CN106213110A - 一种猕猴桃果粉的制备方法及制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种猕猴桃果粉的制备方法，包括：将猕猴桃在真空冷冻干燥装置中真空冷冻干燥后，在低温籽肉分离装置中进行籽肉分离；所述真空冷冻干燥具体包括：在盛放猕猴桃的样品盘中安放温度探头，对猕猴桃进行速冻，制冷速率从室温+25℃降到‑20～‑30℃，在2‑3小时内完成，使猕猴桃片冻结，并持续30分钟～2小时，然后升华干燥；将得到的果肉在低温果肉慢速粉碎机中粉碎，得到猕猴桃果粉。本发明提供的方法制备工艺简单，能够最大程度保留猕猴桃中维生素C含量。
Description
技术领域
本发明属于果粉制备技术领域，尤其涉及一种猕猴桃果粉的制备方法及制备装置。
背景技术
猕猴桃是呼吸越变形果实，人们有“七天熟，十天烂，半月坏一半”的共识，因此要实现全年食用猕猴桃，干燥保藏及果粉制备技术是猕猴桃加工首要追求突破的工艺。
毛花猕猴桃(ActinidiaerianthaBenth.)平均果实含可溶性固形物20％，最高达26％，高于中国国内外其它猕猴桃主栽品种6-11个百分点。毛花猕猴桃品生长势和抗逆性均较强，几乎不用农药，是难得的无农药污染的“绿色果品”，是发现的唯一对猕猴桃毁灭性溃疡病具有免疫作用品种，已广泛用于制作罐头、干果、果糖与果酱制造。毛花猕猴桃每100克鲜果中含维生素C644.32～926.50毫克，高于中国国外主栽品种的4～7倍，是温州蜜柑的26倍，有果中之王及超级水果之称。然而，研究表明：在加工过程中≥40°，果中所含维生素C损失，无法真正意义上实现原品(色、香、味、质)保证。而猕猴桃属浆果类，采后极易***腐烂，严重影响猕猴桃种植业的发展。猕猴桃果粉可使猕猴桃在固体饮料、糕点、方便食品，尤其在天然保健食品、药品中广泛应用。
现有技术公开了多种猕猴桃果粉的制备方法，主要有以下几种：
喷雾干燥技术：将果制成悬浮液、乳浊液等泵可以输送的液体形式，利用雾化器分散为细小的雾滴，并在热干燥介质中迅速蒸发水分形成干粉。该技术广泛用于生产有奶粉、速溶豆粉、番茄粉、荔枝粉、藕粉、香蕉粉、草莓粉等。喷雾干燥粉营养损失小、色洋好，除可以直接冲调外，还可作为配料。但猕猴桃有籽，制成悬浮液、乳浊液前必须去籽，充分洗涤，因此洗涤液丢弃营养物损失严重，收集需要大容器、浓缩、均质设备等投资大，且由于猕猴桃果胶、糖分含量高，在喷雾干燥高温易糊，低温果胶中结合水难除。另外喷雾干燥后的粉粒度较小、冲调性差，需要造粒后才可以直接冲调，所以又增加生产工艺、设备投入。
冻干果桨技术：是将物料打浆冻结，在真空条件下，使水直接升华，从而脱除物料中水。其特点是营养物质及挥发性成分保存完好。但猕猴桃果中抗氧化物质酚类含量高，在制浆过程中溶入空气，极易褐变，影响商品价值。
冻干-氮气保护粉碎技术：将猕猴桃冻片真空低温脱水干燥，采用氮气保护，在全封闭状态下，将猕猴桃干片进行粉碎，然后过筛得粉。该方法浓缩氮气在密闭空间遇粉碎过程产热易膨胀发生***，不密闭又会烟雾大难操作，危险性巨大。真空冷冻干燥猕猴桃见空气极易吸潮，普通机械难以加工。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种猕猴桃果粉的制备方法，本发明提供的方法制备工艺简单，能够最大程度保留猕猴桃中维生素C含量。
本发明提供了一种猕猴桃果粉的制备装置，包括：
真空冷冻干燥装置；
与所述真空冷冻干燥装置的物料出口相连的低温籽肉分离装置；
与所述低温籽肉分离装置的果肉出口相连的低温果肉慢速粉碎装置。
本发明提供的制备装置包括真空冷冻干燥装置，其先猕猴桃快速冻结，以固定猕猴桃细胞形态基本不变，保持细胞骨架完整。为避免产品鼓泡(溶解在水中的气体在真空下迅速冒出，造成沸腾，甚至冒出走形)，产品在升华开始时必须冷到共熔点以下的温度，全部冻结。当猕猴桃中固形物、所含水全部凝聚至共熔点时，冻晶迅速蒸发直接升华。升华开始后物料温度很快降到与干燥室蒸汽分压相平衡温度，此时，供给热量及传热，排蒸汽及传质同时进行；传质驱动力为升华界面与蒸汽捕集器(冷阱的作用是吸附水汽，保证水汽不进入旋片真空泵)之间的蒸汽分压差。温差愈大，传热速率愈快；蒸汽分压差愈大，传质(即蒸汽排除)速率愈快。考虑到板层加热温度对产品的影响极大，所以设置板层温度60～120℃，最高不允许超过120℃；而探头在物料中，其产品表面温度应低于物料允许温度2℃，设置温度20～60℃，最高不允许超过60℃；冻干猕猴桃目的是保护VC，但成本不能太高，为了加快升华速度，缩短冻干时间，大部分的真空冷冻干燥设备都安装了隔板加热装置，以提高物料升华所需要能量，搁板温度每提高10℃，冻干时间就会缩短2.0h，在不出现因温度升高造成产品塌陷或变性现象的前提下，尽量采用较高的隔板温度，在解析干燥阶段，应密切注意产品温度和隔板温度差别，保持隔板温度高于样品温度5℃左右，冻干时，既要保持产品的优良品质，又要取得较快的干燥速率。升华所需要的潜热必须由热源通过外界传热过程传送到被干燥物料的表面，然后再通过内部传热过程传送到物料内冰升华的实际发生处。所产生的水蒸气必须通过内部传质过程到达物料的表面，再通过外部传质过程转移到蒸汽捕集器(冷阱)中。任何一个过程或几个过程一起都可能成为干燥过程的“瓶颈”，只有同时提高传热、传质效率，增加单位体积冻干物料的表面积，才能取得更快的干燥速率。因此，冻干设备加热管采用紫铜管矩阵排列隔板下，蒸汽捕集器也采用紫铜管(冷阱)，这样利用紫铜超导性，提高水蒸发。紫铜具有优良的超导性，传热速度快、导热效率高。紫铜传热系数和导热系数(390—407)是不锈钢(39—57)8-10倍。由猕猴桃丁升华潜热由热源通过矩阵排列的的紫铜管快速传热送到被干燥物料的表面，然后通过热渗透传送到物料内冰升华。所产生的水蒸气通过紫铜管转移到蒸汽捕集器(冷阱)中。本发明设备通过传热隔板、蒸汽捕集提高传热、传质效率，增加单位体积冻干物料的表面积，取得更快的干燥速率。研究表明，真空冷冻机加上快速升温导热，干燥可节能22％～41.0％。即冷冻水分直接在快速传热中升华干燥，获得产品型、质、高浓缩VC均达到要求。
本发明提供的制备装置还包括切片机，用于将猕猴桃切片或丁。所述切片机的物料出口与真空冷冻干燥装置的物料入口相连。
本发明提供的制备装置还包括与所述真空冷冻干燥装置的物料出口相连的低温籽肉分离装置，用于将猕猴桃的籽和果肉分离。真空冷冻干燥后猕猴桃含水量2％以下；真空冻干猕猴桃过程中样品的结构不会被破坏，因为固体成份被在其位置上的坚冰支持着。在冰升华时，它会留下孔隙在干燥的猕猴桃中，这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性。但孔隙多，接触空气易吸潮，加上猕猴桃冷冻干燥果肉果胶粘度高，上任何常温下机械都会马上粘结，无法运转；所以，普通筛分、风选籽肉分离无法进行。本发明采用制冷干燥气流的低温循环风籽肉分离机，经慢速粉碎(每3秒转动2次，粉碎效果属脆性断裂，颗粒均匀，噪音小)压碎，密闭空间气泵抽取干冷气流(-15℃～0℃)吹扫和扰动，将比重交轻的果肉吹入滤袋收集，空气通过滤袋吹出，通过冷井捕水在回输密闭空间循环，比重较重的猕猴桃籽落入储桶。
本发明提供的制备装置还包括与所述低温籽肉分离装置的果肉出口相连的低温果肉慢速粉碎装置，用于将果肉粉碎。真空冷冻干燥、籽肉分离得到的猕猴桃果肉酥脆，轻盈，表面积大，入水易悬浮，所以需要粉碎成末，使果胶充分释放，粘度增大，入水能迅速分散混悬成果汁。普通粉碎机在常温下会由于猕猴桃干品的吸潮性和粘着性结块并使机械止动，对物料进行粉碎时容易产生较高的工作温度，不利于一些对温度敏感的物料的粉碎加工，液氮冷冻粉碎可以完美实现这类物料的粉碎处理。但粉碎过程中加注液氮，会因为液氮本身膨胀系数很大，粉碎机箱密闭，液氮从液态到气态的升华过程中体积会快速膨胀，从而引发***的危险。因此，本发明采用慢速粉碎，转速为每3秒2转，因转速低，故使用时噪音低，先破碎再粉碎，故使用时能耗少，不易卡料。采用密闭空间气泵抽取冷气(-15℃～0℃)加压吹扫和扰动气流作用降温，粉碎达到120目物料以上被吹入滤袋收集，空气通过滤袋吹出，通过冷井捕水又回输密闭空间循环利用。
本发明提供的制备装置还包括与所述低温果肉慢速粉碎装置的果肉出口相连的低温计量填充包装装置。包装装置的计量充填***包括驱动电机、储料器、螺杆、螺杆安装套等。储料器入料口与低温果肉慢速粉碎机出料口连接，冷冻干风循环***在低温果肉慢速粉碎机中，物料和冷干风从出料***不断送入螺杆计量杯中。物料与螺杆计量杯中温度控制在-5℃～10℃，冷冻干循环风流动缓慢，包装每袋6～10克，速度每分钟25～45袋。
本发明还提供了一种猕猴桃果粉的制备方法，包括：
将猕猴桃在真空冷冻干燥装置中真空冷冻干燥后，在低温籽肉分离装置中进行籽肉分离；所述真空冷冻干燥具体包括：在盛放猕猴桃的样品盘中安放温度探头，对猕猴桃进行速冻，制冷速率从室温+25℃降到-20～-30℃，在2-3小时内完成，使猕猴桃片冻结，并持续30分钟～2小时，然后升华干燥；
将得到的果肉在低温果肉慢速粉碎机中粉碎，得到猕猴桃果粉。
在进行真空冷冻干燥之前将猕猴桃进行清洗、去皮和切片处理，具体包括：
选新鲜或冷藏正常成熟毛花猕猴桃果，已糖化、瘫软的猕猴桃果去除；为保证干燥的一致性，每批入箱果大小基本均匀。原果带皮消毒、清洗，沥干，待用；
手工或机械去皮，然后紫外或瞬间热水杀菌，切片或切丁，以单层密摆放于不锈钢托盘中；放入低温冰箱或冻库。
在本发明中，在将果肉在低温下慢速粉碎之后还包括将其在低温计量填充包装装置中进行包装，所述包装的温度优选为-5℃～10℃。
在本发明中，真空冷冻干燥中按照以下方法安放探头：在样品盘中猕猴桃最厚最密处的中间或下面安放K2、K3中心温度探头；在样品盘中猕猴桃最稀最薄处的表面安放K4、K5、K6表面温度探头，在冷阱中安放K1温度探头，K7为加热温度，K8为加热控温。
具体的，所述速冻的具体步骤为：开机后制冷压缩机工作，冷阱降温，当K1温度达到-15℃时，旋片式真空泵启动，预抽真空。
具体的，保持快速冻结时，真空度低于-15℃温度下冰的饱和蒸汽压，真空度的保持用冷阱、罗茨泵、水环泵装置实现，当真空计读数为4500pa时，高真空罗茨泵启动。
具体的，所述升华干燥具体为：当真空计读数降到120pa时，加热启动，进入快速冻干过程，当K4、K5、K6有任一个值达到要求时，油箱温度由K8控制，维持在较低的终了温度值上，K8取值范围45℃～60℃，K4、K5、K6的转折温度取值比K8低10℃，对于糖分高的猕猴桃，K7设置为70度，K8设置为40度，K2、K3设置为40度，K4、K5、K6为30度；当K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8测量温度基本一致时，再维持3～5小时。
具体的，干燥采用空干燥箱，空干燥箱采用紫铜材料。
在本发明中，所述籽肉分离的温度为-15℃～0℃；低温籽肉分离装置的转速为2次/3秒。
在本发明中，所述粉碎的温度为-15℃～0℃；低温果肉慢速粉碎装置的转速为2次/3秒；粉碎后的果肉粒度为120目以上。
本发明的有益效果：
1、天然猕猴桃果粉为拓展猕猴桃原质食品加工提供了可能：真空冷冻-低温籽肉分离-低温粉碎包装生产的猕猴桃果粉，可做食品添加剂入糕点、固体饮料，还可为天然VC补充、保肝护肝、癌病预防康复、三高康复保健食品、老幼病弱特殊膳食品制备提供原料。研究表明：每日正常提供维生素C剂量：从出生至12岁依年龄不同为30～50mg，少年、成年、老年皆为60mg，孕妇80mg，乳母100mg。本发明提供的天然VC粉每克达25～35毫克，完全可以不加任何添加剂制成VC营养片。
2、能保持猕猴桃片原味。在猕猴桃片制备中，往往要使用硬化液，使果片中的蛋白质凝固(硬化液主要为化学品：氯化钙、葡萄糖内酯等)，而显著地提高猕猴桃硬化程度，使干燥过程不出现坍陷等。而本发明方法采用快速制冷并传导使猕猴桃冻结，保持细胞间得以支撑，真空保持与加热升华同步进行，不用添加任何硬化剂，低温籽肉分离-低温粉碎包装生产的猕猴桃果粉能保持果天然原味，保证了食品、保健品、特殊膳食品制备原料的纯天然性。
3、能使猕猴桃果粉含水量及保存达到要求。真空冷冻-低温籽肉分离-低温粉碎包装生产的猕猴桃果粉，含水量3％以下，隔潮包装保存期在360天以上。
4、保持猕猴桃原色。采用先匀浆再干燥、热风干燥等工艺，需进行长时间或短时迅速升温的热处理过程，极易引起多酚物质氧化褐变及叶绿素退色，同时还可导致猕猴桃果糖果胶焦化，使颜色发生褐变。本发明采用真空冷冻-低温籽肉分离-低温粉碎包装生产的猕猴桃果粉方法，不仅避免了升温过程中猕猴桃果粉与原果色相似，同时低温与隔绝空气，使氧化无法进行，果粉中花色苷类营养成分不被糖苷酶解，进而使猕猴桃果粉仍保持了猕猴桃果肉的原色。
5、使猕猴桃营养成分浓缩。实验检测表明：采用本技术，制备的高VC含量猕猴桃果粉，VC含量由鲜果的6.5-10.2毫克/克浓缩制25-36毫克/克。可见，该发明猕猴桃果粉可最大限度的保持热敏营养成分不被破坏。并得以浓缩。
6、本发明较传统冷冻制粉(真空冷冻干燥-液氮粉碎)显著降低成本和危险。该制作方法的应用不仅符合现代大众对营养和健康的需求，促进农业增效、农民增收和提高人们的生活质量。同时由于该技术在真空冷冻-低温籽肉分离-低温粉碎包装生产猕猴桃果粉过程中，采用创新的传热、捕模式，热传导比不锈钢材料导热的普遍冷冻干燥方法，干燥时间缩短15小时以上，所以干燥成本降低50％以上，加上创新的冷干风籽肉分离-粉碎包装设备和技术，使现有加液氮粉碎的危险不再存在。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
选新鲜正常成熟绿心猕猴桃果，已糖化、瘫软的猕猴桃果去除；为保证干燥的一致性，每批入箱果大小基本均匀。原果带皮消毒、清洗，沥干，待用；
手工去皮，然后紫外或瞬间热水杀菌，在切片机中切片；
将猕猴桃片在真空冷冻干燥机中进行真空冷冻干燥，具体为：在盛放猕猴桃的样品盘中安放温度探头，在样品盘中猕猴桃最厚最密处的中间或下面安放K2、K3中心温度探头；在样品盘中猕猴桃最稀最薄处的表面安放K4、K5、K6表面温度探头，在冷阱中安放K1温度探头，K7为加热温度，K8为加热控温；
开机后制冷压缩机工作，冷阱降温，当K1温度2h内从室温+25℃降到达到-15℃，旋片式真空泵启动，预抽真空；当真空计读数降到120pa时，加热启动，进入快速冻干过程，当K4、K5、K6有任一个值达到要求时，油箱温度由K8控制，维持在较低的终了温度值上，K8取值范围45℃～60℃，K4、K5、K6的转折温度取值比K8低10℃，对于糖分高的猕猴桃，K7设置为70度，K8设置为40度，K2、K3设置为40度，K4、K5、K6为30度；当K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8测量温度基本一致时，再维持4小时，然后升华干燥；
将真空冷冻干燥后的猕猴桃片在低温籽肉分离机中进行籽肉分离，温度为-10℃，转速为2次/3秒；
将得到的果肉在低温果肉慢速粉碎机中粉碎，温度为-10℃，转速为2次/3秒，粉碎后果肉粒度为120目，得到猕猴桃果粉。
实验结果表明，原料绿心猕猴桃鲜果维生素C含量为每克6.8～10.2毫克；得到的干果粉维生素C含量为每克36.8毫克。
实施例3
利用实施例1提供的装置进行猕猴桃果粉的制备，具体过程如下：
选新鲜正常成熟黄心猕猴桃果，已糖化、瘫软的猕猴桃果去除；为保证干燥的一致性，每批入箱果大小基本均匀。原果带皮消毒、清洗，沥干，待用；
手工去皮，然后紫外或瞬间热水杀菌，在切片机中切片；
将猕猴桃片在真空冷冻干燥机中进行真空冷冻干燥，具体为：在盛放猕猴桃的样品盘中安放温度探头，在样品盘中猕猴桃最厚最密处的中间或下面安放K2、K3中心温度探头；在样品盘中猕猴桃最稀最薄处的表面安放K4、K5、K6表面温度探头，在冷阱中安放K1温度探头，K7为加热温度，K8为加热控温；
开机后制冷压缩机工作，冷阱降温，当K1温度2h内从室温+25℃降到达到-15℃，旋片式真空泵启动，预抽真空；当真空计读数降到120pa时，加热启动，进入快速冻干过程，当K4、K5、K6有任一个值达到要求时，油箱温度由K8控制，维持在较低的终了温度值上，K8取值范围45℃～60℃，K4、K5、K6的转折温度取值比K8低10℃，对于糖分高的猕猴桃，K7设置为70度，K8设置为40度，K2、K3设置为40度，K4、K5、K6为30度；当K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8测量温度基本一致时，再维持4小时，然后升华干燥；
将真空冷冻干燥后的猕猴桃片在低温籽肉分离机中进行籽肉分离，温度为-10℃，转速为2次/3秒；
将得到的果肉在低温果肉慢速粉碎机中粉碎，温度为-10℃，转速为2次/3秒，粉碎后果肉粒度为120目，得到猕猴桃果粉。
实验结果表明，原料黄心猕猴桃鲜果维生素C含量为每克4.6～6.7毫克；得到的干果粉维生素C含量为每克23.2毫克。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种猕猴桃果粉的制备方法，其特征在于，包括：
将猕猴桃在真空冷冻干燥装置中真空冷冻干燥后，在低温籽肉分离装置中进行籽肉分离；所述真空冷冻干燥具体包括：在盛放猕猴桃的样品盘中安放温度探头，对猕猴桃进行速冻，制冷速率从室温+25℃降到-20～-30℃，在2-3小时内完成，使猕猴桃片冻结，并持续30分钟～2小时，然后升华干燥；
将得到的果肉在低温果肉慢速粉碎机中粉碎，得到猕猴桃果粉。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在进行真空冷冻干燥之前将猕猴桃进行清洗、去皮和切片处理。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在将果肉在低温下慢速粉碎之后还包括将其在低温计量填充包装装置中进行包装。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的制备方法，其特征在于，在样品盘中猕猴桃最厚最密处的中间或下面安放K2、K3中心温度探头；在样品盘中猕猴桃最稀最薄处的表面安放K4、K5、K6表面温度探头，在冷阱中安放K1温度探头，K7为加热温度，K8为加热控温。
5.根据权利要求4任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述速冻的具体步骤为：开机后制冷压缩机工作，冷阱降温，当K1温度达到-15℃时，旋片式真空泵启动，预抽真空。
6.根据权利要求5任意一项所述的制备方法，其特征在于，保持快速冻结时，真空度低于-15℃温度下冰的饱和蒸汽压，真空度的保持用冷阱、罗茨泵、水环泵装置实现，当真空计读数为4500pa时，高真空罗茨泵启动。
7.根据权利要求1～3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述升华干燥具体为：当真空计读数降到120pa时，加热启动，进入快速冻干过程，当K4、K5、K6有任一个值达到要求时，油箱温度由K8控制，维持在较低的终了温度值上，K8取值范围45℃～60℃，K4、K5、K6的转折温度取值比K8低10℃，对于糖分高的猕猴桃，K7设置为70度，K8设置为40度，K2、K3设置为40度，K4、K5、K6为30度；当K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8测量温度基本一致时，再维持3～5小时。
8.根据权利要求7任意一项所述的制备方法，其特征在于，干燥采用空干燥箱，空干燥箱采用紫铜材料。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述籽肉分离的温度为-15℃～0℃；低温籽肉分离装置的转速为2次/3秒。
10.根据权利要求1～8任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述粉碎的温度为-15℃～0℃；低温果肉慢速粉碎装置的转速为2次/3秒；粉碎后的果肉粒度为120目以上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161214 |