王 自 贵
中国食品科学技术学会高级会员
中国宁夏食品科学技术学会常务理事
中国宁夏枸杞 协会常务理事
中国·宁夏·中宁 755100
摘 要:以鲜枸杞 浆果为原料,研究优化了常温保鲜枸杞 原果汁(枸杞 原汁、枸杞 浓缩汁)加工工艺条件。结果表明:在原料前期处理进行预杀菌;冷榨汁后采用抗氧化护色;真空减压浓缩;巴氏灭菌;无菌灌装;产品防腐剂加量0.0%;在常温条件下保存18个月不变质。并对常温保鲜枸杞 原果汁的主要营养成份进行了测定。
关键词:枸杞 原汁;枸杞 浓缩汁;常温保鲜;营养成份。
一、前言
枸杞 (Lycium barbarum L.)为茄科(Solanaceae)落叶小灌木的成熟果实。是药食同源植物,起源于我国,在温带和亚热带国家,如日本、韩国等亚洲国家和一些欧洲国家也有种植和生长,枸杞的栽培和种类约有80种。在我国主要产于宁夏、内蒙古、新疆、湖北等省区,最有名的是宁夏中宁枸杞。传统药物学认为枸杞滋阴补肾、明目、强身健体,现代科学分析枸杞的主要成份有:枸杞多糖、类胡萝卜素、甜菜碱、脂肪酸、氨基酸 、微量元素等。其药理作用表现在对人体的免疫作用、抗衰老、抗肿瘤、降血压、降血糖等。由于枸杞采收期集中在夏、秋高温季节,传统晒干或烘干制成干枸杞出售。应用新鲜枸杞浆果制取枸杞原果汁,能更好地保存枸杞生物活性物质,作为保健饮料、食品的原料营养增强剂有广泛的用途,是解决枸杞销售和提高附加值的有效途径。
以往枸杞原果汁的生产技术采用冷冻保鲜法,能耗高,贮存运输极不方便,给生产带来诸多不便,市场销售受到严重制约。不添加任何防腐剂生产常温保鲜枸杞原果汁的加工工艺是宁夏杞乡生物食品工程有限公司,根据市场需求,结合枸杞特性,自主研发的浊汁型果汁生产工艺。通过加强对枸杞鲜果原料的预处理,榨汁后护色、真空减压浓缩、杀菌后无菌灌装等工艺条件的研究,探索出了枸杞原果汁常温保鲜的生产工艺技术条件,并进行了工业化生产,产品销往美国、日本、澳大利亚、南非等国家,为枸杞原果汁的生产开辟了新途径。
二、枸杞原汁生产工艺技术研究
1. 试验原料及方法
1.1 试验原料和设备
1.1.1 鲜枸杞:宁夏中宁舟塔乡田滩村无公害生产基地产宁杞1号。
1.1.2 维生素C等添加原料均为市售食品级。
1.1.3 主要仪器设备:
不锈钢清洗槽、过滤杀菌水处理、洗果机、破碎机、榨汁机、胶体磨、均质机、杀菌机、无菌自动灌装机、调配罐等均为本企业购置的国产设备。
手持折光仪:日本产Pocket PAL-1型。
1.1.4 无菌复合包装袋:上海派克奇塑料技术有限公司生产。
1.2 工艺流程:
1.3 试验方法
1.3.1 抗氧化护色试验
枸杞和枸杞加工制品的色泽主要来源于枸杞红色素,枸杞中的色素有两种,一种是水溶性的多酚和黄酮类,一种是脂溶性的类胡萝卜类。作为色素,类胡萝卜类是比较稳定的,在受热加工时不易被破坏,但长期光照下也会氧化;而多酚和黄酮类则在枸杞加工和贮藏时容易发生变化,如花色素类在加热和光照下的褪色和多酚类物质在多酚氧化酶的存在下发生褐变。
特别值得提出的是,近年来许多科研成果显示,枸杞中的多酚、黄酮类和类胡萝卜素色素不仅仅是起呈色作用,而且是枸杞中主要的生物活性物质之一,赋予了枸杞制品重要的营养价值和保健功能。因此,枸杞的色泽和色素含量已成为枸杞加工制品中必需的感官和质量指标。为了尽可能多的保存枸杞中的色素成份,在枸杞原汁的加工过程中,应考虑进行护色处理。
1.3.1.1 选择的抗氧化剂:A、B、C
1.3.1.2 抗氧化剂的优化选取:不添加任何防腐剂的条件下,添加抗氧化剂,按照生产工艺后续部分进行均质处理后,输入液体灌中静置15h,观察色泽变化,其结果是A和B两次护色效果最好,具体见表1。
不同抗氧化剂和用量护色效果评价 表1
添加量抗氧化剂 对照 a b C
A - - + + +
B - - - + +
C - - - - - - - -
A+C - - - - -
A+B - - - + + + +
B+C - - - - - -
注:①+色微变;+ +原红色有光泽;- 色变浅;- - 色变暗。
②对照为枸杞原汁未加抗氧化剂,A、B、C为不同护色剂,a、b、c为不同添加量,添加量用优选法中折纸法确定。
1.3.2 杀菌条件对产品质量的影响
枸杞原汁营养丰富,其生产期正值高温潮湿的夏秋季,易被微生物污染,腐败变质,及时杀菌与杀菌条件直接影响果汁的质量。选择了合适的杀菌温度和时间,既能有效杀灭细菌,又能最大限度地保留枸杞的营养成分和生物活性物质。
1.3.3.1 杀菌方法:超高温瞬时灭菌、高温短时灭菌,巴氏灭菌。
1.3.3.2 杀菌条件的优化选取,不同杀菌条件对枸杞原汁质量的影响。
序号 灭菌方法 杀 菌 效 果
1 巴氏灭菌 色泽良好,风味正常,保质期长。
2 高温短时灭菌 色泽微黄,风味一般,保质期较长。
3 超高温瞬时灭菌 色泽淡黄,风味较差,保质期长。
试验证明:超高温瞬时杀菌产品保质期长,但由于枸杞原汁是浊汁,水分活度低,加工时流动性不好,易使枸杞汁产生焦糊味,故风味较差,且色泽不佳;高温短时杀菌,杀菌温度超过95℃时,由于抗坏血酸的存在,枸杞色素中的花色素苷会分解而褪色,影响枸杞汁的色泽和风味;巴氏灭菌产品色泽正常,且风味良好,保质期长。这种条件适宜于枸杞原汁生产的工艺要求。
2. 成分分析
经宁夏食品质量监督检验一站、二站、宁夏分析测试中心、宁夏农药化肥检测中心、陕西出入境检验检疫局检测检疫技术中心、宁夏出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心检验,得出如下结论:
2.1 枸杞多糖含量:1.3%-1.5%
2.2 一般营养素含量:
可溶性固形物:13-18% 总 糖:11.38%
碳水化合物:27.8% 粗脂肪:1.41%
热量(KJ):563.41 蛋白质:2.19%
粗纤维:0.11% 灰 分:0.64%
2.3 矿物质含量(mg/100g)
钠(Na):88.4 钾(K):83.21
磷(P):23.13 钙 (Ca):56.01
2.4 微量元素含量(mg/100g)
硅(Si):0.11 铁(Fe):0.75 锰(Mn):0.05
锌(Zn):0.63 氟(F):0.09 锡(Sn):0.01
钒(V):0.02 钼(Mo):0.01 镍(Ni):0.02
硒(Se):0.002 钴(Co):0.02 锂(Li):1.89
铬(Cr):0.08 锗(Ge):0.01 镁(Mg):11.36
2.5 维生素含量(mg/100g)
维生素A:1.496 核黄素(维生素B2):0.087
维生素B6:1.665 硫胺素(维生素B1):0.038
维生素E:1.395 尼克酸:0.126
抗坏血酸(维生素C):42.6
2.6 氨基酸 含量(mg/mL)
氨基酸 名称 原汁测试含量 氨基酸 名称 原汁测试含量
人体不能合成而必需的氨基酸 苏氨酸 0.57 亮氨酸 0.32
缬氨酸 0.30 苯丙氨酸 0.01
蛋氨酸 0.04 赖氨酸 0.36
异亮氨酸 0.14 色氨酸 0.07
人体可以合成的氨 基 酸 天门冬氨酸 3.28 胱氨酸 0.01
丝氨酸 1.09 酪氨酸 0.01
谷氨酸 2.80 精氨酸 0.55
甘氨酸 0.21 脯氨酸 1.98
丙氨酸 1.25 氨 1.28
儿 童 必 须 组氨酸 0.28
总 量 14.47
2.7 重金属含量(mg/kg)
铅(Pb):未检出 汞(Hg):未检出 砷(As):未检出
镉(Cd):未检出 铜(Cu):1.2
2.8 农药残留含量
乐 果:未检出 敌敌畏:未检出 马拉硫磷:未检出
对硫磷:未检出 DDT:未检出 甲基对硫磷:未检出
尼泊金甲酯:未检出 狄氏剂:未检出 艾氏剂:未检出
三唑锡:未检出 SO2:2.82mg/mL
三、枸杞浓缩汁生产工艺技术研究
3.1 生产工艺的确定
自2001年以来,宁夏杞乡生物食品工程有限公司生产的常温保鲜枸杞原汁深受美国、日本、加拿大等国家客商的欢迎,根据客商要求,为了减少体积便于贮存和远距离运输,公司于2003年开展了枸杞浓缩汁生产工艺研究。该研究以宁夏中宁舟塔乡田滩村无公害枸杞生产基地产宁杞1号为试验材料,结合2004年企业购入的国产真空减压浓缩设备,在2年多的生产实践中,结合常温保鲜枸杞原汁生产工艺技术,重点开展了枸杞浓缩汁生产工艺参数的确定。结果是利用三倍枸杞原汁,浓缩后生产的枸杞浓缩汁,比较符合生产工艺技术要求,产品经多方检测和客户试用后,各项理化等指标达到了客商要求,产品质量也符合企业标准,批量化生产出口到了国外。
3.2 枸杞浓缩汁加工工艺流程
3.3 枸杞汁浓缩工艺参数的确定
按照常规,一般浓缩果汁所需原料均为清汁,而枸杞原汁却是浊汁,据美国和日本客商分析检测,枸杞原果汁中70%的营养成份含在果肉和色素中,特别是大量的生物活性物质。所以,在枸杞原果汁的工业生产中,无论是原汁还是浓缩汁,应该全部使用浊汁。
针对枸杞原果汁的特殊性,在浓缩终点方面考虑二个问题,一要考虑浓缩汁的最大浓缩比,浓缩比越大,产品的体积就越小,更便于贮存和远距离运输。二要考虑枸杞浓缩果汁中带有大量果肉和果胶质,可溶性固形物的含量太高以及果胶质的存在,使浓缩汁就容易变成了半凝态的酱状物,给生产工艺中的输送和灌装带来不便,因此,确定枸杞浓缩汁中的最大浓缩比,在实际生产中显得非常重要。经过多次试验证实,枸杞汁的浓缩比在2.8 : 1或3 :1比较适宜,为此我们将浓缩终点根据客户需求,设定在浓度为35%-45%的范围内。
在选用浓缩果汁的生产工艺时,必须考虑到浓缩果汁成品的质量,使之在以后的稀释复原时,能保持与原果汁相似的品质,保存原果汁的风味、色泽、混浊度和营养成份等。因此,在采用浓缩温度时,应该考虑到果汁的热稳定性。不同的果汁其热稳定性不同,所采用的浓缩温度也应不同,如葡萄汁既使加热到100℃,质量也不受影响,而苹果汁及菠萝汁的加热温度则不宜超过55℃。在枸杞浓缩汁生产加工中,如何保证有很好的蒸发量以加快生产的进度,又最大限度保存果汁中的营养成份以确保浓缩汁的质量水平,这是生产实际中的一个重要问题。我们在生产试验中针对这个问题进行了多次对比实验,证实枸杞汁的浓缩温度不宜超过60℃,而低于50℃则会使浓缩过程加长,降低劳动生产率。
3.4 枸杞浓缩汁检测结果
经宁夏食品质量监督检验二站、宁夏出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心检验。
3.4.1 枸杞多糖含量:4.76%
3.4.2 一般营养素含量(部分)
粗纤维:0.33% 粗脂肪:4.01%
蛋白质:7.26% 可溶性固形物≥40%
铅(Pb):未检出 砷(As):未检出
从常温保鲜枸杞浓缩汁和枸杞原汁主要营养成分对比来看,其结果是枸杞浓缩汁的营养成分是枸杞原汁的3倍。加工工艺科学、质量稳定,生产加工中枸杞汁的营养成分,特别是生物活性成分不丢失。从生产销售两年的情况来看,保质期能达到18个月,