CN114766620B - 一种浓缩枣汁溶液的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种针对枣汁清汁的浓缩方法，步骤包括：将待浓缩的清汁预冷后倒入结晶器中；将结晶器降温后添加晶种，恒温一段时间后将结晶器以一定的降温速率继续降温，之后恒温一段时间，最后排出未结晶的浓缩枣汁产品。本发明可充分利用清汁原料进行浓缩，具有浓缩质量优、溶质回收率高、原料损失小的特点，获得的浓缩枣汁较之待浓缩的枣汁清汁浓度提高两倍左右，溶质回收率超过95％；本发明整个浓缩过程均在低温下进行，避免了高温对原料中营养物质的破坏，显著减少了风味物质的损失，最大限度保留枣汁原有品质；此外，本发明还具有工艺简单易控、设备投入小、生产成本及能耗低、污染排放少的优势。
Description
技术领域：
本发明涉及液体食品浓缩领域，具体涉及一种浓缩枣汁清汁的方法。
背景技术：
红枣是一种药食两用食品，营养成分含量丰富，营养价值极高，有“天然维生素丸”的美誉。红枣中富含维生素C、五环三萜类化合物、环磷酸腺苷、多酚、黄酮类等功能性成分，使得红枣具有较高的营养和经济开发价值。红枣浓缩汁作为一种红枣综合开发和利用的产品既营养又保健，因此具有良好的市场前景。
目前红枣浓缩汁主要采用真空蒸发浓缩这样的热加工方式制得。枣汁中的营养和功能性成分受温度的影响较大，在热加工过程中会造成部分损失，使得产品品质降低，不利于高品质红枣浓缩汁产品的开发。
冷冻浓缩技术作为一种非热浓缩加工方式在液态食品浓缩领域具有广泛应用，其利用冰与水溶液间固液相平衡原理，把稀溶液降温至水的冰点(凝固点)以下，使得部分水冻结成冰晶，把冰晶分离出去从而得到浓缩液。
目前的冷冻浓缩技术主要有悬浮结晶冷冻浓缩、冻融冷冻浓缩和渐进式冷冻浓缩三种。悬浮结晶冷冻浓缩技术是最早大规模应用的一种，但存在设备投入大、操作复杂、溶质夹带率高和冰晶分离难等问题。冻融浓缩是最简单的一种冷冻浓缩方式，但该技术存在浓缩终点低、浓缩效率低的问题。渐进式冷冻浓缩可以得到完整冰晶使得冰晶分离更容易，且溶质夹带率与悬浮结晶相比要低，浓缩效率与冻融浓缩相比要高。尽管如此，目前大部分的渐进式冷冻浓缩技术存在溶质损失多、原料利用率低的突出问题问题。因此，改进冷冻浓缩技术，在最大限度保留产品原有品质、风味的前提下，充分提高原料利用率、减少溶质损失，同时尽可能减少设备投入、降低生产成本是十分必要的。
发明内容：
鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种针对枣汁的浓缩方法，可显著提高浓缩回收率、降低溶质损失，以达到对原料的充分利用。
基于上述目的，本发明提供的一种浓缩枣汁清汁的方法，其技术方案具体包括如下步骤：
1)将待浓缩的枣汁清汁(清汁，即澄清型果汁，是在加工时通过澄清剂、离心、酶处理或超滤等方式将果汁中的果胶尽可能去除后制得的果汁)预冷至0℃，之后倒入预先降温至0℃的结晶器中；
2)将结晶器降温至-1～-3℃，之后添加少量纯水晶种，恒温20～40min；
3)将结晶器以0.5～3℃/h的降温速率降温至终温为-5～-10℃，恒温3～5h后排出未结晶的浓缩枣汁。
进一步地，本发明所述浓缩枣汁清汁的方法还包括步骤4)：对结晶器中的冰晶进行升温提纯，收集提纯液。
优选地，所述步骤4)中，对冰晶进行升温提纯的具体操作为：将结晶器升温至-2～0℃，恒温2～6h，恒温过程中结晶器所处的环境温度为2～20℃。
优选地，所述步骤1)中，待浓缩的枣汁的糖度不超过5°Brix。
更进一步地，本发明所述浓缩枣汁清汁的方法还包括步骤5)：将结晶器升温至冰晶完全融化，之后倒出融化液。
与现有枣汁浓缩技术相比，本发明有益效果在于以下几个方面：
1)本发明可充分利用清汁原料进行浓缩，具有浓缩回收率高、溶质损失低的特点，获得的浓缩枣汁较之待浓缩的枣汁清汁的浓度提高两倍左右，溶质回收率超过95％。
2)本发明整个浓缩过程在低温下进行，避免了高温对原料中营养物质的破坏，风味物质的损失显著降低，最大限度保留枣汁的原有品质。
3)工艺简单易控、设备投入小、生产成本及能耗低、污染排放少。
具体实施方式：
下面结合各实施例对本发明技术方案及效果做进一步说明。
图1为适用于本发明的一种较佳浓缩装置，其主体为一个可密闭的结晶器1，结晶器1内部设有一个温度探头2和一个自带温度传感器的晶指3。晶指3的内部空腔形成可供介质单向流通的管路，在工作状态下通过管路内温控介质的流动为晶种结晶过程提供恒温环境；结晶器1外部包覆有温控夹套4，温控夹套4亦可通过其内部流动的温控介质为结晶器1提供恒定的外部环境温度。
便于理解本发明实施例的参数定义及计算公式：
(1)浓缩倍数(Concentration ratio)：定义为浓缩溶液与原溶液的浓度之比，表示浓缩前后浓度的倍数关系。计算公式为：r＝CL/C0
式中：
r—浓缩倍数；
CL—浓缩液浓度，单位为波美度(°Brix)；
C0—初始溶液浓度，单位为波美度(°Brix)。
(2)冰质量分数(Mass fraction of ice)：定义为冰晶质量占原溶液质量的百分数，表示浓缩得到冰晶的比重。计算公式为：f＝MS/M0
式中：
f—冰质量分数％；
MS—浓缩完成后冰晶的质量，单位为克(g)；
M0—初始溶液的质量，单位为克(g)。
(3)溶质分配系数(Partition coefficient)：定义为溶质含量在冰晶与溶液中的分配比例。计算公式为：p＝CS/CL
式中：
p—溶质分配系数；
CS—冰晶融化液的浓度，单位为波美度(°Brix)；
CL—浓缩液浓度，单位为波美度(°Brix)。
(4)溶质回收率(Recovery yield)：定义为浓缩后回收溶液中的溶质含量与初始溶液中溶质含量的比值。计算公式为：
式中：
Y—溶质回收率％；
mr—回收溶液中的溶质质量，单位为克(g)；
m0—初始溶液中的溶质质量，单位为克(g)。
M0—初始溶液的质量，单位为克(g)；
C0—原料液浓度，单位为波美度(°Brix)；
Ms—浓缩完成后冰晶的质量，单位为克(g)；
CS—冰晶融化液的浓度，单位为波美度(°Brix)。
进一步根据浓缩倍数计算公式、冰质量分数计算公式以及溶质分配系数计算公式整理可得溶质回收率的计算公式也可为：Y＝1-f·p·r
式中：
Y—溶质回收率％；
f—冰质量分数％；
p—溶质分配系数；
r—浓缩倍数。
实施例1
1)将231.58g浓度为5°Brix的待浓缩枣汁清汁预冷至0℃，之后倒入预先降温至0℃的结晶器中；
2)将结晶器降温至-2.0℃，之后添加少量纯水晶种，继续于-2.0℃下恒温20min；
3)将结晶器以1℃/h的降温速率降温至终温为-6℃，恒温4h后排出未结晶的浓缩枣汁；
4)对结晶器中的冰晶进行升温提纯，将结晶器升温至-0.8℃，恒温4h(恒温过程中结晶器所处的环境温度为12℃)，之后将结晶器内的提纯液倒入收集容器。
5)将结晶器升温至冰晶完全融化，之后倒出融化液。
步骤3)得到的浓缩枣汁的质量为77.14g，浓度10.3°Brix；步骤4)得到的提纯液的质量为83.64g，浓度6.6°Brix；步骤5)冰晶完全融化后的融化液质量为70.80g，浓度0.3°Brix；溶质回收率98.17％。步骤4)得到的提纯液可作为下次浓缩的清汁原料液。
实施例2
1)将248.36g浓度为5°Brix的待浓缩枣汁清汁预冷至0℃，之后倒入预先降温至0℃的结晶器中；
2)将结晶器降温至-2.2℃，之后添加少量纯水晶种，恒温30min；
3)将结晶器以1.5℃/h的降温速率降温至终温为-6℃，恒温4h后排出未结晶的浓缩枣汁；
4)对结晶器中的冰晶进行升温提纯，将结晶器升温至-0.5℃，恒温4h(恒温过程中结晶器所处的环境温度为8℃)，之后将结晶器内的提纯液倒入收集容器。
5)将结晶器升温至冰晶完全融化，之后倒出融化液。
步骤3)得到的浓缩枣汁的质量为93.60g，浓度9.9°Brix；步骤4)得到的提纯液的质量为71.23g，浓度6.4°Brix；步骤5)冰晶完全融化后的融化液质量为83.53g，浓度0.7°Brix；溶质回收率95.29％。步骤4)得到的提纯液可作为下次浓缩的清汁原料液。
实施例3
1)将253.10g浓度为5°Brix的待浓缩枣汁清汁预冷至0℃，之后倒入预先降温至0℃的结晶器中；
2)将结晶器降温至-2℃，之后添加少量纯水晶种，恒温30min；
3)将结晶器以2℃/h的降温速率降温至终温为-6℃，恒温4h后排出未结晶的浓缩枣汁；
4)对结晶器中的冰晶进行升温提纯，将结晶器升温至-0.8℃，恒温4h(恒温过程中结晶器所处的环境温度为8℃)，之后将结晶器内的提纯液倒入收集容器。
5)将结晶器升温至冰晶完全融化，之后倒出融化液。
步骤3)得到的浓缩枣汁的质量为95.11g，浓度9.6°Brix；步骤4)得到的提纯液的质量为55.44g，浓度5.0°Brix；步骤5)冰晶完全融化后的融化液质量为102.55g，浓度0.6°Brix；溶质回收率95.14％。步骤4)得到的提纯液可作为下次浓缩的清汁原料液。
实施例4
1)将243.85g浓度为5°Brix的待浓缩枣汁清汁预冷至0℃，之后倒入预先降温至0℃的结晶器中；
2)将结晶器降温至-2℃，之后添加少量纯水晶种，恒温30min；
3)将结晶器以1℃/h的降温速率降温至终温为-6℃，恒温2h后排出未结晶的浓缩枣汁；
4)对结晶器中的冰晶进行升温提纯，将结晶器升温至-0.8℃，恒温4h(恒温过程中结晶器所处的环境温度为8℃)，之后将结晶器内的提纯液倒入收集容器。
5)将结晶器升温至冰晶完全融化，之后倒出融化液。
步骤3)得到的浓缩枣汁的质量为91.22g，浓度9.8°Brix；步骤4)得到的提纯液的质量为57.76g，浓度5.3°Brix；步骤5)冰晶完全融化后的融化液质量为94.88g，浓度0.6°Brix；溶质回收率95.33％。步骤4)得到的提纯液可作为下次浓缩的清汁原料液。
实施例5
1)将239.72g浓度为5°Brix的待浓缩枣汁清汁预冷至0℃，之后倒入预先降温至0℃的结晶器中；
2)将结晶器降温至-2℃，之后添加少量纯水晶种，恒温30min；
3)将结晶器以1℃/h的降温速率降温至终温为-6℃，恒温4h后排出未结晶的浓缩枣汁；
4)对结晶器中的冰晶进行升温提纯，将结晶器升温至-0.8℃，恒温4h(恒温过程中结晶器所处的环境温度为20℃)，之后将结晶器内的提纯液倒入收集容器。
5)将结晶器升温至冰晶完全融化，之后倒出融化液。
步骤3)得到的浓缩枣汁的质量为76.47g，浓度10.3°Brix；步骤4)得到的提纯液的质量为108.65g，浓度3.8°Brix；步骤5)冰晶完全融化后的融化液质量为54.60g，浓度0.01°Brix；溶质回收率99.95％。步骤4)得到的提纯液可作为下次浓缩的清汁原料液。
Claims (1)
1.一种浓缩枣汁清汁的方法，其特征在于包括如下步骤：
1）将糖度为5°Brix的待浓缩枣汁清汁预冷至0℃，之后倒入预先降温至0℃的结晶器中；
2）将结晶器降温至-2℃，之后添加少量纯水晶种，恒温30min；
3）将结晶器以1℃/h的降温速率降温至终温为-6℃，恒温4h后排出未结晶的浓缩枣汁；
4）对结晶器中的冰晶进行升温提纯，将结晶器升温至-0.8℃，恒温4h，恒温过程中结晶器所处的环境温度为20℃；之后将结晶器内的提纯液倒入收集容器；得到的提纯液可作为下次浓缩的清汁原料液；
5）将结晶器升温至冰晶完全融化，之后倒出融化液。
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Non-Patent Citations (3)
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| 李艳敏 ; 赖健 ; .荔枝果汁冷冻浓缩结晶速率的研究.食品与机械.2010,(第04期),第32-34、94页. * |
| 荔枝果汁冷冻浓缩结晶速率的研究;李艳敏;赖健;;食品与机械(第04期);第32-34、94页 * |
| 西瓜汁冷冻浓缩工艺条件的优化;于真真;林要辉;方婷;陈锦权;;食品与机械(第01期);第121-123页 * |
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| Publication number | Publication date |
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