CN106262766A - 适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，包括：步骤一、从柿子皮中提取果胶；步骤二、将果胶用果胶甲酯酶酶解后，依次加入乳酸钙和菊粉，搅拌均匀后，进行高压均质处理，均质压力为180～200MPa；步骤三、将nisin粉末均质溶液中，调整pH在6‑7范围内，超滤后，加入1％壳聚糖作为壁材，喷雾干燥得到天然抑菌性食品添加剂；其中，菊粉与果胶的质量比为2～5:10，nisin粉末与果胶的质量比为5～10:10。将该添加剂应用到果汁的生产中，可以在保证果汁感官、营养品质的同时，降低杀菌的所需时间和温度，提高设备杀菌的效率，节能减排，为企业降低生产成本。

Description

适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂及其制备方法
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，特别涉及一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂及其制备方法。
背景技术
柿子(Diospyros kaki Thunb.)为柿科(Ebenaceae)柿属(Diospyros L.)植物，在国内各地普遍种植。柿子营养价值很高，含有丰富的蔗糖、葡萄糖、果糖、蛋白质、胡萝卜素、维生素C、瓜氨酸、碘、钙、磷、铁。另外，柿子富含果胶，它是一种水溶性的膳食纤维，有良好的润肠通便作用，对于纠正便秘，保持肠道正常菌群生长等有很好的作用。中医认为其甘寒微涩，归肺脾胃大肠经。具有润肺化痰、清热生津、涩肠止痢、健脾益胃，生津润肠、凉血止血等多种功效。甜柿可以直接食用，涩柿则需要人工脱涩后方可食用。
在国内，柿子除了鲜食外主要用于加工柿饼，在加工过程产生大量的废弃物柿子皮，造成极大的资源浪费。柿子皮中果胶含量丰富，具有丰富的利用价值。
果胶物质是植物细胞壁成分之一，存在于相邻细胞壁间的胞间层中，起着将细胞粘在一起的作用。果胶具有天然、绿色、营养、健康等特征，是经联合国粮食及农业组织和世界卫生组织(FAO/WHO)联合专家委员会共同确认的无毒、无ADI(每日允许摄入量)限制的食品配料。目前果胶作为凝胶剂、增稠剂、稳定剂和增效剂等已被广泛应用于食品工业。此外，果胶还可用于保健食品和药品。果胶具有降低血糖预防糖尿病、降低胆固醇水平、防止结肠癌和前列腺癌、防止肥胖以及抑制肠内致病菌繁殖等功效，因此可用于制作防止糖尿病、肥胖症、高血脂等症的保健食品。在医药行业，果胶还具有抗菌、止血、解毒、降血脂以及抗辐射等作用，可单独或与其它制剂合用配制软膏、栓剂和微囊等药物制剂，被称为“人体健康的平衡素”。低酯果胶是一种重要的食品添加剂，在Ca 2+或其他二价阳离子存在下有糖或无糖均能形成凝胶。因而，低酯果胶能够应用于低糖食品，符合现代人们的消费和饮食观念。
菊粉是植物中储备性多糖，主要来源于植物，已发现有36000多种，包括双子叶植物中的菊科、桔梗科、龙胆科等11个科及单子叶植物中的百合科、禾木科。例如，在菊芋的块茎、天竺牡丹(大理菊)的块根、蓟的根中都含有丰富的菊粉。菊粉具有多种生理功能，如控制血脂、降低血糖、促进矿物质的吸收、调节肠道微生物菌群、改善肠道健康、防止便秘、抑制有毒发酵产物的生成，保护肝脏，预防结肠癌等功能。而且，菊粉吸湿性强，具有结合自由水的能力，可以降低水分活度。这一点可充分利用到食品加工中延缓水分的蒸发，防止产品变味，延长食品货架期和保质期。
Nisin是一种多肽物质，是一种天然防腐剂、抑菌剂，食用后在消化道中很快被蛋白水解酶消化成氨基酸。它不会改变肠道内的正常菌群，不会引起抗药性问题，亦不会与其它抗生素出现交叉抗性，各国毒理学试验证明YP-1000Nisin是安全、无毒副作用的。1969年联合国粮食及农业组织/世界卫生组织(FAO/WHO)确认Nisin为安全、高效、可靠的食品防腐剂，到目前为止已在全世界50多个国家广泛应用。1990年中国卫生部签发的证明指出："可以科学的认定Nisin作为食品防腐剂是安全的。"并允许使用。Nisin能有效地杀死或抑制引起食品腐败的革兰氏阳性菌，如乳酸杆菌、肉毒杆菌、葡萄球菌、李斯特菌、耐热腐败菌、棒杆菌、小球菌、明串球菌、分枝杆菌等。特别是对产生孢子的细菌，如芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、嗜热芽孢杆菌、致死肉毒芽孢杆菌、细菌孢子等有很强的抑制作用。
压力脉动技术是一种可以使溶液快速渗透到物料内部，或渗出物料内部的技术，是将物料放置在一个压力容器内，通过压力控制系统制容器的内部压力，并保持一定的时间，然后通过自动控制装置根据需要改变压力容器内部压力，再保持一定的时间，然后通过自动控制装置根据需要改变压力容器内部压力，再保持一定的时间，然后通过自动控制根据需要改变压力容器内部压力，再保持一定时间，如此交替往复循环，可在保证物料品质的前提下快速将溶液浸渍内部，或使物料中的成分渗出至溶液中，将物料水分控制在适宜贮藏的含水率，不同压力保持时间之比称为脉动比，并且压力容器内部的温度可控，以满足不同物料贮藏和加工的需求。
我国规定使用的食品防腐剂有苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、丙酸钙等30种。随着人们生活水平的提高，对于食品的要求越来越高，不含有或少含有食品添加剂的食品更加受到人们的青睐。天然防腐剂对人体无毒害，并能增进食品的风味品质，如茶多酚、植物精油等。但是，天然防腐剂存在着稳定性差、溶解性差等问题。通过生物和物理方法对果胶改性，进而有效的结合nisin，提高其溶解性和稳定性是目前研究的热点问题。
现今市场上NFC果汁逐渐受到消费者的追捧。“NFC”是英文“Not FromConcentrate”的简称，中文含义为“非浓缩还原汁”，即非浓缩还原100％果汁。“NFC果汁”是水果经过榨汁后直接进行巴氏杀菌，在低温环境中加工而成。由于这种鲜榨果汁在加工过程中受热时间比较短，所以营养损失比较少，而且更好地保持了新鲜水果的原汁原味。这种果汁的缺点是适合低温保存，保质期相对较短，一般在4℃贮存下贮藏期为20天左右。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法。
本发明另有一个目的是提供一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂。
本发明再有一个目的是提供该适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂在延长NFC果汁中的应用。
为此，本发明提供的技术方案为：
一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，包括：
步骤一、从柿子皮中提取果胶；
步骤二、将步骤一中得到的果胶用果胶甲酯酶酶解后，依次加入乳酸钙和菊粉，进行高压均质处理，均质压力为180～200MPa；
步骤三、将nisin粉末加入步骤二中均质后的均质溶液中，调整pH在4-7范围内，超滤后，加入1％壳聚糖作为壁材，喷雾干燥得到天然抑菌性食品添加剂；
其中，所述菊粉与所述果胶的质量比为2～5:10，所述nisin粉末与所述果胶的质量比为5～10:10。
优选的是，所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法中，步骤一中，从柿子皮中提取果胶的具体方法包括如下步骤：
1)将柿子皮作为提取果胶的一级原料，首先将柿子皮粉分散于95％乙醇的混合溶液中，配置浓度为0.05～0.1g/mL，然后置于脉动压力室中，于温度70～80℃，高压850～950kPa，低压力0kPa下提取60～80min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤除去上清保留残渣，按照上述提取步骤连续重复3次，然后再收集残渣与石油醚(60～90℃)混合，配置浓度为0.05～0.1g/mL，在60～70℃下进行抽提，4℃下10000rpm离心10min，残渣在通风厨中过夜除去石油醚，得到二级原料；
2)采用脉动压力提取法从步骤1)得到中的二级原料提取水溶性果胶，将该二级原料与pH 5.2、浓度为0.05～0.1g/mL醋酸钠缓冲溶液混合，再按照体积比0.02％叠氮化钠，置于脉动压力室中，于温度70～80℃，高压为450～600kPa，低压力为0kPa下提取提取60～80min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤分离上清，该上清为柿子水溶性果胶溶液；
3)首先通过膜过滤法纯化柿子水溶性果胶溶液：先用10kDa的透析袋进行透析，然后采用中空纤维膜，节流分子量为50kDa，应用错流全循环超滤模式对果胶提取液进行浓缩纯化，在跨膜压力为0.075～0.095MPa，温度为30～40℃，超滤时间30～40min，然后采用冷冻真空干燥进行浓缩，得到果胶。
优选的是，所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法中，得到步骤1)中的柿子皮粉的步骤包括：
将清洗、沥干的柿子皮剪切为5～10cm长，2～3cm宽的长条，置于中短波红外干燥箱中，设定中短波红外的温度为50～60℃，功率为800～1000W，辐射距离为10～15cm，时间为200～230min；
经过超微粉碎后过40目筛。
优选的是，所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法中，，均质后的样品置于4℃保存。
优选的是，所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法中，，步骤三中，0.1M NaOH调整pH在4-7范围内；
优选的是，所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法中，步骤三中，喷雾干燥条件为：真空度-0.05～-0.06MPa条件下，进风温度65℃；
优选的是，所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法中，步骤二中，果胶用果胶甲酯酶酶解的具体方法包括：首先将步骤一中得到的果胶和果胶甲酯酶溶解在pH 4.50的浓度为1M的醋酸钠磷酸盐缓冲溶液中，配置果胶浓度为0.2g/mL～0.4g/mL，果胶甲酯酶浓度为5mg～20mg/mL，然后于温度30℃酶解1h，再然后85℃热击4min使酶失活，最后冰浴。然后，加入乳酸钙，其浓度为0.4～0.6mg/mL。
优选的是，所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法中，在所述步骤三中，将nisin粉末加入所述均质溶液中，调整pH之前，还包括：
超声：将加入nisin粉末的均质溶液于超声功率150W和压力2～4kPa下超声20～30min。
一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂，该天然抑菌性食品添加剂由任一所述的方法制备得到。
所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂在延长非浓缩还原果汁保质期中的应用。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明采用废弃的柿子皮作为原料，提取果胶，并依次通过生物、物理方法改性，提高果胶与nisin结合效率，nisin的负载率可达到95％以上，该天然的食品添加剂溶解效果好，抑菌作用明显，不含有任何化学添加物。将该添加剂应用到果汁尤其是NFC果汁的生产中，可以在保证果汁感官、营养品质的同时，降低杀菌的所需时间和温度，提高设备杀菌的效率，节能减排，为企业降低生产成本。NFC果汁一般在4℃贮下贮藏期为20天左右，通过适当添加该食品添加剂，可以使NFC果汁贮藏期延长至40天左右。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本发明提供一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，包括：
步骤一、从柿子皮中提取果胶；
步骤二、将步骤一中得到的果胶用果胶甲酯酶酶解后，依次加入乳酸钙和菊粉，进行均质处理，均质压力为180～200MPa；和
步骤三、将nisin粉末加入步骤二中均质后的均质溶液中，调整pH在4-7范围内，超滤后，加入1％壳聚糖作为壁材，喷雾干燥得到天然抑菌性食品添加剂；
其中，所述菊粉与所述果胶的质量比为2～5:10，所述nisin粉末与所述果胶的质量比为5～10:10。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，步骤一中，从柿子皮中提取果胶的具体方法包括如下步骤：
1)将柿子皮作为提取果胶的一级原料，首先将柿子皮粉分散于95％乙醇的混合溶液中，配置浓度为0.05～0.1g/mL，然后置于脉动压力室中，于温度70～80℃，高压850～950kPa，低压力0kPa下提取60～80min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤除去上清保留残渣，按照上述提取步骤连续重复3次，然后再收集残渣与石油醚(60～90℃)混合，配置浓度为0.05～0.1g/mL，在60～70℃下进行抽提，4℃下10000rpm离心10min，残渣在通风厨中过夜除去石油醚，得到二级原料；
2)采用脉动压力提取法从步骤1)得到中的二级原料提取水溶性果胶，将该二级原料与pH 5.2、浓度为0.05～0.1g/mL醋酸钠缓冲溶液混合，再按照体积比0.02％叠氮化钠，置于脉动压力室中，于温度70～80℃，高压为450～600kPa，低压力为0kPa下提取提取60～80min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤分离上清，该上清为柿子水溶性果胶溶液；
3)首先通过膜过滤法纯化柿子水溶性果胶溶液：先用10kDa的透析袋进行透析，然后采用中空纤维膜，节流分子量为50kDa，应用错流全循环超滤模式对果胶提取液进行浓缩纯化，在跨膜压力为0.075～0.095MPa，温度为30～40℃，超滤时间30～40min，然后采用冷冻真空干燥进行浓缩，得到果胶。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，得到步骤1)中的柿子皮粉的步骤包括：
将清洗、沥干的柿子皮剪切为5～10cm长，2～3cm宽的长条，置于中短波红外干燥箱中，设定中短波红外的温度为50～60℃，功率为800～1000W，辐射距离为10～15cm，时间为200～230min；
经过超微粉碎后过40目筛。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，均质后的样品置于4℃保存。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，步骤三中，0.1M NaOH调整pH在4-7范围内；
所述超滤为采用孔径为10 000Da的超滤膜超滤得到浓缩液；
喷雾干燥条件为：真空度-0.05～-0.06MPa条件下，进风温度65℃。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，步骤二中，果胶用果胶甲酯酶酶解的具体方法包括：首先将步骤一中得到的果胶和果胶甲酯酶溶解在pH 4.50的浓度为1M的醋酸钠磷酸盐缓冲溶液中，配置果胶浓度为0.2g/mL～0.4g/mL，果胶甲酯酶浓度为5mg～20mg/mL，然后于温度30℃酶解1h，再然后85℃热击4min使酶失活，最后冰浴。然后，加入乳酸钙，其浓度为0.4～0.6mg/mL。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，在所述步骤三中，将nisin粉末加入所述均质溶液中，调整pH之前，还包括：
超声：将加入nisin粉末的均质溶液于超声功率150W和压力2～4kPa下超声20～30min。在超声过程中，能够使更多的nisin结合于果胶上，且同时也加强了nisin与果胶和菊粉的结合能力，从而进一步提高nisin的负载率。
本发明还提供一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂，该天然抑菌性食品添加剂由任一所述的方法制备得到。
本发明还提供所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂在延长非浓缩还原果汁保质期中的应用。
实施例1
一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，包括：
步骤一、从柿子皮中提取果胶；具体方法包括如下步骤：
1)将柿子皮作为提取果胶的一级原料，将清洗、沥干的柿子皮剪切为5cm长，2cm宽的长条，置于中短波红外干燥箱中，设定中短波红外的温度为50℃，功率为800W，辐射距离为10cm，时间为200min；经过超微粉碎后过40目筛。
首先将柿子皮粉分散于95％乙醇的混合溶液中，配置浓度为0.05g/mL，然后置于脉动压力室中，于温度70℃，高压850kPa，低压力0kPa下提取60min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤除去上清保留残渣，按照上述提取步骤连续重复3次，然后再收集残渣与石油醚(60～90℃)混合，配置浓度为0.05g/mL，在60℃下进行抽提，4℃下10000rpm离心10min，残渣在通风厨中过夜除去石油醚，得到二级原料。
2)采用脉动压力提取法从步骤1)得到中的二级原料提取水溶性果胶，将该二级原料与pH 5.2、浓度为0.05g/mL醋酸钠缓冲溶液混合，再按照体积比0.02％叠氮化钠，置于脉动压力室中，于温度70℃，高压为450kPa，低压力为0kPa下提取提取60min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤分离上清，该上清为柿子水溶性果胶溶液。
3)首先通过膜过滤法纯化柿子水溶性果胶溶液：先用10kDa的透析袋进行透析，然后采用中空纤维膜，节流分子量为50kDa，应用错流全循环超滤模式对果胶提取液进行浓缩纯化，在跨膜压力为0.075MPa，温度为30℃，超滤时间30min，然后采用冷冻真空干燥进行浓缩，得到果胶。
步骤二、将步骤一中得到的果胶用果胶甲酯酶酶解，具体方法包括：首先将步骤一中得到的果胶和果胶甲酯酶溶解在pH 4.50的浓度为1M的醋酸钠磷酸盐缓冲溶液中，配置果胶浓度为0.2g/mL g/mL，果胶甲酯酶浓度为5mg mg/mL，然后于温度30℃酶解1h，再然后85℃热击4min使酶失活，最后冰浴。然后，加入乳酸钙，其浓度为0.4mg/mL。加入菊粉，所述菊粉与所述果胶的质量比为2～5:10，进行高压均质处理，均质压力为180MPa；均质后的样品置于4℃保存。
步骤三、将nisin粉末加入步骤二中均质后的均质溶液中，所述nisin粉末与所述果胶的质量比为5:10。0.1M NaOH调整pH在4-7范围内，超滤后，所述超滤为采用孔径为10000Da的超滤膜超滤得到浓缩液。加入1％壳聚糖作为壁材，喷雾干燥得到天然抑菌性食品添加剂；喷雾干燥条件为：真空度-0.05MPa条件下，进风温度65℃。
上述得到的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂在延长非浓缩还原果汁保质期中的应用。以NFC橙汁为例，当添加量为0.2％，杀菌条件为121℃30s，4℃贮藏期可以延长至45天。
实施例2
一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，包括：
步骤一、从柿子皮中提取果胶；具体方法包括如下步骤：
1)将柿子皮作为提取果胶的一级原料，将清洗、沥干的柿子皮剪切为10cm长，3cm宽的长条，置于中短波红外干燥箱中，设定中短波红外的温度为60℃，功率为1000W，辐射距离为15cm，时间为230min；经过超微粉碎后过40目筛。
首先将柿子皮粉分散于95％乙醇的混合溶液中，配置浓度为0.1g/mL，然后置于脉动压力室中，于温度80℃，高压950kPa，低压力0kPa下提取80min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤除去上清保留残渣，按照上述提取步骤连续重复3次，然后再收集残渣与石油醚(60～90℃)混合，配置浓度为0.1g/mL，在70℃下进行抽提，4℃下10000rpm离心10min，残渣在通风厨中过夜除去石油醚，得到二级原料。
2)采用脉动压力提取法从步骤1)得到中的二级原料提取水溶性果胶，将该二级原料与pH 5.2、浓度为0.1g/mL醋酸钠缓冲溶液混合，再按照体积比0.02％叠氮化钠，置于脉动压力室中，于温度80℃，高压为600kPa，低压力为0kPa下提取提取80min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤分离上清，该上清为柿子水溶性果胶溶液。
3)首先通过膜过滤法纯化柿子水溶性果胶溶液：先用10kDa的透析袋进行透析，然后采用中空纤维膜，节流分子量为50kDa，应用错流全循环超滤模式对果胶提取液进行浓缩纯化，在跨膜压力为0.095MPa，温度为40℃，超滤时间40min，然后采用冷冻真空干燥进行浓缩，得到果胶。
步骤二、将步骤一中得到的果胶用果胶甲酯酶酶解，具体方法包括：首先将步骤一中得到的果胶和果胶甲酯酶溶解在pH 4.50的浓度为1M的醋酸钠磷酸盐缓冲溶液中，配置果胶浓度为0.4g/mL，果胶甲酯酶浓度为20mg/mL，然后于温度30℃酶解1h，再然后85℃热击4min使酶失活，最后冰浴。然后，加入乳酸钙，其浓度为0.4～0.6mg/mL。加入菊粉，所述菊粉与所述果胶的质量比为5:10，进行高压均质处理，均质压力为200MPa；均质后的样品置于4℃保存。
步骤三、将nisin粉末加入步骤二中均质后的均质溶液中，所述nisin粉末与所述果胶的质量比为10:10。0.1M NaOH调整pH在4-7范围内，超滤后，所述超滤为采用孔径为10000Da的超滤膜超滤得到浓缩液。加入1％壳聚糖作为壁材，喷雾干燥得到天然抑菌性食品添加剂；喷雾干燥条件为：真空度-0.06MPa条件下，进风温度65℃。
上述得到的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂在延长非浓缩还原果汁保质期中的应用。以NFC橙汁为例，当添加量为0.15％，杀菌条件为121℃30s，4℃贮藏期可以延长至40天。
实施例3
一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，包括：
步骤一、从柿子皮中提取果胶；具体方法包括如下步骤：
1)将柿子皮作为提取果胶的一级原料，将清洗、沥干的柿子皮剪切为8cm长，2.5cm宽的长条，置于中短波红外干燥箱中，设定中短波红外的温度为55℃，功率为900W，辐射距离为12.5cm，时间为215min；经过超微粉碎后过40目筛。
首先将柿子皮粉分散于95％乙醇的混合溶液中，配置浓度为0.75g/mL，然后置于脉动压力室中，于温度75℃，高压900kPa，低压力0kPa下提取70min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤除去上清保留残渣，按照上述提取步骤连续重复3次，然后再收集残渣与石油醚(60～90℃)混合，配置浓度为0.75g/mL，在65℃下进行抽提，4℃下10000rpm离心10min，残渣在通风厨中过夜除去石油醚，得到二级原料。
2)采用脉动压力提取法从步骤1)得到中的二级原料提取水溶性果胶，将该二级原料与pH 5.2、浓度为0.75g/mL醋酸钠缓冲溶液混合，再按照体积比0.02％叠氮化钠，置于脉动压力室中，于温度75℃，高压为525kPa，低压力为0kPa下提取提取70min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤分离上清，该上清为柿子水溶性果胶溶液。
3)首先通过膜过滤法纯化柿子水溶性果胶溶液：先用10kDa的透析袋进行透析，然后采用中空纤维膜，节流分子量为50kDa，应用错流全循环超滤模式对果胶提取液进行浓缩纯化，在跨膜压力为0.0805MPa，温度为35℃，超滤时间35min，然后采用冷冻真空干燥进行浓缩，得到果胶。
步骤二、将步骤一中得到的果胶用果胶甲酯酶酶解，具体方法包括：首先将步骤一中得到的果胶和果胶甲酯酶溶解在pH 4.50的浓度为1M的醋酸钠磷酸盐缓冲溶液中，配置果胶浓度为0.3g/mL，果胶甲酯酶浓度为12.5mg/mL，然后于温度30℃酶解1h，再然后85℃热击4min使酶失活，最后冰浴。然后，加入乳酸钙，其浓度为0.4～0.6mg/mL。加入菊粉，所述菊粉与所述果胶的质量比为3.5:10，进行高压均质处理，均质压力为190MPa；均质后的样品置于4℃保存。
步骤三、将nisin粉末加入步骤二中均质后的均质溶液中，所述nisin粉末与所述果胶的质量比为8:10。首先将加入nisin粉末的均质溶液于超声功率150W和压力kPa下超声20min，之后0.1M NaOH调整pH在4-7范围内，超滤后，所述超滤为采用孔径为10000Da的超滤膜超滤得到浓缩液。加入1％壳聚糖作为壁材，喷雾干燥得到天然抑菌性食品添加剂；喷雾干燥条件为：真空度-0.055MPa条件下，进风温度65℃。以NFC猕猴桃汁为例，当添加量为0.18％，杀菌条件为121℃30s，4℃贮藏期可以延长至42天。
实施例4
一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，包括：
步骤一、从柿子皮中提取果胶；具体方法包括如下步骤：
1)将柿子皮作为提取果胶的一级原料，将清洗、沥干的柿子皮剪切为8cm长，2.5cm宽的长条，置于中短波红外干燥箱中，设定中短波红外的温度为55℃，功率为900W，辐射距离为12.5cm，时间为215min；经过超微粉碎后过40目筛。
首先将柿子皮粉分散于95％乙醇的混合溶液中，配置浓度为0.75g/mL，然后置于脉动压力室中，于温度75℃，高压900kPa，低压力0kPa下提取70min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤除去上清保留残渣，按照上述提取步骤连续重复3次，然后再收集残渣与石油醚(60～90℃)混合，配置浓度为0.75g/mL，在65℃下进行抽提，4℃下10000rpm离心10min，残渣在通风厨中过夜除去石油醚，得到二级原料。
2)采用脉动压力提取法从步骤1)得到中的二级原料提取水溶性果胶，将该二级原料与pH 5.2、浓度为0.75g/mL醋酸钠缓冲溶液混合，再按照体积比0.02％叠氮化钠，置于脉动压力室中，于温度75℃，高压为525kPa，低压力为0kPa下提取提取70min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤分离上清，该上清为柿子水溶性果胶溶液。
3)首先通过膜过滤法纯化柿子水溶性果胶溶液：先用10kDa的透析袋进行透析，然后采用中空纤维膜，节流分子量为50kDa，应用错流全循环超滤模式对果胶提取液进行浓缩纯化，在跨膜压力为0.0805MPa，温度为35℃，超滤时间35min，然后采用冷冻真空干燥进行浓缩，得到果胶。
步骤二、将步骤一中得到的果胶用果胶甲酯酶酶解，具体方法包括：首先将步骤一中得到的果胶和果胶甲酯酶溶解在pH 4.50的浓度为1M的醋酸钠磷酸盐缓冲溶液中，配置果胶浓度为0.3g/mL，果胶甲酯酶浓度为12.5mg/mL，然后于温度30℃酶解1h，再然后85℃热击4min使酶失活，最后冰浴。然后，加入乳酸钙，其浓度为0.5mg/mL。加入菊粉，所述菊粉与所述果胶的质量比为3.5:10，进行高压均质处理，均质压力为200MPa；均质后的样品置于4℃保存。
步骤三、将nisin粉末加入步骤二中均质后的均质溶液中，所述nisin粉末与所述果胶的质量比为8:10。首先将加入nisin粉末的均质溶液于超声功率150W和压力2kPa下超声30min，之后0.1M NaOH调整pH在4-7范围内，超滤后，所述超滤为采用孔径为10000Da的超滤膜超滤得到浓缩液。加入1％壳聚糖作为壁材，喷雾干燥得到天然抑菌性食品添加剂；喷雾干燥条件为：真空度-0.055MPa条件下，进风温度65℃。以NFC苹果汁为例，当添加量为0.25％，杀菌条件为121℃30s，4℃贮藏期可以延长至48天。
这里说明的模块数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂及其制备方法的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，其特征在于，包括：
步骤一、从柿子皮中提取果胶；
步骤二、将步骤一中得到的果胶用果胶甲酯酶酶解后，依次加入乳酸钙和菊粉，进行均质处理，均质压力为180～200MPa；
步骤三、将nisin粉末加入步骤二中高压均质后的均质溶液中，调整pH在4-7范围内，超滤后，加入1％壳聚糖作为壁材，喷雾干燥得到天然抑菌性食品添加剂；
其中，所述菊粉与所述果胶的质量比为2～5:10，所述nisin粉末与所述果胶的质量比为5～10:10。
2.如权利要求1所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，其特征在于，步骤一中，从柿子皮中提取果胶的具体方法包括如下步骤：
1)将柿子皮作为提取果胶的一级原料，首先将柿子皮粉分散于95％乙醇的混合溶液中，配置浓度为0.05～0.1g/mL，然后置于脉动压力室中，于温度70～80℃，高压850～950kPa，低压力0kPa下提取60～80min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤除去上清保留残渣，按照上述提取步骤连续重复3次，然后再收集残渣与石油醚(60～90℃)混合，配置浓度为0.05～0.1g/mL，在60～70℃下进行抽提，4℃下10000rpm离心10min，残渣在通风厨中过夜除去石油醚，得到二级原料；
2)采用脉动压力提取法从步骤1)得到中的二级原料提取水溶性果胶，将该二级原料与pH 5.2、浓度为0.05～0.1g/mL醋酸钠缓冲溶液混合，再按照体积比0.02％叠氮化钠，置于脉动压力室中，于温度70～80℃，高压为450～600kPa，低压力为0kPa下提取提取60～80min，经过上述提取过程后，4℃下10000rpm离心10min，过滤分离上清，该上清为柿子水溶性果胶溶液；
3)首先通过膜过滤法纯化柿子水溶性果胶溶液：先用10kDa的透析袋进行透析，然后采用中空纤维膜，节流分子量为50kDa，应用错流全循环超滤模式对果胶提取液进行浓缩纯化，在跨膜压力为0.075～0.095MPa，温度为30～40℃，超滤时间30～40min，然后采用冷冻真空干燥进行浓缩，得到果胶。
3.如权利要求2所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，其特征在于，得到步骤1)中的柿子皮粉的步骤包括：
将清洗、沥干的柿子皮剪切为5～10cm长，2～3cm宽的长条，置于中短波红外干燥箱中，设定中短波红外的温度为50～60℃，功率为800～1000W，辐射距离为10～15cm，时间为200～230min；
经过超微粉碎后过40目筛。
4.如权利要求1所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，其特征在于，高压均质后的样品置于4℃保存。
5.如权利要求1所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，其特征在于，步骤三中，0.1M NaOH调整pH在4-7范围内；
所述超滤为采用孔径为10000Da的超滤膜超滤得到浓缩液；
喷雾干燥条件为：真空度-0.05～-0.06MPa条件下，进风温度65℃。
6.如权利要求1所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，其特征在于，步骤二中，果胶用果胶甲酯酶酶解的具体方法包括：首先将步骤一中得到的果胶和果胶甲酯酶溶解在pH 4.50的浓度为1M的醋酸钠磷酸盐缓冲溶液中，配置果胶浓度为0.2g/mL～0.4g/mL，果胶甲酯酶浓度为5mg～20mg/mL，然后于温度30℃酶解1h，再然后85℃热击4min使酶失活，最后冰浴。
7.如权利要求1所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，其特征在于，步骤二中，加入乳酸钙的浓度为0.4～0.6mg/mL。
8.如权利要求1所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，将nisin粉末加入所述均质溶液中，调整pH之前，还包括：
超声：将加入nisin粉末的均质溶液于超声功率150W和压力2～4kPa下超声20～30min。
9.一种适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂，其特征在于，该天然抑菌性食品添加剂由权利要求1至8任一所述的方法制备得到。
10.如权利要求9所述的适用于果汁加工的天然抑菌性食品添加剂在延长非浓缩还原果汁保质期中的应用。
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