一种全营养天然型玉米汁饮料及其制备方法及其生产装置与流程

本发明属于食品加工
技术领域：
，具体涉及一种全营养天然型玉米汁饮料及其制备方法及其生产装置。
背景技术：
：玉米是一种重要的粮食作物，其产量高，营养丰富，富含大量的营养保健物质，包括碳水化合物、蛋白质、脂肪、胡萝卜素、多种维生素、氨基酸，核黄素等。玉米汁富含碳水化合物和膳食粗纤维，可以有助于消化和排泄。以玉米作为主原料，食品界用各种方法开发出了玉米汁饮料，丰富了人们的餐桌。然而，正是丰富的粗纤维含量给玉米汁饮料的制备带来了难题，蒸煮打浆后的玉米浆汁很不稳定，呈细纤维状，极容易分层和沉淀。为了减少和克服玉米汁的分层和沉淀，现有技术主要采用以下几种方式解决：(1)添加各种工业稳定剂和乳化剂，包括羧甲基纤维素、海藻酸钠、果胶、阿拉伯胶、聚丙烯酸钠、黄原胶、卡拉胶、瓜尔豆胶等。添加各种稳定剂和乳化剂的缺陷在于破坏了玉米汁的全天然性，并且工业添加剂可能具有潜在的健康影响。(2)现有技术还包括事先对玉米粒脱皮、对榨汁研磨后的玉米汁进行过滤以去除沉淀，但同时也会滤掉玉米中的大量膳食纤维和营养物质，导致玉米利于肠道消化和人体排泄的作用被大大降低，同时玉米汁的营养价值也大有损失。(3)对玉米汁进行酶解、多级酶解、发酵、多级发酵等生物化学方法来提高玉米浆汁的稳定性。酶解和发酵对玉米的膳食纤维进行有效降解后，玉米汁的稳定性会有所增加，但这会导致玉米原汁原味特性的丧失，玉米汁的营养价值和助消化功能也显著降低；此外，酶解和发酵也会让玉米汁的制备方法变得繁琐。(4)此外，为了改善玉米汁的稳定性，现有技术还包括综合利用上述方法和策略等。技术实现要素：为了解决因纤维含量高导致玉米汁的分层和沉淀的缺陷，本发明提供了一种具备良好稳定性的全营养天然型玉米汁饮料的制备方法。采用本发明所述的方法可显著提高玉米汁的稳定性，避免出现分层和沉淀现象；制备过程中无须添加任何稳定剂、乳化剂等添加剂，也无须设置过滤、酶解或发酵工序，大大简化了工艺流程，降低了生产成本，同时保留了玉米汁的原汁原味，最大程度保留了膳食纤维和营养成分。本发明所述玉米汁的制备方法，包括：将原料依次进行多级湿法粉碎、配料、酸碱度调节、高压均质、灭菌和灌装；其中，所述粉碎包括先湿法胶体磨，再切割型湿法粉碎。本发明研究人员在玉米汁研发过程中发现，简单的将切割型湿法粉碎应用于玉米的粉碎时存在诸多弊端，例如：容易出现物料堵塞卡死现象，粉碎效率不高，能耗极大，转子磨损快等；且单一的切割型湿法粉碎所制备的玉米汁稳定性相对较差，口感欠佳。然而，在进行大量试验和研发后，发明人发现若将玉米原料先采用湿法胶体磨粉碎，再进行切割型湿法粉碎，既解决了单一切割型湿法粉碎容易出现物料堵塞卡死现象，粉碎效率不高且能耗极大，转子磨损快等问题，也解决了单一湿法胶体磨后皮渣与乳汁分离而极易沉淀的问题。两种粉碎方式相结合后，粉碎效率显著提高，极大的增加了设备运行的稳定性和牢靠性，降低能耗，减缓器件的磨损程度，所制备出的玉米汁在未进行任何过滤除渣或添加稳定剂的前提下，依然保持良好的稳定性，且风味和口感也得到显著提升。在本发明的一些实施例中，利用湿法胶体磨使得料液粒径为20-80目，优选为30-60目；此粒径条件的原料进行切割型湿法粉碎的效果更好。在本发明的一些实施例中，所述切割型湿法粉碎包含至少一级粉碎，优选为粗粉碎和细粉碎的两级粉碎；和/或，所述切割型湿法粉碎得到的粒径为100目及以上，优选为120目及以上；和/或，所述切割型湿法粉碎的转速为3000-8000r/min，优选为4000-6000r/min。如此可进一步提升粉碎效果。进一步地，为了获得更好的粉碎效果，所述粉碎还包括在湿法胶体磨前，先对玉米原料进行蒸煮和打浆。蒸煮和打浆可以显著降低玉米颗料的硬度和组织强度，可进一步降低湿法胶体磨和切割型湿法粉碎的载负，并减少组件在研磨和粉碎过程中的磨损强度，三者结合而使所制备出的玉米汁的口感更为柔和。在本发明的一些实施例中，所述蒸煮温度为80-110℃，优选90-100℃；蒸煮时间为10-50min，优选30-45min；打浆时间为10-60min，优选30-45min。通过对蒸煮和打浆的具体操作参数的优化，能够获得更理想的粉碎效果。在本发明的一些实施例中，采用上述多级粉碎方式后，所得物料的粒径可至80目以上，优选为120目及以上，更优选为150目及以上。在本发明的一些实施例中，所述原料包括干玉米粉、干玉米粒、新鲜玉米，优选为刚采摘或经冷藏的新鲜玉米。玉米的品种和品系不限，包括普通玉米、甜玉米、糯玉米、水果玉米、紫玉米。当采用干玉米粉或玉米粒为原料时，需预先将其用水浸泡，浸泡时间以适合后续的多级湿法粉碎为宜，优选为5-24h。当采用新鲜玉米为原料时，需经手工或机械方式脱苞皮、脱玉米须、脱粒。在本发明的一些实施例中，所述原料除玉米外，还可包括少量豆类。豆类的加入有助于提高玉米汁成品的稳定性、口感的柔和性。所述玉米和豆类可以经分别独立粉碎后再混合配料，或混合后再进行湿法多级粉碎；优选后者，更有利于玉米汁的质感提升。所述豆类包括大豆、蚕豆、绿豆、豌豆、红豆、黑豆、花生。若采用干的豆子，需预先用水浸泡，浸泡时间以适合后续的多级湿法粉碎为宜，优选为5-24h。在本发明的一些实施例中，所述配料具体要求为：以玉米汁成品计，干玉米的加入量以5％-10％为宜，鲜玉米的加入量以10％-30％为宜，豆类的加入量不超过3％为宜，优选为0.5％-3％。在此加入量范围内，可保证玉米汁的口感及稳定性。在本发明的一些实施例中，所述配料完成后，将体系pH调至6.2-8.5，再进行高压均质，可有效避免料液酸败，影响玉米汁的口感；优选pH在6.5-7.5之间。所采用的调pH试剂为本领域技术人员所掌握的食品领域常用的pH调节剂，如小苏打或苏打。除此之外，所述配料过程中还可加入甜味剂，如白糖、砂糖等；其加入量以1-10％为宜。在本发明的一些实施例中，所述高压均质的条件为：均质压强为20-100MPa，优选为40-80MPa；均质次数为一道或多道，优选为1-2道。在本发明的一些实施例中，所述灭菌包括：所得玉米均质液在136-138℃下灭菌10-80s，优选为20-40s；之后采取无菌灌装；或者，所得玉米均质液在121-122℃下恒温一道灭菌，时间为15-50min，优选为20-40min，之后采取无菌灌装；或者，所得玉米均质液在经过低容量(小于0.3L)普通灌装(有菌)后，121-122℃下恒温一道灭菌，时间为15-50min，优选为20-40min；或者，所得玉米均质液在136-138℃下灭菌10-80秒，优选为20-40秒，再经灌装机胶瓶灌装或三片罐采取高容量(大于0.3L)普通灌装(有菌)后，121-122℃下恒温杀菌15-50min，优选为20-40min。本发明还提供上述方法的得到玉米汁。本发明还提供了一种实现上述玉米汁的制备方法的生产装置，包括依次连接的投料单元、多级湿法粉碎单元、配料单元、酸碱度调节单元、高压均质单元、杀菌单元、灌装单元及控制单元；其中，所述多级湿法粉碎单元包括湿法胶体磨单元和切割型湿法粉碎单元。优选地，所述切割型湿法粉碎单元为切割型湿法粉碎机，其转子可为叶片式、偏心式、渐开线式或锤片式转子，优选为叶片式或偏心式转子。优选的，所述多级湿法粉碎单元还包括蒸煮打浆单元；所述蒸煮打浆单元、湿法胶体磨系统和切割型湿法粉碎机组之间用浆料泵连接；所述浆料泵优选为凸轮转子泵和均质泵。优选地，所述杀菌单元包括列式UHT杀菌机和杀菌釜。优选地，所述生产装置还包括缓存罐。本发明的有益效果如下：本发明所述方法克服了现有玉米汁稳定方法带来的固有缺陷，提供了一种全天然、全营养、无损失、无稳定剂、原汁原味，且具备良好稳定性的玉米汁饮料。附图说明图1为本发明所述玉米汁饮料的生产系统流程图。图中：1CIP进；2热水进；3蒸汽进；4流量计；5控制系统；6浆化蒸煮罐；7投料系统；8胶体磨；9湿法粉碎机组；10配料罐；11高压均质机；12泵；13CIP回；14缓存罐；15UHT杀菌机；16罐装机；17杀菌釜。具体实施方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例1每组试验称取4公斤黄豆，不同的玉米类型如下：40公斤新鲜玉米、15公斤干玉米粉、15公斤干玉米粒(干玉米泡发后湿重大约40公斤)。黄豆和干玉米浸泡过夜。搅拌均匀后，倒入蒸煮打浆系统，在80-100℃下蒸煮30-45min后打浆30min。浆液用剪切泵输入湿法胶体磨，研磨至30-60目；湿法胶体磨后的浆液用离心泵输入湿法切割式粉碎机组粉碎，4500-5000转/min下粗粉碎至120目后细粉碎至150目。多级粉碎后的料液用离心泵输入配料罐，加纯水200公斤，加一级糖16公斤，小苏打调节pH至7.3-7.5。调配好后用离心泵入高压均质机，在45兆帕和60兆帕条件下经两道高压均质。将玉米均质液用卫生级离心泵泵入列式UHT杀菌机在136-138℃下灭菌30秒。经灌装机0.96L三片罐灌装后用封口机封口。灌装后的玉米汁经输送带传至杀菌釜，121-122℃下恒温杀菌45min，冷却打码生产日期，得到成品。检测：每组取样10罐，室温下分别放置1、3、6、9、12月后，开罐检测玉米乳汁的质量并打分。如表1，实施表明，新鲜玉米经多级湿法粉碎(蒸煮打浆+湿法胶体磨+湿法切割式粉碎机)、小苏打(或苏打)调节和配料、高压均质、灭菌和灌装后的乳液都具有良好的胶体稳定性和口味感，所有成品均无微生物检出；干玉米粒和玉米粉制备出的玉米汁的口味感明显差于前者，玉米乳汁的稳定性也略差一些。表1：干玉米和新鲜玉米实验生产出的玉米汁的质量评估实施例2每组试验称取40公斤普通玉米倒入搅拌机，不同的黄豆伴加剂量梯度采取如下7组实验：8公斤，6公斤，4公斤，2公斤，1公斤，0.5公斤浸泡过夜。同时设置不伴加黄豆的对照试验。后续玉米汁的制备流程，包括多级湿法粉碎(蒸煮打浆+湿法胶体磨+湿法切割式粉碎机)、小苏打(或苏打)调节和配料、高压均质、灭菌和灌装流程同实施例1。每组取样10罐，室温下分别放置1、3、6、9、12月后，开罐检测玉米乳汁的稳定性(按1-5分打分)、整体的口感和味感(按1-5分打分)，微生物指标(有1罐不达标即为0；5罐达标记为1)、综合分(按1-5分打分)。如表2，实施表明，伴加2.0和4.0公斤黄豆后的玉米经蒸煮、打浆、多级粉碎、均质和杀菌后的乳液都具有良好的胶体稳定性和口味感；伴加0.5和1.0公斤黄豆所制备出的玉米汁稳定性尚可；不伴加黄豆所制备出的玉米汁稳定性和口感都欠佳；伴加6.0和8.0公斤黄豆所制备出的玉米汁稳定性良好，但黄豆的口味感过重，压制了玉米汁的味道。所有成品都无微生物检出。表2：不同黄豆加入量下实验生产出的玉米汁的质量评估黄豆加入量稳定性口味感微生物指标综合分0公斤33130.5公斤33131.0公斤44142.0公斤55154.0公斤55156.0公斤54148.0公斤5313实施例3每组试验称取40公斤普通玉米倒入搅拌机，不同豆类伴加方式采取如下7组实验：4公斤黄豆、4公斤绿豆、4公斤红豆、4公斤黑豆、2公斤黄豆+2公斤绿豆、2公斤红豆+2公斤黑豆、1公斤黄豆+1公斤绿豆+1公斤红豆+1公斤黑豆，浸泡过夜。后续玉米汁的制备流程，包括多级湿法粉碎(蒸煮打浆+湿法胶体磨+湿法切割式粉碎机)、小苏打(或苏打)调节和配料、高压均质、灭菌和灌装流程同实施例1。如表3，实施表明，所有豆类组合下，鲜食玉米经多级湿法粉碎、小苏打(或苏打)调节和配料、高压均质、灭菌和灌装后的乳液都具有良好的胶体稳定性和较佳的口味感，所有成品均无微生物检出。表3：伴加不同豆类组合下实验生产出的玉米汁的质量评估实施例4每组试验称取40公斤普通玉米倒入搅拌机，4公斤黄豆浸泡过夜，设计如下不同类别的粉碎方法：①蒸煮打浆、②蒸煮打浆+湿法胶体磨、③湿法切割式粉碎系统、④湿法胶体磨+湿法切割式粉碎、⑤蒸煮打浆+湿法胶体磨+湿法切割式粉碎。后续玉米汁的制备流程，包括小苏打(或苏打)调节和配料、高压均质、灭菌和灌装流程同实施例1。如表4的实施表明，切割式粉碎模式对玉米汁的稳定性贡献最大，其次是胶体磨和蒸煮打浆；但研究发现：简单的将切割型湿法粉碎直接应用于玉米的粉碎有诸多弊端，容易出现物料堵塞卡死现象，粉碎的效率不高，能耗极大，转子磨损快；单一的切割型湿法粉碎所制备的玉米汁稳定性和口感欠佳。在进行大量试验和研发后，发明人发现若将玉米原料先采用湿法胶体磨粉碎，再进行切割型湿法粉碎，既解决了单一切割型湿法粉碎容易出现物料堵塞卡死现象，粉碎效率不高且能耗极大，转子磨损快等问题，也解决了单一湿法胶体磨后皮渣与乳汁分离而极易沉淀的问题。两种粉碎方式相结合后，粉碎效率显著提高，极大的增加了设备运行的稳定性和牢靠性，能耗降低，器件的磨损减缓，所制备出的玉米汁无需进行任何过滤除渣或添加稳定剂，而稳定性依然保持良好，风味和口感都显著增加。进一步发现：蒸煮和打浆可以显著降低玉米颗料的硬度和组织强度，可进一步降低湿法胶体磨和切割型湿法粉碎的载负，并减少组件在研磨和粉碎过程中的磨损强度，三者结合而使所制备出的玉米汁的口感更为柔和。因此，湿法胶体磨和切割型湿法粉碎组合非常重要，三级粉碎模式的组合更佳。表4：不同湿法粉碎组合下实验生产出的玉米汁的质量评估湿法粉碎组合稳定性口味感微生物指标综合分①1111②2212③4313④5415⑤5515实施例5每组试验称取40公斤普通玉米倒入搅拌机，4公斤黄豆浸泡过夜，按照实施例1蒸煮打浆和湿法胶体磨，浆液泵至湿法粉碎机组粉碎，4500-5000转/min下粉碎至不同粒度。设置不同的粉碎粒度如下：80目、100目、120目、150目、180目。后续玉米汁的制备流程，包括小苏打(或苏打)调节和配料、高压均质、灭菌和灌装流程同实施例1。如表5，试验表明，粉碎粒度为80-100目时，玉米乳汁稳定性和口感一般，粉碎粒度达到120-180目时，所制备的玉米汁具有良好的胶体稳定性和柔和的口味感。表5：不同湿法粉碎粒度下实验生产出的玉米汁的质量评估切割式粉碎粒度稳定性口味感微生物指标综合分80目3212100目4313120目5515150目5515180目5515实施例6每组试验称取40公斤普通玉米倒入搅拌机，4公斤黄豆浸泡过夜。除小苏打(或苏打)调节pH范围不同，后续多级湿法粉碎(蒸煮打浆+湿法胶体磨+湿法切割式粉碎机)、配料、高压均质、灭菌和灌装流程同实施例1。设置不同的pH如下：5.8、6.0、6.2、6.5、7.3、7.5、8.0。如表6，试验表明，调配均质液的pH低于6.2时，经后续工序后所获得的成品中有出现沉淀和酸败的现象。调配均质液的pH高于6.2时，经后续工序后所制备出的玉米乳汁稳定性和口感都保持良好。表6：小苏打(或苏打)调节不同pH下实验生产出的玉米汁的质量评估实施例7每组试验称取40公斤普通玉米倒入搅拌机，4公斤黄豆浸泡过夜。除高压均质压力不同，后续多级湿法粉碎(蒸煮打浆+湿法胶体磨+湿法切割式粉碎机)、小苏打(或苏打)调节和配料、灭菌和灌装流程同实施例1。设置不同的压力如下：10MPa、20MPa、30MPa、40MPa、60MPa、90MPa。如表7，试验表明，在不同的压力条件下均质，当压强低于30兆帕时稳定性和口感会受到影响；当均质压强在40兆帕以上时，经后续工序后所制备出的玉米乳汁稳定性和口感都保持良好；均质压强越高，均质工序的次数越多，玉米乳液的稳定性和口感更佳。表7：不同均质压力下实验生产出的玉米汁的质量评估均质压力稳定性口味感微生物指标综合分103313203313304414405515605515905515实施例8每组试验称取40公斤普通玉米倒入搅拌机，4公斤黄豆浸泡过夜。除灭菌和灌装方法不同，多级湿法粉碎(蒸煮打浆+湿法胶体磨+湿法切割式粉碎机)、小苏打(或苏打)调节和配料、高压均质流程同实施例1。高压均质后，将玉米均质液泵入经灌装机，用0.245L三片罐灌装后用封口机封口。灌装后的玉米汁经输送带传至杀菌釜，121-122℃下恒温杀菌，恒温时间设置为10min、15min、20min、25min、30min、40min、50min，冷却打码生产日期，得到成品。如表8，试验表明，在不同的灭菌时间下，当灭菌时间低于20min时，经后续工序后所获得的成品中有出现沉淀和酸败的现象。当灭菌时间在20-40min内，经后续工序后所制备出的玉米乳汁稳定性和口感都保持良好；当灭菌时间超过40min时，玉米乳汁口感变差，容易出现糊化现象。表8：不同恒温(121-122℃)灭菌时间下实验生产出的玉米汁的质量评估恒温灭菌时间稳定性口味感微生物指标综合分10min230315min330320min441425min551530min551540min551550min4414当需要更大容量灌装时，先将玉米均质液泵入列式UHT杀菌机在136-138℃下灭菌30秒。经灌装机1.25L胶瓶灌装或0.96L三片罐灌装后用封口机封口。灌装后的玉米汁经输送带传至杀菌釜，121-122℃下恒温杀菌45min，冷却打码生产日期，得到成品。0.96L和1.25L大容量灌装时，如果只在121-122℃下恒温杀菌，则所需时间超过1小时才能杀菌完全，但此时玉米乳汁变成糊状，并出现沉淀；如果时间小于1小时，则杀菌不完全，导致部分成品腐坏变质。实施例9此实施例提供一种玉米汁饮料的生产装置，如图1所示，包括依次连接的投料单元、粉碎单元、配料单元、酸碱度调节单元、高压均质单元、杀菌单元、灌装单元及控制单元；其中，所述粉碎单元包括湿法胶体磨单元和切割型湿法粉碎单元。优选地，所述切割型湿法粉碎单元为切割型湿法粉碎机，其转子可为叶片式、偏心式、渐开线式或锤片式转子，优选为叶片式或偏心式转子。优选的，所述粉碎单元还包括蒸煮打浆单元；所述蒸煮打浆单元、湿法胶体磨系统和切割型湿法粉碎机组之间用浆料泵连接；所述浆料泵优选为凸轮转子泵和均质泵。优选地，所述杀菌单元包括列式UHT杀菌机和杀菌釜。优选地，所述装置还包括缓存罐。实施例10此实施例为扩大化生产实施例，玉米汁的生产系统流程如图1所示：1CIP进，2热水进，3蒸汽进，4流量计，5控制系统，6浆化蒸煮罐，7投料系统，8胶体磨，9湿法粉碎机组，10配料罐，11高压均质机，12泵，13CIP回，14缓存罐，15UHT杀菌机，16罐装机，17杀菌釜。称取160公斤新鲜的普通玉米或者可生食水果玉米和15公斤黄豆浸泡过夜，由投料系统泵入蒸煮打浆罐6，在80-100℃下蒸煮30-45min后打浆30min。浆液用投料系统7输入湿法胶体磨8，研磨至30-60目；湿法胶体磨后的浆液用离心泵12输入湿法切割式粉碎机组9粉碎，4500-5000转/min下粗粉碎至120目后细粉碎至150目。多级粉碎后的料液用离心泵12输入配料罐10，加纯水800公斤，加一级糖65公斤，小苏打调节pH至7.3-7.5。调配好后用离心泵12入高压均质机11，在45兆帕和60兆帕条件下经两道高压均质。将玉米均质液用卫生级离心泵12泵入列式UHT杀菌机15在136-138℃下灭菌30秒；UHT杀菌机前后两端都有缓存罐14。UHT杀菌后的玉米乳液，从后置缓存罐中用卫生级离心泵输入灌装机16，0.96L三片罐灌装后用封口机封口。灌装后的玉米汁经输送带传至杀菌釜17，121-122℃下恒温杀菌45min，冷却打码生产日期，得到成品。取样50罐，放入55℃恒温箱，一段时间后，开罐检测玉米乳汁的胶体稳定性，以及微生物指标是否达标。实施表明，伴加少量黄豆蒸煮、打浆、多级粉碎(蒸煮打浆+湿法胶体磨+湿法切割式粉碎机)、均质和杀菌后的普通玉米汁和可生食水果玉米汁都具有良好的胶体稳定性，7-10天后的乳汁体系均匀、稳定，无微生物检出。室温或冷藏放置1、3、6、9、12月后，产品的胶体稳定性依然良好，无微生物检出。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。当前第1页1 2 3