CN101797037A

CN101797037A - 水溶性桔皮纤维的生产方法

Info

Publication number: CN101797037A
Application number: CN201010138430A
Authority: CN
Inventors: 赵良忠; 李文; 黄大川; 曾祥燕
Original assignee: Shaoyang University
Current assignee: Shaoyang University
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2010-08-11

Abstract

水溶性桔皮纤维原料及食品的生产方法，以鲜柑桔皮为原料，经过桔皮护色、干燥粉碎、CO₂超临界脱苦脱色、超微粉碎与酶解、浓缩，高压力均质、灌装杀菌等技术，使柑桔皮中的纤维素、半纤维素、果胶等物质均转变成既能直接食用，也能用做高膳食纤维功能性食品原料的水溶性桔皮纤维，并在生产过程中得到柑桔芳香油和色素，实现柑桔加工过程中桔皮的全利用与皮渣的零排放。

Description

水溶性桔皮纤维的生产方法

技术领域

本发明涉及水溶性桔皮纤维的生产方法。

背景技术

柑桔是世界上产量最大的水果之一，也是我国传统优势的出口农产品。2008年我国柑桔栽培面积达191万公顷，产量达到2059万吨，中国柑橘种植面积和产量均跃居世界第一。柑桔皮约占柑桔总量的30％左右，每年全国约有600万吨桔皮，目前柑桔皮除极少量用于中成药配方之外，百分之九十九的柑桔皮都被作为废料丢弃了，既造成资源浪费，也造成环境污染。如果将这一巨大的资源加以综合利用，变废为宝，可大大提高柑桔产业的综合经济效益。

近十年来，国内外有人用柑桔皮生产果胶，提取天然黄色素、橙皮苷、桔皮芳香油等产品，但由于都是生产单一的产品，生产后废渣的量仍然很大，没有真正实现柑桔皮渣的综合利用，因而生产的经济效益不高，加上生产过程中采用了大量的有机溶剂，生产成本高，并对环境造成严重的二次污染。查阅A22081柑桔深加工专利技术大全，中国专利申请号200710190203.1公开一种从柑桔皮中提取液体果胶方法，是通过原料预处理-浸泡-漂洗-沥干粉碎-提胶-过滤-脱色-浓缩-装罐-杀菌-冷却工艺过程，控制反应温度和pH值等条件以提高果胶得率，柑桔皮提取液体果胶的方法是将桔皮迅速加热到到95度保持5-7分钟，用1％稀盐酸4倍于原料加入到原料中，加热到90度保持一小时，不断搅拌直到水解完毕，采用浸水漂洗和活性炭脱色。中国专利文献93110827.6一种红桔皮系列产品的制备工艺，其特征是经清洗、粉碎、浸泡、减压蒸馏、浸提、乙醇沉淀、压滤、浓缩等步骤，可从红桔皮制备红桔油、果胶、黄色素、饲料添加剂等产品。200580029721.4从柑桔泡囊回收柑桔纤维以获得用于饮料、焙烤食品、肉或肉酱、糖食、果酱和果冻、乳制品、调料、能量排等的食品添加剂。柑桔泡囊任选，用水洗涤，并回收水洗涤的泡囊。使所述泡囊与有机溶剂接触，获得有机溶剂洗涤的泡囊。将所述有机溶剂洗涤的泡囊除溶剂，并回收干柑桔纤维。200780026054.3公开了一种含有柑桔皮纤维的纸张，尤其是关于相对于枸树(paper mulberry)纤维100重量份，由橘子、柠檬、橙、及凸椪中选择一种的皮纤维制成的柑桔皮纤维含量为20～60重量份的纸张。不仅适用于包装纸，还可以适用于高级壁纸或窗户纸。

膳食纤维被营养学界称为“第七营养素”，1998年美国FDA建议，补充适量的膳食纤维可有效预防肥胖、糖尿病、冠心病、直肠癌、结肠癌等，膳食纤维通过吸收胃肠内的水份，迅速膨胀，使人体产生饱腹感，并且减少肠道吸收糖类、脂类物质，润滑肠道，促进排便，抑制肥胖。柑桔皮中纤维素、半纤维素、果胶等占总固形质量的70％以上，是良好的膳食纤维的来源。长期以来，因为柑桔皮苦味浓、色泽深、柑桔皮中纤维素、半纤维素不溶于水，国内外一直没有水溶性桔皮纤维产品。如何利用柑桔皮生产既能直接食用，也能用做高膳食纤维功能性食品原料的水溶性桔皮纤维产品是一个全新的课题。

发明内容

本发明的目的是提供水溶性桔皮纤维的生产方法，实现桔皮的全利用与柑桔皮渣的零排放。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：水溶性桔皮纤维的生产方法，包括以下步骤，桔皮护色、干燥粉碎、CO₂超临界脱苦脱色、超微粉碎与酶解、浓缩，高压力均质等步骤。

首先用鲜柑桔皮浸泡于0.1％-0.15％的维生素C或柠檬酸溶液中5-10min，酸水温度40-45℃，浸泡护色完成后，捞出柑桔皮沥干水分；再用微波干燥或热风干燥，热风干燥温度55-60℃，干燥时间5-6h，桔皮水分含量20％-22％为干燥终点，干燥后的桔皮粉碎成颗粒，平均粒径在3-5mm；

CO₂超临界脱苦脱色：将桔皮粉置于CO₂超临界萃取缸中，CO₂超临界工艺条件是：萃取温度40-44℃，萃取压力26-29Mpa，萃取时间120-180min，分离I温度30-35℃，分离I压力6-8Mpa，分离II温度20-22℃，分离II压力4-5Mpa，CO₂流量40-50l/h.kg原料。萃取得到的液态混合物经离心分离后得到桔皮芳香油和桔皮色素；同时得到脱色、脱苦后的柑桔皮渣物料，将其静置2-4h，然后将桔皮粉渣加水浸泡吸水软化，浸泡温度60-70℃；

超微粉碎与酶解：采用三道胶体磨串联，对软化后的桔皮粉渣进行超微粉碎，三道胶体磨的工艺参数是：50μm，20μm，10μm，使物料粒度达到10～25μm以下，全部通过350目筛；超微粉碎的桔皮粉加热降温至55℃，用柠檬酸调节pH值至5.5，然后按桔皮粉的1％加入酸性纤维素酶水解桔皮纤维素，酶的用量为5-10/kg原料(酶活力为50000U)，酶促反应温度为50-60℃，保温时间50-60min，再把pH值调至3.2，然后升温到95-100℃，保温酶解完成后，将物料升温至100℃灭酶，并维持60min，使酶失活；形成小分子的可溶性纤维素，进一步提高产品的稳定性。

浓缩：灭酶后的物料采用常压浓缩除去水分，浓缩时温度控制95-100℃，浓缩比3∶1左右，浓缩终点水分含量55％-66％，可溶性纤维素含量30％-40％；

高压力均质：采用二级均质，一级均质压力为8-10Mpa，二级均质压力为12-15Mpa，均质物料进口温度65-70℃；浓缩后物料通过高压力均质形成细腻、均一的液体.

灌装杀菌：产品用塑料瓶装，灌装温度不低于75℃；灌装完成后立即密封，用低温杀菌，即得水溶性桔皮纤维原料；可溶性纤维素含量30％-40％；水分含量55％-66％，含糖量1％。将蔗糖、阿斯巴甜溶解后，加入水溶性桔皮纤维中，混和均匀灌装杀菌，可得水溶液性纤维食品。

本发明由于采用食品加工高新技术，使柑桔皮中的纤维素、半纤维素、果胶等物质均转变成既能直接食用，也能用做高膳食纤维功能性食品原料的水溶性桔皮纤维，并在生产过程中得到柑桔芳香油和色素，实现柑桔皮的全利用，实现柑桔加工过程中皮渣的零排放。

附图说明

图1是本发明技术生产工艺流程图。

具体实施方式

以下提供两个实例对本发明作详细说明。

实例1、食品原料型水溶性桔皮纤维

护色：生产桔片罐头的新鲜柑桔皮100kg，经挑选去杂后，浸泡于0.15％的维生素C溶液中8min，酸水的温度42℃.浸泡完成后，捞出柑桔皮，沥干水分。

干燥：护色后的新鲜柑桔皮100kg用带式微波干燥设备干燥，：微波火力20％-30％，干燥时间120min。通风排湿。干燥终点柑桔皮水分含量20％-22％。

要求干燥后的柑桔皮保持鲜桔皮的色泽，没有明显的黑色皮。

为了防止干皮在贮藏过程中芳香油挥发和桔皮色素氧化，干燥后的柑桔皮采用密闭包装，并避光贮藏。

粉碎：为了保证超临界萃取效果，干燥后的柑桔皮在萃取前要用粉碎机粉碎成颗粒。要求平均粒径在3-5mm，颗粒大小均匀。粉碎后的物料要及时使用，否则会因物料表面积增加，导致桔皮精油挥发，桔皮色素氧化。

萃取：粉碎后的桔皮置于CO₂超临界萃取缸中，萃取工艺条件是：萃取温度43℃，萃取压力28Mpa，萃取时间120min，分离I温度35℃，分离I压力6-8Mpa，分离II温度22℃，分离II压力4-5Mpa，CO₂流量45-50l/h.kg原料。

分离：萃取得到的液态混合物经离心分离后可得到桔皮芳香油和桔皮色素(桔皮苷、类胡萝卜素、黄酮类色素、叶黄素等的混和物)，离心分离机的转速为4000-5000rpm，离心时间5-8min。桔皮芳香油、桔皮色素及时包装。

复水：萃取得到柑桔皮渣为脱色、脱苦的固体物料，色泽为米黄色至淡黄色，味微甜。将其静置2-4h，使残留在物料中的CO₂散发，然后按桔皮粉∶水＝1∶3的比例浸泡2h，浸泡温度65-70℃，使柑桔皮粉吸水软化。

超微粉碎：采用三道胶体磨串联，对复水后的桔皮粉进行超微粉碎，使用物料粒度达到10～25μm以下，三道胶体磨的工艺参数是：50μm，20μm，10μm，物料全部通过350目筛。

酶解：超微粉碎的桔子皮，加热降温至55℃，用柠檬酸把pH值调至5.5，然后按桔皮重的1％加入酸性纤维素酶(酶活力为50000U)，保温时间50-60min，再用柠檬酸把pH值调至3.2，然后升温到95-100℃，保温酶解完成后，将物料升温至100℃，并维持60min，使酶失活。

浓缩：灭酶后的物料采用常压浓缩除去水分，浓缩时温度控制95-100℃，浓缩比(2-3)∶1左右。浓缩终点水分含时为：40％-60％，可溶性纤维素含量25％-35％。

均质：采用二级均质，一级均质压力为8-10Mpa，二级均质压力为12-15Mpa，均质物料进口温度65-70℃。浓缩后物料通过高压力均质形成细腻、均一的液体。

灌装：产品用塑料瓶装，灌装温度不低于75℃。灌装完成后立即密封。

杀菌：用低温杀菌，杀菌温度80-85℃，杀菌时间：15min。

产品指标：可溶性纤维素含量25％-35％，水分含量40％-60％，含糖量1％。

如生产直接饮用型水溶性桔皮纤维饮料，则只需要按比例将糖和甜味剂溶解后，加入水溶性桔皮纤维中，混和均匀含糖量达3％即可。

其三者的重量比为：水溶性桔皮纤维100，蔗糖2，阿斯巴甜(甜味剂)0.06。

实例2、水溶性桔皮纤维饮料

护色：生产桔片罐头的新鲜柑桔皮100kg，经挑选、去杂后，浸泡于0.15％的柠檬酸溶液中10min，酸水温度55℃，浸泡完成后捞出柑桔皮，沥干水分。

干燥、粉碎操作同实例1。

萃取：粉碎后的桔皮置于CO₂超临界萃取缸中，萃取工艺条件是：萃取温度40℃，萃取压力25Mpa，萃取时间180min，分离I温度30℃，分离I压力6-8Mpa，分离II温度20℃，分离II压力4-5Mpa，CO₂流量45-50l/h.kg原料。

分离、复水、超微粉碎、酶解操作同实例1。

浓缩：灭酶后的物料采用常压浓缩除去水分，浓缩时温度控制95-100℃，浓缩比2-3∶1左右。浓缩终点水分含时为：55％-66％，可溶性纤维素含量30％-40％。

均质、灌装：杀菌操作方法同实例1。

调配：基本配方如下(以水溶性桔皮纤维的质量计)

水溶性桔皮纤维100，蔗糖2，阿斯巴甜0.06.

将糖和甜味剂溶解后，加入水溶性桔皮纤维中，混和均匀即可。

产品指标：可溶性纤维素含量30％-40％，水分55％-65％，含糖量3％。

Claims

1.水溶性桔皮纤维的生产方法，其特征在于：生产过程包括以下步骤，桔皮护色→干燥粉碎→CO₂超临界脱苦脱色→复水软化→超微粉碎→酶解→浓缩→高压力均质→灌装杀菌；

A、桔皮护色：用鲜柑桔皮浸泡于0.1-0.15％的维生素C或柠檬酸溶液中，酸水温度40-43℃；

B、干燥粉碎：浸泡护色完成后，捞出柑桔皮沥干水分，再用微波干燥，干燥后粉碎成颗粒；

C、CO₂超临界萃取：萃取温度43℃，萃取压力28Mpa，萃取时间120-180min，CO₂流量45-50l/h.kg原料；萃取得到的液态混合物经离心分离后得到桔皮芳香油和桔皮色素；同时得到脱色、脱苦后的桔皮粉渣，桔皮粉渣静置2-4h；

D、复水软化与超微粉碎：将桔皮粉渣加水浸泡2h吸水软化，再超微粉碎至350目；

E、酶解：将超微粉碎的桔皮粉加热至50-55℃，调节pH值至5.5，然后按桔皮粉的1％加入酸性纤维素酶，酶促反应温度为50-60℃；时间50-60min，再把pH值调至3.2，然后升温到95-100℃，并维持50-60min，使酶失活；

F、浓缩：灭酶后的物料浓缩至水分含量55％-66％，可溶性纤维素含量30％-40％；

G、均质：浓缩后的物料通过二级均质，均质压力为20-25Mpa，形成细腻、均一的液体；

H、灌装：产品用塑料瓶装，温度不低于75℃；灌装后密封，80-85℃杀菌，即得水溶性桔皮纤维。

2.权利要求1所述水溶性桔皮纤维的生产方法，其特征是：超微粉碎方法：对软化后的桔皮粉渣采用三道胶体磨串联进行超微粉碎，三道胶体磨的工艺参数是：50μm，20μm，10μm，使物料粒度达到10～25μm以下，全部通过350目筛。

3.权利要求1所述水溶性桔皮纤维的生产方法，其特征是酶解：将超微粉碎的桔皮粉加热至55℃，调节pH值至5.5，然后按桔皮粉的1％加入酸性纤维素酶，酶活力为50000U，酶促反应温度为50-60℃；保温时间50-60min，pH值调至3.2，然后升温到95-100℃，保温酶解完成后，将物料升温至100℃灭酶，并维持50-60min，使酶失活。

4.权利要求1所述水溶性桔皮纤维的生产方法，其特征是：灭酶后的物料浓缩除去水分，浓缩时温度控制95-100℃，浓缩比3∶1。

5.权利要求1所述水溶性桔皮纤维的生产方法，其特征是：高压力均质采用二级均质，一级均质压力为8-10Mpa，二级均质压力为12-15Mpa，均质物料进口温度65-70℃。

6.权利要求1或2或3或4或5所述水溶性桔皮纤维的生产方法，其特征是，按以下重量份，水溶性桔皮纤维100，蔗糖2，阿斯巴甜0.06，将蔗糖、阿斯巴甜溶解后，加入水溶性桔皮纤维中，混和均匀灌装杀菌，可得水溶液性纤维食品。