专利名称：雪莲果原汁及原汁粉的生产方法
技术领域：
本发明属于生物产品提取加工技术。具体地，涉及一种雪莲果原汁及原汁粉的生产方法。
背景技术：
雪莲果(Smallanthus sonchifolius)又称雪莲薯、菊薯、亚龙果或亚贡,英文名(yacon)，属菊科向日葵属植物，原产于南美秘鲁南部和玻利维亚西部安第斯山，是土著印第安人传统根茎类食品，20世纪80年代传入日本、巴西、韩国及一些欧洲国，目前在我国云南、四川、贵州、福建、海南、湖南、湖北、山东、河南、河北等地大面积成功种植。雪莲果果实(块根)似红薯，但与红薯有天壤之别。雪莲果富含20多种人体必须的氨基酸和丰富矿物质，果肉汁多，淡黄色，晶莹剔透，香甜脆爽，口感像水梨，口感无渣，水分含量83-95 %，可溶性固形物含量7-10 %，含有20种人体必需的氨基酸以及丰富的钾、钙、锌、铁、镁等营养元素，粗蛋白、脂肪、纤维素及低聚果糖含量高，具有很高的营养价值；同时不含淀粉，属低热量水果，适合糖尿病人及减肥者食用，有“地下水果之王”之称。雪莲果干物质(dry matter, DM)中90%为糖类物质，其中70% -80%又为低聚果糖(FOS)糖，是所有植物果实中低聚糖含量最高的水果，又有“低聚果糖之王”之称。低聚果糖不为人体吸收，是双歧杆菌增殖因子，具有增强免疫、降血脂、调理肠胃和促进矿物质吸收等功效。雪莲果具有调理血液，降低血糖、血脂和胆固醇，预防高血压、糖尿病、心脑血管疾病和肥胖症的发生；帮助消化，调理和改善消化系统的不良状况，促进肠胃蠕动，润肠通便，消除便秘，防治下痢，促进铁钙吸收，改善由于生活节奏紧张、过量使用抗生素等原因造成的双歧杆菌等肠内有益菌减少而失衡引起的消化系统疾病，是肠内有益菌群的促生剂；抗氧化，消除自由基，减少或避免结石症的发生；清肝解毒，降火降血压的功效，防治面痘、暗疮，起到养颜美容的功效；提高人体免疫 力等功效；属药用型块根水果，具有很高的营养和保健、经济价值。然而，新鲜雪莲果块茎除含有大量的水分(80-90%)外，果质很脆，非常不耐储存，很容易开裂和脱水，运输和食用极为不方便。因此，雪莲果的产品加工就显得十分必要和具有现实意义。由于雪莲果含有大量酚酸物质如绿原酸、原儿茶酸、L 一色氨酸、咖啡酸等及多酚氧化酶，加工过程中很容易发生色变，尤其是损伤和切开后很快发生褐变，榨汁后立即成绿色，I分钟后即变成墨绿色；另一方面，由于雪莲果果汁中存在大量可溶性大分子物质(如蛋白质、多糖、果胶等)和金属离子(如钠离子、钾离子、钙离子、镁离子等)发生聚合、鳌合，放置及保存一段时间后出现大量的沉淀，严重影响了雪莲果产品的品质和观感、色泽、透明度、稳定性，因此给雪莲果的生产和加工开发带来了极大的困难，成为雪莲果生产加工的关键。雪莲果褐变的原因主要有二方面的因素，一方面是酶促褐变，雪莲果中含有酚酸类(色氨酸、绿原酸、咖啡酸和阿魏酸等)成分，在雪莲果多酚氧化酶的作用下，酚类物质氧化形成醌类物质及其聚合物并使其积累造成变色；另一方面是非酶褐变，即羧氨反应褐变作用也称美拉德反应造，由于雪莲果中含有大量的低聚寡糖和氨基酸类物质，在加工过程中由于热处理使糖类中的羧基与氨基酸中的氨基发生反应生成褐色色素(中国食品添加剂，2008, 92-95)。为了解决雪莲果褐变的问题国内外开展了很多的工作，文献(北方园艺，2011，8:49-51)对雪莲果多酚氧化酶的的活性和抑制条件文献进行了深入的探讨，专利CN101647485A发明了一种将鲜切雪莲果在高温下先用CaCl2漂烫使酶失活，再用由抗坏血酸、柠檬酸、肉桂酸和乙二胺四乙酸二钠组成的褐变抑制剂溶液中浸泡的以防止雪莲果褐变的方法。目前关于雪莲果加工的文献和专利基本上都是采用热烫和护色剂浸泡相结合的方法以防止雪莲果的褐变，如雪莲果汁饮料加工技术[生产实践，2008, 11(8):33-34]、雪莲果果汁饮料的研制[食品工业科技，2007，28 (4):186-187]、雪莲果的综合利用和开发[河南工业大学学报(自然科学版)，2010，31(3):86-90]、功能性雪莲果饮品研制[安徽农学通报，2010，16(23): 154-155]、雪莲果芦荟复合汁饮料的研制[试验报告与理论研究，2008，11 (4): 32-35]、雪莲果茶饮料的研制[食品研究与开发，2009，30(4):90-92]、专利雪莲果汁的制备工艺方法(CN1836579A)、雪莲果果汁加工工艺(CN101524173A)、天然雪莲果饮料及其制备方法(CN1846542A)、雪莲果浓缩果汁及其制备方法(CN102754872A)、天山雪莲果浓缩汁及其制备方法(CN1020008104A)、利用生物酶技术制备雪莲果浓缩汁的方法(CN102138686A)、雪莲果果粒悬浮饮料及其制备工艺(CN102754871A)、雪莲果果粒混合悬浮饮料及其生产方法(CN102763871A)、雪莲果功能饮料及其制备方法(CN1826989A)、雪莲果汁及其制备方法CN101543307A)、雪莲果口服液(CN101496606A)、雪莲果提取物及提取方法和应用(CN101283761A)、雪莲果疏奶及其制备工艺(CN1907049A)等，但添加柠檬酸、抗坏血酸、酒石酸、苹果酸、醋酸、山梨酸、EDTA、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、双氧水、尼泊金等抗氧化剂和金属离子鳌合剂以防止褐变和护色，容易造成护色剂的残留，不利于雪莲果风味原味的保存，并极大地影响雪莲果的品质。针对雪莲果果汁中存在大量可溶性大分子物质(如蛋白质、多糖、果胶等)，粘稠度比较大，放置及保存一段时间容易与金属离子(如钠离子、钾离子、钙离子、镁离子等)发生鳌合或自聚合出现大量的沉淀，国内外同样也开展了一些工作，主要可以归纳为二个方面。一方面是采用添加增稠剂、悬浮剂、稳定剂或通过其它高黏度果汁进行复配等方法来增强雪莲果果汁的稳定性，如陈思奇以CMC-卡拉胶-黄原胶为稳定剂制备红枣-雪莲果复合果汁饮料[饮料工业，·2011, 14(6): 17-19];专利CN102754871A用悬浮剂和护色剂配制雪莲果颗粒饮料；专利CN102763871A用果粒悬浮剂配制雪莲果和苹果、椰子、菠萝果粒复合悬浮饮料饮料；专利CN1826989A用增稠剂配制雪莲果汁与蒲公英汁复合饮料；专利CN1907049A用纤维素钠、卡拉胶、黄原胶、果胶、琼脂等稳定剂配制雪莲果汁和胡罗卜汁、番茄汁、玉米汁、蔬菜汁、乳汁等混合功能果汁饮料。另一方面是通过酶解、膜过滤、添加澄清剂等对果汁中大分子物质进行降解和去除提高果汁的稳定性和澄明度，如黄丹妮等对壳聚糖、明胶、果胶酶、单宁、硅藻土等澄清剂对雪莲果果汁澄清效果进行了比较，发现壳聚糖具有较好的澄清效果[饮料工业，2011，14 (7):11-14];许宏愿等对醇沉法、壳聚糖絮凝法、超滤法对雪莲果汁的澄清效果进行了比较，发现壳聚糖具有比较好的澄清效果，但放置后会出现混浊，醇沉法果汁多酚含量较高且对果汁中还原糖影响比较大，超滤法去除果汁蛋白质能力比较强，认为超滤法比较适合生产[食品机械，2011，27 (3): 133-136，151]；专利CN1846542A采用果酸加热鳌合沉淀对果汁进行澄清；专利CN1836579A应用明胶和单宁相结合的方法对雪莲果汁进行澄清处理；蒲海燕等应用果胶酶对雪莲果果汁的澄清效果进行了研究[现代食品科技，2009, 25 (7): 780-782];专利CN101524173A采用柠檬酸鳌合酵素进行澄清；专利CN1020008104A采用酵母发酵处理并结合超滤进行澄清；专利CN102138686A先用酶发酵，再用活性炭脱色，然后再用超滤进行澄清；专利CN101543307A则将雪莲果与鲜茅根和鲜橙皮打碎混合后用酒曲发酵后榨汁在采用双联过滤澄清。很明显，通过添加增稠剂、悬浮剂、稳定剂来改善雪莲果汁稳定性和透明度及颜色的方法对于雪莲果汁的生产并不可取；采用酶解发酵的方法对雪莲果汁进行分解澄清去杂，具有一定的效果，但一方面酶的选择非常重要，专一性比较强，另一方面酶解发酵要求比较高、条件比较科苛刻、设备要求高、生产成本高，也不十分可行；采用超滤法对雪莲果汁进行澄清去杂，由于雪莲果汁中本身含有多糖、果胶、蛋白质、单宁、鞣质等大分子成分，同时还氨基酸、低聚糖、单糖、金属营养元素离子等小分子成分，超滤很难达到预期的目的，如果作为有目的去除果汁中大分子化合物(如蛋白质、多糖、果胶、单宁、鞣质等)成分，不失为一个较好的方法，但由于果胶粘稠度很大，很容易造成膜赌塞，清洗更换和维护比较麻烦；壳聚糖为阳离子絮凝剂，与果汁中蛋白质、果胶、纤维素有很强的絮凝作用，虽然效果比较好，但添加量过多过少均容易造成后沉淀；明胶与溶液中单宁形成氢健、与胶体电中和而絮凝沉淀，但效果极不理想，且过量或过少均容易产生后沉淀；果酸加热使果汁中部分杂质鳌合沉淀，虽可除去果汁中部分杂质，但澄清效果十分有限，结果更不理想；单宁与果汁中蛋白质、多糖、金属离子结合絮凝沉淀，但本身有半胶体性质，对果汁的色度有较大影响，澄清效果也部理想；硅藻土因具有较大的吸附性能和吸附容量使果汁达到澄清的目的，但澄清效果非常有限，且用量很大。综上所述，目前雪莲果汁的澄清效果和工艺都不是非常理想，并且工艺难以控制，容易造成护色剂残留和澄清剂过量或不足，达不到护色和澄清的目的，影响雪莲果汁的质量、风味和色泽。
发明内容
本发明的目的旨在针对现有技术存在的上述不足，提供一种快速澄清、不添加任何护色剂和抗氧化剂的 雪莲果浓缩原汁和原汁粉生产方法。该方法整个过程中由于不添加任何化学护色剂、抗氧化剂、悬浮剂、稳定剂和增稠剂，通过调整复合澄清剂用量和比例防止澄清剂用量不足或过量，控制果汁中澄清剂残留，保存了雪莲果原汁风味，延长了雪莲果的保存时间，保证了产品质量和安全，节约了运输成本，扩大了雪莲果的应用范围。为了实现本发明的上述目的，本发明采用了如下的技术方案:雪莲果原汁及原汁粉的生产方法，取新鲜雪莲果，剔除霉变、腐烂、污染的果实，清洗干净，去除果皮，切成小块，立即加入到温度为70-100°C的纯净水中，放入磨浆机或打浆机中打碎磨浆，过滤除去不溶性果渣，滤液加热到50-90°C ;搅拌加入滤液体积量3-10%的澄清剂B/A溶液，保温搅拌20-120min，再搅拌加入一半体积量的同一型号澄清剂A/B溶液，保温搅拌10-30min，停止加热和搅拌，冷却放置2_12小时，过滤除去沉淀，滤液在30_80°C条件下减压至-0.05-0.08MPa浓缩至1/4-1/10体积，比重达到1.10-1.25g/mL时停止浓缩，灌装、冷却得到棕黄色雪莲果浓缩原汁；或继续干燥至干，控制含水量在10%以下，粉碎、灌装、密封得到棕黄色雪莲果原汁粉。
所述的生产方法中，纯净水为重蒸馏水或去离子水。所述的生产方法中，过滤采用自然过滤或真空抽滤或板框压滤或离心过滤。所述的生产方法中，所述澄清剂是指由A、B两种组分组成的复合型天然澄清剂101果汁澄清剂或ZTC1+1澄清剂或科阳1+1澄清剂或BD澄清剂。所述的生产方法中，所述澄清剂溶液是指使用前12-24小时用纯净水或蒸馏水或1%体积冰醋酸水溶液将澄清剂的A/B两种组分分别配制而成的1%重量的澄清剂溶液。所述的生产方法中，后加入的澄清剂溶液体积是前面加入澄清剂溶液体积的一半。所述的生产方法中，所用的每种澄清剂均为多种型号的系列澄清剂。所述的生产方法中，干燥方法采用真空干燥或冷冻干燥或喷雾干燥或热风干燥。干燥方法中喷雾干燥速度较快,真空干燥效果较好,冷冻干燥色泽较好。与现有技术相比，本发明具备如下的优益性:
为了寻找更好的澄清效果，根据雪莲果汁的成分组成，结合澄清剂的性质，本发明一方面不采用护色剂护色，经热烫后直接榨汁，严格控制了护色剂的残留，保持了雪莲果汁的原汁风味；另一方面采用复合型天然澄清剂进行雪莲果汁澄清，使复合天然澄清剂第一种组分与果汁中的蛋白质、单宁、果胶、多酚及重金属离子结合絮凝，第二种组份在第一组分的基础上〃架桥〃以保证游离或结合的第一种组份从溶液中分离而除去，以防止澄清剂超标和残留。由单一组分组成的澄清剂效果不如由二种组分组成的澄清剂效果好，并容易超标和残留，量难以控制，所以本发明所用的澄清剂全部都由二种组分组成的复合型天然澄清剂。通过调整天然澄清剂用量和两型澄清剂的比例来防止澄清剂的用量不足和过量、控制果汁中澄清剂的残留，使雪莲果汁极大地保存了原汁风味。经过真空浓缩和真空及喷雾干燥后的浓缩原汁和原汁粉更有利于雪莲果产品的食用、运输、贮存和产品调配，可以直接应用于生产雪莲果浓缩果汁、雪莲果汁配制、雪莲果汁粉，也可用于配制复合雪莲果汁饮料、生产雪莲果片剂、冲剂、速溶剂、口含片、口服液、胶囊等。
具体实施方式
:下面用本发明具体实施例来进一步说明本发明的实质性内容，但不以此来限定本发明。下述实施例1-6中所使用的澄清剂溶液是指使用前12-24小时用纯净水或蒸馏水或1%体积冰醋酸水溶液将101果汁澄清剂或ZTC1+1澄清剂或科阳1+1澄清剂或BD澄清齐轉的A、B两种组分分别配制而成的1%重量的澄清剂溶液，添加过程中后加入的澄清剂溶液体积必须是前面加入澄清剂溶液体积的一半。实施例1:取新鲜雪莲果块根，拣去霉烂变质果实，清水洗净，晾干水分，削去外皮，称取2000g,切碎成细碎块状，立即加入加热到90 V的2000mL去离子水中，倒入果浆机中打浆，打浆完毕后板筐压滤，并用500mL冷纯净水洗涤果渣2次，弃去滤渣，合并滤液，得混浊状粘稠粗果汁4000mL，加热至80°C，搅拌缓慢加入200mL配制好的1%重量浓度ZTC1+1II型澄清剂B溶液，继续搅拌保温1.5小时，再缓慢加入IOOmL配制好的1%重量浓度ZTC1+1II型澄清剂A溶液，继续保温搅拌20分钟，停止搅拌，冷却，放置8小时，板框过滤除去沉淀，得淡黄色滤液，加热至50°C，减压至-0.08MPa条件下浓缩回收至400mL，得棕色浓缩雪莲果原汁，比重1.24g/mL，可溶性固形物含量71%。实施例2:取新鲜雪莲果块根，拣去霉烂变质果实，清水洗净，晾干水分，削去外皮，称取2000g，切碎成细碎块状，立即加入加热到85°C的2000mL去离子水中，倒入果浆机中打浆，打浆完毕后板筐压滤，并用500mL冷纯净水洗涤果渣2次，弃去滤渣，合并滤液，得混浊状粘稠粗果汁4000mL，加热至82°C，搅拌缓慢加入200mL配制好的1%重量浓度ZTC1+1II型澄清剂B溶液，继续搅拌保温I小时，再缓慢加入IOOmL配制好的1%重量浓度ZTC1+1II型澄清剂A溶液，继续保温搅拌15分钟，停止搅拌，冷却，放置12小时，吸出上层清液，下层沉淀离心过滤，滤液与上层清液合并，减压至-0.08MPa，加热至60°C真空浓缩回收至完全干燥，呈泡沫状，取出粉碎，得深黄色雪莲果原汁粉301g，含水量7.1%。实施例3:取新鲜雪莲果块根，拣去霉烂变质果实，清水冲洗干净，晾干外表皮水分，削去外皮，称取lOOOg，切碎成细碎块状，立即加入加热到80°C的IOOOmL去离子水中，倒入果浆机中打浆，打浆完毕后板筐压滤，并用300mL冷纯净水洗涤果渣2次，弃去滤渣，合并滤液，得混浊状粘稠粗果汁2000mL，加热至80°C，搅拌缓慢加入120mL配制好的1%重量浓度101果汁澄清剂A溶液，继续搅拌保温1.5小时，再缓慢加入60mL配制好的1%重量浓度101果汁澄清剂B溶液，继续保温搅拌30分钟，停止搅拌，冷却，放置10小时，抽取上层清液，下层沉淀板框过滤除去沉淀，合并滤液和上层清液，加热至40°C，减压至-0.0SMPa真空浓缩回收至200mL，得棕黄色浓缩雪莲果原汁，比重1.18g/mL，可溶性固形物含量70%。实施例4:
取新鲜雪莲果块根，剔除霉烂变质果实，清水冲洗干净，晾干外表皮水分，削去外皮，称取lOOOg，切碎成细碎块状，立即加入加热到95°C的IOOOmL去离子水中，倒入果浆机中打浆，打浆完毕后板筐压滤，并用300mL冷纯净水洗涤果渣2次，弃去滤渣，合并滤液，得混浊状粘稠粗果汁2000mL，加热至82V，搅拌缓慢加入80mL配制好的1%重量浓度ZTC1+1I型澄清剂A溶液，继续搅拌保温1.5小时，再缓慢加入40mL配制好的1%重量浓度ZTC1+1I型澄清剂B溶液，继续保温搅拌10分钟，停止搅拌，冷却，放置9小时，抽取上层清液，下层沉淀板框过滤除去沉淀，合并滤液和上层清液，加热至50°C，减压至-0.0SMPa真空浓缩回收至200mL，喷雾干燥，得棕黄色雪莲果原汁粉132g，含水量8.2%。实施例5:取新鲜雪莲果块根，拣去霉烂变质果实，清水冲洗干净，晾干外表皮水分，削去外皮，称取1500g，切碎成细碎块状，立即加入加热到80°C的1500mL去离子水中，倒入果浆机中打浆，打浆完毕后板筐压滤，并用400mL冷纯净水洗涤果渣2次，弃去滤渣，合并滤液，得混浊状粘稠粗果汁3000mL，加热至70°C，搅拌缓慢加入150mL配制好的1%重量浓度科阳1+1澄清剂A溶液，继续搅拌保温1.5小时，再缓慢加入75mL配制好的1%重量浓度科阳1+1澄清剂B溶液，继续保温搅拌20分钟，停止搅拌，冷却，放置7小时，抽取上层清液，下层沉淀板框过滤除去沉淀，合并滤液和上层清液，加热至40°C，减压至-0.0SMPa真空浓缩回收至300mL，得棕黄色浓缩雪莲果原汁，比重1.20g/mL，可溶性固形物含量72%。实施例6:
取新鲜雪莲果块根，剔除霉烂变质果实，清水冲洗干净，晾干外表皮水分，削去外皮，称取1500g，切碎成细碎块状，立即加入加热到85°C的1500mL去离子水中，倒入果浆机中打浆，打浆完毕后板筐压滤，并用400mL冷纯净水洗涤果渣2次，弃去滤渣，合并滤液，得混浊状粘稠粗果汁3000mL，加热至82V，搅拌缓慢加入180mL配制好的1%重量浓度BD澄清剂B溶液，继续搅拌保温1.5小时，再缓慢加入90mL配制好的1%重量浓度BD澄清剂A溶液，继续保温搅拌20分钟，停止搅拌，冷却，放置8小时，抽取上层清液，下层沉淀板框过滤除去沉淀，合并滤液和上层清液，加热至60°C，减压至-0.08MPa真空浓缩回收至300mL，喷雾干燥，得浅棕黄色雪莲果原汁粉193g，含水量7.5%。实施例7:取前面实施例1-6任一获得的雪莲果浓缩原汁lOOmL，搅拌加入去离子蒸馏水500mL稀释，即成雪 莲果饮料，经灌装、灭菌即成雪莲果饮料成品。
权利要求
1.雪莲果原汁及原汁粉的生产方法，取新鲜雪莲果，剔除霉变、腐烂、污染的果实，清洗干净，去除果皮，切成小块，立即加入到温度为70-100°C的纯净水中，放入磨浆机或打浆机中打碎磨浆，过滤除去不溶性果渣，滤液加热到50-90°C ;搅拌加入滤液体积量3-10%的澄清剂B/A溶液，保温搅拌20-120min，再搅拌加入一半体积量的同一型号澄清剂A/B溶液，保温搅拌10-30min，停止加热和搅拌，冷却放置2_12小时，过滤除去沉淀，滤液在30-80°C条件下减压至-0.05-0.08MPa浓缩至1/4-1/10体积，比重达到1.10-1.25g/mL时停止浓缩，灌装、冷却得到棕黄色雪莲果浓缩原汁；或继续干燥至干，控制含水量在10%以下，粉碎、灌装、密封得到棕黄色雪莲果原汁粉。
2.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于纯净水为重蒸馏水或去离子水。
3.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于过滤采用自然过滤或真空抽滤或板框压滤或离心过滤。
4.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述澄清剂是指由A、B两种组分组成的复合型天然澄清剂101果汁澄清剂或ZTC1+1澄清剂或科阳1+1澄清剂或BD澄清剂。
5.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述澄清剂溶液是指使用前12-24小时用纯净水或蒸馏水或1%体积冰醋酸水溶液将澄清剂的A/B两种组分分别配制而成的1%重量的澄清剂溶液。
6.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于后加入的澄清剂溶液体积是前面加入澄清剂溶液体积的一半。
7.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于所用的每种澄清剂均为多种型号的系列澄清剂。
8.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于干燥方法采用真空干燥或冷冻干燥或喷雾干燥或热风干燥。
全文摘要
针对雪莲果果汁容易褐变及沉淀的特性，提供一种快速澄清、不添加任何护色剂和抗氧化剂的雪莲果浓缩原汁和原汁粉生产方法。新鲜雪莲果原料经过洗涤—去皮—切块，热水磨浆—榨汁，添加天然澄清剂沉淀蛋白质、重金属离子、果胶、单宁、农残等杂质，再过滤分离、浓缩得到棕黄色雪莲果浓缩原汁，干燥后得棕黄色雪莲果汁原粉。原粉进一步作为保健产品原料，或作成果汁、果汁饮料、片剂、口含片、冲剂、胶囊、口服液等。整个过程中由于不添加任何化学护色剂、抗氧化剂、悬浮剂、稳定剂和增稠剂，通过调整复合澄清剂用量和比例防止澄清剂用量不足或过量，控制果汁中澄清剂残留，保存了雪莲果原汁风味，延长了雪莲果的保存时间，保证了产品质量和安全，节约了运输成本，扩大了雪莲果的应用范围。
文档编号A23L2/02GK103238892SQ20131020124
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月27日 优先权日2013年5月27日
发明者刘锡葵 申请人:中国科学院昆明植物研究所