物料全自动灌装、杀菌。
中国专利CN201510369671.X《以刺梨为原料的SOD制品及其制备方法》提供的以刺梨为原料的SOD制品,所述制品是冰冻状态的纯刺梨果浆,所述果浆保存于避光、屏蔽电磁辐射的、内壁材料的氧化性低于刺梨的容器中,在25℃下解冻结束时所述制品的SOD活力≧40万U/100mL,含维生素C≧500mg/100mL。其制备方法的工艺过程是：采收后在48小时内速冻到中心温度在-18℃以下保温存放运输,在20℃以下的环境中进行低速脱刺、脱蒂、冲洗、解冻、低速榨汁、过滤、冷杀菌、灌装于前述容器中,然后在4小时内急冻到中心温度在-18℃以下保存。与现有技术相比,在不添加任何化学修饰或混合包裹物质的前提下,该方法所得制品在25℃下解冻结束时的SOD活力在40万U/100mL以上。
中国专利CN201510052759.9公开了《一种刺梨果汁的加工方法》运用生物酶技术温和条件(添加葡萄糖氧化酶,在35-40℃的条件下保持40-50min)处理以稳定和强化果汁天然品质,利用底物(腺苷酸、三氯蔗糖)对人体味觉受体影响改善产品呈味特性,简单易行、高效安全,且有效的保存刺梨果汁中营养成分。
中国专利CN201520117636.4《一种刺梨压榨设备》提供了一种刺梨压榨设备,其包括顺序设置的倾斜的滚笼、传送带、压榨装置,所述滚笼包括设置在两端的第一支撑圈和第二支撑圈,所述第一支撑圈与所述第二支撑圈之间等间隔设置有多根笼杆,所述滚笼内设置有喷淋杆,所述传送带设置有磁性装置,所述滚笼和所述传送带下方设置有一个水池。其提供的一种刺梨压榨设备,其能够将刺梨清洗和榨汁工作连续进行,在保障稳定的清洗质量同时大大提高榨汁生产效率。
以上技术方案依然存在以下缺点： CN201510029198.0采用常温破碎、敞开式榨汁、高温杀菌、高温浓缩,将严重破坏刺梨果中的维生素C。CN201510369671.X和CN201520117636.4为果汁生产工艺和设备，采用敞开式榨汁，维生素C氧化酶将在有氧环境下分解维生素C。CN201510052759.9为果汁生产工艺，采用非法规允许的添加剂（例腺苷酸），难以在实用中推广。
发明内容
本发明的目的是为解决常规浓缩刺梨汁加工采用的热处理和敞开环境使维生素C被破坏的技术问题，提供一种浓缩刺梨天然维生素C的方法。在保存刺梨天然维生素C的基础上减少单宁含量，制成无涩味、色淡香醇的刺梨浓缩汁，使其天然维生素C的含量可达18%。
本发明提供的完整技术方案如下：
采用冷加工和隔氧技术：冷冻刺梨果---低温清洗---低温隔氧破碎榨汁---真空罐除单宁---微滤---反渗透膜浓缩----密封冷藏。
低温清洗：刺梨果上市季节短，此时可大量收购新鲜刺梨，分级挑选后即刻入-18度冷冻库保存。用-18度冷冻的刺梨果经分段式水槽清洗、解冻后进入破碎压榨工序。此时温度约0-15度。
低温隔氧破碎压榨：将破碎机和压榨机组合为一体，通入惰性气体隔绝氧气并保持微正压环境。低温情况下维生素C氧化酶活力低、过程中隔绝氧气使维生素C氧化酶无作用底物，保护了维生素C不被氧化。此时温度约5-20度。
真空罐除单宁：压榨出的果汁喷入真空罐暂存，真空罐中加入一定比例的脱乙酰甲壳素（符合GB2760食品添加剂使用标准），使之与单宁结合而沉淀。经以硅藻土为助滤剂的板框过滤机过滤除去单宁。真空罐的设置在于排除刺梨果肉中包含的空气，避免其中氧气破坏维生素C。此时温度约10-25度。
微滤：经陶瓷膜微滤为澄清果汁。在此过程中，微滤还起到除去细菌等微生物的作用，防止膜浓缩系统染菌，保证产品卫生指标。此时温度约15-30度。
反渗透膜浓缩：澄清果汁进入反渗透膜浓缩工序。膜浓缩系统压力为15Mpa，将水份分离出，果汁浓缩到3-7倍，考虑到一般膜系统分离效率与温度成正比（允许操作温度范围内），故此时物料温度为整个系统的最高温，约20-35度。在此过程中，物料处于密封隔氧环境。
密封冷藏：浓缩汁在无菌环境下灌入铝箔无菌袋中，封口。为保持维生素C的稳定性，产品保存于-18至0度以下的冷库。
通过低温破碎和压榨，以及隔氧操作，保持了刺梨的维生素C的稳定性；通过真空罐内的除单宁操作，使风味好、维生素C得到保护；通过非加热和隔氧的微滤和膜浓缩，保证了刺梨浓缩果汁的维生素C的稳定性。
本发明技术方案带来的有益效果：
刺梨一般生长于偏远山区，必须在现场加工为维生素C保存率高的浓缩果汁，才方便食品和药品工业使用。本发明的工艺中采用低温隔氧技术，通过纯物理方法，不添加任何除刺梨水果以外的外来物质(真空罐除单宁时使用的脱乙酰甲壳素和硅藻土为食品加工助剂，可过滤清除干净)，得到维生素C保存率高的浓缩果汁，为食品和药品利用刺梨丰富的天然维生素C ，提供了可能。
本发明的低温隔氧的破碎压榨技术、低温隔氧的膜浓缩技术，不仅得到高含量天然维生素C的浓缩果汁，而且解决了目前刺梨加工的瓶颈技术难题（褐变和澄清）：低温和隔氧抑制果汁褐变、微滤澄清果汁。
本发明的膜浓缩技术所包含的微滤技术，达到除菌效果，避免了高温杀菌对维生素C的破坏，使浓缩汁卫生指标符合国家标准。
本发明整个生产过程不添加外来化学品（无污染）、不需要蒸汽、耗电也低，排放的洗果废水和刺梨干渣可实现绿色生态循环。本发明是一种环保节能的技术，尤其适合生态良好、气温较低的贵州地区。
本发明还有以下替代方案：
在低温清洗时：对新鲜刺梨果，也可以放冷库到中心温度低于15度再开始清洗；或不放冷库，在清洗前或后，用低温水浸泡到中心温度15-20度。
在低温隔氧破碎压榨时：破碎机和压榨机也可以分离，分别通入惰性气体隔绝氧气并保持微正压环境。惰性气体包括二氧化碳、氮气，通入方式包括以气体形式、以液体形式。该工序也可以采用真空方式，即使破碎机和压榨机处于真空环境，但设备成本高。
在真空罐除单宁时：果汁也可以经真空脱气装置后，除单宁操作可在普通压力的罐内进行。对单宁含量低的刺梨品种，也可以不需要除单宁工艺。
在微滤时：也可以用超滤、纳滤代替，但营养物质损失大，不能称为原果浓缩汁。
在反渗透膜浓缩时：也可以采用低温（20-35度）真空浓缩工艺，单独使用或与膜浓缩配合使用。
在密封冷藏时：也可以密封于其他材料的容器，例玻璃、复合塑料、金属。
具体实施方式
为了加深对本发明理解，下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1：用冷冻刺梨果加工
1、 工艺路线：冷冻刺梨果---低温清洗---低温隔氧破碎榨汁---真空罐除单宁---微滤---反渗透膜浓缩----密封冷藏。
2、工艺说明：
①低温清洗：从-18度冷冻库取出冷冻刺梨果，投入2段式清洗槽。一边解冻一边除去砂石、浮叶、烂果，得到温度为0-15度的干净刺梨果。2段式清洗目的在于第一段水为初洗，需排放；第二段水为精洗，需过滤循环并控制刺梨果中心温度。
低温隔氧破碎榨汁：将桨叶式打浆机安装于压榨机进料口上方，整体密封保温。在设备底部通入二氧化碳，利用打浆机的进料口作为排气口，排除设备内氧气，并使整体设备保持微正压（10-100Pa）。整体设备有保温层、处理时间5分钟，保证物料温度为5-20度。压榨出的果汁进入真空罐。
真空罐除单宁：压榨出的果汁喷入真空罐暂存（相对真空度-90至-20KPa），真空罐中加入0.1-1%脱乙酰甲壳素（符合GB2760食品添加剂使用标准），混合后静置5-30分钟，使之与单宁结合而沉淀。经以硅藻土为助滤剂的板框过滤机过滤除去单宁。真空罐的设置在于排除刺梨果肉中包含的空气，避免其中氧气破坏维生素C。此时温度约10-25度。
微滤：经 0.1-0.5微米陶瓷膜微滤为澄清果汁。在此过程中，微滤还起到除去细菌等微生物的作用，防止膜浓缩系统染菌，保证产品卫生指标。此时温度约15-30度。
反渗透膜浓缩：澄清果汁进入膜浓缩系统。膜材料为RO反渗透膜，选用低温通透量高的聚酰胺复合膜，操作温度20-35度、操作压力5-25MPa。得到固形物32%的浓缩果汁（相当于4倍浓缩）。考虑到维生素C的保存性，该浓缩果汁装袋密封后保存于-18度冷库。
实施例2：用新鲜刺梨果加工
1、 工艺路线：新鲜刺梨果---低温清洗---低温隔氧破碎榨汁---除单宁微滤---反渗透膜浓缩----密封冷藏。
2、工艺说明：
①低温清洗：新鲜刺梨果投入2段式清洗槽。除去砂石、浮叶、烂果，得到温度为15-20度的干净刺梨果。2段式清洗目的在于第一段水为初洗，需排放；第二段水为精洗，需过滤循环并控制刺梨果中心温度。
低温隔氧破碎榨汁：将桨叶式打浆机安装于压榨机进料口上方，整体密封保温。在设备底部通入二氧化碳，利用打浆机的进料口作为排气口，排除设备内氧气，并使整体设备保持微正压（10-100Pa）。整体设备有保温层、处理时间5分钟，保证物料温度为20-25度。
真空罐除单宁：压榨出的果汁喷入真空罐暂存（相对真空度-90至-20KPa），真空罐中加入0.1-1%脱乙酰甲壳素（符合GB2760食品添加剂使用标准），混合后静置5-30分钟，使之与单宁结合而沉淀。经以硅藻土为助滤剂的板框过滤机过滤除去单宁。真空罐的设置在于排除刺梨果肉中包含的空气，避免其中氧气破坏维生素C。此时温度约20-25度。
微滤：经 0.1-0.5微米陶瓷膜微滤为澄清果汁。在此过程中，微滤还起到除去细菌等微生物的作用，防止膜浓缩系统染菌，保证产品卫生指标。此时温度约20-30度。
反渗透膜浓缩：澄清果汁进入膜浓缩系统。膜材料为RO反渗透膜，选用低温通透量高的聚酰胺复合膜，操作温度25-35度、操作压力5-25MPa。得到固形物64%的浓缩果汁（相当于8倍浓缩）。考虑到维生素C的保存性，该浓缩果汁装袋密封后保存于-18度冷库。
当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种浓缩刺梨天然维生素C的方法，其特征在于：该方法包括依次进行的低温隔氧的破碎压榨步骤、真空罐除单宁步骤、低温隔氧的微滤步骤和反渗透膜浓缩步骤。
2.根据权利要求1所述的浓缩刺梨天然维生素C的方法，其特征在于：在低温隔氧的破碎压榨步骤前对刺梨进行分段低温清洗，前段解冻和除杂质，后段精洗和控制破碎前刺梨果温度。
3.根据权利要求1所述的浓缩刺梨天然维生素C的方法，其特征在于：所述低温隔氧的破碎压榨步骤是对破碎机和压榨机组通入惰性气体隔绝氧气并保持正压环境，使破碎和压榨过程处于低温、隔氧状态。
4.根据权利要求1所述的浓缩刺梨天然维生素C的方法，其特征在于：所述真空罐除单宁步骤是将破碎压榨步骤压榨出的果汁喷入真空罐暂存，真空罐中加入脱乙酰甲壳素，使之与单宁结合而沉淀；经以硅藻土为助滤剂的板框过滤机过滤除去单宁。
5.根据权利要求1所述的浓缩刺梨天然维生素C的方法，其特征在于：低温隔氧的微滤步骤将除去单宁的果汁在低温隔氧条件下经陶瓷膜微滤为澄清果汁。
6.根据权利要求1所述的浓缩刺梨天然维生素C的方法，其特征在于：反渗透膜浓缩是将澄清果汁进入反渗透膜浓缩工序，控制膜浓缩系统压力为15Mpa，将水份分离出，果汁浓缩到浓度达到原来浓度的3-7倍，在此过程中，物料处于密封隔氧环境。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的浓缩刺梨天然维生素C的方法，其特征在于：所述低温指指0-35℃的温度。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的浓缩刺梨天然维生素C的方法，其特征在于：用于隔绝氧气的惰性气体包括二氧化碳或氮气，通入方式包括以气体形式或以液体形式。
9.根据权利要求1所述的浓缩刺梨天然维生素C的方法，其特征在于：在破碎压榨步骤中破碎机和压榨机均处于真空环境。
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