CN113966816A - 降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及沙棘果粉制备技术领域，具体涉及降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法。将沙棘果预冻后，以液态二氧化碳作为冷媒，同步滴加葡萄糖氧化酶和抗坏血酸复配保护剂，进行低温排氧打浆，离心分离得到沙棘果浆和沙棘果渣，将沙棘果浆通过微波真空冷冻干燥制成沙棘果浆粉，将沙棘果渣依次通过预冻、超微冷冻粉碎、微波真空冷冻干燥制成沙棘果渣粉，随后将沙棘果渣粉和二氧化硅添加到沙棘果浆粉中混合后得到沙棘全果粉。本方法制得沙棘全果粉具有产品得率高、结块率低、生物活性物质保留率高、干燥效率高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及沙棘果粉制备技术领域，具体涉及降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法。
背景技术
沙棘(拉丁学名：Hippophae rhamnoides Linn.)是一种落叶性灌木，其特性是耐旱、抗风沙，可以在盐碱化土地上生存，因此被广泛用于水土保持。中国西北部大量种植沙棘，用于沙漠绿化。沙棘为药食同源植物。沙棘的根、茎、叶、花、果，特别是沙棘果实含有丰富的营养物质和生物活性物质，可以广泛应用于食品、医药、轻工、航天、农牧渔业等国民经济的许多领域。沙棘果实入药具有止咳化痰、健胃消食、活血散瘀之功效。现代医学研究，沙棘可降低胆固醇，缓解心绞痛发作，还有防治冠状动脉粥样硬化性心脏病的作用。
沙棘果实贮藏的条件要求非常严格，加工成果粉后可以方便地用于食品加工。在传统沙棘果粉制备工艺过程中，沙棘主要成分会受到氧气、温度、金属离子等因素的影响，果粉在存放过程中，很容易吸潮结块而使得品质变差，且吸潮后的沙棘果粉会产生不同程度的结块现象，使得粉体产品的流动性变差，最终导致使果粉营养价值和感官质量下降。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法，由以下以下步骤组成：
S1、取成熟健康沙棘果预冻后打浆，打浆过程中同步滴加相当于沙棘质量1.5％的含葡萄糖氧化酶0.3-0.5g/L和抗坏血酸2.0-4.0g/L的水溶液作为保护剂(其中葡萄糖氧化酶可以将葡萄糖分子上的醛基转变为羧基，生成葡萄糖酸，避免褐变的发生；抗坏血酸可以降低果浆的氧气含量，对褐变具有有效的抑制作用)，制得果浆；
S2、离心：将S1的果浆离心，得到原浆和果渣；
S3、干燥：将S2的原浆预冻后，微波真空冷冻干燥，得到含水量为6.0％-7.0％的沙棘果浆粉；
S4、粉碎：将S2的果渣依次通过预冻、超微冷冻粉碎、微波真空冷冻干燥制成沙棘果渣粉；
S5、混合：将S4的沙棘果渣粉连同二氧化硅(改善沙棘果粉储藏性)添加到S3的沙棘果粉，得到成品。
进一步的，S1中，预冻终温为0-10℃。
进一步的，S1的打浆过程中通过控制冷媒输入量控制环境温度为0-10℃，所述冷媒为液态二氧化碳。液态二氧化碳为无毒惰性气体，化学性质稳定，可以排除氧气，减缓氧化，且对霉菌、大肠杆菌等有害菌有明显的抑制作用；液态二氧化碳微溶于水，水溶液呈酸性，在沙棘果打浆中加入液态二氧化碳可有效保持果浆酸度，降低抗坏血酸、超氧化物歧化酶等活性物质在打浆过程中的损耗。
进一步的，S2的离心条件为：3000r/min，1.0-2.5min。
进一步的，S3的预冻采用真空冷冻：物料厚度为4mm，预冻终温为原浆共晶点以下0-5℃，预冻时间为1.0-2.0h。
进一步的，S3的微波真空冷冻干燥参数：微波功率为6kW，干燥温度为60-65℃，干燥时间8-10h，干燥仓压强100Pa。利用微波作为热源，不需要载热介质，微波可直接与物料进行耦合，在电介质中将微波能转化成热能，为沙棘的干燥提供热能。
进一步的，S4的预冻物料厚度为3-10mm，预冻终温为-32--4℃，典型预冻时间为0.5-1.0h。
进一步的，S4的超微冷冻粉碎在超微冷冻粉碎机中进行，参数为主机频率30Hz，冷冻温度-90℃，送料频率15Hz。利用超微冷冻粉碎沙棘果渣，使物料降温到脆化状态，经撞击、剪切、摩擦后形成细小颗粒，最大限度降低粉碎过程中热量对物料中营养成分的破坏。
进一步的，S4的微波真空冷冻干燥参数为微波功率为6kW，干燥温度为60-65℃，干燥时间5-7h，干燥仓压强100Pa。
进一步的，S5中，沙棘果渣粉中还添加有其质量1％的二氧化硅。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明使用液态二氧化碳作冷媒，打浆制备的沙棘原浆颜色与原果基本无差异，肉眼无法观测，果浆中抗坏血酸，超氧化物歧化酶等生物活性物质保留率较高，成本便利，性价比高。
(2)本发明使用微波真空冷冻干燥处理沙棘原浆，利用微波作为热源，不需要载热介质，微波可直接与物料进行耦合，在电介质中将微波能转化成热能，为沙棘的干燥提供热能，降低生物活性物质损失率，减少无效能耗，提高沙棘果粉感官品质。
(3)本发明利用超微冷冻粉碎处理沙棘果渣，利用超微冷冻粉碎沙棘果渣，使物料降温到脆化状态，经撞击、剪切、摩擦后形成细小颗粒，最大限度降低粉碎过程中热量对物料中营养成分的破坏，将沙棘果渣粉和二氧化硅加入沙棘果粉中，降低沙棘果粉结块率，提高沙棘果粉储藏性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但不应理解为本发明的限制。如未特殊说明，下述实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本发明的一种降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法，由以下步骤组成：
S1、打浆：取成熟健康沙棘果预冷冻至0-10℃后打浆，打浆过程中通过控制冷媒输入量控制环境温度为0-10℃，所述冷媒为液态二氧化碳，打浆过程中同步滴加沙棘质量1.5％的含有0.3-0.5g/L葡萄糖氧化酶和2.0-4.0g/L抗坏血酸的水溶液作为保护剂，制得果浆；
S2、离心：将S1的果浆以3000r/min，1-1.5min的条件离心，得到原浆和果渣；
S3、干燥：将S2的果浆采用真空冷冻(物料厚度为4mm，预冻终温为原浆共晶点以下0-5℃，典型预冻时间为1.5-2.0h)后，微波真空冷冻干燥(微波功率为6kW，干燥温度为60-65℃，干燥时间8-10h，干燥仓压强100Pa)，得到含水量为6％-7％的沙棘果浆粉；
S4、将S2的果渣依次通过预冻(物料厚度为3-10mm，预冻终温为-32--4℃，典型预冻时间为0.5-1.0h)、超微冷冻粉碎(超微冷冻粉碎机中进行，参数为主机频率25-50Hz，工作温度-90℃，送料频率15Hz)、微波真空冷冻干燥(参数为微波功率为6kW，干燥温度为60-65℃，干燥时间5-7h，干燥仓压强100Pa)制成沙棘果渣粉(中位径为40um)；
S5、混合：将二氧化硅及S4的沙棘果渣粉添加到S3的沙棘果浆粉，得到沙棘全果粉成品。
本发明的其他有益效果，具体通过以下实施例进行描述。
实施例1
将沙棘果加入打浆机内，同步分别滴加相当于沙棘果质量的1.5％的含有0.4g/L葡萄糖氧化酶或3.0g/L抗坏血酸的水溶液，或者同步同时滴加相当于沙棘质量的1.5％的含有0.4g/L葡萄糖氧化酶和3.0g/L抗坏血酸的水溶液，与室温传统打浆做对比，调节液态二氧化碳输入量降低环境温度至0-10℃，打浆1min，取果浆，经3000r/min的离心机离心1min除去果渣(皮、渣、籽)，得到原浆，测试相关指标。
对比例1-4基本同实施例1，区别在于个别因子不同，其中0.4g/L葡萄糖氧化酶的水溶液记作A，3.0g/L抗坏血酸的水溶液记作B，含0.4g/L葡萄糖氧化酶和3.0g/L抗坏血酸的水溶液记作A+B，无论是A、B或者A+B，总质量均为沙棘质量的1.5％；相关分组及指标见表1。
表1沙棘果浆检测指标
注：“/”表示不加护色剂。
实施例2
利用电阻法测得实施例1制得果浆的共晶点为-25℃，预冻温度在共晶点以下0-5℃，典型预冻时间为1.5-2.0h。采用真空冷冻，物料厚度为4mm，此时干燥速率最佳，含水率为60％。经工艺优化，最终调整微波功率为6kW，干燥仓压强100Pa，干燥温度保持60-65℃，当中心温度低于下限温度时打开微波开关，当中心温度高于温度上限时关闭微波开关，沙棘果浆粉最终含水率为6％。经分析，优化条件下，沙棘果浆粉维生素C含量为376.29mg/100g，黄酮含量442.83mg/100g，单位能耗为2.108kW·h/kg，干燥时间为8-10h，与常规真空冷冻干燥制得沙棘果粉中的维生素C和黄酮相比高5.5％，而且单位能耗比常规真空冷冻干燥低35％以上，干燥时间缩短40％以上。
实施例3
将实施例1制得的果渣至于物料盘内摊平至厚度6mm，预冻至-18℃，典型预冻时间为0.8h；然后投入超微冷冻粉碎机，主机频率30Hz，冷冻温度均为-90℃，送料频率均为15Hz；将粉碎后的果渣送入微波真空冷冻干燥机，工作参数为微波功率为6kW，干燥温度为60℃，干燥时间6h，干燥仓压强100Pa，，得到中位粒径在40μm左右的沙棘果渣粉。经分析，沙棘果渣粉的维生素C含量约为3.46mg/100g，黄酮含量为5.231mg/g，色度、溶胀性和水溶性都明显提高。
实施例4
在沙棘果浆粉中加入超微冷冻粉碎果渣粉，经试验优化，最佳组合为果渣粉添加量15％、二氧化硅用量1.0％。参考文献报道方法(罗丽蓉，蔡永国，孙静瑶，等.沙棘果渣对沙棘果粉的抗结块性能分析[J].现代食品科技,2020,36(4):220-227+234.)对成品的结块率、休止角进行测定，同时设置对比例4-6进行对比，具体设置和检测结果见表2。在所得沙棘果浆粉中添加超微冷冻粉碎果渣粉和二氧化硅，最佳组合为果渣粉添加量15％、二氧化硅用量1.0％，添加后的全果粉结块率下降，休止角变小，流动性上升，全果粉的储藏特性得到一定的提升。
表2成品检测指标
注：“/”表示不加沙棘果渣粉与二氧化硅。
需要说明的是，本发明权利要求书中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：
S1、打浆：取成熟健康沙棘果预冻后打浆，打浆过程中同步滴加相当于沙棘质量1.5％的含葡萄糖氧化酶0.3-0.5g/L和抗坏血酸2.0-4.0g/L的水溶液作为保护剂，制得果浆；
S2、离心：将S1的果浆离心，得到原浆和果渣；
S3、干燥：将S2的原浆预冻后，微波真空冷冻干燥，得到含水量为6.0％-7.0％的沙棘果浆粉；
S4、粉碎：将S2的果渣依次通过预冻、超微冷冻粉碎、微波真空冷冻干燥制成沙棘果渣粉；
S5、混合：将S4的沙棘果渣粉与S3的沙棘果浆粉混合，得到成品。
2.根据权利要求1所述的降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法，其特征在于，S1中，预冻终温为0-10℃。
3.根据权利要求2所述的降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法，其特征在于，S1的打浆过程中通过控制冷媒输入量控制环境温度为0-10℃，所述冷媒为液态二氧化碳。
4.根据权利要求3所述的降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法，其特征在于，S2的离心条件为：3000r/min，1.0-2.5min。
5.根据权利要求4所述的降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法，其特征在于，S3的预冻采用真空冷冻：物料厚度为4mm，预冻终温为原浆共晶点以下0-5℃，预冻时间为1.0-2.0h。
6.根据权利要求5所述的降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法，其特征在于，S3的微波真空冷冻干燥参数：微波功率为6kW，干燥温度为60-65℃，干燥时间8-10h，干燥仓压强100Pa。
7.根据权利要求6所述的降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法，其特征在于，S4的预冻物料厚度为3-10mm，预冻终温为-32--4℃，典型预冻时间为0.5-1.0h。
8.根据权利要求7所述的降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法，S4的超微冷冻粉碎在超微冷冻粉碎机中进行，参数为主机频率25-50Hz，工作温度-90℃，送料频率15Hz。
9.根据权利要求8所述的降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法，其特征在于，S4的微波真空冷冻干燥参数为微波功率为6kW，干燥温度为60-65℃，干燥时间5-7h，干燥仓压强100Pa。
10.根据权利要求9所述的降低结块率和生物活性物质损失率的沙棘全果粉制备方法，其特征在于，S5中，沙棘果渣粉中还添加有其质量1％的二氧化硅。
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