一种降低果汁/果酒饮品有机酸的方法 |
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| 申请号 | CN201610063051.8 | 申请日 | 2016-01-30 | 公开(公告)号 | CN105685761A | 公开(公告)日 | 2016-06-22 |
| 申请人 | 烟台大学; | 发明人 | 赵玉平; 井丽丽; 李天文; 叶向库; 孙祖莉; 杨建荣; 常秀莲; | ||||
| 摘要 | 本 发明 一种降低果汁/果酒饮品 有机酸 的方法采用大孔弱 碱 性阴离子交换 树脂 ，首先对树脂进行活化，使得树脂上的所有活性基团暴露；其次通过对树脂的预处理步骤使得活化的树脂 吸附 果汁/果酒中的有机酸、营养成分等物质，并将预处理的树脂装柱；再其次树脂再生步骤，通过使用本发明采用的再生剂对树脂吸附的有机 酸洗 脱，但树脂吸附的其它营养成分不被洗脱；再其次降酸步骤，将果汁/果酒 自上而下 通过树脂柱，树脂吸附有机酸而不吸附其它营养成分，从而实现降酸又最大化的保持原有的营养成分和 风 味的发明目的；树脂再生步骤和降酸步骤交替进行，适于大规模工业应用。同时本发明可以通过对 温度 控制来影响降酸效果和饮品的风味口感。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种降低果汁/果酒饮品有机酸的方法，包括步骤： |
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| 说明书全文 | 一种降低果汁/果酒饮品有机酸的方法技术领域[0001] 本发明涉及果汁/果酒食品饮料加工技术领域，具体涉及一种能够有效降低果汁/果酒饮品有机酸的方法。 背景技术[0002] 目前我国的果汁饮料/果酒发展很快，品种繁多，但对于保健成分含量很高的野生或种植水果如山楂、沙棘、蓝莓、欧李、酸橙、西番莲、杨梅、橄榄等品种由于有机酸含量较高，适口性差，很难加工成即较完整保持原有营养成分和风味的单一果汁/果酒。如山楂，有重要的药用价值，自古以来，就成为健脾开胃、消食化滞、活血化痰的良药；最新研究显示山楂能舒张血管、加强和调节心肌，增大心室和心运动振幅及冠状动脉血流量，降低血清胆固醇和降低血压，故山楂是防治心血管病的理想保健食品和有较好疗效的食品，其它水果也有性能各异的保健功效。 [0003] 如此优良的野生或种植的水果目前没有加工成保持原有营养成分和风味的饮料和果酒，其主要原因是其中的有机酸含量较高，一般果汁饮料总酸含量以柠檬酸计不能大于6‰（即6g/L），果酒总酸含量不能大于11‰（即11g/L），而这些野生或种植的水果中的有机酸含量高达20‰-40‰（20 g/L-40 g/L），因此口感很差，而加入一些食品添加剂调配或进行稀释的结果都相对降低其保健功效，同时有可能带入不宜食用的成分。如以上的野生或种植的水果中山楂果是一个比较多见的水果，由于太酸所以人们不愿经常食用，而加工成的饮料都要进行稀释，再加入蔗糖和其它甜味剂。既有意识地进行保健，又具有购买力的消费者都是中老年人，而中老年人都不宜食含有蔗糖等甜味剂的食品。因此采用科学先进技术降低澄清果汁/果酒中有机酸含量而保持原有营养成分和风味显得非常的急迫。 [0004] 目前对果汁/果酒进行降酸的方法有“苹果酸－乳酸发酵法”、“酒石酸钾沉淀法”、“碳酸钙沉淀”、 “ 稀释降酸或勾兑”、“电渗析法”、“碱中和法”、“溶剂萃取方法”以及“离子交换法”。稀释降酸或勾兑：采用此方法降酸的缺陷是口感差，保健成分含量低。碱中和法：采用氢氧化钠或氢氧化钾中和法降酸后，其汁或酒的特征性风味消失，同时也产生难以让人接受的风味和涩味。CN201410622174.1和CN201310219173.8都主要利用能降解柠檬酸的发酵乳杆菌对青梅果进行发酵降酸。酒石酸钾沉淀法：在葡萄酒等果酒中，常采用此方法，该方法适用于含酒石酸高的果酒；其原理是加入的酒石酸钾在酒中形成酒石酸氢钾析出而降低酸度；降低1 g总酸，一般需用酒石酸钾2.24 g。CN201510096240.0使用碳酸钙对沙棘果汁进行降酸，但在试验中达到所需求的酸度后果汁/果酒口感变涩异常。 CN201310556666.0利用双极膜对果酒进行降酸处理，最初实验结果还较为满意，但后来的实验很差，阳膜已中毒而失活。 [0005] 专利CN201310564272.X、CN200910020545.8、CN200910020544.3采用树脂法降酸，以上专利都没有解决降酸且保持果汁/果酒的原有营养成分和风味的难题，其中CN201310564272.X的降酸效果仅达到20%-28%，并且属于静态降酸，容易受到卫生条件的限制，不适应工业应用，CN200910020545.8、CN200910020544.3对原有的营养成分等物质和风味损失较大。而与之相比，本发明不仅能够更好的降酸，而且解决了保持果汁/果酒原有营养成分和原有风味、口感的问题。 发明内容[0006] 本发明针对现有果汁/果酒饮品降酸工艺中降酸效果不佳，影响口感和风味的技术问题，采用一种降低果汁/果酒饮品有机酸的方法，从而取得更好的降酸效果，而且解决了保持果汁/果酒原有营养成分和原有风味、口感的技术问题。 [0007] 具体步骤如下：步骤（1）澄清果汁或发酵果酒： 选取水果原料加工成澄清的果汁/果酒。 [0008] 步骤（2）弱碱性阴离子交换树脂活化：所用树脂为大孔弱碱性阴离子交换树脂，取体积为被处理树脂体积2-5倍的饱和食盐水，浸泡树脂18-24小时后放尽食盐水，用纯净水漂洗至排出水不带黄色；然后，用3%-6%盐酸浸泡8-12小时后，放尽酸液，用纯净水洗至中性；然后，用0.5-5mol/L 氢氧化钠溶液浸泡 8-12小时后，放尽碱液，用纯净水洗至中性；重复此酸碱处理；处理时溶液的温度控制在在室温至80℃以下。 [0009] 该步骤的作用是使树脂上的所有活性基团暴露，树脂充分膨胀。 [0010] 其中，大孔弱碱性阴离子交换树脂具有较好的吸附和离子交换效果，可通过其吸附及离子交换作用降低果汁/果酒中的酸含量，同时可以通过对温度的调节控制该树脂对果汁/果酒中营养成分等物质吸附的影响。 [0011] 步骤（3）树脂预处理：将活化后的树脂放入果汁/果酒中搅拌至有机酸浓度平衡，然后更换果汁/果酒；待活化后的树脂与更换的果汁/果酒充分混合，直至处理后的果汁/果酒中的成分与原果汁/果酒中的成分基本保持不变时，预处理结束；将预处理的树脂装柱；该步骤中溶液的温度控制在果汁/果酒的冰点以上至25℃以下。 [0012] 该步骤利用树脂上所有活性基团都交换和吸附可以交换和吸附的物质的量的原理，其中，树脂对有机酸的吸附属离子交换，对果汁/果酒中营养成分等物质的吸附属物理吸附。树脂对黄酮的吸附-解吸，一定范围内温度越低，树脂上已吸附的黄酮越不易被解吸，树脂预处理可以减少之后步骤中果汁/果酒处理中黄酮吸附到树脂上的量，即减少果汁/果酒中营养物质损失。当温度控制在25℃以下时，树脂活性基团具有较好的吸附能力，能够大量吸附果汁/果酒中的营养成分等物质。因此，该步骤的作用是使活化后的树脂最大量的吸附有机酸和果汁/果酒中的营养成分等物质。 [0013] 步骤（4）树脂再生：用1-5BV的纯净水自下而上洗涤树脂柱，并得洗涤液；然后，用再生剂由下而上进入树脂柱，并有50%-90%的再生液体进行循环，流速为0.5-3BV/h，洗脱树脂上吸附的有机酸，并得再生液，洗脱的有机酸最大能够达到所吸附有机酸的80%以上；达到降酸要求后，用纯净水洗涤树脂至pH值为中性，并得洗涤液；该步骤中树脂及其中再生液的温度控制在其溶液冰点以上至25℃以下，所述再生剂为1-5mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾与0-1mol/L的钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐的混合溶液。 [0014] 由于吸附在树脂上的生物活性成分在碱性条件下比在中性或酸性条件下大2000倍，因此在该步骤中使用所述再生剂并有50%-90%的再生液体进行循环时，能够在降酸的同时极大地降低果汁/果酒饮品中生物活性成分的损失，从而保持果汁/果酒原有的风味和口感。因此该树脂再生步骤的作用是将树脂上交换的有机酸洗脱，但吸附在树脂柱的营养成分等物质不被洗脱，同时保持原有风味和口感。 [0015] 步骤（5）果汁/果酒降酸：将果汁/果酒自上而下进入树脂柱，液体流速为0.5-5BV/h，直到流出树脂柱的果汁/果酒不能满足要求时停止进料；果汁/果酒的处理过程中树脂及其中果汁/果酒的温度控制在大于25℃。 [0016] 该步骤利用树脂交换果汁/果酒中的有机酸而不吸附其它营养成分等物质的原理。步骤（4）树脂再生后，树脂对有机酸的交换未达到平衡，对营养成分的吸附仍处于平衡态。因此，在该降酸步骤中当柱体温度控制在25℃以上时，果汁/果酒流经树脂柱，树脂会快速交换有机酸，而果汁/果酒中的营养成分等物质不会被吸附，从而完成树脂对果汁/果酒的脱酸。 [0017] 步骤（6）重复使用：步骤（4）和步骤（5）交替进行，从而使树脂可以重复使用。 [0018] 本发明的方法相比于现有技术具有以下有益效果：相比于现有专利CN200910020545.8，该方法使用的树脂种类要少，工艺步骤更加简化，同时该方法中不需要添加乙醇等有机溶剂；其次，该发明与其它现有技术相比降酸效果最好，能够降酸80%以上。最后，该方法能够保持饮品原有营养成分和风味、口感。 [0019] 与此同时，该发明还具有以下优点：（1）采用动态、连续降酸，非静态降酸，更有利于大工业生产应用；（2）采用的工艺流程为部分循环再生，树脂可以重复使用，节约了生产成本（；3）工艺参数得到优化，利用了在不同温度和不同pH条件下有机酸和营养成分在树脂上的吸附比例差异大的特点。 [0020] 进一步地，步骤中（4）中所述树脂及其中再生液的温度控制在5℃以上至15℃以下，步骤（5）中所述树脂及其中果汁/果酒的温度控制在25℃以上至45℃以下，此时降酸效果最佳，并同时保持原有风味和口感。 [0021] 进一步地，经步骤（4）所得的再生液可以用于制作有机酸产品，或所述再生液与步骤（4）再生前后所得的洗涤液混合制作肥料。再生剂为氢氧化钠、碳酸盐钠或和碳酸氢钠混合溶液，其再生液为有机酸的钠盐，可以用于加工有机酸和其它种类的含钠产品；再生剂为氢氧化钾、碳酸盐钾或和碳酸氢钾混合溶液，其再生液为有机酸的钾盐，不仅可以用于加工有机酸和其它种类的含钾产品，更可以与洗涤液混合，通过调整pH值，调整钾和盐的含量，作为钾肥等使用。 [0022] 进一步地，所选用的果汁/果酒为山楂/杨梅/五味子/蓝莓的一种或其任意几种水果的混合，该发明可以对多种果汁/果酒饮品降酸。 具体实施方式[0023] 为了更好理解与实施，下面结合实施例详细说明本发明，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例，凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。 [0025] （2）弱碱性阴离子交换树脂活化：所用树脂为大孔弱碱性阴离子交换树脂，取体积为被处理树脂体积2-5倍的饱和食盐水，浸泡树脂18-24小时后放尽食盐水，用纯净水漂洗至排出水不带黄色；然后，用3%-6%盐酸浸泡8-12小时后，放尽酸液，用纯净水洗至中性；然后，用0.5-5mol/L 氢氧化钠溶液浸泡 8-12小时后，放尽碱液，用纯净水洗至中性；重复此酸碱处理；处理时溶液的温度控制在在室温至80℃以下。 [0026] （3）树脂预处理：将活化后的树脂放入葡萄酒中搅拌至有机酸浓度平衡，然后有机酸浓度保持不变时更换葡萄酒；待活化后的树脂与更换的葡萄酒充分混合，直至处理后的葡萄酒中的成分与原葡萄酒中的成分基本保持不变时，预处理结束；将预处理的树脂装柱；该步骤中溶液的温度控制在葡萄酒的冰点以上至25℃以下。 [0027] （4）树脂再生：用1-5BV的纯净水自下而上洗涤树脂柱，并得洗涤液；然后，用再生剂由下而上进入树脂柱，并有50%-90%的再生液体进行循环，流速为0.5-3BV/h，洗脱树脂上吸附的有机酸，并得再生液，洗脱的有机酸能够达到所吸附有机酸的85%；达到降酸要求，即树脂上吸附有机酸被洗脱85%，而吸附在树脂上的生物活性成分等没有显著失去，用纯净水洗涤树脂柱至pH值为中性，并得洗涤液；所述再生剂为1-5mol/L的氢氧化钠与0-1mol/L的碳酸钠的混合溶液；该步骤中树脂及其中再生液的温度控制在其溶液冰点以上至25℃以下。 [0028] （5）葡萄酒降酸：将葡萄酒自上而下进入树脂柱，液体流速为0.5-5BV/h，直到流出树脂柱的葡萄酒不能满足要求时停止进料；葡萄酒的处理过程中树脂及其中葡萄酒的温度控制在大于25℃。 [0029] （6）重复使用：步骤（4）和步骤（5）交替进行，从而使树脂可以重复使用。 [0030] 该实施例中对葡萄酒的降酸能够达到所吸附有机酸的85%，同时又不造成营养成分等物质的显著损失，生物活性成分没有显著差异，因此不影响葡萄酒原有的风味和口感。 [0031] 实施例2、葡萄汁降酸该实施例中，葡萄汁澄清步骤将葡萄→破碎→榨汁→过滤→澄清后，得到葡萄汁；然后弱碱性阴离子交换树脂活化步骤、树脂预处理步骤、树脂再生步骤、葡萄汁降酸步骤和重复使用步骤与实施例1相同。 [0032] 该实施例中葡萄汁的降酸最大能够达到所吸附有机酸的85%，而生物活性成分没有显著差异，饮用风味更好。 [0033] 实施例3、葡萄酒降酸该实施例中葡萄酒降酸前3个步骤澄清葡萄酒酿造步骤、弱碱性阴离子交换树脂活化步骤、树脂预处理步骤与实施例1相同；树脂再生步骤中树脂及其中再生液的温度控制在5℃以上至15℃以下，该步骤中其它流程和工艺均和实施例1相同；葡萄酒降酸步骤中树脂及其中葡萄酒的温度控制在25℃以上至45℃以下，该步骤中其它流程和工艺均和实施例1相同；重复使用步骤与实施例1相同。 [0034] 该实施例中树脂再生步骤中树脂及其中再生液的温度控制在5℃以上至15℃以下 |
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