CN108175105A - 一种从提取果胶后的渣滓中制备柑橘纤维的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从提取果胶后的渣滓中制备柑橘纤维的工艺方法，属于食品工程技术领域，步骤如下：a、将提取完果胶的渣滓与水混合形成第一混料液，pH值调至碱性，在75‑85℃保温60‑120min；b、降温至30‑40℃，向第一混料液加入体积比1％‑6％的H2O2并密封，在40‑80℃保温10‑20min，随后进行过滤，收集残渣备用；c、将残渣与热水按照质量比进行混合形成第二混料液，加入羧甲基纤维素钠并搅拌，其质量为残渣的0％‑30％，调节pH值至6‑8，在40‑60℃、10‑30MPa进行均质；d、将均质液置于50‑75℃进行干燥，得到柑橘纤维。本发明利用提取完果胶的渣滓作为原料进行柑橘纤维的制备，成本低廉，应用到饮品中能够提高悬浮、增稠效果，无需额外添加悬浮体系的胶体，健康环保。

Description

一种从提取果胶后的渣滓中制备柑橘纤维的工艺方法
技术领域
本发明属于食品工程技术领域，具体涉及一种从提取果胶后的渣滓中制备柑橘纤维的工艺方法。
背景技术
柑橘纤维属于膳食纤维，包含可溶性纤维与不溶性纤维两大类，膳食纤维是一组非均一的复杂的天然大分子物质。
膳食纤维在食品工业中的应用已十分普遍，尤其是欧美国家的超市或便利店中含膳食纤维的面包、饮料、饼干、乳制品等比比皆是。年销售160亿美元的方便谷物食品中，约20％是富含膳食纤维功能的食品。日本同欧美一样也十分盛行膳食纤维食品，1996年膳食纤维食品销售额达100亿美元，其中70％以上的功能饮品含有膳食纤维。全球膳食纤维类食品多达600余种，仅近几年推出的新品就达400多种。日本市场出现了众多添加膳食纤维的纤维饮料、低能量巧克力和营养棒、运动饮料、乳酸菌饮料、奶片等。日本以外的国际市场上也涌现了不少创新纤维强化食品，如低碳水化合物冰淇淋、果伴、酸奶、饼干、低能量速溶咖啡等。推出这些新品的大都为国际著名食品公司如雀巢、达能、卡夫、联合利华等。国内的膳食纤维市场仍主要集中在保健食品中，普通食品中所占的份额相对较少。最近两年我国食品巨头企业如蒙牛、伊利、光明、娃哈哈、农夫山泉等纷纷推出富含膳食纤维的健康食品，但大都集中在饮料领域，其他食品领域还需要加大纤维新品的开发力度。
目前，膳食纤维在食品中的应用多作为功能性成分出现，在改善食品稳定状态方面的研究较少；对膳食纤维的研究多集中在膳食纤维的提取、含量测定、改性研究以及增加可溶性纤维含量方面，针对不溶性膳食纤维的应用研究较少。
膳食纤维中的不溶性纤维具有持水力和膨胀性，应用于饮料和发酵乳中在一定工艺条件下不溶性纤维吸水膨胀，增加体系粘度，纤维自身的分散和悬浮可以在体系中提供悬浮力，减少蛋白的聚集沉降，维持体系稳定。研究者对比发现，在众多不溶性纤维中，柑橘类纤维的吸水膨胀效果最佳。德国Herbafood公司生产的柑橘纤维AQplus，在此方面应用验证结果良好。市场其他柑橘纤维如CITRIFI公司的100FG、125FG、100M40，以及CEAMSA公司的7000和7000F，在酸奶、肉制品和烘焙制品中应用效果良好，但与AQ相比吸水膨胀效果较差，在饮料产品中使用时需额外添加可形成悬浮体系的胶体，维持体系稳定。但AQ价格相对比较昂贵，产地遥远，运货周期长。因此，制备一种成本低廉并且可应用于饮品中的柑橘类纤维成为急需解决的一个重要课题。
发明内容
本发明克服了现有技术的缺陷，提供了一种从提取果胶后的渣滓中制备柑橘纤维的工艺方法，该工艺方法生产的柑橘纤维成本较低，而且用于饮料生产中无需额外添加可形成悬浮体系的胶体，工艺得到简化，饮料产品更加健康环保。
本发明的具体技术方案是：
一种从提取果胶后的渣滓中制备柑橘纤维的工艺方法，关键点是，所述的工艺方法包括以下步骤：
a、将提取完果胶的渣滓与水按照质量比1：(15-25)进行混合形成第一混料液，pH值调节至8-14，在75-85℃条件下保温60-120min；
b、保温结束后降温至30-40℃，向第一混料液中加入体积比1％-6％的H2O2并密封，在40-80℃条件下保温10-20min，随后进行过滤，收集残渣备用；
c、将残渣与热水按照质量比1：(50-70)进行混合形成第二混料液，向第二混料液中加入羧甲基纤维素钠并搅拌15min，羧甲基纤维素钠质量为残渣的0％-30％，调节pH值至6-8，在40-60℃、10-30MPa条件下进行均质，得到均质液；
d、将均质液置于50-75℃条件下进行干燥，所得干燥物即为柑橘纤维成品。
所述的步骤a中，在配置第一混料液之前，将提取完果胶的渣滓与90-100℃的热水按照质量比1：(15-25)进行混合并保温5min，随后过滤并收集残渣，残渣用于配置第一混料液。
所述的步骤b中，残渣在过滤之前，用体积比10％的乙醇溶液和清水依次对残渣进行冲洗，冲洗后的残渣用于过滤。
所述的步骤d中，均质液的干燥过程如下所述：将均质液用200-600目的纱布过滤或在2000-15000r/min转速下离心，残渣或沉淀再经过两个串联的空心桨叶干燥机进行干燥、或者经过单筒或双筒滚筒刮板干燥机进行干燥。
本发明的有益效果是：本发明利用提取完果胶的渣滓作为原料来进行柑橘纤维的生产，既能够减少渣滓垃圾的产生，又能够为饮品生产提供悬浮、增稠的添加成分从而代替胶体类添加剂，饮品成品中能够减少悬浮体系胶体的添加量；
工艺方法中，提取完果胶的渣滓在干燥状态下不易碱化加工，碱处理之前进行热水浸泡，易于加工处理；碱处理后，纤维束变小，结晶纤维以及纤维网络中的氢键减少，更有利于纤维的分散，能有效提高纤维的吸水膨胀能力，并有效抑制纤维应用过程中的聚集；并且，该工艺中，双氧水处理过程可以在碱处理之前，也可以在碱处理之后，都能够达到同样的效果；
加入羧甲基纤维素钠(即CMC)后，均质工艺使CMC与纤维颗粒间发生碰撞、摩擦，从而使CMC吸附在纤维表面，形成保护膜，阻止纤维的聚集；同时，在增稠方面CMC与纤维具有协同增效作用，能有效提升体系粘度。本专利采用CMC作为分散剂，不止是因为CMC本身成膜、乳化、分散等性质，更重要的是，CMC的线型结构可以和纤维形成独特的网状结构，在增稠方面具有协同增效的现象，可以在较低用量下有效提升体系粘度。未复配CMC时，外界机械力也可以加强纤维与水的结合，有效分散纤维，但效果不如复配CMC时优越。
在添加羧甲基纤维素钠之后将pH值调节至中性左右，随后进行的均质能够提高纤维的分散性，降低纤维在后续干燥过程中的聚集程度，提高其用于饮品加工时的吸水膨胀能力，从而为饮品各成分提供悬浮、增稠的效果；
本发明以进口的柑橘纤维产品为竞争对象，以提取完果胶的渣滓为原料来提取柑橘纤维，在较低成本下取得较好的应用效果，达到清洁产品标准、提高经济效益的目的，为饮料体系悬浮、酸奶增稠提供新的添加物质。
具体实施方式
本发明涉及一种从提取果胶后的渣滓中制备柑橘纤维的工艺方法，该工艺方法选取提取完果胶的渣滓，通过碱处理、双氧水处理、羧甲基纤维素钠处理、均质以及干燥等步骤，最终得到成本较低的柑橘纤维，并且应用于饮品中进行悬浮稳定时无需额外添加悬浮体系的胶体类物质，柑橘纤维的具体生产过程通过实施例来进行阐述。
具体实施例，本发明中工艺方法选取提取完果胶的渣滓来作为原料进行柑橘纤维的制备，制备后的柑橘纤维应用于花生奶的生产中，当渣滓为干燥状态时需要先进行热水的保温蒸煮，未经过保温蒸煮的残渣制备柑橘纤维的效果较差，为了证明两种操作方式制备的柑橘纤维应用在花生奶生产中是有差别的，分别用不同方式处理的柑橘纤维来参与花生奶的生产，其中，保温蒸煮的处理过程如下：称取干燥状态提完果胶后的残渣，按固液比1:15-1:25加水，90-100℃保温5-30min，过滤，收集滤液、残渣备用。未经过保温蒸煮和经过保温蒸煮的渣滓产生的残渣经过过滤，得到的残渣即为柑橘纤维，两者作为对照应用于花生奶生产中。
将制备的粉末状的柑橘纤维用于花生奶的生产中，生产过程如下：
先将粉末状的柑橘纤维、白砂糖以及其他辅料加入80-85℃的水进行剪切化料15min，得到混合液，与此同时，花生酱在75℃条件下进行胶体磨5min，得到花生酱粉末；随后，将花生酱粉末放入混合液中进行定容，加入香精，并搅拌10min，定容时保持pH值在7.0以上，得到定容液；然后，将定容液在70-75℃、30MPa条件下均质两遍，随后灌装并在121℃、条件下灭菌25-30min。
表1
表1中是选取的干燥状态下提取完果胶的渣滓与90-100℃的热水混合后制备的柑橘纤维与不经过90-100℃的热水混合而制备的柑橘纤维应用在花生奶生产的效果比较，保温蒸煮即为与90-100℃的热水混合，未保温蒸煮即为不与90-100℃的热水混合，两种处理方式制备的柑橘纤维应用于花生奶生产中所带来的效果是明显不同的，前者处理方式使得花生奶的粘度较高、粒径较小、悬浮沉淀无明显界限、倾倒时挂壁颗粒较细，而后者处理方式使得花生奶成品中粘度相对较低、粒径相对较大、悬浮沉淀分层较为明显、倾倒时挂壁较粗，其中粘度的测量方法为61#转子在100r、30s条件下进行测量得到的。
为了证明均质和添加羧甲基纤维素钠的显著作用，采用不同的重量份数的(0％-40％)的羧甲基纤维素钠(CMC)参与柑橘纤维的制备，得到一组对照产品，另外设置未经均质的对照产品作为一个对照产品；
工艺方法包括以下步骤：
a、称取干燥状态下提取完果胶的渣滓与90-100℃的热水按照质量比1：20进行混合并保温5min，过滤，收集滤液、残渣备用；将收集的残渣与水按照质量比1：20进行混合形成第一混料液，pH值调节至10，在80℃条件下保温80min；
b、保温结束后降温至35℃，向第一混料液中加入体积比3％的H2O2并密封，在60℃条件下保温15min，残渣在过滤之前，用体积比10％的乙醇溶液和清水依次对残渣进行冲洗，冲洗后的残渣进行过滤，收集残渣备用；
c、将残渣与热水按照质量比1：60进行混合形成第二混料液，向第二混料液中加入羧甲基纤维素钠并搅拌15min，羧甲基纤维素钠质量为残渣的0％-40％，调节pH值至6-8，在50℃、20MPa条件下进行均质，得到均质液；
d、将均质液置于60℃条件下进行干燥，干燥过程如下所述：将均质液用200-600目的纱布过滤或在2000-15000r/min转速下离心，残渣或沉淀再经过两个串联的空心桨叶干燥机进行干燥、或者经过单筒或双筒滚筒刮板干燥机进行干燥，所得干燥物即为柑橘纤维成品；为了便于应用于饮品生产中，将干燥状态的柑橘纤维成品进行粉碎并经过80目的筛网进行筛选，筛下物即为粉末状的柑橘纤维。
表2
表2为未经均质、未经复配CMC以及各种不同重量分数的CMC条件下制备的柑橘纤维应用在花生奶生产中的效果对比，由上表可知，未经均质处理制备的柑橘纤维吸水膨胀能力较差，对应的花生奶样品粘度低、挂壁粗，并且底部出现粘连，而经过均质工艺制备的柑橘纤维应用在花生奶生产中能够有效改善这一情况；
复配的CMC可以作为分散剂，均质时，在机械力作用下，CMC与纤维颗粒之间发生碰撞、摩擦，从而使CMC吸附在纤维表面，形成保护膜，阻止纤维的聚集。同时，在增稠方面，CMC与纤维具有协同增效作用，能有效提升体系粘度；但CMC用量过大时，会对纤维的析水膨胀效果造成消极影响，如表2中所示，当CMC复配量为10％、20％、30％以及40％时，花生奶的粘度相对较高、粒径相对较小，并且随着复配量的增加，悬浮沉淀的分界线越来越不明显、挂壁颗粒越来越细、悬浮沉淀高度越来大，当复配量超过20％并且越来越高时，悬浮沉淀高度又会逐渐下降，挂壁越来越粗，因此，CMC复配量优选为残渣质量的20％。
为了体现柑橘纤维在花生奶生产过程中产生的优越效果，通过本发明工艺制备的柑橘纤维、德国Herbafood公司生产的柑橘纤维AQ、CITRIFI公司的100M40、市售大豆纤维以及其他种类柑橘纤维分别用于花生奶的生产中，最终形成5个对照产品，本发明中工艺方法制备过程如下所述：
称取40g干粉，按固液比1:20加入100℃的水，100℃保温5min，过滤，收集残渣备用；将残渣换算干粉重量，按固液比1:20称水，调节pH12，80℃保温90min，降温至40℃，加入体积比2％的H2O2，70℃保温20min，过滤，收集残渣；先用体积比10％的乙醇溶液冲洗残渣一遍，再用清水冲洗一遍，过滤，收集残渣备用；将残渣换算干粉重量，按固液比1:60称取热水，加入残渣干粉重量10％的CMC，搅拌15min，调节溶液pH7，50℃均质一遍，均质压力20MPa，将均质后的溶液干燥，干燥温度75℃，收集干燥物，粉碎，过80目筛，筛下物即为柑橘纤维成品，收集备用。
表3
表3为各种不同种类的柑橘纤维，通过表中可知，本发明工艺制备的柑橘纤维与AQ在花生奶中应用效果良好，其他样品悬浮能力弱、分散性差，不能满足花生奶产品需求，但在放置过程中，AQ在花生奶中的分散性逐渐降低，发生聚集，因此，本发明工艺制备的柑橘纤维在花生奶生产中应用的效果最优；
表4
表4为本发明工艺制备的柑橘纤维、AQ以及市售大豆纤维分别应用在搅拌型酸奶生产中产生的效果对比，搅拌型酸奶的制备过程如下：原奶经过检验和预处理后加入白砂糖和稳定剂(即柑橘纤维)，随后进行配料和预热，然后在55-65℃条件下进行均质，随后进行杀菌处理，冷却至42-43℃后进行发酵菌种的接种，随后冷却、灌装并冷藏，得到搅拌型酸奶成品。
由表4可知，本发明工艺制备的柑橘纤维与AQ在搅拌型酸奶中应用效果优于市售大豆限位，但本发明工艺制备的柑橘纤维增稠效果最优。

Claims (4)

1.一种从提取果胶后的渣滓中制备柑橘纤维的工艺方法，其特征在于，所述的工艺方法包括以下步骤：
a、将提取完果胶的渣滓与水按照质量比1：(15-25)进行混合形成第一混料液，pH值调节至8-14，在75-85℃条件下保温60-120min；
b、保温结束后降温至30-40℃，向第一混料液中加入体积比1％-6％的H2O2并密封，在40-80℃条件下保温10-20min，随后进行过滤，收集残渣备用；
c、将残渣与热水按照质量比1：(50-70)进行混合形成第二混料液，向第二混料液中加入羧甲基纤维素钠并搅拌15min，羧甲基纤维素钠质量为残渣的0％-30％，调节pH值至6-8，在40-60℃、10-30MPa条件下进行均质，得到均质液；
d、将均质液置于50-75℃条件下进行干燥，所得干燥物即为柑橘纤维成品。
2.根据权利要求1所述的一种从提取果胶后的渣滓中制备柑橘纤维的工艺方法，其特征在于，所述的步骤a中，在配置第一混料液之前，将提取完果胶的渣滓与90-100℃的热水按照质量比1：(15-25)进行混合并保温5min，随后过滤并收集残渣，残渣用于配置第一混料液。
3.根据权利要求1所述的一种从提取果胶后的渣滓中制备柑橘纤维的工艺方法，其特征在于，所述的步骤b中，残渣在过滤之前，用体积比10％的乙醇溶液和清水依次对残渣进行冲洗，冲洗后的残渣用于过滤。
4.根据权利要求1所述的一种从提取果胶后的渣滓中制备柑橘纤维的工艺方法，其特征在于，所述的步骤d中，均质液的干燥过程如下所述：将均质液用200-600目的纱布过滤或在2000-15000r/min转速下离心，残渣或沉淀再经过两个串联的空心桨叶干燥机进行干燥、或者经过单筒或双筒滚筒刮板干燥机进行干燥。
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