技术领域
[0001] 本
发明属于
食品加工技术领域，涉及一种复合姜汁澄清剂及澄清姜汁提取液的制备方法。
背景技术
[0002] 姜通称生姜，其味辛、性温，具有发汗解表、化痰止咳、开胃止呕的作用，是一种广泛应用的药食两用
植物，除含有姜油
酮、姜酚等主要生理活性物质外，还含有
蛋白质、多甙、维生素和多种微量元素。每100 g鲜生姜可食部分含蛋白质1.4 g、脂肪0.7 g、糖8.8 g、
钙20 mg、磷45 mg、
铁7 mg、胡萝卜素0.18 g、维生素B1 0.01 mg、维生素C 4 mg及尼克酸0.4 mg等。生姜以肥大的肉质根茎供食用，是人们日常生活中不可缺少的重要
调味品之一。
[0003] 中国是生姜的发源地及主要出产国之一，生姜的种植在我国具有悠久的历史。20世纪以后，中国也渐成为生姜的主要出口国之一。但生姜的贮藏较难，易腐烂变质，因此每到
收获季节，产区生姜损失很大。迄今为止，生姜的贸易主体仍是干姜，生姜食用多作普通调味料，在我国一直以原姜或姜粉为主，利用率极低。
[0004] 近年来，国内外开发了多种生姜保健食品，如姜汁饮料、姜茶、姜醋饮料、姜汁奶制品、姜汁凝乳、生姜
风味小食品、
甘草酸梅姜、葱酥糖姜片等。生姜汁被广泛应用于饮料的开发与生产，但目前以生姜为原料加工成的饮品大多是通过食用
包埋剂或
喷雾干燥法制成的生姜固体饮料。外观清澈透亮、色泽晶莹、清新爽口的澄清型姜汁饮品凤毛麟
角。
[0005] 本发明实验发现姜汁的澄清对保持体系的稳定以及确保产品的
质量有着十分重要的意义。目前国内通常采用酶法进行姜汁的澄清，利用果胶酶、
淀粉酶等酶制剂进行
水解果汁中能够引起混浊的果胶物质以及多糖，使果汁中其它胶体失去果胶的保护作用而共同沉淀，从而达到澄清的目的，同时提高了生产效率与出汁率，对保持营养成分也十分有利。果胶酶制剂是分解果胶多种酶的总称，主要有果胶酯酶（PE）、聚半乳糖
醛酸酶（PG）等，干酶制剂用量一般为2 4 g/L，反应
温度45 55℃，反应时间1 3 h。α-淀粉酶酶解淀粉的最佳工~ ~ ~
艺条件是：先调
整经糊化后的姜原汁的pH为4，再按0.2 mL/L的量，在60℃温度下保温处理
30 min。
[0006] 但酶法澄清姜汁同时存在着操作复杂、成本高、澄清效果差等缺点，姜汁在长期静置中易受微
生物污染而
发酵变质，无法保证其质量，必须加入适当的
防腐剂。
[0007] 王继红、孔繁东等采用明胶
单宁澄清法，通过明胶、单宁对姜汁澄清实验表明：当明胶添加量为0.04‰，单宁添加量为0.07‰，常温下作用1 h，透光率为98.6%，但是
颜色与
稳定性相对较差，对感官造成较大影响，且易发生二次浑浊。
[0008] 因此，通过对姜汁澄清剂及澄清姜汁提取工艺研究，制备清澈透亮质量稳定且能最大限度保持姜辣素等有效成分含量的姜汁产品，对拓宽姜产品市场是很有必要的，同时也为生姜的综合开发利用提供新思路。
发明内容
[0009] 本发明针对
现有技术中，在姜汁提取及澄清工艺中存在的上述问题，提供一种复合姜汁澄清剂，同时还提供了一种使用该复合姜汁澄清剂的澄清姜汁提取液的制备方法。
[0010] 本发明技术方案如下：
[0011] 一种复合姜汁澄清剂，由以下重量份的原料混合而成：凹土负载壳聚糖25～35、海藻酸钠15～20、羧甲基
纤维素钠11～22、黄原胶13～16、胶原5～8和茶多酚0.5～1；
[0012] 所述的凹土负载壳聚糖的制备方法，步骤包括：
[0013] 1）将凹土于700℃下
煅烧4 h，降温后，加入到1 mol/L的
盐酸水溶液中，凹土在盐酸水溶液中浓度为0.5 g/mL，90℃下恒温搅拌4 h，然后离心，收集固体并水洗至中性，然后加入到质量分数为10%的草酸水溶液中，加入量为0.5 g/mL，室温搅拌2 h静置5 h，离心分离，收集固体水洗至中性，120℃烘干，得到酸活化凹土；
[0014] 2）将10wt%草酸水溶液和1wt%乙酸水溶液按体积比为4:1混合，然后加入溶液质量3%的壳聚糖，加入过程中搅拌转速50～60rpm，然后将溶液加热到50℃并保温至壳聚糖完全溶解，得到淡黄色黏滞壳聚糖溶胶；
[0015] 3）取壳聚糖溶胶，用2.5倍体积的水稀释，加热至50℃搅拌1 h，然后降至室温，按5 g/ml浓度加入酸活化凹土，搅拌5 h，离心、抽滤，55℃
真空干燥至恒重，得凹土壳聚糖；
[0016] 4）再次取与步骤3）同体积的壳聚糖溶胶，用1倍体积的水稀释，加入步骤3）负载且干燥后的凹土壳聚糖，50℃搅拌6 h，静置，除去上清液，向剩余物中加入壳聚糖溶胶2倍体积的1.0 mol/L的NaOH水溶液，搅拌1 h后，离心，水洗至中性，抽滤，55℃真空干燥至恒重，得淡黄色的凹土负载壳聚糖。
[0017] 一种澄清姜汁提取液的制备方法，使用上述复合姜汁澄清剂，包括以下步骤：
[0018] 1）将新鲜生姜清洗、切片，加入护色剂，干燥，然后
粉碎至40-60目的姜粉，加入3倍质量的水，湿润混匀，经双螺杆
挤压膨化，粉碎至100-200目，得膨化姜粉；
[0019] 2）将步骤1）中所得的膨化姜粉与水按照1：20的质量比混合得姜浆，向其中加入0.006wt%的果胶酶和0.004wt%的
纤维素酶，在初始PH 值5.5、40℃下酶解30～60min；然后加入0.012wt%的葡糖淀粉酶，在初始pH值4.5、55 ℃下酶解30min～120min，酶解完成后升温至80˚C保温6～10min，灭酶，降温，得酶解姜浆；
[0020] 3）向步骤2）所得酶解姜浆中加入1～2wt%的有机纤维素助滤剂，混合均匀，100目
压榨过滤，分别收集姜液和姜渣；
[0021] 4）向步骤3）的姜液中，加入0.5～2wt%复合姜汁澄清剂，超声 5-60min，经5000 r/min离心20～30 min，得澄清姜汁；
[0022] 5）步骤3）所得姜渣60℃干燥后，以60 wt %的
乙醇水溶液为提取剂，料液比1:15g/mL，在超声功率120W，超声温度40℃下提取15min，过滤，收集滤液，经旋转
蒸发得生姜提取物；
[0023] 6）向步骤4）所得的澄清姜汁中加入0.01～0.1wt%的生姜提取物，混合均匀，得澄清姜汁提取液。
[0024] 所述的，步骤1）中生姜切片大小为0.5～1.0cm、厚度0.2～0.3cm；
[0025] 所述的，步骤1）中护色剂为pH4.5～5.5的
柠檬酸水溶液、0.02-0.10wt%
抗坏血酸钠水溶液和0.015-0.15wt%的柠檬酸亚
锡二钠水溶液中的一种或者几种混合；
[0026] 所述的，步骤1）中双螺杆挤压膨化机的套筒温度为40～45℃、螺杆转速为100～120r/min、模口孔径为5～10mm；
[0027] 所述的，步骤4）中超声条件为超声
频率0.1～1.0MHz、温度10～50℃；
[0028] 所述的，步骤4）中复合姜汁澄清剂成分为凹土负载壳聚糖、海藻酸钠、
羧甲基纤维素钠、胶原和茶多酚。
[0029] 本发明提供的复合姜汁澄清剂，以凹土负载壳聚糖为主要成分，配合使用海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、黄原胶、胶原和茶多酚。凹土具有特殊的纤维结构以及不同寻常的
吸附性能，同时具有脱色能
力，而
酸化凹土去除无效成分的效果更优于普通凹土。壳聚糖是天然的阳离子型絮凝剂，具有优良的絮凝效果，同时具有良好的
生物相容性、适应性与安全性。用酸化凹土和壳聚糖复配，用于姜汁澄清，凹土与壳聚糖结合可与酸性环境中带负电荷的可溶性蛋白质、纤维素、果胶、悬浮颗粒、单宁等物质发生很强的凝集作用。另外，通过加入的海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、黄原胶、胶原和茶多酚等辅助成分，与凹土负载壳聚糖协同增效，海藻酸钠、羧甲基纤维素钠与黄原胶等形成共凝聚物，并与胶原形成复合物，能使姜汁中引起混浊的蛋白等充分
凝结沉淀，去除鞣质类杂质，更加全面彻底吸附姜汁中的悬浮物及色素等，提高产品收率和质量，缩短澄清时间，降低成本，安全可靠，同时还具有防腐抑菌作用，能有效地延长姜汁贮藏期。
[0030] 本发明提供的澄清姜汁提取液的制备方法中，挤压膨化技术是通过高温、高压、高剪切的作用，使姜粉中的淀粉糊化、蛋白质变性、脂肪细胞破裂、纤维素断裂，对具有保健功能的、对热较敏感的营养成分保留率相对较高，有利于后续加工的进行。将葡糖淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等酶解处理与本发明复合姜汁澄清剂配合使用，生姜细胞壁的胞间层主要为果胶质，初生壁的主要成分为纤维素、半纤维素，次生壁的主要成分为纤维素，果胶酶可以使长链的大分子原果胶分解成短链的小分子可溶性果胶、低聚半乳糖醛酸和半乳糖醛酸，纤维素酶能催化纤维素水解，使纤维素增溶和
糖化，葡糖淀粉酶能将液态淀粉中的糖苷键逐步水解为
葡萄糖、异麦芽糖、潘糖等低聚糖。因此分别选用果胶酶和纤维素酶进行酶解以破坏细胞壁的胞间层、去掉细胞的纤维素外壁，葡糖淀粉酶转化姜汁中的易引起浑浊的淀粉和蛋白质成分，得到游离的裸露原生质体，从而提高生姜的出汁率。制备方法中，对姜渣采用
植物油及乙醇萃取，使主要分布在姜皮中的营养成分姜辣素等充分溶出，最大限度保留了姜汁有效成分，澄清处理后，再用葡萄糖
氧化酶酶解，能将葡萄糖转化为
葡萄糖酸，同时产生过氧化氢，可以除去姜汁中的氧，从而有效地防止变质，去除天然色素，防腐保鲜，还可增加姜汁鲜美滋味。
[0031] 本发明技术方案有益效果为：
[0032] 1）本发明复合姜汁澄清剂，用凹土和壳聚糖复配，配合使用海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、黄原胶、胶原和茶多酚，具有优良的絮凝效果，具有良好的生物相容性、适应性与安全性。可更加全面彻底吸附姜汁中的悬浮物及色素等，能使姜汁中引起混浊的蛋白等充分凝结沉淀，去除鞣质类杂质，提高产品收率和质量，缩短澄清时间，降低成本，安全可靠，同时还具有防腐抑菌作用，能有效地延长姜汁贮藏期。
[0033] 2）本发明澄清姜汁提取液的制备方法，在充分保留原料各营养成分的同时大大提高了提取的姜汁中姜辣素的含量，营养物质流失少，澄清剂用量低，大幅度提高了姜汁稳定性，制备的姜汁外观清澈透亮、色泽晶莹、且降低了姜汁的辛辣感，口感香醇，感官质量明显提高。
具体实施方式
[0034] 下面通过
实施例和对比例进一步说明本发明技术方案的的有益效果。
[0035] 本发明所用生物酶均为食品级，购自江苏锐阳生物科技有限公司，其它原料若无特别说明，也均为市场购买得。
[0036] 实施例1
[0037] 一种复合姜汁澄清剂，由以下重量份的原料混合而成：凹土负载壳聚糖30、海藻酸钠18、羧甲基纤维素钠16、黄原胶15、胶原6和茶多酚0.7；
[0038] 所述的凹土负载壳聚糖的制备方法，步骤包括：
[0039] 1）将凹土于700℃下煅烧4 h，降温后，加入到1 mol/L的盐酸水溶液中，凹土在盐酸水溶液中浓度为0.5 g/ml，90℃下恒温搅拌4 h，然后离心，收集固体并水洗至中性，然后加入到质量分数为10%的草酸水溶液中，加入量为0.5 g/ml，室温搅拌2 h静置5 h，离心分离，收集固体水洗至中性，120℃烘干，得到酸活化凹土；
[0040] 2）将10wt%草酸水溶液和1wt%乙酸水溶液按体积比为4:1混合，然后加入溶液质量3%的壳聚糖，加入过程中搅拌转速50～60rpm，然后将溶液加热到50℃并保温至壳聚糖完全溶解，得到淡黄色黏滞壳聚糖溶胶；
[0041] 3）取壳聚糖溶胶，用2.5倍体积的水稀释，加热至50℃搅拌1 h，然后降至室温，按5 g/ml浓度加入酸活化凹土，搅拌5 h，离心、抽滤，55℃真空干燥至恒重，得凹土壳聚糖；
[0042] 4）再次取与步骤3）同体积的壳聚糖溶胶，用1倍体积的水稀释，加入步骤3）负载且干燥后的凹土壳聚糖，50℃搅拌6 h，静置，除去上清液，向剩余物中加入壳聚糖溶胶2倍体积的1.0 mol/L的NaOH水溶液，搅拌1 h后，离心，水洗至中性，抽滤，55℃真空干燥至恒重，得淡黄色的凹土负载壳聚糖。
[0043] 实施例2
[0044] 一种复合姜汁澄清剂，由以下重量份的原料混合而成：凹土负载壳聚糖25、海藻酸钠20、羧甲基纤维素钠11、黄原胶13、胶原5和茶多酚0.5；
[0045] 实施例3
[0046] 一种复合姜汁澄清剂，由以下重量份的原料混合而成：凹土负载壳聚糖35、海藻酸钠15、羧甲基纤维素钠22、黄原胶16、胶原8和茶多酚1。
[0047] 对比例1
[0048] 一种复合澄清剂，由以下重量份的原料混合而成：凹土30、壳聚糖30、海藻酸钠18、羧甲基纤维素钠16、黄原胶15、胶原6和茶多酚0.7；
[0049] 澄清剂效果对比： 取压榨处理后的姜液各100g，分别加入本发明实施例1～3制备的澄清剂及用于对比的澄清剂，澄清剂用量均为2g，澄清效果见表1。
[0050] 表1 不同澄清剂对姜汁澄清效果的比较
[0051]
[0052] 实施例4
[0053] 一种澄清姜汁提取液的制备方法，使用实施例1的复合姜汁澄清剂，包括以下步骤：
[0054] 1）将新鲜生姜清洗、切片，大小为0.5～1.0cm、厚度0.2～0.3cm，加入体积比为1:1 的柠檬酸水溶液（pH4.5～5.5）和抗坏血酸钠水溶液（0.02～0.10wt%）的混合护色剂，干燥，然后粉碎至40～60目的姜粉，加入3倍质量的水，湿润混匀，经双螺杆挤压膨化，套筒温度为40～45℃、螺杆转速为100～120r/min、模口孔径为5～10mm，然后粉碎至100～200目，得膨化姜粉；
[0055] 2）将步骤1）中所得的膨化姜粉与水按照1：20的质量比混合得姜浆，向其中加入0.006wt%的果胶酶和0.004wt%的纤维素酶，在初始PH 值5.5、40℃下酶解30～60min；然后加入0.012wt%的葡糖淀粉酶，在初始pH值4.5、55 ℃下酶解30min～120min，酶解完成后升温至80˚C保温6～10min，灭酶，降温，得酶解姜浆；
[0056] 3）向步骤2）所得酶解姜浆中加入1～2wt%的有机纤维素助滤剂，混合均匀，100目压榨过滤，分别收集姜液和姜渣；
[0057] 4）向步骤3）的姜液中，加入0.5～2wt%复合姜汁澄清剂（由实施例1制备），超声5～60min，超声频率0.1～1.0MHz、温度10～50℃，经5000 r/min离心20～30 min，得澄清姜汁；
[0058] 5）步骤3）所得姜渣60℃干燥后，以60 wt %的乙醇水溶液为提取剂，料液比1:15（g/mL），在超声功率120W，超声温度40℃下提取15min，过滤，收集滤液，经
旋转蒸发得生姜提取物；
[0059] 6）向步骤4）所得的澄清姜汁中加入0.01～0.1wt%的生姜提取物，混合均匀，得澄清姜汁提取液。
[0060] 实施例5
[0061] 澄清姜汁提取液的制备方法，使用实施例2的复合姜汁澄清剂，步骤同实施例4。
[0062] 实施例6
[0063] 澄清姜汁提取液的制备方法，使用实施例3的复合姜汁澄清剂，步骤同实施例4。
[0064] 对比例2
[0065] 澄清姜汁提取液的制备方法，步骤2）同时加入果胶酶、纤维素酶、葡糖淀粉酶，加入量不变，初始PH 值5.5、50℃下酶解1h，其它步骤同实施例4。
[0066] 对比例3
[0067] 澄清姜汁提取液的制备方法，步骤3）压榨过滤后姜渣不经步骤4）处理直接丢弃，其它步骤同实施例4。
[0068] 实施例4～6和对比例2～3澄清姜汁提取液的制备方法效果对比，效果见表2：
[0069] 表2 不同澄清姜汁提取液的制备方法效果的比较
[0070]
[0071] 由表1可见，不同的澄清剂对姜汁的澄清效果有较大差异。对比例1及单一的凹凸负载壳聚糖、纯化凹土、酸化凹土，其澄清效果均低于实施例1-3中的复合澄清剂。这是由于复合澄清剂经复配后，其协同作用远大于单一澄清剂。表2中，对比例2中在酶解过程中一步加酶进行酶解，其出汁率与实施例4-6相比有所降低，这是因为，一步加酶法无法实现每种酶在其最佳条件下的酶解效果；对比例3则是姜渣没有被进一步提取有效成分直接被丢弃，其中的风味有效成分没有经过回添，造成所得清汁中姜风味不足，此外也造成了资源的浪费。而经实施例4-6所述方法的处理后，姜汁的出汁率及所含有效成分均有较大幅度的提高。对比表1、表2可以发现，表1中实施例及对比例中生姜的处理为直接取汁，而表2中实施例中生姜的处理为干燥膨化后进行酶解取汁。从澄清姜汁中所含营养成分可以看出，经过膨化酶解后的生姜所得清汁中营养成分更为丰富，特别是可溶性固形物的含量提高了4-5倍，影响澄清汁稳定的蛋白质的含量有所降低，大大提高了生姜澄清汁的稳定性。
