CN108783306A - 一种生姜浓缩汁的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生姜浓缩汁的加工方法，所述加工方法包括原料处理、液氮喷淋冻结、液氮排氧打浆、复合酶酶解、过滤离心、纳滤结合反渗透浓缩、常压冷等离子体结合臭氧杀菌，最终得到高品质的生姜浓缩汁。本发明采用液氮喷淋冻结技术，在提高生姜出汁率和可溶性固形物含量的同时，避免生姜榨汁前的酶促褐变；采用液氮排氧打浆方法，利用液氮汽化迅速排氧降温原理进行打浆，解决了生姜在打浆过程中，由于组织细胞破碎，与空气的接触面积增大导致酶促褐变严重等问题；采用常压冷等离子体结合臭氧技术对浓缩后的生姜汁进行杀菌处理，在杀灭生姜汁中腐败菌的同时，保持了生姜中特有的风味和活性物质。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种生姜浓缩汁的加工方法。
背景技术
生姜（ZingiberOfficinaleRosc）又称地辛，白辣云，系姜科多年生宿根草本植物，是我国一种重要经济作物。生姜在我国栽培早、分布广，目前已形成许多著名产区，主要分布在山东、河南、陕西、广东、江西、福建等省，其中以山东莱芜的鲜大姜、福建金姜最为著名。生姜供食用和药用的部分为其根茎。根茎内含有多种营养成分，生姜根茎中含有生姜油、精油树脂、姜辣素、淀粉、膳食纤维以及色素和矿物质等营养成分，其中干物质达到总含量的1.32%-15.5%，总脂类5.7%-14.5%，生姜中淀粉含量最高，达到生姜干重的40%-60%左右。生姜具有特殊的香辣味，是我国人民普遍采用的香辛调味蔬菜，可以祛腥膻，增鲜添香。
生姜除直接作调味品外，还可加工制成姜汁、姜片、姜油等。此外，生姜还是一种良好的中药材，可抑制肠内异常发酵，促进气体排泄，增强血液循坏，具有温暖、发汗、止嗝、解毒等作用。
目前，生姜浓缩汁的传统加工方式是：原料处理→破碎打浆→生物酶解→过滤离心→旋转蒸发浓缩→杀菌。该工艺流程为热力加工方法，无法得到高品质的生姜浓缩汁，此外，没有深入开发一种抑制生姜酶促褐变的技术。鲜姜在切割后多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性迅速增强，PAL的活性增强促进了鲜切生姜中酚类物质生成，为PPO、POD提供了更多的底物，PPO、POD催化生姜中酚类物质的氧化是导致鲜切生姜褐变的主要原因。
比如，发明专利“一种浓缩型养生姜饮品”（公开号：107125535A）中采用传统打浆法，容易在打浆过程引起生姜的酶促褐变，影响生姜汁的稳定性；文献“生物酶解技术在清汁型大姜浓缩汁生产中的应用”采用生物酶解技术来提高生姜的出汁率，此法最大限度提取生姜有效成分需要酶解时间120-180min，耗时长。而本发明先采用液氮喷淋冻结，再采用复合酶解法，有效提高生姜出汁率同时，大大缩短酶解时间。另外本发明“一种生姜浓缩汁的加工方法”集成了液氮喷淋冻结、液氮排氧打浆、常压冷等离子体结合臭氧杀菌方法，均属于非热力加工，制得生姜浓缩汁的同时，又最大限度地保持了生姜的风味和活性物质，如常压冷等离子体结合臭氧法处理后的生姜浓缩汁姜辣素含量高达0.94-0.97mg/mL，传统生姜浓缩汁中姜辣素含量只有0.60-0.80mg/mL，为高品质生姜产品的开发提供了一条新途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生姜浓缩汁的加工方法，其通过液氮喷淋冻结提高了生姜的出汁率；通过液氮排氧打浆，解决了在打浆过程中，因为组织被破坏，细胞破碎，与空气的接触面积增大导致酶促褐变严重等问题。采用常压冷等离子体结合臭氧方法在杀灭生姜汁腐败菌的同时，最大限度地保持了生姜汁的风味和活性物质。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
（1）原料处理
选用质地嫩厚且无虫蛀腐坏的新鲜生姜，用清水洗去泥土及杂物，对清洗后的生姜进行去皮切片处理，厚度为1cm左右；
（2）液氮喷淋冻结
将步骤（1）处理后的生姜在液氮含量0.001~0.003kg/s，冻结温度-10~0℃条件下进行液氮喷射；
（3） 液氮排氧打浆
将步骤（2）处理后的生姜以1：3~1：5 g/ml的液料比加水，加入占水质量1.6‰的柠檬酸，然后用破碎机将鲜姜片破碎成粗浆状。在打浆过程中输入液氮进行排氧。打浆转速20000~25000r/min，时间4-6min，液氮含量0.001~0.003kg/s，温度为-10~0℃；
（4）复合酶酶解
将步骤（3）处理后的浆液置于酶解罐中，添加果胶酶和纤维素酶，果胶酶添加量为30U/kg，纤维素酶添加量为110000U/kg，搅拌均匀，置于45℃酶解50min，酶解完成后，将温度迅速升高至90℃灭酶2min后，再将温度迅速降低至室温；
（5）过滤离心
在步骤（4）酶解后的生姜汁经过100目筛过滤去掉残渣，将滤液离心分离，离心速度为4000r/min，离心时间6min，取上清液即得澄清的姜汁；
（6）纳滤结合反渗透浓缩
将步骤（5）所得的生姜汁在孔径为0.6μm纳滤膜进行纳滤澄清，温度为40℃，压力为3.0MPa。然后将纳滤浓缩液在压力6.0MPa，温度40℃的条件下进行反渗透浓缩，制得澄清生姜浓缩汁，浓缩液浓度为55°Brix；
（7）常压冷等离子体结合臭氧杀菌
将步骤（6）所得的生姜浓缩汁用常压冷等离子体结合不同负载的臭氧进行杀菌，生姜浓缩汁的杀菌条件为：臭氧负载量0.128-0.218mg/mL的姜汁在70-90kv条件下处理30-50s。最后采用真空包装机对灭菌汁进行真空包装，得高品质的生姜浓缩汁，其中，姜辣素的含量为0.94-0.97mg/mL。
本发明的显著优点在于：
（1）采用液氮喷淋冻结法在提高生姜出汁率和可溶性固形物的同时，避免生姜榨汁前的酶促褐变。相同质量的冰晶体积大于水，在打浆过程中可提高生姜出汁率和可溶性固形物，且液氮喷淋冻结速度快，结冰速度大于水分移动速度，细胞内外同时产生细小、均匀的冰晶体，对细胞无损伤，可阻止酶、底物和氧气的接触，避免生姜榨汁前的酶促褐变。
（2）采用液氮排氧打浆，利用液氮汽化迅速排氧降温原理进行打浆，在低温条件下，排出生姜汁中的氧气，可减少生姜在榨汁过程中的酶促褐变，解决了生姜在打浆过程中，由于组织细胞破碎，与空气的接触面积增大导致酶促褐变严重等问题，与传统常温打浆相比，液氮排氧打浆中的生姜汁多酚氧化酶（PPO）活性低，褐变指数低。
（3）采用常压冷等离子体结合臭氧法对浓缩后的生姜汁进行杀菌处理，在杀灭生姜汁中腐败菌的同时，保持了生姜中特有的风味和活性物质，如：姜辣素含量高达0.94-0.97mg/mL，传统生姜浓缩汁中姜辣素含量只有0.60-0.80mg/mL。
附图说明
图1为不同处理方法对生姜出汁率和可溶性固形物含量的影响；
图2为不同打浆方式对生姜褐变指数的影响；
图3为不同杀菌方式对生姜浓缩汁中姜辣素含量的影响。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
（1）原料处理
选用质地嫩厚且无虫蛀腐坏的新鲜生姜，用清水洗去泥土及杂物，对清洗后的生姜进行去皮切片处理，厚度为1cm左右；
（2）液氮喷淋冻结
将步骤（1）处理后的生姜在液氮含量0.001kg/s，冻结温度0℃条件下进行液氮喷射；
（3）液氮排氧打浆
将步骤（2）处理后的生姜以1：3g/ml的液料比加水，加入占水质量1.6‰的柠檬酸，然后用破碎机将鲜姜片破碎成粗浆状。在打浆过程中输入液氮进行排氧。打浆转速20000r/min，时间6min，液氮含量0.001kg/s，温度为0℃；
（4）复合酶酶解
将步骤（3）处理后的浆液置于酶解罐中，添加果胶酶和纤维素酶，果胶酶添加量为30U/kg，纤维素酶添加量为110000U/kg，搅拌均匀，置于45℃酶解50min。酶解完成后，将温度迅速升高至90℃灭酶2min后，再将温度迅速降低至室温；
（5） 过滤离心
在步骤（4）酶解后的生姜汁经过100目筛过滤去掉残渣，将滤液离心分离，离心速度为4000r/min，离心时间6min，取上清液即得澄清的姜汁；
（6） 纳滤结合反渗透浓缩
将步骤（5）所得的生姜汁在孔径为0.6μm纳滤膜进行纳滤澄清，温度为40℃，压力为3.0MPa。然后将纳滤浓缩液在压力6.0MPa，温度40℃的条件下进行反渗透浓缩，制得澄清生姜浓缩汁，浓缩液浓度为55°Brix；
（7） 常压冷等离子体结合臭氧杀菌
将步骤（6）所得的生姜浓缩汁用常压冷等离子体结合不同负载的臭氧进行杀菌，生姜浓缩汁的杀菌条件为：臭氧负载量0.128mg/mL的姜汁在70kv条件下处理50s。最后采用真空包装机对灭菌汁进行真空包装，得高品质的生姜浓缩汁，其中，姜辣素的含量为0.95mg/mL。
实施例2
（1）原料处理
选用质地嫩厚且无虫蛀腐坏的新鲜生姜，用清水洗去泥土及杂物，对清洗后的生姜进行去皮切片处理，厚度为1cm左右；
（2）液氮喷淋冻结
将步骤（1）处理后的生姜在液氮含量0.002kg/s，冻结温度-5℃条件下进行液氮喷射；
（3）液氮排氧打浆
将步骤（2）处理后的生姜以1：4 g/ml的液料比加水，加入占水质量1.6‰的柠檬酸，然后用破碎机将鲜姜片破碎成粗浆状。在打浆过程中输入液氮进行排氧。打浆转速22500r/min，时间5min，液氮含量0.002kg/s，温度为-5℃；
（4） 复合酶酶解
将步骤（3）处理后的浆液置于酶解罐中，添加果胶酶和纤维素酶，果胶酶添加量为30U/kg，纤维素酶添加量为110000U/kg，搅拌均匀，置于45℃酶解50min。酶解完成后，将温度迅速升高至90℃灭酶2min后，再将温度迅速降低至室温；
（5） 过滤离心
在步骤（4）酶解后的生姜汁经过100目筛过滤去掉残渣，将滤液离心分离，离心速度为4000r/min，离心时间6min，取上清液即得澄清的姜汁；
（6）纳滤结合反渗透浓缩
将步骤（5）所得的生姜汁在孔径为0.6μm纳滤膜进行纳滤澄清，温度为40℃，压力为3.0MPa。然后将纳滤浓缩液在压力6.0MPa，温度40℃的条件下进行反渗透浓缩，制得澄清生姜浓缩汁，浓缩液浓度为55°Brix；
（7）常压冷等离子体结合臭氧杀菌
将步骤（6）所得的生姜浓缩汁用常压冷等离子体结合不同负载的臭氧进行杀菌，生姜浓缩汁的杀菌条件为：臭氧负载量0.173mg/mL的姜汁在80kv条件下处理40s。最后采用真空包装机对灭菌汁进行真空包装，得高品质的生姜浓缩汁，其中，姜辣素的含量为0.96mg/mL。
实例例3
（1）原料处理
选用质地嫩厚且无虫蛀腐坏的新鲜生姜，用清水洗去泥土及杂物，对清洗后的生姜进行去皮切片处理，厚度为1cm左右；
（2）液氮喷淋冻结
将步骤（1）处理后的生姜在液氮含量0.003kg/s，冻结温度-10℃条件下进行液氮喷射；
（3） 液氮排氧打浆
将步骤（2）处理后的生姜以1：5 g/ml的液料比加水，加入占水质量1.6‰的柠檬酸，然后用破碎机将鲜姜片破碎成粗浆状。在打浆过程中输入液氮进行排氧。打浆转速25000r/min，时间4min，液氮含量0.003kg/s，温度为-10℃；
（4）复合酶酶解
将步骤（3）处理后的浆液置于酶解罐中，添加果胶酶和纤维素酶，果胶酶添加量为30U/kg，纤维素酶添加量为110000U/kg，搅拌均匀，置于45℃酶解50min。酶解完成后，将温度迅速升高至90℃灭酶2min后，再将温度迅速降低至室温；
（5）过滤离心
在步骤（4）酶解后的生姜汁经过100目筛过滤去掉残渣，将滤液离心分离，离心速度为4000r/min，离心时间6min，取上清液即得澄清的姜汁；
（6）纳滤结合反渗透浓缩
将步骤（5）所得的生姜汁在孔径为0.6μm纳滤膜进行纳滤澄清，温度为40℃，压力为3.0MPa。然后将纳滤浓缩液在压力6.0MPa，温度40℃的条件下进行反渗透浓缩，制得澄清生姜浓缩汁，浓缩液浓度为55°Brix；
（7）常压冷等离子体结合臭氧杀菌
将步骤（6）所得的生姜浓缩汁用常压冷等离子体结合不同负载的臭氧进行杀菌，生姜浓缩汁的杀菌条件为：臭氧负载量0.218mg/mL的姜汁在90kv条件下处理30s。最后采用真空包装机对灭菌汁进行真空包装，得高品质的生姜浓缩汁，其中，姜辣素的含量为0.97mg/mL。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种生姜浓缩汁的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括原料处理、液氮喷淋冻结、液氮排氧打浆、复合酶酶解、过滤、离心、纳滤结合反渗透浓缩、常压冷等离子体结合臭氧杀菌，最终得到一种高品质的生姜浓缩汁。
2.根据权利要求1所述的一种生姜浓缩汁的加工方法，其特征在于，所述加工方法具体包括以下步骤：
（1）原料处理
选用质地嫩厚且无虫蛀腐坏的新鲜生姜，用清水洗去泥土及杂物，对清洗后的生姜进行去皮切片处理，厚度为1cm；
（2）液氮喷淋冻结
将步骤（1）处理后的生姜在液氮含量0.001~0.003kg/s，冻结温度-10~0℃条件下进行液氮喷射；
（3）液氮排氧打浆
将步骤（2）处理后的生姜以1：3~1：5 g/ml的液料比加水，加入占水质量1.6‰的柠檬酸，然后用破碎机将鲜姜片破碎成粗浆状，在打浆过程中输入液氮进行排氧，打浆转速20000~25000r/min，时间4-6min，液氮含量0.001~0.003kg/s，温度为-10~0℃；
（4）复合酶酶解
将步骤（3）处理后的浆液置于酶解罐中，添加果胶酶和纤维素酶，果胶酶添加量为30U/kg，纤维素酶添加量为11000U/kg，搅拌均匀，置于45℃酶解50min，酶解完成后，将温度迅速升高至90℃灭酶2min后，再将温度迅速降低至室温；
（5）过滤离心
在步骤（4）酶解后的生姜汁经过100目筛过滤去掉残渣，将滤液离心分离，离心速度为4000r/min，离心时间6min，取上清液即得澄清的姜汁；
（6）纳滤结合反渗透浓缩
将步骤（5）所得的生姜汁在孔径为0.6μm纳滤膜进行纳滤澄清，温度为40℃，压力为3.0Mpa，然后将纳滤浓缩液在压力6.0MPa，温度40℃的条件下进行反渗透浓缩，制得澄清生姜浓缩汁；
（7）常压冷等离子体结合臭氧杀菌
将步骤（6）所得的生姜浓缩汁用常压冷等离子体结合不同负载的臭氧进行杀菌，最后采用真空包装机对灭菌汁进行真空包装，得高品质的生姜浓缩汁。
3.根据权利要求2所述的生姜浓缩汁的加工方法，其特征在于，步骤（6）得到的生姜浓缩汁浓度为55°Brix。
4.根据权利要求2所述的生姜浓缩汁的加工方法，其特征在于，步骤（7）所述的生姜浓缩汁的杀菌条件为：臭氧负载量0.128-0.218mg/mL的姜汁在70-90kv条件下处理30-50s，姜辣素的含量为0.94-0.97mg/mL。
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