CN113943762B - 一种强化南方特色水果果胶酶酶解产糖工艺和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强化南方特色水果果胶酶解产糖工艺和设备，包括如下步骤：(1)将鲜果洗净然后破碎去核，得鲜果原料；(2)将鲜果原料与纯净水按1:3组成鲜果料液，按每升所述鲜果料液加入50～80mL的食用无水乙醇以及0.1～0.15g果胶酶投入匀浆分离机，获得粗多糖果汁分离液；(3)然后蒸发掉粗多糖果汁分离液中的乙醇，获得多糖酶解液；(4)将多糖酶解液进行灭酶，获得多糖备用液。所述匀浆分离机包括送料外盘、离心转盘和搅拌升料筒；所述离心转盘呈漏斗状结构；对应所述离心转盘的中下部的外周还设有分离液收集盘。采用本发明具有工艺简单、成本低廉、效率高、能保留鲜果原味等优点。
Description
技术领域
本发明涉及南方特色水果果胶酶解产糖工艺技术领域，具体涉及一种强化南方特色水果果胶酶解产糖工艺和设备。
背景技术
在南方特色水果中如沃柑、金橘、沙糖桔、火龙果、黄皮果等果胶含量一般都较高，比如：金桔含有丰富的果胶，不仅能帮助降低血压和血糖，还能降低“坏胆固醇”的水平，有效预防慢性病，非常适合中老年人食用。黄皮，含丰富的维生素C、糖、有机酸及果胶，果皮及果核皆可入药，有消食化痰、理气功效，用于食积不化、胸膈满痛、痰饮咳喘等症，并可解郁热，理疝痛，叶性味辛凉，有疏风解表，除痰行气功效，用于防治流行性感冒、温病身热、咳嗽哮喘、水胀腹痛、疟疾、小便不利、热毒疥癞等症。因此，黄皮营养丰富，保健功效出色。当前针对富含果胶类水果多糖的提取利用已多有报道，但基于鲜果富含大量果胶，其凝胶状给制备提取过程增加了难度和成本，同时，传统长时间及多步骤的提取处理，也会促使多糖等相关保健营养成分的大量损失，因此，多糖的提取处理一直存在成本高、处理步骤多、有效成分损失严重等问题，同时，也基于缺乏适用于进行深加工的相关设备，促使一直难以实现深加工产业化，即没有找到较低成本的、高效的加工工艺方法，确保市场竞争力。
发明内容
本发明针对上述技术问题提供一种果胶分解效率高、效果好的强化南方特色水果果胶酶解产糖工艺和设备。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种强化南方特色水果果胶酶解产糖工艺，包括如下步骤：
(1)将鲜果洗净然后破碎去核，得鲜果原料；
(2)将鲜果原料与纯净水按1:3组成鲜果料液，按每升所述鲜果料液加入50～80mL的食用无水乙醇以及0.1～0.15g含量为30000 U/g的果胶酶投入匀浆分离机，将所述匀浆分离机的离心转盘电机转速设在1000r/min以下，搅拌电机转速在6500r/min以下处理，获得粗多糖果汁分离液；
(3)然后维持所述粗多糖果汁分离液45～60℃并蒸发掉粗多糖果汁分离液中的乙醇，获得多糖酶解液；
(4)将多糖酶解液进行灭酶，获得多糖备用液，以用于制备下一个产品的原料，或者直接将其低温冷冻干燥获得成品。
进一步的，所述步骤(3)中维持所述粗多糖果汁分离液50℃采用旋转蒸发仪负压蒸发掉粗多糖果汁分离液中的乙醇，并对收集的乙醇回收利用。
进一步的，所述步骤(2)中将所述匀浆分离机的离心转盘电机转速优选80～600r/min，搅拌电机转速优选2500～4500r/min。
用于如上所述的一种强化南方特色水果果胶酶解产糖工艺的匀浆分离机，所述匀浆分离机包括送料外盘、离心转盘和搅拌升料筒；所述离心转盘呈漏斗状结构，其中部设有一圈筛孔分离区；所述离心转盘的上部通过转动轴承与离心转盘支架可活动连接；所述送料外盘分布在所述离心转盘的外周，其用于收集所述离心转盘顶端离心甩出的物料，所述送料外盘的右侧还设有料液加料口，所述送料外盘通过送料外盘支架支撑固定；对应所述离心转盘的中下部的外周还设有分离液收集盘，所述分离液收集盘用于收集所述离心转盘自所述筛孔分离区甩出的分离液，所述分离液收集盘的一侧设有收集管出液口；所述送料外盘的一侧设有送料管与所述搅拌升料筒的下部连通；所述搅拌升料筒的筒腔内自下而上依次设有升料叶片、粉碎叶片和副升料叶片三层，其都分布在一根搅拌转轴上，所述搅拌转轴的下端与所述搅拌电机的输出轴连接；所述搅拌升料筒的顶端与所述离心转盘的底端相连通；所述离心转盘的下端还结合有环形齿轮，所述搅拌升料筒穿过所述环形齿轮与所述离心转盘可相对活动连接；所述环形齿轮一侧分布有所述离心转盘电机；所述搅拌升料筒通过升料筒支架固定。
进一步的，所述离心转盘的纵切剖面的斜边与水平面构成的夹角优选65～80度之间。
进一步的，所述筛孔分离区为采用0.5～1mm孔径的筛孔的不锈钢筛板。
进一步的，所述送料外盘呈右高左低结构，促使送料外盘的送料渠槽呈右高左低，利于料液向左侧流动。
本发明与现有技术相比的有益效果：
1、本发明使用鲜果作为原料，既有效减少传统工艺需要将鲜果干燥磨粉而造成有效成分损失以及节省成本，同时，采用鲜果加工也保留了其最佳的口感。采用鲜果进行加工一大技术难点在于如何在产业化过程高效分解果胶(或缩短鲜果料液去稠时间)；
(1)本发明通过针对鲜果首创设计出适用于产业化工艺生产的匀浆分离机，通过按每升所述鲜果料液加入50～80mL的食用无水乙醇以及0.1～0.15g含量为30000U/g的果胶酶投入匀浆分离机，能够显著提高果胶分解效率，快速将鲜果料液(粘稠液)转化成流动性更好的粗多糖果汁分离液；传统工艺生产难点即是无法高效解决上述问题，因此，对后续加工工艺指标造成很不良影响。
(2)协同采用按每升所述鲜果料液加入50～80mL的食用无水乙醇以及0.1～0.15g含量为30000U/g的果胶酶进行混合，能够有效提高果胶分解速率，可能机理在于：加入食用无水乙醇能够有效促进果胶与其它鲜果组织分离，再配合使用果胶酶，能够显著提高果胶的分解效率，但食用无水乙醇的添加量过多又表现为分解速率下降，可能在于食用无水乙醇的添加量过多会明显抑制果胶酶的活性，因此，本发明所采用的“按每升所述鲜果料液加入50～80mL的食用无水乙醇 +0.1～0.15g含量为30000U/g的果胶酶进行混合”具有可靠的协同效应，能够显著提高果胶分解效率。
2、本发明首创设计有的匀浆分离机，能够满足规模生产条件要求，有效解决了南方特色水果，基于果胶含量太高而当前只能停留在实验室加工阶段的窘境；采用本发明的匀浆分离机能够实现加料、搅拌、浆料提升、转盘离心过筛实现固相与液相分离，固相继续循环加料，液相分筛收集，进而实现果胶边分解边过筛分离的持续性循环加工工艺，不仅显著提高工艺效率，降低整个工艺时间，有效提高多糖等有效物质的获得率，同时有效提高物料使用效率，大大降低工业化成本，使用效果好。
附图说明
图1是本发明匀浆分离机的剖面图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的匀浆分离机包括送料外盘1、离心转盘3 和搅拌升料筒12；所述离心转盘3呈漏斗状结构，其中部设有一圈筛孔分离区3-1；所述筛孔分离区3-1为采用0.5～1mm孔径的筛孔的不锈钢筛板，所述离心转盘3整体板面光滑，利于料液滑动甩出，所述离心转盘的纵切剖面的斜边与水平面构成的夹角优选65～80度之间，本实施例优选65度，其所选的角度与后续离心转盘电机转速的选择相关，其角度越大所需要的转速就会越大，但固液分筛效果越明显。所述离心转盘3的上部通过转动轴承4与离心转盘支架10可活动连接；所述送料外盘1分布在所述离心转盘3的外周，其用于收集所述离心转盘3顶端离心甩出的物料，所述送料外盘的右侧还设有料液加料口2，所述送料外盘1通过送料外盘支架9支撑固定；本实施例的所述送料外盘1呈右高左低结构，促使送料外盘的送料渠槽1-1 呈右高左低，利于料液向左侧流动，即块状粘稠物被甩出后利于新料液对其进行推动下流。对应所述离心转盘3的中下部的外周还设有分离液收集盘8，所述分离液收集盘8用于收集所述离心转盘自所述筛孔分离区甩出的分离液，所述分离液收集盘的右侧设有收集管出液口11；所述送料外盘1的左侧设有送料管19与所述搅拌升料筒12的下部连通；所述搅拌升料筒12的筒腔内自下而上依次设有升料叶片15、粉碎叶片13和副升料叶片20三层，其都分布在一根搅拌转轴上，所述搅拌转轴的下端与所述搅拌电机16的输出轴连接；所述搅拌升料筒12的顶端与所述离心转盘3的底端相连通；所述离心转盘3的下端还结合有环形齿轮6，所述搅拌升料筒12穿过所述环形齿轮6与所述离心转盘3通过密封圈5可相对活动连接；所述环形齿轮6一侧分布有所述离心转盘电机14，通过离心转盘电机14的转动齿轮7带动其转动；所述搅拌升料筒12通过升料筒支架17固定。
具体实施例1
一种强化南方特色水果果胶酶解产糖工艺，包括如下步骤：
(1)将鲜果洗净然后破碎去核，得鲜果原料；
(2)将鲜果原料与纯净水按1:3组成鲜果料液，按每升所述鲜果料液加入50mL的食用无水乙醇以及0.1g含量为30000U/g的果胶酶投入匀浆分离机，将所述匀浆分离机的离心转盘电机转速设在 1000r/min以下(可选80～600r/min)，搅拌电机转速在6500r/min以下(可选2500～4500r/min)处理，获得粗多糖果汁分离液；本实施例的所述匀浆分离机的离心转盘电机转速优选250r/min，搅拌电机转速优选3500r/min；
(3)然后维持所述粗多糖果汁分离液45～60℃并蒸发掉粗多糖果汁分离液中的乙醇，获得多糖酶解液；本实施例优选维持所述粗多糖果汁分离液55℃采用旋转蒸发仪负压蒸发掉粗多糖果汁分离液中的乙醇，并对收集的乙醇回收利用；
(4)将多糖酶解液进行灭酶，获得多糖备用液，以用于制备下一个产品的原料，或者直接将其低温冷冻干燥获得成品。
本实施例选用黄皮果来作为提取原料，当然，还可以选用南方其它富含果胶的果品比如金桔等。
具体实施例2
一种强化南方特色水果果胶酶解产糖工艺，包括如下步骤：
(1)将鲜果洗净然后破碎去核，得鲜果原料；
(2)将鲜果原料与纯净水按1:3组成鲜果料液，按每升所述鲜果料液加入65mL的食用无水乙醇以及0.13g含量为30000U/g的果胶酶投入匀浆分离机，本实施例的所述匀浆分离机的离心转盘电机转速优选250r/min，搅拌电机转速优选3500r/min；获得粗多糖果汁分离液；
(3)本实施例优选维持所述粗多糖果汁分离液55℃采用旋转蒸发仪负压蒸发掉粗多糖果汁分离液中的乙醇，并对收集的乙醇回收利用；
(4)将多糖酶解液进行灭酶，获得多糖备用液，以用于制备下一个产品的原料，或者直接将其低温冷冻干燥获得成品。
本实施例选用黄皮果来作为提取原料，当然，还可以选用南方其它富含果胶的果品比如金桔等。
具体实施例3
一种强化南方特色水果果胶酶解产糖工艺，包括如下步骤：
(1)将鲜果洗净然后破碎去核，得鲜果原料；
(2)将鲜果原料与纯净水按1:3组成鲜果料液，按每升所述鲜果料液加入80mL的食用无水乙醇以及0.15g含量为30000U/g的果胶酶投入匀浆分离机，本实施例的所述匀浆分离机的离心转盘电机转速优选250r/min，搅拌电机转速优选3500r/min；获得粗多糖果汁分离液；
(3)本实施例优选维持所述粗多糖果汁分离液55℃采用旋转蒸发仪负压蒸发掉粗多糖果汁分离液中的乙醇，并对收集的乙醇回收利用；
(4)将多糖酶解液进行灭酶，获得多糖备用液，以用于制备下一个产品的原料，或者直接将其低温冷冻干燥获得成品。
本实施例选用黄皮果来作为提取原料，当然，还可以选用南方其它富含果胶的果品比如金桔等。
本发明每升所述鲜果料液加入的食用无水乙醇用量以及协同含量为30000U/g的果胶酶用量，通过分别设定多个值，然后采用常规正交试验，结合考虑成本、后续乙醇蒸发耗时等因素可以容易获得食用无水乙醇用量最佳为50～80mL，30000U/g的果胶酶协同用量为 0.1～0.15g为最佳选择，因为通过试验得出当每升所述鲜果料液使用的食用无水乙醇用量超过80ml则所需的果胶酶用量会大幅上升，而增加食用无水乙醇用量，则后面工序还需要增加乙醇的蒸发时间，促使高温时段过长不可控，容易导致多糖等有效物质的损失。但本申请的主要创新点之一并不完全在于通过常规正交试验获得上述组合参数，而应该更体现在食用无水乙醇+果胶酶的协同性显著作用的发现上。
对比例1
包括如下步骤：
(1)将鲜果洗净然后破碎去核，得鲜果原料；
(2)将鲜果原料与纯净水按1:3组成鲜果料液，按每升所述鲜果料液加入80mL的纯净水以及0.15g含量为30000U/g的果胶酶投入匀浆分离机，本实施例的所述匀浆分离机的离心转盘电机转速优选250r/min，搅拌电机转速优选3500r/min；
(3)本实施例维持所述粗多糖果汁分离液55℃采用旋转蒸发仪负压蒸发粗多糖果汁分离液，本步骤所维持时间与具体实施例3相同；
(4)将多糖酶解液进行灭酶，获得多糖备用液。
本对比例选用黄皮果来作为提取原料，当然，还可以选用南方其它富含果胶的果品比如金桔等。
对比例2
包括如下步骤：
(1)将鲜果洗净然后破碎去核，得鲜果原料；
(2)将鲜果原料与纯净水按1:3组成鲜果料液，按每升所述鲜果料液加入80mL的纯净水以及0.15g含量为30000U/g的果胶酶投入常规搅拌机，其搅拌电机转速为3500r/min；然后再将搅拌液抽滤获得粗多糖果汁分离液；
(3)本实施例维持所述粗多糖果汁分离液55℃采用旋转蒸发仪负压蒸发粗多糖果汁分离液，本步骤所维持时间与具体实施例3相同；
(4)将多糖酶解液进行灭酶，获得多糖备用液。
本对比例选用黄皮果来作为提取原料，当然，还可以选用南方其它富含果胶的果品比如金桔等。
对比例3
(1)将鲜果洗净然后破碎去核，得鲜果原料；
(2)将鲜果原料与纯净水按1:3组成鲜果料液，按每升所述鲜果料液加入80mL的食用无水乙醇以及0.15g含量为30000U/g的果胶酶投入常规搅拌机，其搅拌电机转速为3500r/min；然后再将搅拌液抽滤获得粗多糖果汁分离液；
(3)本实施例维持所述粗多糖果汁分离液55℃采用旋转蒸发仪负压蒸发粗多糖果汁分离液，本步骤所维持时间与具体实施例3相同；
(4)将多糖酶解液进行灭酶，获得多糖备用液。
本对比例选用黄皮果来作为提取原料，当然，还可以选用南方其它富含果胶的果品比如金桔等。
在进行检测时，对上述的所述多糖备用液进行多糖浓度的检测。
对具体实施例1～3中第(4)步骤中获得多糖备用液进行检测多糖浓度，多糖浓度的测试按照常规做好标准曲线计算即可获得，这是现有技术，不做过多阐述，以及比对对比例1～3，结果如下表：
| 编号 | 多糖浓度mg/mL |
| 具体实施例1 | 5.43 |
| 具体实施例2 | 5.58 |
| 具体实施例3 | 5.48 |
| 对比例1 | 4.35 |
| 对比例2 | 3.42 |
| 对比例3 | 4.25 |
由上表可知，本发明采用食用无水乙醇+果胶酶的有益效果好于单纯使用果胶酶的有益效果，而采用食用无水乙醇+果胶酶+本发明匀浆分离机其协同效果最佳，多糖备用液的多糖浓度最高可达 5.58mg/mL，明显高于其它对比例，表明采用本匀浆分离机+食用无水乙醇+果胶酶的技术方案具备显著的技术效果。
Claims (6)
1.一种南方特色水果果胶酶酶解产糖方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将鲜果洗净然后破碎去核，得鲜果原料；
（2）将鲜果原料与纯净水按1:3组成鲜果料液，按每升所述鲜果料液加入50~80mL的食用无水乙醇以及0.1~0.15g含量为30000 U/g的果胶酶投入匀浆分离机，将所述匀浆分离机的离心转盘电机转速设在1000r/min以下，搅拌电机转速在6500r/min以下处理，获得粗多糖果汁分离液；所述匀浆分离机包括送料外盘、离心转盘和搅拌升料筒；所述离心转盘呈漏斗状结构，其中部设有一圈筛孔分离区；所述离心转盘的上部通过转动轴承与离心转盘支架能活动连接；所述送料外盘分布在所述离心转盘的外周，其用于收集所述离心转盘顶端离心甩出的物料，所述送料外盘的右侧还设有料液加料口，所述送料外盘通过送料外盘支架支撑固定；对应所述离心转盘的中下部的外周还设有分离液收集盘，所述分离液收集盘用于收集所述离心转盘自所述筛孔分离区甩出的分离液，所述分离液收集盘的一侧设有收集管出液口；所述送料外盘的一侧设有送料管与所述搅拌升料筒的下部连通；所述搅拌升料筒的筒腔内自下而上依次设有升料叶片、粉碎叶片和副升料叶片三层，其都分布在一根搅拌转轴上，所述搅拌转轴的下端与所述搅拌电机的输出轴连接；所述搅拌升料筒的顶端与所述离心转盘的底端相连通；所述离心转盘的下端还结合有环形齿轮，所述搅拌升料筒穿过所述环形齿轮与所述离心转盘能相对活动连接；所述环形齿轮一侧分布有所述离心转盘电机；所述搅拌升料筒通过升料筒支架固定；
（3）然后维持所述粗多糖果汁分离液温度为45~60℃，并蒸发掉粗多糖果汁分离液中的乙醇，获得多糖酶解液；
（4）将多糖酶解液进行灭酶，获得多糖备用液，以用于制备下一个产品的原料，或者直接将其低温冷冻干燥获得成品；
所述南方特色水果为黄皮果。
2.根据权利要求1所述的南方特色水果果胶酶酶解产糖方法，其特征在于，所述步骤（3）中维持所述粗多糖果汁分离液温度为50℃，采用旋转蒸发仪负压蒸发掉粗多糖果汁分离液中的乙醇，并对收集的乙醇回收利用。
3.根据权利要求1所述的南方特色水果果胶酶酶解产糖方法，其特征在于，所述步骤（2）中将所述匀浆分离机的离心转盘电机转速为80~600r/min，搅拌电机转速为2500~4500r/min。
4.根据权利要求1所述的南方特色水果果胶酶酶解产糖方法，其特征在于，所述离心转盘的纵切剖面的斜边与水平面构成的夹角为65~80度之间。
5.根据权利要求1所述的南方特色水果果胶酶酶解产糖方法，其特征在于，所述筛孔分离区为采用0.5~1mm孔径的筛孔的不锈钢筛板。
6.根据权利要求1所述的南方特色水果果胶酶酶解产糖方法，其特征在于，所述送料外盘呈右高左低结构，促使送料外盘的送料渠槽呈右高左低，利于料液向左侧流动。
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