专利名称：一种去草酸的植物汁制备方法及其制成的食品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种植物汁的制备方法，尤其涉及一种去草酸的植物汁制备方法及其制成的植物汁或粉以及用这些植物汁或粉作为食品添加剂的食品。
一些经济价值较高的植物，包括野生植物和栽培植物，如菠菜、芹菜、绿花菜、生菜、柿子椒、生姜、襄荷、波萝、猕猴桃、黑草莓、叶用甜菜和茶藨子属等植物，虽然本身有较高的营养价值，但由于不同程度地含有某些抗营养物质而降低了它们的营养价值，也限制了人类对它们的利用，植物抗营养物质中十分重要的一类是草酸和草酸盐类物质(本文中所指的草酸是包括草酸盐在内的统称)，草酸类物质的抗营养作用是由于它们能和人体必不可少的一些矿物元素如铁、钙、镁等结合为不溶性的盐类，从而阻止了人体对上述矿物元素的吸收，大量食用这些含草酸的植物、食物，是患肾结石的主要原因，也是引起肾功能障碍等疾病的因素，甚至在某种情况下可能因误食一些高草酸含量植物引起牲畜死亡。传统的除去草酸的方法是通过沸水烫漂的方法，或者是用星川博行、菊池帆永(日本专利JP91195483)所发明的方法，即加入可溶性钙盐沉淀并滤除草酸钙除去蔬菜汁中的草酸，这些方法的共同缺点是或者只能除去可溶性草酸(盐)，或者在除去草酸的同时不可避免地也造成其它营养物质的损失。特别因为一些富含草酸的植物绝大多数是以草酸盐结晶的形式储藏草酸，这样不但可以避免草酸的高酸度对植物本身的细胞造成伤害，而且可以使这些植物能够有效地防御有害昆虫的侵害，这些盐类的结晶往往集中在特定的细胞中，占据了细胞的绝大部分，这种细胞通常被称作异细胞。如藜科植物的叶用甜菜、糖用甜菜和菠菜是以草酸盐球形晶簇方式储存于一些薄壁组织的细胞中，而猕猴桃中的草酸盐呈晶针状聚集在近籽部分果肉的某些特定细胞中，当用现有技术的加工方法生产蔬菜汁或果汁和饮料及食品时，无法有效地除去这类草酸，或者须破碎细胞后取汁并加化学沉淀剂，从而大大降低了它们的营养价值。尤其在制猕猴桃汁时，由于草酸盐细胞被破碎，致使大量极微小的晶针散布在汁中，这些散落的针状结晶对口腔粘膜造成伤害，饮用时造成极不舒服的“卡喉感”，破坏了猕猴桃汁的风味和口感。
本发明的主要目的在于提供一种去草酸的植物汁制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种去草酸的植物汁或粉。
本发明的再一目的在于提供一种用本发明的去草酸的植物汁或粉作食品添加剂的食品。
本发明提供的制备去草酸的植物汁的方法包括以下步骤
a、将新鲜的植物经洗净消毒后切碎;
b、向所述的切碎的植物组织中加入缓冲液，以使所形成的混合液的pH值为2.5-7.5;
c、向所述的混合液中加入一种细胞分离酶，将所述的植物组织离析为悬浮于液体介质中的单细胞;
d、用筛网将植物粗纤维和离析的植物单细胞分离;
e、用重力沉降或离心分离的方法从由细胞分离酶离析后产生的单细胞悬浮液中除去含草酸的单细胞，从而得到所述的去草酸的植物汁。
根据本发明的方法，所述的植物包括含有草酸的野生或人工栽培植物，如菠菜，芹菜，绿花菜，生菜，柿子椒，生姜，襄荷，菠萝，猕猴桃，黑草莓，叶用或糖用甜菜以及茶藨子属等植物。
本发明方法所采用的细胞分离酶具有高底物特异性，即这种酶只作用于被离析植物组织细胞和细胞之间的胞间层，使胞间层中的主要成份-不溶性原果胶转变为可溶性果胶，从而减弱了细胞间的粘接强度，最终导致植物组织离析为单细胞或含有几个细胞的细胞团。离析后的细胞具有完整的细胞壁，细胞内的多种成份被细胞壁和细胞膜所包裹，从而得到保护。
所述的细胞分离酶应含有内切多聚半乳糖醛酸酶和/或内切多聚半乳糖醛酸裂解酶，但不能含有纤维素酶。所述工业用细胞分离酶往往来源于下列的一些微生物种类中的一些菌种，这些菌种包括曲霉属(Aspergillus)，根霉属(Rhizopus)，好气性芽孢杆菌属(Bacillus)和欧氏杆菌属(Erinia)中的一些菌种。利用这些菌种通过工业发酵后提取分离而得到所需要的细胞分离酶。
本发明所采用的细胞分离酶可以是固体酶或液体酶，其用量为上述步骤b中得到的所述混合液的重量的0.05-0.7%。
由于所述的细胞分离酶自身的特殊性要求酶处理过程要在一定的pH值条件下才能顺利进行，因此在不对所述植物的营养成分产生任何不利影响的前提下，加入一定量的缓冲溶液，即达到调节pH值的作用，又可为酶处理提供一液体介质以有利于离析植物组织转变为植物单细胞过程的进行。但对于某些水分含量高，植物汁的pH值已符合酶处理的条件时，也可以不用任何缓冲溶液，以使得到的植物汁更纯正。
根据本发明的方法，酶处理是在25-45℃条件下搅拌酶与所述混合液的混合物30-120分钟。
由于前面提到的草酸盐结晶往往集中在特定的细胞中并占据了细胞的绝大部分，所以含大量草酸盐结晶的细胞的比重与其它植物细胞的比重不同，故可以利用通常的自然重力沉降或离心分离的方法将它们有效地分离开。藉此除去植物中的草酸成分。
根据本发明的方法，所述的重力沉降的方法是在1-4℃左右将所述的植物单细胞悬浮液放置至少8小时，使含草酸的细胞集中在沉淀相中，而其它细胞悬浮于液相中，收集所述的液相即可得到去草酸的植物汁。
根据本发明的方法，用离心分离方法从所述的植物单细胞悬浮液中除去含草酸的细胞的条件是在100×g-300×g条件下离心分离0.5-5分钟，然后收集离心后的上清液和沉淀相上层的植物细胞，留下沉淀相底层的含草酸盐结晶的异细胞，从而得到去草酸的植物汁。
本发明的方法还进一步包括将由上述分离方法得到的含草酸的细胞先用蒸馏水悬浮，然后经离心分离，弃去上清液，重复洗涤2-3次后，用稀盐酸或稀硫酸抽提含草酸结晶的细胞使之溶解，收集上清液，于其中加入含钙离子的水溶液(如CaCl2水溶液)，便可以得到草酸钙沉淀，从而达到回收草酸的目的。
本发明还涉及一种由本发明的方法制成的去草酸的植物汁，其特点是具有植物原色，该汁为悬浮液，久置不会沉淀，而将该植物汁经脱水，冷冻干燥可制成去草酸的植物干粉，该干粉无定型，冲水后可再制成汁。
由本发明方法得到的去草酸的植物汁、粉或由所述的植物汁脱水而制得的单细胞膏状物可以作为食品添加剂，加到如饼干、蛋糕、豆腐、冰淇淋、面条、米饭、魔芋等许多食品中，以增加这些食品的营养成分及改善食品的口味，并能依植物汁的原色不同而赋于食品不同的天然色泽。
附图简要说明
图1a为本发明实施例1中菠菜经细胞分离酶离析后，在分离去除含草酸细胞之前的单细胞悬浮液的光学显微照片。(×275)图1b为本发明实施例1中所制得的去草酸菠菜汁(即去草酸细胞后的单细胞悬浮液)的光学显微照片。(×550)图1c为本发明实施例1中所分离出的菠菜中含草酸细胞的光学显微照片。(×275)图2a为本发明实施例2中猕猴桃经细胞分离酶离析后，在分离去除含草酸细胞之前的单细胞悬浮液的光学显微照片。(×110)图2b为本发明实施例2中分离了含草酸细胞后猕猴桃细胞悬浮液的光学显微照片。(×110)图2c为本发明实施例2中所分离出的猕猴桃中含草酸细胞的光学显微照片。(×275)以下结合附图，用实施例进一步说明本发明的目的及优点，但这并不意味着对本发明所要求保护的范围的任何限制。
实施例1用新鲜菠菜100克经剔除杂物及黄叶，洗净消毒后，切成0.2-0.5cm的丝或块，加入pH为7.5的0.05M磷酸缓冲溶液100ml。在30℃水浴锅中保温，加入植物细胞离析酶0.7克，以每分钟60-100转速搅拌半小时后，将已离析的细胞悬浮液在室温下以40目筛去除粗纤维，将悬浮液以100×g离心2分钟(或在4℃左右，静置8小时)，含草酸盐的细胞便沉积于容器底部。将上清液收集，便得到去草酸的植物汁，烘干后得到植物粉。将反复用蒸馏水洗涤干净的沉淀，在室温下以1.5N HCl 10ml浸泡2小时，待草酸盐完全溶解，这时以600×g离心5分钟，上清液为草酸回收液，调节pH至4.0-4.5，加入20%CaCl2水溶液2ml，可以得到草酸钙沉淀以达到回收草酸和得到草酸副产品的目的。以圆叶菠菜为原料，比较传统制蔬菜汁技术的机械匀浆法和采用本发明去除草酸细胞法生产的菠菜汁中的草酸含量结果如下表1所示。从表中可以看出，本发明方法去除植物中草酸的效果是令人满意的。
图1a、图1b及图1c分别为用高倍显微镜(Olympus-Vanox，Japan)拍摄的菠菜组织经酶离析后，在分离除去含草酸的细胞前后单细胞悬浮液及分离出的草酸细胞的光学显微照片，从中可以清楚地看到在菠菜组织细胞中草酸是以球形晶簇方式存在于特定细胞中，经离心分离或重力沉降后存在于菠菜单细胞悬浮液中的含草酸细胞已几乎见不到了。这也证明了用本发明的方法去除菠菜中草酸的效果确实是很好的。
实施例2将猕猴桃成熟果实洗净去皮后，称取400克果肉，切成厚0.2-0.5cm的薄片，加入pH为5.6的0.05M柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液100ml，搅拌均匀后加入植物细胞离析酶0.05克，在40℃水浴中保温并连续搅拌，搅拌速度控制在60-100转/分。反应30分钟后，块状猕猴桃果肉几乎全部离析为单细胞和部分细胞团的均匀糊状物。用40-60目不锈钢筛去除猕猴桃种籽和少许未被离析的残渣，收集流体物。将这些流体物低速离心(200×g，5分钟)，含不溶性草酸盐结晶的猕猴桃细胞聚集和沉积于离心管的最底部，从而和果汁上清液以及不含草酸盐结晶的果肉细胞实现了分离。将最底部含草酸细胞去除后，再用常规工艺进行加工，便可得到去不溶性草酸盐的各种类型猕猴桃果汁，这些果汁可以进一步干燥加工成果汁粉或是用其它加工方式加工成去草酸盐结晶的猕猴桃制品例如猕猴桃果丹皮。用传统的匀浆法和本发明的方法生产的猕猴桃汁中草酸含量值的对比结果见下表1。
图2a、图2b及图2c分别为用高倍显微镜(Olympus-Vanox，Japan)拍摄的猕猴桃组织经酶离析后，在分离除去含草酸的细胞前后单细胞悬浮液以及分离出的草酸细胞的光学显微照片，从中可以清楚地看到在猕猴桃组织细胞中草酸以晶针状方式聚集于特定细胞中，经离心分离(或重力沉降)后存在于猕猴桃单细胞悬浮液中的含草酸细胞已几乎见不到了。这同样证明了用本发明方法的去除植物中的草酸效果是令人满意的。
表1.不同加工方法的果蔬汁中草酸含量分析结果波菜中草酸含量猕猴桃中草酸含量加工方法(mg/100g鲜菜)(mg/100g鲜果肉)现有技术的匀浆法 1040 33本发明的方法604草酸去除率(％) 94 8权利要求
1.一种去草酸的植物汁制备方法，该方法包括a、将新鲜的植物经洗净消毒后切碎；b、向所述的切碎的植物组织中加入缓冲溶液，以使所形成的混合液的pH值为2.5-7.5；c、向所述的混合液中加入一种细胞分离酶，将所述的植物组织离析为悬浮于液体介质中的单细胞；d、用筛网将植物粗纤维和离析的植物单细胞分离；e、用重力沉降或离心分离的方法从由细胞分离酶离析后产生的单细胞悬浮液中除去含草酸的单细胞，从而得到所述的去草酸的植物汁。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的植物包括含草酸的野生植物和/或人工栽培植物。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的植物选自下列一组植物中的一种菠菜、芹菜、绿花菜、生菜、柿子椒、生姜、襄荷、苹果、菠萝、猕猴桃、黑草莓、叶用甜菜和茶藨子属植物。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的细胞分离酶可以是固体酶或液体酶。
5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于所述的细胞分离酶系微生物来源的植物细胞离析酶。
6.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于所述的细胞分离酶的加入量为所述混合液重量的0.05-0.7%。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于用所述的细胞分离酶处理所述的植物组织的处理条件为在25-45℃下，搅拌30-120分钟。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于从所述的单细胞悬浮液中分离所述的含草酸的单细胞的方法为在1-4℃下将该悬浮液静置至少8小时。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于从所述的单细胞悬浮液中分离所述的含草酸的单细胞的方法为在室温下，在100×g-300×g的条件下将该悬浮液离心分离0.5-5分钟，然后收集液相悬浮液以除去所述的含草酸的单细胞。
10.如权利要求1所述的方法，还进一步包括将经分离得到的含草酸的单细胞用稀盐酸或稀硫酸溶解后，加入含钙离子的水溶液，使之生成草酸钙沉淀从而回收草酸。
11.一种用权利要求1所述的方法制成的去草酸的植物汁。
12.一种将权利要求11所述的去草酸的植物汁经脱水、干燥制成的植物粉。
13.一种用权利要求11或12所述的去草酸的植物汁或粉作为食品添加剂的食品。
全文摘要
本发明涉及制备去草酸的植物汁的方法，该方法包括将新鲜的植物经洗净消毒后切碎，向其中加入缓冲溶液，使形成的混合液的pH值为2.5—7.5；向该混合液中加入细胞分离酶以将植物组织离析为悬浮于液体介质中的单细胞，滤除未分解的物质后用重力沉降或离心分离的方法去除植物组织中含草酸的细胞以达到去草酸的目的。本发明还涉及由上述方法制成的去草酸植物汁或粉以及由其作食品添加剂的食品。
文档编号A23L1/015GK1088405SQ9311407
公开日1994年6月29日 申请日期1993年11月8日 优先权日1992年11月28日
发明者季本仁, 叶继荪 申请人:中国科学院昆明植物研究所, 广州天河高新技术产业开发区科星研究开发公司