CN110604274A - 一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，通过选料新鲜水果、超声波清洗、水果初级工艺处理、破壁粉碎、光谱快速检测系统、多级分离、初步浓缩、真空低温干燥、初步粉碎、超微粉碎和真空包装等工艺步骤制成超微破壁冻干果粉，本发明利用光谱快速检测系统分析水果浆液的有益成份和农残重金属的有害成份，比对图谱得到水果浆液的有益成份和农残重金属的有害成份特征，可以将水果制成纳米级超微破壁的冻干果粉，可以在低温状态下进行粉碎，速度快，瞬间即可完成，因而最大限度地保留粉体的生物活性成分，以利于制成所需的高质量产品。
Description
技术领域
本发明涉及冻干果粉技术领域，具体是一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法。
背景技术
近几年来,随着人类对自身健康的关注及生活水平的提高, 高品质、高附加值产品日益增加, 高档饮料、果汁等也逐渐成为人们日常消费的主体。与此同时,食品的加工技术与方法也需要进行相应的改变与调整,以使加工过程中食品原料中含有的营养成分与风味物质等得到最大限度的保护。目前,果汁加工过程不同程度地存在着四大技术难题：果汁褐变、后混浊、营养素损耗和芳香物质逸散。其中,营养素损耗和芳香物质逸散是果汁浓缩过程的主要技术难题。为了提高果汁质量、降低能耗，适应现代高新技术的发展而产生的一种物料加工高新技术，超微细粉末是超微粉碎的最终产品，具有一般颗粒所没有的特殊理化性质，如良好的溶解性、分散性、吸附性以及化学反应活性等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，以解决冻干果粉营养素损耗、芳香物质逸散以及生物活性成分较少的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于制备过程步骤如下：
（1）选料新鲜水果：进行挑选品质较好（按照色泽以及成熟度分别）,较新鲜的水果作为冻干果粉制备的原料；
（2）超声波清洗：可以除去果品表面附着的尘土、泥沙、部分微生物以及可能残留的化学药品等加工果品；
（3）水果初级工艺处理：根据水果特性进行必要的去壳去核等水果初级工艺处理；
（4）破壁粉碎：不仅避免了水果在高速击打营养容易氧化和分解的缺点，而且打出的蔬果汁如丝般细腻，效果更佳，使营养更容易吸收；
（5）光谱快速检测系统：水果破壁后水果浆液通过光谱快速检测系统分析水果浆液的有益成份和农残重金属等有害成份，比对图谱得到水果浆液的有益成份和农残重金属等有害成份特征；
（6）多级分离：根据步骤（5）检测得到的结果特征，为多级膜分离提高依据，实现对农残重金属等有害成份的过滤，可以保证水果原料有益成分通过物理作用，进行控制胶体以及溶解性有益高分子，便于制成高质量冻干果粉；
（7）初步浓缩：采用膜过滤缩法，既可缩短浓缩时间，又能较好保持果蔬汁的质量，浓缩果汁具有容量减少，便于贮运，增进保藏性等优点；
（8）真空低温干燥：将步骤（7）得到的浓缩果浆在较低的温度下冻结成固态，然后在真空下使其中的水分不经液态直接升华成气态，最终使物料进行脱水干燥，并且可以保持水果食品原有的营养、味道和香味；
（9）初步粉碎：利用粉碎机可以将干燥后的果粉粉碎到1mm以下的粉体状；
（10）超微粉碎：采用超微粉碎技术是通过超音速气流粉碎、冷浆粉碎等方法，在粉碎过程中不会产生局部过热现象，可在低温状态下进行粉碎，速度快，瞬间即可完成，因而最大限度地保留粉体的生物活性成分；
（11）真空包装：防止冻干果粉内部的有害生物大量繁殖，从而延长食品保质期；
2、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（2）超声波清洗技术由超声波换能器、清洗液、空腔气泡出口和清洗槽组成。
3、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（4）破壁粉碎中采用超高转速45000转/分以上，可以瞬间击破水果的细胞壁。
4、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（5）光谱快速检测系统由气相色谱法、高效液相色谱法、气-质联用以及液-质联用等联合组成的光谱快速分析对比。
5、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（6）多级分离技术由反渗透膜过滤、微滤和超滤构成，根据步骤（5）得到的特性调整膜过滤参数，反渗透膜过滤膜的过滤粒径在0.2-1.0nm之间，操作压力在1-10MPa之间，微滤采用膜的筛分作用进行过滤分离，微滤膜是均匀的多孔薄膜，厚度在90-150μm之间，过滤的粒径在0.025-10μm之间，超滤可以使溶剂和小分子溶质会透过膜，而大分子的则被拦截，过滤粒径在5-10nm之间。
6、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（8）真空低温干燥技术由干燥箱体、加热系统、真空系统、制冷系统以及控制系统组成。
7、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：步骤（7）初步浓缩采用真空浓缩法，浓缩温度一般为35℃左右，真空度约为 94.7KPa，果汁浓缩一般采取1-5次蒸发,果汁原汁的固形物含量从5%-15%提高到70%-72% (清汁)。
8、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（10）超微粉碎采用采用超音速气流粉碎和冷浆粉碎，利用机械或流体动力的方法克服固体内部凝聚力使之破碎，从而将3毫米以上的物料颗粒粉碎至10-25微米的操作技术。
本发明的有益效果是：本发明利用光谱快速检测系统分析水果浆液的有益成份和农残重金属的有害成份，比对图谱得到水果浆液的有益成份和农残重金属的有害成份特征，通过多级分离进行过滤,可以将水果制成纳米级超微破壁的冻干果粉，可以在低温状态下进行粉碎，速度快，瞬间即可完成，因而最大限度地保留粉体的生物活性成分，以利于制成所需的高质量产品，采用超音速气流粉碎，其在原料上力的分布相当均匀，采用分级系统的设置，既严格限制了大颗粒，有避免出现过碎，得到粒径分布均匀的超细粉，利用真空浓缩技术将水果或水果原浆经浓缩脱水或干燥而制成的汁液，浓缩果汁容量小，可节省包装和运输费用，果汁的品质更加一致，可作为各种食品的基料。
附图说明
图1为本发明制备流程结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于制备过程步骤如下：
（1）选料新鲜水果：进行挑选品质较好（按照色泽以及成熟度分别）,较新鲜的水果作为冻干果粉制备的原料；
（2）超声波清洗：可以除去果品表面附着的尘土、泥沙、部分微生物以及可能残留的化学药品等加工果品；
（3）水果初级工艺处理：根据水果特性进行必要的去壳去核等水果初级工艺处理；
（4）破壁粉碎：不仅避免了水果在高速击打营养容易氧化和分解的缺点，而且打出的蔬果汁如丝般细腻，效果更佳，使营养更容易吸收；
（5）光谱快速检测系统：水果破壁后水果浆液通过光谱快速检测系统分析水果浆液的有益成份和农残重金属等有害成份，比对图谱得到水果浆液的有益成份和农残重金属等有害成份特征；
（6）多级分离：根据步骤（5）检测得到的结果特征，为多级膜分离提高依据，实现对农残重金属等有害成份的过滤，可以保证水果原料有益成分通过物理作用，进行控制胶体以及溶解性有益高分子，便于制成高质量冻干果粉；
（7）初步浓缩：采用膜过滤缩法，既可缩短浓缩时间，又能较好保持果蔬汁的质量，浓缩果汁具有容量减少，便于贮运，增进保藏性等优点；
（8）真空低温干燥：将步骤（7）得到的浓缩果浆在较低的温度下冻结成固态，然后在真空下使其中的水分不经液态直接升华成气态，最终使物料进行脱水干燥，并且可以保持水果食品原有的营养、味道和香味；
（9）初步粉碎：利用粉碎机可以将干燥后的果粉粉碎到1mm以下的粉体状；
（10）超微粉碎：超微粉碎技术是采用机械式超微粉碎技术，大部分粉碎多为冲击式，多为韧性物料和柔性物料；
（11）真空包装：防止冻干果粉内部的有害生物大量繁殖，从而延长食品保质期；
2、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（2）超声波清洗技术由超声波换能器、清洗液、空腔气泡出口和清洗槽组成。
3、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（4）破壁粉碎中采用超高转速45000转/分以上，可以瞬间击破水果的细胞壁。
4、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（5）光谱快速检测系统由气相色谱法、高效液相色谱法、气-质联用以及液-质联用等联合组成的光谱快速分析对比。
5、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（6）多级分离技术由反渗透膜过滤、微滤和超滤构成，根据步骤（5）得到的特性调整膜过滤参数，反渗透膜过滤膜的过滤粒径在0.2-1.0nm之间，操作压力在1-10MPa之间，微滤采用膜的筛分作用进行过滤分离，微滤膜是均匀的多孔薄膜，厚度在90-150μm之间，过滤的粒径在0.025-10μm之间，超滤可以使溶剂和小分子溶质会透过膜，而大分子的则被拦截，过滤粒径在5-10nm之间。
6、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（8）真空低温干燥技术由干燥箱体、加热系统、真空系统、制冷系统以及控制系统组成。
7、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：步骤（7）初步浓缩采用真空浓缩法，浓缩温度一般为35℃左右，真空度约为 94.7KPa，果汁浓缩一般采取1-5次蒸发,果汁原汁的固形物含量从5%-15%提高到70%-72% (清汁)。
8、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（10）采用机械式超微粉碎技术，对于脆性大，以及韧性小的物料进行加工。
实施例2：
一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于制备过程步骤如下：
（1）选料新鲜水果：进行挑选品质较好（按照色泽以及成熟度分别）,较新鲜的水果作为冻干果粉制备的原料；
（2）超声波清洗：可以除去果品表面附着的尘土、泥沙、部分微生物以及可能残留的化学药品等加工果品；
（3）水果初级工艺处理：根据水果特性进行必要的去壳去核等水果初级工艺处理；
（4）破壁粉碎：不仅避免了水果在高速击打营养容易氧化和分解的缺点，而且打出的蔬果汁如丝般细腻，效果更佳，使营养更容易吸收；
（5）光谱快速检测系统：水果破壁后水果浆液通过光谱快速检测系统分析水果浆液的有益成份和农残重金属等有害成份，比对图谱得到水果浆液的有益成份和农残重金属等有害成份特征；
（6）多级分离：根据步骤（5）检测得到的结果特征，为多级膜分离提高依据，实现对农残重金属等有害成份的过滤，可以保证水果原料有益成分通过物理作用，进行控制胶体以及溶解性有益高分子，便于制成高质量冻干果粉；
（7）初步浓缩：采用冷冻浓缩法，果汁降温到冰点以下,果汁浓度达到共晶点浓度之前,其中水分冷冻为冰面,后分离。采用冷冻浓缩方法，溶液在浓度上是有限度的，当溶液中溶质浓度超过低共溶浓度时，过饱和溶液冷却的结果表现为溶质转化成晶体析出，当溶质中所含溶质浓度低于低共溶浓度时，则冷却结果表现为溶质成晶体析出；
（8）真空低温干燥：将步骤（7）得到的浓缩果浆在较低的温度下冻结成固态，然后在真空下使其中的水分不经液态直接升华成气态，最终使物料进行脱水干燥，并且可以保持水果食品原有的营养、味道和香味；
（9）初步粉碎：利用粉碎机可以将干燥后的果粉粉碎到1mm以下的粉体状；
（10）超微粉碎：采用超微粉碎技术是通过超音速气流粉碎、冷浆粉碎等方法，在粉碎过程中不会产生局部过热现象，可在低温状态下进行粉碎，速度快，瞬间即可完成，因而最大限度地保留粉体的生物活性成分；
（11）真空包装：防止冻干果粉内部的有害生物大量繁殖，从而延长食品保质期；
2、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（2）超声波清洗技术由超声波换能器、清洗液、空腔气泡出口和清洗槽组成。
3、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（4）破壁粉碎中采用超高转速45000转/分以上，可以瞬间击破水果的细胞壁。
4、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（5）光谱快速检测系统由气相色谱法、高效液相色谱法、气-质联用以及液-质联用等联合组成的光谱快速分析对比。
5、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（6）多级分离技术由反渗透膜过滤、微滤和超滤构成，根据步骤（5）得到的特性调整膜过滤参数，反渗透膜过滤膜的过滤粒径在0.2-1.0nm之间，操作压力在1-10MPa之间，微滤采用膜的筛分作用进行过滤分离，微滤膜是均匀的多孔薄膜，厚度在90-150μm之间，过滤的粒径在0.025-10μm之间，超滤可以使溶剂和小分子溶质会透过膜，而大分子的则被拦截，过滤粒径在5-10nm之间。
6、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（8）真空低温干燥技术由干燥箱体、加热系统、真空系统、制冷系统以及控制系统组成。
7、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（7）采用冷冻浓缩法可对热敏性食品的浓缩特别有利，可避免芳香物质因加热所造成的挥发损失。
8、根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤（10）超微粉碎采用采用超音速气流粉碎和冷浆粉碎，利用机械或流体动力的方法克服固体内部凝聚力使之破碎，从而将3毫米以上的物料颗粒粉碎至10-25微米的操作技术。
实验案例：
实验对象：利用相同的步骤采用上述发明内容以及对比例1-2的步骤进行冻干果粉加工，采用同样的相同的仪器加工，将加工的果粉分为3组：对照组一、对照组二和实验组。
实验方法：照组一采用对比例1中的方式（采用机械式超微粉碎），对照组二采用对比例2中的方式（采用冷冻浓缩法），实验组则采用发明内容中的方式。
果粉判断标准：果粉颗粒大小均匀饮品口感好，能源消耗不高，营养成分不会被破坏，有利于人体吸收，溶液分离程度比较简单，成品成本比较低。
3组不同的果粉效果比较，结果见下表：
| 组别 | 颗粒均匀程度 | 果粉饮品口感 | 营养成分含量 | 成品制造成本 |
| 对照组一 | 形状颗粒比较大 | 分离困难，口感比较差 | 营养成分达到50% | 制造成本，能量消耗比较大 |
| 对照组二 | 颗粒大小均匀一致 | 溶液黏度高，口感一般 | 营养成分达到60% | 浓缩物损失，且成品成本较高 |
| 实验组 | 颗粒大小均匀一致 | 分离比较容易，饮品口感比较好 | 营养成分达到90% | 成本相对比较低 |
本发明可以使加工的水果果粉能保持与原果粉相近的品质,还能保持原果汁的色泽、口味和营养成分，具有天然、无污染、营养价值高的特点，不但可经稀释饮用，而且还有很高的营养、保健价值，使用比较方便，使营养更容易吸收，效果更佳，果粉成品更加细腻，老少皆宜。
以上实施案例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述案例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员而言，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (8)
1.一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于制备过程步骤如下：
(1)选料新鲜水果：进行挑选品质较好(按照色泽以及成熟度分别),较新鲜的水果作为冻干果粉制备的原料；
(2)超声波清洗：可以除去果品表面附着的尘土、泥沙、部分微生物以及可能残留的化学药品等加工果品；
(3)水果初级工艺处理：根据水果特性进行必要的去壳去核等水果初级工艺处理；
(4)破壁粉碎：不仅避免了水果在高速击打营养容易氧化和分解的缺点，而且打出的蔬果汁如丝般细腻，效果更佳，使营养更容易吸收；
(5)光谱快速检测系统：水果破壁后水果浆液通过光谱快速检测系统分析水果浆液的有益成份和农残重金属等有害成份，比对图谱得到水果浆液的有益成份和农残重金属等有害成份特征；
(6)多级分离：根据步骤(5)检测得到的结果特征，为多级膜分离提高依据，实现对农残重金属等有害成份的过滤，可以保证水果原料有益成分通过物理作用，进行控制胶体以及溶解性有益高分子，便于制成高质量冻干果粉；
(7)初步浓缩：采用膜过滤缩法，既可缩短浓缩时间，又能较好保持果蔬汁的质量，浓缩果汁具有容量减少，便于贮运，增进保藏性等优点；
(8)真空低温干燥：将步骤(7)得到的浓缩果浆在较低的温度下冻结成固态，然后在真空下使其中的水分不经液态直接升华成气态，最终使物料进行脱水干燥，并且可以保持水果食品原有的营养、味道和香味；
(9)初步粉碎：利用粉碎机可以将干燥后的果粉粉碎到1mm以下的粉体状；
(10)超微粉碎：采用超微粉碎技术是通过超音速气流粉碎、冷浆粉碎等方法，在粉碎过程中不会产生局部过热现象，可在低温状态下进行粉碎，速度快，瞬间即可完成，因而最大限度地保留粉体的生物活性成分；
(11)真空包装：防止冻干果粉内部的有害生物大量繁殖，从而延长食品保质期。
2.根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤(2)超声波清洗技术由超声波换能器、清洗液、空腔气泡出口和清洗槽组成。
3.根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤(4)破壁粉碎中采用超高转速45000转/分以上，可以瞬间击破水果的细胞壁。
4.根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤(5)光谱快速检测系统由气相色谱法、高效液相色谱法、气-质联用以及液-质联用等联合组成的光谱快速分析对比。
5.根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤(6)多级分离技术由反渗透膜过滤、微滤和超滤构成，根据步骤(5)得到的特性调整膜过滤参数，反渗透膜过滤膜的过滤粒径在0.2-1.0nm之间，操作压力在1-10MPa之间，微滤采用膜的筛分作用进行过滤分离，微滤膜是均匀的多孔薄膜，厚度在90-150μm之间，过滤的粒径在0.025-10μm之间，超滤可以使溶剂和小分子溶质会透过膜，而大分子的则被拦截，过滤粒径在5-10nm之间。
6.根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤(8)真空低温干燥技术由干燥箱体、加热系统、真空系统、制冷系统以及控制系统组成。
7.根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：步骤(7)初步浓缩采用真空浓缩法，浓缩温度一般为35℃左右，真空度约为94.7KPa，果汁浓缩一般采取1-5次蒸发,果汁原汁的固形物含量从5％-15％提高到70％-72％(清汁)。
8.根据权利要求1所述的一种纳米级超微破壁冻干果粉制备方法，其特征在于：所述步骤(10)超微粉碎采用采用超音速气流粉碎和冷浆粉碎，利用机械或流体动力的方法克服固体内部凝聚力使之破碎，从而将3毫米以上的物料颗粒粉碎至10-25微米的操作技术。
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