CN100553498C - 非热力果蔬浓缩汁杀菌抑酶加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及非热力果蔬浓缩汁杀菌抑酶加工方法，其特征在于，利用高压脉冲电场杀菌技术结合冷冻浓缩工艺制取果蔬浓缩汁，即将新鲜果蔬汁按以下步骤加工处理：①在常温下，使果蔬汁流经电场强度≥10kv/cm，脉冲数≥10个，脉冲宽度≥2μs、≤100μs的高压脉冲电场进行灭菌处理；②将处理后的果蔬汁在0℃以下的温度冷冻浓缩，成为非热力果蔬浓缩汁。本发明采用高压脉冲电场处理和冷冻浓缩处理相结合的方式，先通过高压脉冲杀菌技术在常温下有效杀灭微生物，并部分钝化果蔬汁中的酶，再通过冷冻浓缩抑制果蔬汁中酶的活性，使整个处理过程在较低温度下进行，从而在成功实现杀菌抑酶的同时，解决了因热力方法所导致的果汁品质下降问题。
Description
技术领域
本发明涉及新鲜果汁或蔬菜汁(简称果蔬汁)加工方法，特别是一种非热力果蔬浓缩汁杀菌抑酶加工方法。
背景技术
长期以来，由于果蔬中含有各种酶以及微生物，因此，果蔬汁加工过程中不可避免地使用热力技术以达到杀菌灭酶的作用。然而，高温却会破坏果蔬中原有的香气、风味和营养成分，降低产品附加值。近年来，越来越多的研究人员开始将目光转向非热力杀菌技术。高压脉冲电场技术就是其中之一，高压脉冲电场技术可以在常温下有效地杀灭致病菌、大肠菌群以及各种微生物，但对果蔬中的酶钝化效果却不尽如人意，例如在20kV/cm电场下，经过60个脉冲数，脉冲宽度17μs，橙汁中的果胶酶活性可降低60％，但与通过巴氏杀菌可钝化90％以上酶活力的效果相比，通过高压脉冲电场钝化酶的效果仍然无法满足商业贮藏的要求。因此，研究人员努力寻找解决的办法。比如，在专利申请号为：200610016890.0的“一种流体食品杀菌灭酶的方法”中，采用的是巴氏杀菌结合高压脉冲电场杀菌，通过高压脉冲电场可有效杀灭果汁中的微生物，而通过巴氏杀菌可有效钝化果汁中酶的活力。但巴氏杀菌的温度在60-100℃之间，保留了热处理的工艺，由于温度较高，还是会导致果汁品质的下降，例如荔枝汁及一些蔬菜汁在加温受热时，会改变颜色，而橙汁在加温受热时会产生不良风味，导致品质下降。
发明内容
为了解决现有技术所存在的上述问题，本发明提供了一种非热力果蔬浓缩汁杀菌抑酶加工方法，它采用高压脉冲电场处理和冷冻浓缩处理相结合的方式，先通过高压脉冲杀菌技术在常温下有效杀灭微生物，并部分钝化果蔬汁中的酶，接着通过冷冻浓缩抑制果蔬汁中酶的活性，使整个处理过程得以在较低温度下进行，从而在成功实现杀菌抑酶的同时，解决了因热力方法所导致的果汁品质下降问题。
本发明的技术方案是这样构成的，其特征在于，利用高压脉冲电场杀菌技术结合冷冻浓缩工艺制取果蔬浓缩汁，即将由果蔬加工制得的新鲜果蔬汁按照以下步骤进行加工处理：①在常温下，使果蔬汁流经电场强度≥10kv/cm，脉冲数≥10个，脉冲宽度≥2μs、≤100μs的高压脉冲电场进行灭菌处理；②将经过高压脉冲电场处理后的果蔬汁在0℃以下的温度进行冷冻浓缩，成为非热力果蔬浓缩汁产品。
冷冻浓缩法是一种常压、冰点温度下操作的浓缩方法，其原理是在温度低于水的冻结温度(0℃)时，果蔬汁中的水分以冰晶体的形式析出，分离了冰晶体以后，就可以得到浓缩的果汁，水分的去除依靠溶液中水的结冰。它的相变潜热约为蒸发潜热的1/7，亦属低能耗浓缩法，同时由于整个操作都在0℃以下，分离过程不存在汽-液界面，其优点在于：①挥发性芳香成分损失和酶、色素等热敏性成分的变化极少；②可避免操作中微生物的增殖；③可避免因蒸馏引起的聚合反应和冷凝反应；④含多种溶质的溶液浓缩时，仅去除水分，不会造成母液组成的变化。因此从保护被浓缩物品质的角度讲，冷冻浓缩是最佳方法。
由于本发明采用高压脉冲杀菌技术结合冷冻浓缩技术加工果蔬汁(最终产品为果蔬浓缩汁)，因此较之已有技术而言，本发明具有以下优点：(1)充分利用高压脉冲杀菌技术的优势，在常温下有效杀灭微生物，保证了食品安全，同时又避免了因热力杀菌造成的对果蔬汁中风味物质和营养物质的破坏，保留了果汁的品质。(2)采用冷冻浓缩技术，在低温下实现浓缩，在提高果蔬汁浓度的同时，完全保留了果汁的品质；而由于产品在低温下冷冻和保存，可使果汁中酶活力受到抑制，延长产品货架期，从而既克服了高压脉冲电场对果蔬汁中酶作用效果不佳的问题，又避免采用巴氏杀菌等热力方法而影响产品的品质。(3)产品形态为浓缩汁，节约了空间，降低运输成本。(4)采用非热力技术能耗大大降低，高压脉冲电场的能耗约为热力杀菌的1/30，将脉冲电场杀菌后的果蔬汁经过冷冻浓缩后制成浓缩产品，其能耗仅为热力浓缩能耗的1/3-1/6。(5)通过采用高压脉冲电场杀菌技术和冷冻浓缩技术相结合，充分利用了两项技术的互补优势，生产出的果蔬汁不但在微生物方面有很好的安全性，能够长期贮藏，而且具有鲜榨果、蔬原汁的品质，饮用时，只要用纯净水稀释到原来的浓度，就可以享用到一杯令人惬意的鲜榨果、蔬汁。
具体实施方式
下面结合具体实施方式、工艺流程、实施例、及实验数据对本发明内容进行详细说明。
(一)具体实施方式如下：先将果蔬经过破碎、压榨、过滤、取汁等工序加工制得新鲜果蔬汁，接着按照以下步骤进行加工处理：
①在常温下，使果蔬汁流经电场强度≥10kv/cm，脉冲数≥10个，脉冲宽度≥2μs、≤100μs的高压脉冲电场进行灭菌处理。脉冲处理时间等于脉冲宽度与脉冲数的乘积，脉冲电场强度越高，脉冲处理时间越短；在相同的脉冲处理时间下，脉冲宽度越大，脉冲数越少，反之亦然。脉冲电场强度、脉冲宽度和脉冲数可根据不同果蔬汁进行调节，例如橙汁的pH值较低，因此橙汁中的微生物对于高压脉冲电场较为敏感，选择电场强度10kV/cm，脉冲数为400个、脉冲宽度为17μs的电场条件即可杀灭橙汁中的微生物，而胡萝卜汁的pH值较高，胡萝卜汁中的微生物对高压脉冲电场有较强抵抗能力，所以需要电场强度为20kv/cm、脉冲数为400个、脉冲宽度为17μs的电场条件，才能将胡萝卜汁中的微生物全部杀灭。通常pH值较低的果蔬汁，采用高压脉冲电场处理时，选用的电场强度可较低，而pH值较高的果蔬汁，选用的电场强度可较高。但电场强度必须≥10kv/cm，因为如果电场强度低于10kv/cm，通过增加脉冲数虽然也可以杀灭微生物，但是对酶几乎没有作用，因此也不宜采用低于10kv/cm的电场强度。脉冲宽度是由脉冲发生装置决定的，脉冲宽度在2μs-100μs范围内可调节，但是低于2μs的脉冲宽度对设备要求高，易造成设备不稳定，不建议采用，而大于100μs的脉冲宽度会导致过热放电，因此不宜采用。此外，脉冲个数必须≥10个，否则虽然会部分杀灭微生物，但是对酶无法起到作用。
②将经过高压脉冲电场处理后的果蔬汁冷却降温到0℃以下，使果蔬汁内的水分结成冰晶体后，将冰晶体和浓缩液分离，即获得非热力果蔬浓缩汁产品，最终产品在低于0℃的温度下贮藏，贮藏温度可根据对贮藏期不同的要求而不同，贮藏温度越低，则可贮藏越久，并且不改变果蔬汁原有的风味。而且由于低温具有抑制酶的作用，因此在成功实现杀菌抑酶的同时，解决了因热力方法所导致的果汁品质下降问题。
③最终产品形态为低温保存冷冻浓缩果蔬汁产品，不仅贮藏期长(6-12个月)，并且将其与纯净水混和后即是一杯风味纯正的新鲜果蔬汁。
(二)工艺流程如下：
(三)实施例如下：以橙汁、胡萝卜汁和番茄汁为例，脉冲电场强度为10kv/cm或20kv/cm。若提高脉冲电场强度，则相应地可以减少脉冲数，即处理时间，反之亦然，但一般不低于10kv/cm。
实施例1：非热力橙汁
(1)选用新鲜橙，清洗，沥干后，切半，榨汁，过滤，取清汁。
(2)将上述清汁流经电场强度为10kv/cm、脉冲数为400个、脉冲宽度为17μs的高压脉冲电场，进行杀菌处理后获得冷杀菌橙汁。(若电场强度为20kv/cm时，脉冲数仅需140个。)
(3)将初始浓度为13°Brix冷杀菌橙汁在-1.5℃～-4.7℃经过冷冻浓缩、后成为浓度为34°Brix冷冻浓缩橙汁。产品贮藏于-10℃～-18℃。
实施例2：非热力胡萝卜汁
(1)选用新鲜胡萝卜，清洗，沥干后，去皮，打浆，过滤，取清汁
(2)将上述清汁流经电场强度为20kv/cm、脉冲数为400个、脉冲宽度为17μs的高压脉冲电场，进行杀菌处理获得冷杀菌胡萝卜汁。
(3)将初始浓度为7°Brix冷杀菌胡萝卜在-3℃～-6℃经过冷冻浓缩后成为浓度为33°Brix冷冻浓缩胡萝卜汁。产品贮藏于-10℃～-18℃。
实施例3：非热力番茄汁
(1)选用新鲜番茄，清洗，去蒂，沥干后，打浆，过滤，取清汁
(2)将上述清汁流经电场强度为20kv/cm、脉冲数为300个、脉冲宽度为17μs的高压脉冲电场强度，进行杀菌处理获得冷杀菌番茄汁。
(3)将初始浓度为4.4°Brix的冷杀菌番茄汁在-3.5℃～-5.6℃经过冷冻浓缩后成为浓度为30°Brix番茄汁。产品贮藏于-10℃～-18℃。
(四)测试及感官评定结果
1、测试结果：对照物为未经过处理的果蔬汁，样品1为采用巴氏杀菌结合高压脉冲电场(PEF)处理的果蔬汁，样品2为由实施例1-3制得的果蔬浓缩汁再以1∶2.5与纯净水混和后制成的果蔬汁。
表1不同处理方法对橙汁中微生物和酶杀灭效果
表2不同处理方法对胡萝卜汁中微生物和酶杀灭效果
表3不同处理方法对番茄汁中微生物和酶杀灭效果
2、感官评定
根据Wilcoxon Test(威克森评定法)方法[1]，邀请10位感官评定官，对样品1和样品2进行嗜好性测试，最好为5分，最差为1分，分数差值表示样品2和样品1之间的差值(0去掉)，以表8为例，秩d的计算方式为，将差值的绝对值排序，即有四个1，排序为1、2、3、4，将排序号相加后除1的四倍即(1+2+3+4)/4＝2.5，再根据原来该值的正负情况，相应地在秩d前加上正负号，N表示测试参与人数即10，W表示将秩d中占少数的正值或负值的绝对值相加，在表8中，负值占少数，所以将两个负值的绝对值即2.5+2.5＝5，即为本表W值。试验结果和分析如表4-6。
表4不同橙汁产品感官评定分析
表5不同胡萝卜汁产品感官评定分析
表6不同番茄汁产品感官评定分析
首先，假设样品1和样品2的果蔬汁没有显著性差异，即样品1的评分＝样品2的评分，设为Ho。但从各表分析结果以及查参考文献中的附表Table G.18可看出，色泽p＝0.02，香气p＝0.01，口感p＞0.02.可知，假设均不成立，故而二者存在显著性差异，由此可见，样品1和样品2的果蔬汁在色泽、香气和口感上都不同。
样品2比样品1在各项指标中得分高，说明非热力制取的冷冻浓缩橙汁以1∶2.5与纯净水混和后制成的果蔬汁(即样品2)其品质比巴氏杀菌结合PEF处理的果蔬汁(即样品1)的品质高，其差异是极端显著的。
参考文献
[1]Michael O’Mahony.Sensory Evaluation of Food[M].Marcel Dekker，Inc，New York，1985：301-309
[1]Michael O’Mahony.食品感官评定[M].美国纽约Marcel Dekker出版社，1985：301-309
Claims (2)
1.一种非热力果蔬浓缩汁杀菌抑酶加工方法，其特征在于，利用高压脉冲电场杀菌技术结合冷冻浓缩工艺制取果蔬浓缩汁，即将由果蔬加工制得的新鲜果蔬汁按照以下步骤进行加工处理：①在常温下，使果蔬汁流经电场强度≥10kv/cm，脉冲数≥10个，脉冲宽度≥2μs、≤100μs的高压脉冲电场进行灭菌处理；②将经过高压脉冲电场处理后的果蔬汁在0℃以下的温度进行冷冻浓缩，成为非热力果蔬浓缩汁产品。
2.根据权利要求1所述的非热力果蔬浓缩汁杀菌抑酶加工方法，其特征在于：所述冷冻浓缩工艺是将果蔬汁冷却降温到0℃以下，使果蔬汁内的水分结成冰晶体后，将冰晶体和浓缩液分离，即获得非热力果蔬浓缩汁产品，将该产品放置在0℃以下的低温贮藏。
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- 2007-04-18 CN CNB2007100088474A patent/CN100553498C/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 浅谈果汁饮料及果汁浓缩技术. 袁惠新等.粮油加工与食品机械，第10期. 2001 |
| 浅谈果汁饮料及果汁浓缩技术. 袁惠新等.粮油加工与食品机械，第10期. 2001 * |
| 液态食品非加热杀菌技术的研究进展. 石秀东.冷饮与速冻食品工业，第8卷第4期. 2002 |
| 液态食品非加热杀菌技术的研究进展. 石秀东.冷饮与速冻食品工业，第8卷第4期. 2002 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101036527A (zh) | 2007-09-19 |
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