CN109832632A - 一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法 - Google Patents

一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法 Download PDF

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赵林松
吕广
董晓
魏康
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Abstract

本发明公开了一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,属于食品工程技术领域,所述的方法是先将柑橘皮干渣加入水中,在高温酸性条件下搅拌提取果胶,通过卧螺离心机分离除去果胶得到滤渣一,将滤渣一与水混合,在碱性条件加入漂白剂,进行高温碱处理并脱色,然后通过卧螺离心机分离除去清液得到滤渣二,将滤渣二与水混合,经过胶体磨,再使用高浓度酒精进行两次脱水后,经低温干燥、粉碎,得到疏松、分散的柑橘纤维产品。本方法制备的柑橘纤维产品具有较高的分散性和吸水膨胀性。

Description

一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法
技术领域
本发明属于食品工程技术领域,涉及到柑橘纤维的制备,特别是一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法。
背景技术
膳食纤维具有优良的促进肠道蠕动功效,对于预防人类的现代“文明病”诸如便秘、肥胖症、动脉硬化、心脑血管疾病、糖尿病等有着重要的意义,被称为除蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质、水以外的人类的“第七大营养素”。当今世界的食品结构正在朝着膳食纤维的方向转变。
目前,对于可溶性膳食纤维的研究已经有较多的积累,而对于不可溶性膳食纤维的研究和应用开发却较少,柑橘纤维作为一种非水溶性膳食纤维,虽然不溶于水,但具有很强的吸水膨胀性和持水性,而且吸水膨胀后形成的网络结构具有较好的支撑性,能够在食品饮料中起到增稠和悬浮的作用,在肉制品中起到保水、改善组织结构和提高得率的作用,在面包和蛋糕等面点中起到改善质构和加工特性的作用。柑橘纤维的吸水膨胀性和持水性以及在食品饮料中的增稠、悬浮性质与纤维结构的分散程度有很大关系,一定程度上,纤维结构的分散性越高,其吸水膨胀性和持水性就越高,在食品饮料中的增稠和悬浮性质也越好。因此如何制备高分散性的纤维将是未来纤维研究的一个重要课题。
申请号为CN201710363722.7、公布号为CN108175105A的专利申请文件中均公开了制备高分散性柑橘纤维的方法,但以上工艺制备中均使用了分散剂来提高分散性,纤维的干燥环节即将料液在水介质中使用喷雾干燥或滚筒干燥设备进行干燥,该工艺存在的风险是:一是,不添加分散剂时,纤维会由于干燥时水分含量过高、干燥速度慢而发生再度聚集;二是,滚筒干燥的温度通常高于100℃,很容易造成分散的纤维在高温脱水的过程中发生再度聚集,导致纤维的分散性下降。
发明内容
本发明设计了一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,方法中利用高温碱处理对柑橘皮中的纤维进行降解、分散,通过酒精脱水的方式使纤维快速脱水、结构分散,再利用真空盘式连续干燥器进行低温干燥保证了纤维良好的分散状态,由此得到了具有高分散性和高持水性的柑橘纤维。
本发明所采取的具体技术方案是:一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,关键在于,所述的方法包括以下步骤:
(1)将柑橘皮干渣加入水中,在酸性条件下进行处理,然后分离去除果胶,得到滤渣一;
(2)将滤渣一加入水中,在60-90℃,在碱性条件下进行碱处理并脱色,然后分离去除清液,得到滤渣二;
(3)将滤渣二和水混合,经过胶体磨,得到初步分散的料液;
(4)将步骤(3)中的料液与酒精混合,酒精的体积百分比浓度为80-90%,分离得到酒精一次脱水后的滤渣三;
(5)将滤渣三与酒精混合,酒精的体积百分比浓度为80-95%,分离得到酒精二次脱水后的滤渣四;
(6)将滤渣四经真空盘式连续干燥器进行干燥,干燥温度为70-90℃,粉碎后得到高分散性的柑橘纤维产品。
步骤(1)所述的柑橘皮为橙皮、橘皮、柠檬皮或柚皮。
步骤(1)中,柑橘皮干渣与水的质量比为1:(10-50)。
步骤(1)中,在酸性条件下进行处理是指,在60-90℃,将pH值调节为1.2-2.0,保温搅拌90-240min,搅拌转速为100-300r/min。
步骤(1)中,分离方式是使用卧螺离心机离心分离去除果胶,卧螺离心机转鼓的转速为1800-3600r/min,螺旋差转速为2-10r/min。
步骤(2)中,滤渣一和水的体积比为1:(2-6);在碱性条件下进行碱处理并脱色是指,调节pH值为8-11,添加漂白剂,保温搅拌30min,搅拌转速为100-300r/min;分离方式是使用卧螺离心机离心分离去除清液,卧螺离心机转鼓的转速为1800-3600r/min,螺旋差转速为2-10r/min。
步骤(3)中,滤渣二和水的体积比为1:(1-4)。
步骤(4)中,料液和酒精的体积比为1:(1-4)。
步骤(5)中,滤渣三与酒精的体积比为1:(1-2)。
步骤(6)中,真空盘式连续干燥器的加热介质是热水,热水的温度为70-90℃。
本发明的有益效果是:
(1)本发明利用高温碱处理对柑橘皮中的纤维进行降解、分散,通过高浓度酒精脱水的方式使纤维快速脱水、结构分散,再利用真空盘式连续干燥器进行低温干燥保证了纤维良好的分散状态,由此从柑橘皮中制备出不添加分散剂的高分散性的柑橘纤维,在国内属于首创。
(2)本方法制备的柑橘纤维,0.5%(w/w)纤维分散溶液经过一次均质后的粘度可达到680cp,纤维的持水力可达到20.48g/g;若工艺中不经过高浓度酒精脱水直接烘干制备纤维,其0.5%(w/w)纤维分散溶液经过一次均质后的粘度只有50-80cp,纤维的持水力为9.66g/g,分散性和持水力明显低于本专利方法制备的柑橘纤维。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作详细说明:
纤维分散性的测定方法:配成0.5%(w/w)纤维分散溶液,经过均质机20MPa均质一次后,使用博力飞粘度计测定粘度。
纤维持水力的测定方法:称取1.00g柑橘纤维,配成质量分数为1.0%的水溶液,使用搅拌器搅拌均匀,转移到离心管中,以3000r/min的转速离心20min,弃去上清液,并用滤纸吸干离心管壁上的残留水分,称重,按以下公式计算纤维的持水力:
持水力(g/g)=(样品湿重-样品干重)/样品干重。
一、对比本发明中“高浓度酒精脱水后干燥”的方式和“不经酒精脱水直接干燥”的方式对纤维分散性和持水力的影响:
实施例1、一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,所述的方法包括以下步骤:
(1)称取柠檬皮干渣(去除精油和大部分可溶性杂质)100kg,加入到2.5t水中,在65℃,将pH值调节为1.3,保温搅拌90min,搅拌转速为100r/min,然后使用卧螺离心机离心分离去除果胶,卧螺离心机转鼓的转速为2200r/min,螺旋差转速为4r/min,得到滤渣一;
(2)将滤渣一和水以1:2的体积比进行混合,在65℃,调节pH值为8,添加质量分数为30%的双氧水,双氧水添加量占总物料的质量分数为1%,保温搅拌30min,搅拌转速为100r/min,然后使用卧螺离心机离心分离去除清液,卧螺离心机转鼓的转速为2500r/min,螺旋差转速为4r/min,得到滤渣二;
(3)将滤渣二和水以1:1的体积比进行混合,经过胶体磨,得到初步分散的料液;
(4)将步骤(3)中的料液和体积百分比浓度为80%的酒精以1:1.5的体积比进行混合,分离得到酒精一次脱水后的滤渣三;
(5)将滤渣三与体积百分比浓度为95%的酒精以1:1.5的体积比进行混合,分离得到酒精二次脱水后的滤渣四;
(6)将滤渣四经真空盘式连续干燥器进行干燥,加热介质是热水,热水的温度为80℃,粉碎后过80目筛得到样品1#。
对比例1、与实施例1不同的是对比例1省去了步骤(4)和步骤(5),将步骤(3)中的料液直接进行分离得到滤渣,然后将滤渣经真空盘式连续干燥器进行干燥,加热介质是热水,热水的温度为80℃,粉碎后过80目筛得到样品2#。
对样品1#和样品2#的纤维分散性和持水力进行测量,所得的数据如下面的表1所示:
表1样品1#和样品2#的纤维分散性和持水力数据
纤维样品 粘度/cp 持水力(g/g)
1# 640 18.14
2# 60 10.20
由此可见,经过“酒精脱水-干燥”的纤维分散性和持水力均比“不经酒洗直接干燥”的高。
实施例2、一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,所述的方法包括以下步骤:
(1)称取橙皮干渣(去除精油和大部分可溶性杂质)200kg,加入到7t水中,在75℃,将pH值调节为1.5,保温搅拌120min,搅拌转速为100r/min,然后使用卧螺离心机离心分离去除果胶,卧螺离心机转鼓的转速为2500r/min,螺旋差转速为6r/min,得到滤渣一;
(2)将滤渣一和水以1:3的体积比进行混合,在75℃,调节pH值为9,添加质量分数为30%的双氧水,双氧水添加量占总物料的质量分数为2%,保温搅拌60min,搅拌转速为100r/min,然后使用卧螺离心机离心分离去除清液,卧螺离心机转鼓的转速为2800r/min,螺旋差转速为4r/min,得到滤渣二;
(3)将滤渣二和水以1:2的体积比进行混合,经过胶体磨,得到初步分散的料液;
(4)将步骤(3)中的料液和体积百分比浓度为85%的酒精以1:2.5的体积比进行混合,分离得到酒精一次脱水后的滤渣三;
(5)将滤渣三与体积百分比浓度为90%的酒精以1:2的体积比进行混合,分离得到酒精二次脱水后的滤渣四;
(6)将滤渣四经真空盘式连续干燥器进行干燥,加热介质是热水,热水的温度为90℃,粉碎后过80目筛得到样品3#。
对比例2、与实施例2不同的是对比例2省去了步骤(4)和步骤(5),将步骤(3)中的料液直接进行分离得到滤渣,然后将滤渣经真空盘式连续干燥器进行干燥,加热介质是热水,热水的温度为90℃,粉碎后过80目筛得到样品4#。
对样品3#和样品4#的纤维分散性和持水力进行测量,所得的数据如下面的表2所示:
表2样品3#和样品4#的纤维分散性和持水力数据
纤维样品 粘度/cp 持水力(g/g)
3# 680 20.48
4# 50 11.35
由此可见,经过“酒精脱水-干燥”的纤维分散性和持水力均比“不经酒洗直接干燥”的高。
实施例3、一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,所述的方法包括以下步骤:
(1)称取柚皮干渣(去除精油和大部分可溶性杂质)200kg,加入到8t水中,在70℃,将pH值调节为1.8,保温搅拌150min,搅拌转速为100r/min,然后使用卧螺离心机离心分离去除果胶,卧螺离心机转鼓的转速为2800r/min,螺旋差转速为8r/min,得到滤渣一;
(2)将滤渣一和水以1:5的体积比进行混合,在70℃,调节pH值为11,添加质量分数为30%的双氧水,双氧水添加量占总物料的质量分数为4%,保温搅拌90min,搅拌转速为100r/min,然后使用卧螺离心机离心分离去除清液,卧螺离心机转鼓的转速为3000r/min,螺旋差转速为4r/min,得到滤渣二;
(3)将滤渣二和水以1:4的体积比进行混合,经过胶体磨,得到初步分散的料液;
(4)将步骤(3)中的料液和体积百分比浓度为90%的酒精以1:2的体积比进行混合,分离得到酒精一次脱水后的滤渣三;
(5)将滤渣三与体积百分比浓度为95%的酒精以1:1.5的体积比进行混合,分离得到酒精二次脱水后的滤渣四;
(6)将滤渣四经真空盘式连续干燥器进行干燥,加热介质是热水,热水的温度为85℃,粉碎后过80目筛得到样品5#。
对比例3、与实施例3不同的是对比例3省去了步骤(4)和步骤(5),将步骤(3)中的料液直接进行分离得到滤渣,然后将滤渣经真空盘式连续干燥器进行干燥,加热介质是热水,热水的温度为85℃,粉碎后过80目筛得到样品6#。
对样品5#和样品6#的纤维分散性和持水力进行测量,所得的数据如下面的表3所示:
表3样品5#和样品6#的纤维分散性和持水力数据
纤维样品 粘度/cp 持水力(g/g)
5# 620 20.14
6# 80 9.66
由此可见,经过“酒精脱水-干燥”的纤维分散性和持水力均比“不经酒洗直接干燥”的高。
二、对比本发明中“低温干燥”的方式和“高温干燥”的方式对纤维分散性和持水力的影响:
实施例4、一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,所述的方法包括以下步骤:
(1)称取柠檬皮干渣(去除精油和大部分可溶性杂质)300kg,加入到6.5t水中,在70℃,将pH值调节为1.65,保温搅拌120min,搅拌转速为100r/min,然后使用卧螺离心机离心分离去除果胶,卧螺离心机转鼓的转速为2800r/min,螺旋差转速为8r/min,得到滤渣一;
(2)将滤渣一和水以1:4的体积比进行混合,在70℃,调节pH值为10,添加质量分数为30%的双氧水,双氧水添加量占总物料的质量分数为2%,保温搅拌90min,搅拌转速为100r/min,然后使用卧螺离心机离心分离去除清液,卧螺离心机转鼓的转速为3000r/min,螺旋差转速为4r/min,得到滤渣二;
(3)将滤渣二和水以1:3的体积比进行混合,经过胶体磨,得到初步分散的料液;
(4)将步骤(3)中的料液和体积百分比浓度为90%的酒精以1:2的体积比进行混合,分离得到酒精一次脱水后的滤渣三;
(5)将滤渣三与体积百分比浓度为95%的酒精以1:2.0的体积比进行混合,分离得到酒精二次脱水后的滤渣四;
(6)将滤渣四经真空盘式连续干燥器进行干燥,加热介质是热水,热水的温度为85℃,粉碎后过80目筛得到样品7#。
对比例4、与实施例4不同的是对比例4省去了步骤(6),将步骤(5)中得到的滤渣四,使用鼓风干燥箱进行干燥,加热温度为105℃,干燥时间为1h,粉碎后过80目筛得到样品8#。
对样品7#和样品8#的纤维分散性和持水力进行测量,所得的数据如下面的表4所示:
表4样品7#和样品8#的纤维分散性和持水力数据
纤维样品 粘度/cp 持水力(g/g)
7# 650 20.22
8# 60 9.54
由此可见,经过“低温干燥”的纤维分散性和持水力均比“高温干燥”的高。

Claims (10)

1.一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:
(1)将柑橘皮干渣加入水中,在酸性条件下进行处理,然后分离去除果胶,得到滤渣一;
(2)将滤渣一加入水中,在60-90℃,在碱性条件下进行碱处理并脱色,然后分离去除清液,得到滤渣二;
(3)将滤渣二和水混合,经过胶体磨,得到初步分散的料液;
(4)将步骤(3)中的料液与酒精混合,酒精的体积百分比浓度为80-90%,分离得到酒精一次脱水后的滤渣三;
(5)将滤渣三与酒精混合,酒精的体积百分比浓度为80-95%,分离得到酒精二次脱水后的滤渣四;
(6)将滤渣四经真空盘式连续干燥器进行干燥,干燥温度为70-90℃,粉碎后得到高分散性的柑橘纤维产品。
2.根据权利要求1所述的一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的柑橘皮为橙皮、橘皮、柠檬皮或柚皮。
3.根据权利要求1所述的一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,其特征在于:步骤(1)中,柑橘皮干渣与水的质量比为1:(10-50)。
4.根据权利要求1所述的一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,其特征在于:步骤(1)中,在酸性条件下进行处理是指,在60-90℃,将pH值调节为1.2-2.0,保温搅拌90-240min,搅拌转速为100-300r/min。
5.根据权利要求1所述的一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,其特征在于:步骤(1)中,分离方式是使用卧螺离心机离心分离去除果胶,卧螺离心机转鼓的转速为1800-3600r/min,螺旋差转速为2-10r/min。
6.根据权利要求1所述的一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,其特征在于:步骤(2)中,滤渣一和水的体积比为1:(2-6);在碱性条件下进行碱处理并脱色是指,调节pH值为8-11,添加漂白剂,保温搅拌30min,搅拌转速为100-300r/min;分离方式是使用卧螺离心机离心分离去除清液,卧螺离心机转鼓的转速为1800-3600r/min,螺旋差转速为2-10r/min。
7.根据权利要求1所述的一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,其特征在于:步骤(3)中,滤渣二和水的体积比为1:(1-4)。
8.根据权利要求1所述的一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,其特征在于:步骤(4)中,料液和酒精的体积比为1:(1-4)。
9.根据权利要求1所述的一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,其特征在于:步骤(5)中,滤渣三与酒精的体积比为1:(1-2)。
10.根据权利要求1所述的一种高分散性柑橘纤维的工业制备方法,其特征在于:步骤(6)中,真空盘式连续干燥器的加热介质是热水,热水的温度为70-90℃。
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