CN117920422A - 一种海带汁的制备方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海带汁的制备方法及其设备，属于食品加工领域，包括如下方法：挑选新鲜的盐浸海带，与水混合进行预粉碎，预粉碎过程中或预粉碎后进行消泡处理，采用高压射流磨系统进行处理得到海带汁，高压射流磨系统的处理压强≥30Mpa。本发明可用于生产高质量的海带汁，从而提高这些广泛消费产品的健康和可持续性。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，尤其涉及一种海带汁的制备方法及其设备。
背景技术
高压射流磨系统是依托超高压和微通道射流技术构建的可广泛应用于食品加工的新型液体在线粉碎系统。该系统将含有固体颗粒的多相流导入特别设计的微通道，使能量聚集在一个很小的特殊流道空间，产生空化效应的射流对射撞击与震荡，利用空化和对撞产生的综合高密度能量，使多相流高效的均质、乳化和粉碎，高压射流磨超细粉碎系统，压力达到了140MPa，实现了超音速射流在线粉碎。高压射流磨具备这些优点，例如设备产生的高密度粉碎能量，能够将传统工艺无法粉碎的豆渣、种皮等植物纤维进行超细粉碎，大大提升了产品的口感，并实现了全组分利用，减少了废渣的排放，还可以使原料的营养成分得到充分利用。高压射流磨系统可广泛应用于植物蛋白饮料、谷物饮料、果蔬汁饮料、液态调味品、豆制品以及相关的食品化工、日化等多个领域。例如，应用高压射流磨制浆设备加工的全组分豆制品，如全组分豆浆、全组分豆腐等产品口感细腻。值得一提的是，该系统结合创新加工工艺及新型点卤剂技术，不仅解决了传统豆浆和豆制品企业在生产过程中的泡豆废水、豆渣、黄浆水等污染物的排放和处理问题，还将生产时间由传统的9小时缩短为2.5-4.5小时，提高了生产效率，同时，实现了全组分、全营养，有效提高了产品出品率。
但海带本身富含胶质，例如褐藻胶、褐藻酸等，发明人尝试采用高压射流磨系统粉碎时，发现容易堵塞喷头，难以有效粉碎。
发明内容
发明目的
为克服上述不足，本发明的目的在于提供一种海带汁的制备方法及其设备。本发明可用于生产高质量的海带汁，从而提高这些广泛消费产品的健康和可持续性。
解决方案
为实现本发明目的，本发明采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种海带汁的制备方法，包括如下方法：挑选新鲜的盐浸海带，与水混合进行预粉碎，预粉碎过程中或预粉碎后进行消泡处理，采用高压射流磨系统进行处理得到海带汁，高压射流磨系统的处理压强≥30Mpa；
进一步地，处理压强≥60Mpa，可选地≥90Mpa，可选地为60~120Mpa，可选地为90~120Mpa。
进一步地，新鲜海带与水的重量比为1：（4~10），可选地为1：（5~8），可选地为1：（5~6）。
进一步地，预粉碎的平均粒径为30~60μm，可选地为40~55μm，可选地为50μm。
进一步地，海带粉与水的重量比为3：（100~150）或3：（100~120）。
进一步地，消泡处理选自以下方法中的一种或几种：慢速搅拌去除气泡、在体系中加入消泡剂进行消泡处理。
进一步地，消泡剂为聚甘油脂肪酸脂，加入量以体积比计为0.1%~1%。
进一步地，高压射流磨系统采用微流控器系统，包括液体储存罐、三柱塞高压泵和微流化器喷嘴，可选地，喷嘴属于冲击式喷头。
微流化器喷嘴包括进料口、与进料口连通的至少两个微通道、与至少两个微通道的出口端连通的汇集端、与汇集端连通的喷嘴口。
进一步地，微流化器喷嘴的微通道孔径或宽度≥300μm。
第二方面，提供一种用于第一方面所述的制备方法的设备，包括高压射流磨系统采用微流控器系统，其包括液体储存罐、三柱塞高压泵和微流化器喷嘴；
微流化器喷嘴包括进料口、与进料口连通的至少两个微通道、与至少两个微通道的出口端连通的汇集端、与汇集端连通的喷嘴口。
进一步地，微流化器喷嘴中的孔径或宽度≥300μm。
进一步地，微流控器系统购自北京协同创新食品科技有限公司。
有益效果
（1）本发明可用于生产高质量的海带汁，从而提高这些广泛消费产品的健康和可持续性。
（2）与传统的高压均质机相比，本发明的高压射流磨系统具有更大的孔径(300~500μm)和产量(5000L/h)的优点，在处理大颗粒物料时可以有效避免堵塞，达到工业生产水平，含有高水平水胶体或胶体颗粒的浆液可以顺利地通过管道。生产能力达到83.3L/min。与传统的高压均质机和高压微流化器相比，使用ISMS处理减少了预过滤步骤的需要，从而减少了浪费并提高了最终产品的营养成分。并通过消泡处理减少直接处理新鲜海带容易堵塞的问题，大大降低了损耗，提高了生产效率。此外，它还通过减小颗粒尺寸来提高物理稳定性和生物活性。通过高压射流磨系统，提高海带营养成分的保留和环境友好性，生产无过滤的海带汁已成为一种趋势。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
图1为本发明实施例1的不同压力下的海带汁的D[3,2]、D10、D50和D90的结果。
图2为本发明实施例2的不同压力下的海带汁的D[3,2]、D10、D50和D90的结果。
图3为本发明实施例的高压射流磨系统的结构简图。
图4为本发明实施例的微流化器喷嘴结构简图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的原料、元件、方法、手段等未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
本发明在尝试采用常规高压射流磨系统粉碎时，发现容易堵塞喷头，难以有效粉碎。
本发明的高压射流磨系统采用微流控器系统(ISMS)，购自北京协同创新食品有限公司，如图3所示，其包括预粉碎机和工业规模的微流控器，微流控器包括ISMS液体储存罐2、三柱塞高压泵3和微流化器喷嘴4，喷嘴属于冲击式喷头（料液高速撞击挡板，达到粉碎效果）。本发明的高压射流磨系统通过预粉碎机进行预粉碎（湿法粉碎），经过预粉碎后进入微流控器射流磨，将海带汁打出来。
其中，预粉碎机可以包括第一粉碎机1和第二粉碎机5。可以对海带无浸泡粉碎。
微流化器喷嘴4（如图4）包括进料口41、与进料口41连通的至少两个微通道42、与至少两个微通道42的出口端连通的汇集端43、与汇集端43连通的喷嘴口44，微通道42、喷嘴口44的孔径或宽度为300-500μm；进料口41尺寸较大，含有高水平膳食纤维或颗粒的浆液可以顺利地通过管道。该装置的处理能力达到83.3L/min，大大高于传统的微流控器。
传统的DHPM由于微通道尺寸狭窄(<200μm)和相对较小的输出(<36L/h)导致其处理能力较低且容易堵塞喷嘴。
本发明的高压射流磨系统与传统的高压均质机相比，比传统的微流控器孔径大，ISMS具有更大的孔径(300-500μm)和产量(5000L/h)的优点，在处理大颗粒物料时可以有效避免堵塞，达到工业生产水平。之前的研究详细描述了工业规模微流控制器原理图和物料在腔体粉碎方式。因此，含有高水平水胶体或胶体颗粒的浆液可以顺利地通过管道。生产能力达到83.3L/min。与高压均质机和高压微流化器相比，使用ISMS处理减少了预过滤步骤的需要，从而减少了浪费并提高了最终产品的营养成分。此外，它还通过减小颗粒尺寸来提高物理稳定性和生物活性。
以下实施例和对比例中海带为山东荣成盐浸海带。
以下实施例和对比例中，预粉碎采用粉碎机粉碎，粉碎后物料存入ISMS液体储存罐。
以下实施例中，海带汁采用Mastersizer 3000激光衍射粒度分析仪进行分析，称取一定量的样品放入粒度分析仪的进料口中，设定参数为颗粒折射率和吸收率分别设为1.520和0.1。分散剂为去离子水(折射率为1.33)。粒径用D[3,2](表面积加权平均直径)、D[4,3](体积加权平均直径)和还计算了累积百分位数(D10、D50和D90)，分别表示10%、50%和90%的颗粒低于规定直径的平均颗粒直径。每一个样品重复测定3次。
对比例1
新鲜的盐浸海带进行挑选，选取外观形状良好的荣成海带12kg，清洗、切片，加入至胶体磨中进行预粉碎（海带:水=1:5，w/w），存入ISMS液体储存罐，采用冲击式喷头（如图4所示）进行微控高压射流，造成喷头堵塞。
本发明部分可行的实施例如下：
实施例1
本发明的发明人尝试将海带干制后再进行预粉粹和微控高压射流，未堵塞喷头，具体地：
1）新鲜的盐浸海带进行挑选、清洗、切片，接着经过打浆机打碎（海带：水=2：1，w/w），放入托盘烘干（48h,80℃），得到5kg干制海带，最后经过中药材打粉机（15s）进行粉碎（平均粒径1800μm），然后进行冲击式粉碎（平均粒径达到250μm），最后得到干制的海带粉末，由于干制海带在冲击式粉碎过程中原料损失容易损失，海带粉末约2.2kg。若不进行冲击式粉碎在步骤2）中极易堵塞喷头。
2）按照含3%干制的海带粉量的比重加入水（海带粉:水=2.2kg:73kg,w/w）混匀，加入至ISMS液体储存罐中，分别调节压力运行机器的射流磨压力为30Mpa、60Mpa、90Mpa、120Mpa，处理时间约30分钟，该设备采用冲击式喷头。
结果未堵塞喷头，0Mpa、30Mpa、60Mpa、90Mpa、120Mpa压力运行机器下的海带汁的D[3,2]、D10、D50和D90的结果如图1；结果表明随着加工压力的增大，颗粒尺寸明显减小。例如，在120MPa下，WSJJ样品的D[4,3]值从处理前的143μm下降到处理后的72μm，D[3,2]值从68μm下降到33μm。WSJJ样品的D10、D50和D90值分别由处理前的32μm、121μm和285μm下降到120MPa处理后的17μm、62μm和141μm。
图1显示了ISMS操作压力(0-120MPa)对SJM样品粒度分布的影响。所有样品均包含各种不同大小的颗粒，处理前大部分颗粒较大，粒径主要分布在127μm左右。经过ISMS处理后，颗粒的尺寸变小了，粒径逐渐变小。随着操作压力的增加，样品中较小颗粒的比例明显增加，说明压力增大更有效地破坏海带植物细胞组织。ISMS处理前尺寸在100~1000μm之间的颗粒可能是完整的细胞或微破碎的细胞。相反，ISMS处理后观察到的较小颗粒可能是更广泛破碎的细胞。图1中，经过30~120MPa的ISMS处理后，SJM样品的峰向更小的颗粒方向移动，并随着处理压力的增加而变小，随着加工压力的增大，颗粒粒径分布呈下降趋势，说明经ISMS处理后，SJM中的大颗粒被分解成较小的颗粒。因此，ISMS处理降低了海带汁的粒径，延缓了颗粒的沉降，提高了SJM的物理稳定性。
实施例2
将采购的山东荣成盐浸海带进行胶体磨预粉碎，预粉碎方法为：新鲜的盐浸海带进行挑选、清洗、切片，加入至胶体磨中进行预粉碎（海带：水=1:5,w/w，根据实际生产过程中低于这个比例（例如1：4），海带汁过于黏稠，导致胶体磨堵塞，无法进一步预粉碎），预粉碎的平均粒径为50μm左右（约250目），将预粉碎后的海带浆加入至ISMS液体储存罐中，此时海带浆中存在大量的气泡，无法进行ISMS粉碎，为了减低成本，增大工作效率，节约水资源，对于加入水量越少越好，导致海带浆的气泡同样的增多。最后海带浆经过慢速搅拌40min观察去除气泡效果，达到去除气泡的目的，分别调节压力运行机器的射流磨的压力为30Mpa、60Mpa、90Mpa、120Mpa，处理时间约30分钟，该设备采用冲击式喷头。
结果未堵塞喷头，海带汁的D[3,2]、D10、D50和D90的结果如图2，符合海带汁的生产标准，通过新鲜海带直接粉碎的方式进行处理，在射流磨时虽然存在堵塞喷头的风险，但发明人经过不断研究发现，通过射流磨前消除气泡可以避免堵塞风险，且这种处理方式步骤少、物料损耗少。
实施例3
新鲜的盐浸海带进行挑选、清洗、切片，加入至胶体磨中进行预粉碎（海带:水=1:5,w/w），按照0.1%添加量加入聚甘油脂肪酸脂消泡剂处理，消泡剂与海带浆混合均匀静置30min，观察消泡情况，达到消除气泡的目的，分别调节30Mpa、60Mpa、90Mpa、120Mpa压力运行机器，该设备采用冲击式喷头。海带汁的D[3,2]、D10、D50和D90结果与实施例2接近。本实施例与实施例2相比消除气泡的效率更高，可行性更强，可以高效率的获得海带汁。
综上所述，ISMS可以降低SJM的粒径，改变SJM的粒径分布，提高海带汁的物理稳定性，海带细胞壁得到充分的破坏。ISMS具有良好的物理稳定性，是一种很有前途的加工海带的设备，创新性地将ISMS应用于不同处理压力(0、30、60、90、120MPa)下的无过滤海带汁生产，解决了海带小规模生产和破壁效果不佳的问题，达到了本发明的发明目的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种海带汁的制备方法，其特征在于，包括如下方法：挑选新鲜的盐浸海带，与水混合进行预粉碎，预粉碎过程中或预粉碎后进行消泡处理，采用高压射流磨系统进行处理得到海带汁，高压射流磨系统的处理压强≥30Mpa。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，处理压强≥90Mpa。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，预粉碎中，新鲜海带与水的重量比为1：（4~10）或1：（5~8）或1：（5~6）；
和/或，预粉碎的平均粒径为30~60μm或40~55μm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，消泡处理选自以下方法中的一种或几种：慢速搅拌去除气泡、在体系中加入消泡剂进行消泡处理。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，消泡剂为聚甘油脂肪酸脂，加入量以体积比计为0.1%~1%。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，高压射流磨系统采用微流控器系统，包括液体储存罐、三柱塞高压泵和微流化器喷嘴；
微流化器喷嘴包括进料口、与进料口连通的至少两个微通道、与至少两个微通道的出口端连通的汇集端、与汇集端连通的喷嘴口。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，微流化器喷嘴中的孔径或宽度≥300μm。
8.一种用于权利要求1至7任一所述的制备方法的设备，其特征在于，包括高压射流磨系统采用微流控器系统，其包括液体储存罐、三柱塞高压泵和微流化器喷嘴；
微流化器喷嘴包括进料口、与进料口连通的至少两个微通道、与至少两个微通道的出口端连通的汇集端、与汇集端连通的喷嘴口。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，微流化器的微通道孔径或宽度≥300μm。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，微流控器系统购自北京协同创新食品科技有限公司。
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