用于制备汁液产品的方法_2

文档序号:9712539阅读:来源:国知局
高于0.98、甚至更优选高于0.99的水 活性。此外,原汁可适合地在原汁进料的温度下具有低于8mPa/s、优选低于5mPa/s、更优选 低于3mPa/s的动态粘度。此外,原汁可适合地具有低于15°Bx、优选低于12°Bx、甚至更优选 低于8°Bx的总可溶性固形物含量。通常,可将具有一种或多种上述性质的原汁进料适合地 经受本发明的微滤方法。
[0021] 如对于本领域技术人员而言将明显的是,原汁进料可从水果或蔬菜中直接获得, 或可以已经通过例如离心步骤、均质步骤、贮藏步骤、混合步骤、温度调节步骤以及它们的 组合处理。此类预处理的实例是用来除去较大颗粒和获得原汁进料而进行的过程过滤步 骤。所使用的过滤器可具有减少具有1〇μπι与100μπι之间及以上的尺寸的颗粒的含量的分离 效率。鉴于汁液的感官性能,优选在低于40°C、优选低于30°C的温度、更优选低于25°C的温 度下从水果或蔬菜中获得原汁进料。同样地,优选在低于这些温度下进行获得原汁进料的 任何预处理步骤。
[0022] 申请人发现,通过使用涂覆的硅错流表面板作为具有良好确定的开口的筛网,有 可能将微生物与原汁进料几乎完全物理分离,从而导致可获得其中汁液的物理、化学、感官 和营养特性保持不变的商业灭菌的汁液产品。所述确定的开口允许尖锐的截止点,以便所 有微生物被滞留,同时所有天然汁液成分不变地通过。所述精确的截止点的另外的优点是 改善的操作参数,例如增加的流量率和减少的污染。如上所述的包含具有表面板的涂覆的 硅筛网的筛网在本领域中是已知的。
[0023]本发明的方法不需要高压来获得所需结果。因此,微滤步骤优选地以跨越筛网板0 与1.5巴之间、更优选0与1巴之间、甚至更优选低于0.5巴且高于10毫巴的压差进行。微滤的 进料侧上的压力优选低于10巴,更优选低于5巴,通常低于2巴。此类压力提供高效节能工 艺。此外,此类相对低的压力和压差的使用可有益于产品的感官性能。还可将类似的压差用 于作为可能的预处理步骤进行的任何过滤步骤中。
[0024]本发明的方法不需要高温来获得所需结果。因此,微滤步骤(或甚至整个工艺)优 选地在2°C与60°C之间、更优选10°C与40°C之间的温度、更优选在室温(22°C)下进行。此类 温度提供高效节能工艺。
[0025]在一个优选实施方式中,原汁进料在本发明的方法过程中(即在其中进行的任何 步骤中)不经受40°C或更高的温度、更优选30°C或更高的温度、甚至更优选25°C或更高的温 度。由于高温对于获得良好的货架期不是至关重要的,因此可在工艺中完全避免高温的使 用。这可以是理想的,因为高温可对汁液的感官性能具有负面影响。
[0026]此外,原汁进料在本发明的方法过程(即在其中进行的任何步骤中,包括从水果或 蔬菜中获得原汁进料进行的任何(预处理)步骤)中优选不经受100巴或更高的压力、更优选 10巴或更高的压力、甚至更优选5巴或更高的压力。
[0027]本发明描述了用于通过在筛网上方错流过滤制备汁液产品的方法,所述筛网可包 含涂覆的硅错流表面板,并且其中在筛网上方施加高频率反脉冲。该特定的微滤技术在本 领域中是已知的,例如来自"Microfiltrationofwholemilkwithsilicon microsieves···'',E.Brito_delaFuente,Chem.EngineeringResearchandDesign88 (2010)653-660。所述技术还可被称为高频错流反脉冲微滤。根据本发明,既不需要也非优 选地进行除了该微滤步骤之外的任何其它步骤来除去微生物。
[0028]本发明的方法中使用的筛网具有拥有小于存在于原汁进料中的微生物的尺寸的 开口(或'孔')的膜。已使用包含涂覆的硅错流板的筛网获得了最佳结果。然而,也可适当地 使用其它筛网,只要所述筛网具有足够小且良好确定的开口。例如,设想具有如下定义的良 好确定的开口的金属板也可用作适合的筛网。
[0029]涂覆的硅错流板为由硅表面(例如由硅板)制造的筛网。可涂覆所述硅表面以获得 表面有利的特性。此类涂层的实例是用来使硅表面更加亲水的涂层,例如氮化物涂层。然 而,也可适当地使用其它涂层,例如陶瓷涂层、晶体涂层、聚合物涂层、纳米涂层或单层涂 层。在硅表面板中,可通过光蚀刻技术制造负责用于增加筛网的强度或减少筛网的污染效 力(foulingpotency)的孔隙率和宏观结构的开口。此类筛网板及其制造的实例在W02005/ 023404和EP-B-1667788中描述,所述公布(特别是如EP-B-1667788的权利要求1中限定的产 品)据此通过引用并入。
[0030] 筛网的膜的厚度可在0.2μηι至2 . Ομπι、优选0.6μηι至1.Ομπι、甚至更优选0.7μηι至0.9μ m的范围内。该厚度可特别是指涂覆的硅错流板的开口处的筛网或膜的厚度。这种小厚度是 理想的,因为其可使微滤能够在相对低的压差下进行同时保持良好的过滤收率。
[0031]所述开口可具有任意形式,例如圆形或狭缝形。开口的尺寸由开口的内切圆的直 径确定。
[0032]优选地,筛网具有明确确定的开口,从而导致非常尖锐的截止点。良好确定的开口 意指筛网中超过90%、优选超过95%和甚至更优选的超过99.9%的开口处于下文指定的相 关尺寸(特别地如由其直径表示的开口的尺寸)的范围内。
[0033] 因此,优选的是,筛网中超过90 %、优选超过95%、更优选超过99%和甚至更优选 的超过99.5 %或甚至超过99.9 %的开口具有大致相同的尺寸(如由开口的内切圆的直径确 定的)。当开口的内切圆的直径处于彼此的160nm内、优选100nm内时,开口在本文中被认为 具有大致相同的尺寸。措辞上有所不同地,对于筛网中至少90%、优选至少95%、更优选至 少99%、甚至更优选99.5%或甚至99.9%的开口而言,认为任何两个开口之间的直径差为 160nm或更小、优选100nm或更小。筛网中的开口小于微生物的尺寸,使得这些微生物不能通 过错流表面板。这导致其中超过99.999%(log5)、优选超过99.99999%(log7)、优选甚至 超过99.9999999%(log9)的数量的微生物与原汁分离的工艺。
[0034] 适合地,通过如由前述W02005/023404和EP-B-1667788中描述的蚀刻工艺举例说 明的蚀刻获得筛网中的开口。所述开口可具有例如圆形或具有狭缝形。对于随机形状的开 口而言,相关尺寸为开口的内切圆的直径。基于筛网或错流表面板的表面上的开口的形状 确定开口的形式。狭缝设计是例如在一个方向上延伸的圆形开口。对于圆形开口而言,相关 尺寸为其直径。对于狭缝形而言,相关尺寸是狭缝的两个延长侧之间的距离,即狭缝的宽 度。圆形或狭缝形开口的直径或宽度可在200nm与800nm之间,更优选300nm与600nm之间,甚 至更优选350nm与500nm之间,如通过扫描电子显微镜测量的。因此此类筛网板将具有不允 许任何微生物通过的非常良好确定的开口。与使用其它微滤筛网(例如陶瓷筛网)时相比 较,这是非常有利的。因为用于汁液(尤其是原椰子汁)的现有技术工艺中使用的陶瓷过滤 器中的开口未被良好确定,因此log5或更高的微生物的减少难以实现,或者只可能通过使 用具有低于350nm的平均开口的过滤器来实现。未良好确定的开口在此处意指对于特定过 滤器将存在开口的尺寸的分布。这导致一定比例的开口将具有大于350nm的开口以允许微 生物通过,以及一定比例的将具有较小的开口,从而导致从汁液中分离有价值的汁液组分 (例如如存在于原汁中的蛋白质、脂类和多糖),导致感官和营养性能的损失。此外,由于存 在较小的孔,因此陶瓷滤器可被容易地污染,导致较差的过滤效率。同样地,一小层残余材 料(例如存在于微孔层的滞留物侧的微生物和蛋白质)的存在可导致这些蛋白质、脂类和多 糖不能通过过滤器。
[0035]筛网优选为微滤单元的部分,所述微滤单元包含原汁的入口空间、汁液产品的出 口和滞留汁液产品的出口,其全部均流体连接于一个或多个平行操作的错流单元,每个错 流单元包含流体连接于原汁进料的入口且流体连接于所述滞留汁液产品的出口的入口空 间、流体连接于汁液产品的出口的渗透空间、将入口空间和渗透空间流体分开的涂覆的硅 错流表面板。
[0036]通过中断原汁向筛网的流动或更优选通过在错流表面板的渗透物侧增加压力来 实现反脉冲。优选地,反脉冲的频率在5次/秒与4
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