CN101961120B - 高膳食纤维的浓缩红薯清汁生产方法 - Google Patents

高膳食纤维的浓缩红薯清汁生产方法 Download PDF

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本发明公开了一种高膳食纤维的浓缩红薯清汁生产方法，包括将原料红薯清洗去皮、破碎、加热压榨后分别得到薯渣和红薯汁，红薯汁经过酶解、过滤得到红薯清汁，红薯清汁经后处理得到浓缩红薯清汁成品，其特征在于，从所述的红薯皮以及薯渣中提取的膳食纤维，将提取出的膳食纤维加入到所述的红薯清汁中一并去后处理。本发明通过高速剪切乳化和醇沉方法，最大程度获得膳食纤维，并将其加入到浓缩红薯清中，生产出富含膳食纤维的浓缩红薯清汁产品，产品膳食纤维含量达到95％，有利于人体吸收。不仅充分利用了废料皮渣，降低了废料处理成本，同时提高了产品的营养价值。

Description

高膳食纤维的浓缩红薯清汁生产方法
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，尤其涉及一种浓缩红薯清汁的生产方法。
背景技术
红薯中有多种保健、营养成分，为了便于对红薯的利用有关于其榨汁制品的研究越来越多，例如中国发明专利200610012489.X中提出一种浓缩红薯清汁产品和制备方法，浓缩红薯清汁产品是经过淀粉酶、糖化酶水解处理的，可溶性固形物含量10-70％，pH4.0-6.0。制备方法包括：A、原料处理：将红薯去皮加水破碎成为果浆；B、榨汁：用压榨机对红薯果浆榨汁；C、酶解：红薯压榨汁调整pH为4-6，经糖化酶水解1-3小时，果胶酶分解1-3小时；D、过滤；E、浓缩；F、罐装储存。中国发明专利申请200810143514.7公开了一种红薯汁饮料及其生产方法，红薯汁饮料的生产方法包括提汁、酶处理及调配工序，提汁工序是将新鲜生红薯放置在使红薯能萌芽的环境中，待其中有红薯开始萌芽时再提汁。酶处理是采用耐高温A-淀粉酶对红薯汁中的淀粉进行液化。调配工序采用的配料中有黄原胶和瓜尔豆胶。
但现有技术红薯在去皮和压榨时会分离出红薯皮和薯渣，一般红薯皮和薯渣含量高达40％-55％，红薯渣中含有红薯中大部分的膳食纤维成分，膳食纤维对人体具有重要的生理功能，膳食纤维以溶解于水中可分为两个基本类型：水溶性纤维与非水溶性纤维。水溶性纤维可减缓消化速度和最快速***胆固醇，所以可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想的水准。非水溶性纤维可降低罹患肠癌的风险，同时可经由吸收食物中有毒物质预防便秘和憩室炎，并且减低消化道中细菌排出的毒素。
但红薯皮和薯渣含有一定量的淀粉、果胶、色素等杂质，现有技术中通常只用作肥料，部分经过处理用作饲料，并没有充分利用其中的有效成分。
发明内容
本发明提供一种高膳食纤维浓缩红薯清汁的生产工艺，不仅充分利用了废料皮渣，降低了废料处理成本，同时提高了产品的营养价值。
一种高膳食纤维的浓缩红薯清汁生产方法，包括将原料红薯清洗去皮、破碎、加热压榨后分别得到薯渣和红薯汁，红薯汁经过酶解、过滤得到红薯清汁，红薯清汁经后处理得到浓缩红薯清汁成品，从红薯皮以及薯渣中提取的膳食纤维，将提取出的膳食纤维加入到所述的红薯清汁中一并去后处理。
从红薯皮以及薯渣中提取膳食纤维的步骤如下：
(1)向红薯皮和薯渣中加入温水A，在超声提取器中进行超声提取；
超声提取条件为：超声功率为400-1200W，温度30-60℃，时间30-40分钟。所述的温水A的温度45-60℃，优选50℃，温水A重量为红薯皮和薯渣重量之和的3-5倍。
红薯皮和薯渣合并后可以根据需要加水进行清洗和过滤，然后再加入温水。
(2)超声提取完成后向体系中加入温水B，再用质量百分比浓度为10％的柠檬酸水溶液调节体系pH至1.5-2，然后在30-80℃水解80-150分钟(水解时可匀速搅拌)得到水解后的薯渣液。
温水B的重量为步骤(1)中红薯皮和薯渣重量之和的10-20倍，温水B的温度45-60℃，优选50℃。
温水A和温水B均为温水，仅是加入的时间不同，如此表述即仅为便于区分。
水解温度优选60-80℃，时间优选120-150分钟，适当的延长水解时间、提高水解温度更有利于下一步中进行剪切乳化时降低纤维长度的的上限，更利于人体吸收。
(3)利用高剪切混合乳化机将水解后的薯渣液进行剪切乳化，剪切乳化时间30-60分钟，得到剪切乳化后的薯渣液，剪切乳化后的薯渣液中的纤维长度达到0.1-6微米。
(4)向剪切乳化后的薯渣液中加入的无水乙醇，醇沉30-60分钟得到上清液和沉淀物，无水乙醇重量为剪切乳化后的薯渣液重量的8～13％，优选10％
上清液通过加热分别得到回收乙醇和残留液，回收乙醇经过处理可以循环利用。
(5)将步骤(4)中的沉淀物过80-100目筛，获得果胶、葡聚糖等水溶性纤维，即膳食纤维A；
向步骤(4)中的残留液加入食品级碳酸氢钠，调节pH在10-12，常温条件下碱解60-90分钟得到碱解液，将碱解液8000-12000r/min条件下离心，收集沉淀(纤维素、半纤维素、木质素和抗性淀粉)进行过80-100目筛得到非水溶性纤维，即膳食纤维B。
膳食纤维A和膳食纤维B合并后即所述的膳食纤维，然后加入到所述的红薯清汁中一并去后处理。
本发明中原料红薯的清洗去皮、破碎、加热压榨，以及红薯汁的酶解、过滤，红薯清汁的后处理都可以采用现有技术。
例如原料红薯去皮、破碎后在85-95℃条件下进行加热压榨。
根据情况，红薯破碎时为了避免薯浆过于干稠，可以在破碎时适当加水，加水量并没有严格的限制，但考虑到后期需要浓缩，若加水量过大会加大浓缩的负担，一般情况下水的用量以重量比计，水∶红薯＝0.3-1.2∶1；加水时优选使用40-60℃的软化水。
红薯汁在酶解前一般需要进行灭菌，如加热95℃以上(95-120℃)，保持30s，然后冷却40℃以下，用柠檬酸调节pH至4-6后加入酶进行酶解，酶解可以向红薯汁中加入糖化酶、果胶酶和蛋白酶进行酶解，酶解可以在室温下进行，为了提高酶的活性可适当加热至40℃，酶解时间为3-4小时；
以重量比计，需要进行酶解的红薯汁∶酶＝1∶0.001-0.002；此处所述的酶为糖化酶、果胶酶和蛋白酶三者重量之和，针对红薯的特点。选择合适的糖化酶、果胶酶和蛋白酶的用量关系可以充分利用并转化红薯中的营养物质，得到的高糖蛋白浓缩红薯清汁在口味和色泽上也更佳，作为优选，糖化酶、果胶酶和蛋白酶的重量比为2∶2∶1。
酶解后的红薯汁冷却后加入硅藻土吸附杂质，滤除硅藻土及杂质后进行杀菌(可采用通用工艺，例如90～100℃，保持15～40s)；滤除硅藻土可采用离心滤除。以重量比计，硅藻土∶酶解后的红薯汁＝0.002-0.005∶1；为了充分让硅藻土吸附杂质，在加入硅藻土(食品级)后，一般搅拌作用1-4小时左右；过滤可以根据固形物颗粒大小以及产下一步产品指标来确定过滤工艺参数。
红薯清汁的后处理可以首先利用阳离子交换树脂，除去红薯清汁所含钠离子再经调酸、混匀、均质、脱气、高温瞬时杀菌、冷却、灌装，得到富含红薯膳食纤维的红薯清汁产品。
其中所述的调酸通常采用柠檬酸调节至pH 3-4。所述的高温瞬时杀菌一般可在105-120℃，保持15-25s。
本发明是在浓缩红薯清汁生产流程增加红薯皮和薯渣处理环节，将红薯皮和薯渣所含膳食纤维(水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维)最大程度分离出，并添加到浓缩清汁中，最终获得高膳食纤维浓缩红薯清汁饮品。
本发明通过高速剪切乳化和醇沉方法，最大程度获得皮渣中果胶、葡聚糖等水溶性膳食纤维；及纤维素、半纤维素、木质素和抗性淀粉等水不溶性膳食纤维，并将其加入到浓缩红薯清中，生产出富含膳食纤维的浓缩红薯清汁产品，产品膳食纤维含量达到95％，有利于人体吸收。这一处理环节不仅充分利用了废料皮渣，降低了废料处理成本，同时提高了产品的营养价值，本发明也适用于其他高附加值果蔬汁生产。
附图说明
图1为本发明高膳食纤维浓缩红薯清汁生产方法流程图。
具体实施方式
实施例1
参见图1，将55公斤的原料红薯清洗去皮得到5公斤红薯皮和50公斤去皮的红薯，向将去皮的红薯中加60℃的软化水50公斤进行破碎，破碎后在85℃条件下进行压榨分别得到薯渣45公斤和红薯汁55公斤。
红薯汁加热到95℃，保持25s进行杀菌，然后冷却到30℃，用柠檬酸调节pH至4，加入糖化酶0.022公斤、果胶酶0.022公斤和蛋白酶0.011公斤，在40℃条件下酶解3小时。
酶解后的红薯汁冷却到室温加入硅藻土0.11公斤搅拌作用2小时吸附杂质，滤除硅藻土及杂质后加热到110℃，保持15s进行杀菌得到红薯清汁54.5公斤。
将前面得到的5公斤红薯皮和薯渣45公斤合并，加入50℃温水200公斤，在超声提取器中进行超声提取，超声功率为1200W，温度60℃，时间40分钟。
超声提取完成后向再加入50℃温水500公斤，用质量百分比浓度为10％的柠檬酸水溶液调节pH至2，在60℃水解120分钟得到水解后的薯渣液。
利用高剪切混合乳化机将水解后的薯渣液进行剪切乳化，剪切乳化时间30分钟，得到剪切乳化后的薯渣液，剪切乳化后的薯渣液中的纤维长度0.1-6微米。
向剪切乳化后的薯渣液中加入的无水乙醇75公斤，醇沉40分钟得到上清液和沉淀物，上清液通过加热分别得到回收乙醇和残留液，沉淀物过100目筛，获得果胶、葡聚糖等水溶性纤维共3.5公斤；回收乙醇通过进一步处理得到无水乙醇，可反复回用。
残留液用食品级碳酸氢钠，调节pH在10，常温条件下碱解60分钟得到碱解液，将碱解液8000r/min条件下离心，收集沉淀(纤维素、半纤维素、木质素和抗性淀粉)过100目筛得到非水溶性纤维共11公斤。
水溶性纤维和非水溶性纤维均加入到54.5公斤的红薯清汁中得到含有膳食纤维的红薯清汁，将含有膳食纤维的红薯清汁利用阳离子交换树脂除去钠离子，用柠檬酸调节至pH 4然后混匀、均质、脱气、高温瞬时杀菌(120℃，保持15s)、冷却、灌装，得到高膳食纤维的浓缩红薯清汁。
实施例2
将55公斤的原料红薯清洗去皮得到5公斤红薯皮和50公斤去皮的红薯，向将去皮的红薯中加60℃的软化水50公斤进行破碎，破碎后在90℃条件下进行压榨分别得到薯渣45公斤和红薯汁55公斤。
红薯汁加热到95℃，保持20s进行杀菌，然后冷却到35℃，用柠檬酸调节pH至5，加入糖化酶0.044公斤、果胶酶0.044公斤和蛋白酶0.022公斤，在35℃条件下酶解4小时。
酶解后的红薯汁冷却到室温加入硅藻土0.22公斤搅拌作用1.5小时吸附杂质，滤除硅藻土及杂质后加热到100℃，保持20s进行杀菌得到红薯清汁54.6公斤。
将前面得到的5公斤红薯皮和薯渣45公斤合并，加入55℃温水150公斤，在超声提取器中进行超声提取，超声功率为1200W，温度60℃，时间40分钟。
超声提取完成后向再加入50℃温水700公斤，用质量百分比浓度为10％的柠檬酸水溶液调节pH至2，在80℃水解80分钟得到水解后的薯渣液。
利用高剪切混合乳化机将水解后的薯渣液进行剪切乳化，剪切乳化时间45分钟，得到剪切乳化后的薯渣液，剪切乳化后的薯渣液中的纤维长度0.1-5微米。
向剪切乳化后的薯渣液中加入的无水乙醇90公斤，醇沉40分钟得到上清液和沉淀物，上清液通过加热分别得到回收乙醇和残留液，沉淀物过100目筛，获得果胶、葡聚糖等水溶性纤维共3.52公斤；回收乙醇通过进一步处理得到无水乙醇，可反复回用。
残留液用食品级碳酸氢钠，调节pH在10，常温条件下碱解70分钟得到碱解液，将碱解液8000r/min条件下离心，收集沉淀(纤维素、半纤维素、木质素和抗性淀粉)过80目筛得到非水溶性纤维共12公斤。
水溶性纤维和非水溶性纤维均加入到54.6公斤的红薯清汁中得到含有膳食纤维的红薯清汁，将含有膳食纤维的红薯清汁利用阳离子交换树脂除去钠离子，用柠檬酸调节至pH 3.5然后混匀、均质、脱气、高温瞬时杀菌(115℃，保持20s)、冷却、灌装，得到高膳食纤维的浓缩红薯清汁。
实施例3
3将44公斤的原料红薯清洗去皮得到4公斤红薯皮和40公斤去皮的红薯，向将去皮的红薯中加50℃的软化水32公斤进行破碎，破碎后在85℃条件下进行压榨分别得到薯渣32公斤和红薯汁40公斤。
红薯汁加热到100℃，保持25s进行杀菌，然后冷却到30℃，用柠檬酸调节pH至4，加入糖化酶0.024公斤、果胶酶0.024公斤和蛋白酶0.012公斤，在40℃条件下酶解3小时。
酶解后的红薯汁冷却到室温加入硅藻土0.2公斤搅拌作用2小时吸附杂质，滤除硅藻土及杂质后加热到110℃，保持20s进行杀菌得到红薯清汁39.5公斤。
将前面得到的4公斤红薯皮和薯渣32公斤合并，加入50℃温水108公斤，在超声提取器中进行超声提取，超声功率为1200W，温度50℃，时间40分钟。
超声提取完成后向再加入50℃温水540公斤，用质量百分比浓度为10％的柠檬酸水溶液调节pH至2，在80℃水解150分钟得到水解后的薯渣液。
利用高剪切混合乳化机将水解后的薯渣液进行剪切乳化，剪切乳化时间30分钟，得到剪切乳化后的薯渣液，剪切乳化后的薯渣液中的纤维长度0.1-2.5微米。
向剪切乳化后的薯渣液中加入的无水乙醇76公斤，醇沉60分钟得到上清液和沉淀物，上清液通过加热分别得到回收乙醇和残留液，沉淀物过100目筛，获得果胶、葡聚糖等水溶性纤维共2.95公斤；回收乙醇通过进一步处理得到无水乙醇，可反复回用。
残留液用食品级碳酸氢钠，调节pH在10，常温条件下碱解90分钟得到碱解液，将碱解液8000r/min条件下离心，收集沉淀(纤维素、半纤维素、木质素和抗性淀粉)过100目筛得到非水溶性纤维共9公斤。
水溶性纤维和非水溶性纤维均加入到39.5公斤的红薯清汁中得到含有膳食纤维的红薯清汁，将含有膳食纤维的红薯清汁利用阳离子交换树脂除去钠离子，用柠檬酸调节至pH 4然后混匀、均质、脱气、高温瞬时杀菌(120℃，保持15s)、冷却、灌装，得到高膳食纤维的浓缩红薯清汁。

Claims (7)

1.一种高膳食纤维的浓缩红薯清汁生产方法，包括将原料红薯清洗去皮、破碎、加热压榨后分别得到薯渣和红薯汁，红薯汁经过酶解、过滤得到红薯清汁，红薯清汁经后处理得到浓缩红薯清汁成品，其特征在于，从所述的红薯皮以及薯渣中提取膳食纤维，将提取出的膳食纤维加入到所述的红薯清汁中一并去后处理；
从红薯皮以及薯渣中提取膳食纤维的步骤如下：
(1)向红薯皮和薯渣中加水进行超声提取；
(2)超声提取后加水，用柠檬酸调节pH1.5-2，在30-80℃水解80-150分钟得到水解后的薯渣液；
(3)将水解后的薯渣液进行剪切乳化，得到纤维长度0.1-6微米的剪切乳化后的薯渣液；
(4)向剪切乳化后的薯渣液中加入无水乙醇，醇沉30-60分钟得到上清液和沉淀物，上清液通过加热分别得到回收乙醇和残留液；
(5)将步骤(4)中的沉淀物过80-100目筛，获得膳食纤维A；向步骤(4)中的残留液加入碳酸氢钠，调节pH在10-12，碱解60-90分钟得到碱解液，将碱解液离心，收集沉淀过80-100目筛得到膳食纤维B；
所述的红薯汁依次经过灭菌、调节pH值、酶解、硅藻土除杂、杀菌得到所述的红薯清汁，其中酶解时采用的酶为糖化酶、果胶酶和蛋白酶，酶解时间为3-4小时；
所述的红薯清汁的后处理为利用阳离子交换树脂除去钠离子，再经调酸、混匀、均质、脱气、杀菌、冷却，得到浓缩红薯清汁成品。
2.如权利要求1所述的浓缩红薯清汁生产方法，其特征在于，步骤(1)中超声提取时的温度30-60℃，超声提取的时间30-40分钟。
3.如权利要求1所述的浓缩红薯清汁生产方法，其特征在于，步骤(1)中向红薯皮和薯渣中加入的水温度45-60℃，水的重量为红薯皮和薯渣重量之和的3-5倍。
4.如权利要求1所述的浓缩红薯清汁生产方法，其特征在于，步骤(2)中加入的水温度45-60℃，水的重量为红薯皮和薯渣重量之和的10-20倍。
5.如权利要求1所述的浓缩红薯清汁生产方法，其特征在于，步骤(4)中无水乙醇重量为剪切乳化后的薯渣液重量的8～13％。
6.如权利要求1所述的浓缩红薯清汁生产方法，其特征在于，以重量比计，需要进行酶解的红薯汁∶酶＝1∶0.001-0.002；所述的酶为糖化酶、果胶酶和蛋白酶三者重量之和。
7.如权利要求6所述的浓缩红薯清汁生产方法，其特征在于，所述的糖化酶、果胶酶和蛋白酶的重量比为2∶2∶1。
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