一种利用柑橘加工副产物制备饮料的方法 |
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| 申请号 | CN202211553562.X | 申请日 | 2022-12-06 | 公开(公告)号 | CN115736151B | 公开(公告)日 | 2024-04-09 |
| 申请人 | 北冰洋(北京)饮料食品有限公司; | 发明人 | 曾鸣; 荣光; 路鑫; 张凡; 马勇; 李晴晴; 宋昊; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种利用柑橘加工副产物制备柑橘汁液的方法，包括：将柑橘皮用切碎机切成颗粒状，所得柑橘皮颗粒与柑橘囊衣以1:3至3:1的重量比例混合，翻动状态下喷洒助剂溶液至均匀分布，静置得到经处理后的柑橘皮与柑橘囊衣混合物，形成可受 力 压榨 的复合结构；而后将经处理的柑橘皮与柑橘囊衣混合物，采用高压 压滤机 进行压滤，从而获得柑橘皮与柑橘囊衣混合物中的柑橘汁液，经灭菌后即可进一步用于制备饮料。本发明利用颗粒状桔皮与囊衣形成可受力压榨的复合结构，在高压作用下滤出富含香气物质、膳食 纤维 、抗 氧 化物质的柑橘汁液，不仅汁液回收率大幅增加，回收汁液中香气物质含量得到有效保留，能够得到具有较好 风 味及色泽品质的饮料产品。 | ||||||
| 权利要求 | 1. 一种利用柑橘加工副产物制备柑橘汁液的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种利用柑橘加工副产物制备饮料的方法技术领域背景技术[0002] 柑橘是世界第一大宗水果，也是世界上最重要的经济作物之一。除鲜食外，国内每年都有大量的柑橘用于加工生产罐头、果汁、果酱等，在此过程中会产生大量的副产物皮渣，约占柑橘果重的50%，因此，全国柑橘皮渣的年排出量可达上千吨。具体而言，柑橘皮渣主要由果皮和部分残余果肉（囊衣）组成，其中柑橘果皮除含纤维、果胶、膳食纤维外，还有含有0.5%‑2.0%的挥发性精油，因而具有独特的芳香气味；且在现有榨汁工艺下，囊衣渣中多有果汁残留、水分含量高（可达85%‑90%）。尽管柑橘皮渣所含营养成分、功能性成分比较丰富，但目前国内皮渣资源化利用程度仍整体偏低。大部分皮渣未经处理，作为固体废弃物直接填埋，这对环境造成了极大污染；部分皮渣经干燥制粒、青贮或发酵处理后，作为畜禽饲料（如CN1617675A）；还有一些被用于提取类黄酮、橙皮苷等活性成分（如CN115138098A）。 [0003] 目前现有的柑橘皮渣副产物综合利用方式中，均涉及到固液分离操作，即利用机械脱水（如螺旋压榨机）或热能干燥设备降低皮渣含水率，以便后续加工使用。然而，热能干燥脱水能耗大；传统机械脱水效率低、效果差，且分离出的液体组分大多作为废弃物，处理后直接排放，仍对环境造成不利影响。 [0004] 因此，如何进一步提升柑橘皮渣副产物的再利用效率，提升柑橘加工产业的附加值，仍是一个需要解决的问题。 发明内容[0005] 针对现有技术存在的问题，为柑橘加工行业提供皮渣副产物资源的再利用途径，本发明首次提出了一种利用柑橘加工副产物制备柑橘汁液的方法。所述的方法利用颗粒状桔皮与囊衣形成可受力压榨的复合结构，在高压作用下滤出富含香气物质、膳食纤维、抗氧化物质的汁液，用于进一步制备饮料。 [0006] 尽管业内针对柑橘皮渣再利用途径进行了大量探索和实践，但鲜有利用柑橘皮渣中水分含量高、多有果汁残留，且富含多种活性物质等特点，制备饮料的方法。鉴于传统脱水机械设备（如螺旋压榨机）的工作效率低，发明人发现利用高压压滤机可高效回收柑橘皮渣液体组分，并可有效获取其中的香气物质以及生物活性物质。 [0007] 高压压滤机作为一种常见的固液分离设备，多用于化工、环保领域。其以滤布为过滤介质，通过向处理对象施加一定压力，使得液体组分高效渗出。但柑橘囊衣较为湿滑，在压滤板框中无法形成良好的承压结构。柑橘皮中水分含量低，且其中部分水氢质子与果胶大分子形成结合水或半结合水，受压时难以分离，无法有效回收。如何利用高压压滤机高效回收柑橘皮渣中的液体组分，并以其为原料制备饮料，仍需进一步探究。 [0008] 基于此，在进一步地研究探讨何种因素能够影响柑橘加工副产物高压压滤回收率，以及液体中香气物质、生物活性物质含量时，发明人发现在重量份数比柑橘皮颗粒：柑橘囊衣为1:3至3:1，经高压压滤柑橘皮与柑橘囊衣混合物，不仅汁液回收率大幅增加，回收汁液中香气物质含量得到有效保留，能够得到具有较好风味及色泽品质的饮料产品。 [0009] 有鉴于此，发明人提供了本发明的如下技术方案。 [0010] 为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种利用柑橘加工副产物制备柑橘汁液的方法，该方法包括以下步骤： [0011] 步骤1，柑橘加工副产物前处理 [0012] 将柑橘加工后剩下的副产物柑橘皮用切碎机切成颗粒状，所得柑橘皮颗粒与柑橘加工后剩下的副产物柑橘囊衣以1:3至3:1的重量比例混合，翻动状态下喷洒含果胶酶、抗坏血酸的助剂溶液至均匀分布，静置0.5‑5h，得到经处理后的柑橘皮与柑橘囊衣混合物，形成可受力压榨的复合结构； [0013] 步骤2，高压压滤及制备柑橘汁液 [0014] 将步骤1得到的经处理的柑橘皮与柑橘囊衣混合物，采用高压压滤机进行压滤，从而获得柑橘皮与柑橘囊衣混合物中的柑橘汁液，该柑橘汁液经灭菌后即可进一步用于制备饮料。 [0015] 进一步的，步骤1中所述柑橘为包括甜橙、宽皮柑橘、杂柑、柠檬、柚子在内的柑橘属水果。 [0016] 进一步的，步骤1中所述柑橘皮颗粒的大小为0.1cm×0.1cm至1.0cm×1.0cm。 [0017] 进一步的，步骤1中所述柑橘皮颗粒与柑橘囊衣的重量比为1:2至2:1。 [0018] 进一步的，步骤1中，以柑橘皮颗粒、柑橘囊衣的总重量为基准，所述助剂溶液的喷洒量为1‑20重量%。 [0019] 进一步的，步骤1中，所述助剂溶液中果胶酶的质量百分数为0.01%‑1.0%，酶活性达100‑1000U/ml；助剂溶液中抗坏血酸的质量百分数为0.001%‑1.0%。 [0020] 进一步的，步骤2中，所述高压压滤机的工作压力在0.5‑25MPa，工作时间为0.1‑10h。 [0022] 本发明的第二方面提供了一种柑橘汁液，所述柑橘汁液由上述方法制备得到。柑橘汁液的质量为柑橘皮与柑橘囊衣混合物初始质量的1/3至2/3。 [0023] 进一步的，所述柑橘汁液中富含香气物质——柠檬烯和芳樟醇，抗氧化物质——五甲氧基黄酮，以及膳食纤维物质——果胶。 [0024] 本发明相比现有技术的优点和有益效果是： [0025] 1、本发明以柑橘加工副产物为原料，解决了柑橘皮渣废弃、堆积带来的环境问题，提升了柑橘的产业附加值，实现了柑橘资源的有效利用。 [0026] 2、本发明采用了果胶酶辅助高压压滤技术，可有效获取柑橘皮渣滤液，以供进一步调制饮料。助剂中的果胶酶有效降解柑橘皮渣中果胶大分子，这可释放部分结合水，提高汁液回收率；助剂中的抗坏血酸可以有效防止滤液在压滤过程中的氧化变色。 [0027] 3、本发明采用切碎后的柑橘皮和柑橘囊衣形成相互交叠的可受力压榨的复合结构，有利于滤液组分的流出；并且在重量份数比柑橘皮颗粒：柑橘囊衣为1:3至3:1，经高压压滤柑橘皮与柑橘囊衣混合物，不仅汁液回收率大幅增加，回收汁液中香气物质含量得到有效保留，能够得到具有较好风味及色泽品质的饮料产品。 [0028] 4、本发明获得的产品香气风味好，营养价值高。柑橘皮经高压压滤后，精油类香气物质部分浸出，有效增强了饮料产品的风味，无需添加额外的香精香料；且可溶性膳食纤维、抗氧化物质（如类黄酮）等组分流出，直接赋予产品较高的营养价值。 [0030] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 [0031] 图1是本发明实施例中高压压滤柑橘皮渣的单元结构示意图； [0032] 图2是本发明实施例1红橘副产物汁液的气相色谱质谱仪检测谱图； [0033] 图3是本发明实施例1红橘副产物汁液的液相色谱质谱仪检测谱图； [0034] 图4是本发明实施例3甜橙副产物汁液的气相色谱质谱仪检测谱图； [0035] 图5是本发明实施例3甜橙副产物汁液的液相色谱质谱仪检测谱图； [0036] 图6是本发明测试例高压压滤后的汁液回收率结果图。 具体实施方式[0037] 在以下实施例中，在没有特别说明的情况下，涉及到的实验仪器和原料均为市售品。 [0038] 原料，见表1。 [0039] 表1 [0040] 原料名称 生产厂家红橘皮 北京北冰洋食品有限公司 红橘囊衣 北京北冰洋食品有限公司 甜橙皮 北京北冰洋食品有限公司 甜橙囊衣 北京北冰洋食品有限公司 果胶酶 沧州盛夏酶生物技术有限公司 抗坏血酸 石药集团维生药业（石家庄）有限公司 植物乳杆菌 丹麦科汉森股份有限公司 嗜酸乳杆菌 丹麦科汉森股份有限公司 [0041] 仪器，见表2。 [0042] 表2 [0043]仪器 型号 生产厂家 高压压滤机 1660 金凯地过滤设备有限公司 气相色谱质谱联用仪 7890A‑5975C 安捷伦科技有限公司 液相色谱质谱联用仪 6200 安捷伦科技有限公司 [0044] 实施例1： [0045] 本实施例以红橘加工产线中的皮渣副产物为原料，制备红橘副产物汁液，具体方法为： [0046] 步骤1，红橘加工副产物前处理 [0047] 将红橘加工后剩下的副产物红橘皮用切碎机切成颗粒状，红橘果皮颗粒大小控制在1.0cm×1.0cm，并将其与加工后剩下的副产物红橘囊衣以1:1比例混合。配制含有1.0%果胶酶及0.05%抗坏血酸的助剂溶液。 [0048] 每公斤原料在翻动状态下喷洒助剂溶液50mL，待二者完全混匀后静置1h，得到处理后的红橘果皮与红橘囊衣混合物。如图1所示，果皮与囊衣形成了可受力压榨的复合结构。 [0049] 步骤2，高压压滤 [0051] 所述汁液经处理后分别采用气相色谱质谱联用仪、液相色谱质谱联用仪测定，图谱如图2、图3所示，表明汁液中富含香气物质柠檬烯和芳樟醇等化合物、抗氧化物质五甲氧基黄酮等化合物。上述汁液经85℃/30min高温灭菌处理后，即得到红橘副产物汁液，放置于无菌暂存罐中待调配饮料。 [0052] 实施例2： [0053] 本实施例利用实施例1制备得到的红橘副产物汁液为原料，制备红橘汁饮料： [0054] 以实施例1所得红橘副产物汁液15%、白砂糖8%、果葡糖浆3%、羧甲基纤维素钠0.20%、D‑异抗坏血酸0.15%、D‑异抗坏血酸钠0.10%、山梨酸钾0.10%、水73.45%的比例在调配罐中进行调配。将调配好的物料进行均质、脱气、灭菌处理，并完成灌装，得成品红橘汁饮料。 [0055] 实施例3： [0056] 本实施例以甜橙加工产线中的皮渣副产物为原料，制备甜橙副产物汁液，具体方法为： [0057] 步骤1，甜橙加工副产物前处理 [0058] 将甜橙加工后剩下的副产物甜橙皮用切碎机切成颗粒状，果皮颗粒大小控制在0.5cm×0.5cm，并将其与加工后剩下的副产物甜橙囊衣以1:1比例混合。配制含有0.05%果胶酶及0.01%抗坏血酸的助剂溶液。 [0059] 每公斤原料在翻动状态下喷洒助剂溶液150mL，待二者完全混匀后静置0.5h，得到处理后的甜橙皮与甜橙囊衣混合物。 [0060] 步骤2，高压压滤 [0061] 将步骤1得到的处理后的甜橙皮与甜橙囊衣混合物，经隔膜泵输送至高压压滤机中，在1.5MPa下压滤5h，获得压滤后的汁液，经称量，汁液质量为原始混合物质量的36.4%。 [0062] 所述汁液经处理后分别采用气相色谱质谱联用仪、液相色谱质谱联用仪测定，图谱如图4、图5所示，表明汁液中富含香气物质柠檬烯和芳樟醇等化合物、抗氧化物质五甲氧基黄酮等化合物。上述汁液经85℃/30min高温灭菌处理后，即得到甜橙副产物汁液，放置于无菌暂存罐中待调配饮料。 [0063] 实施例4： [0064] 本实施例利用实施例3制备得到的甜橙副产物汁液为原料，制备发酵甜橙汁饮料： [0065] 向实施例3所得甜橙副产物汁液中加入白砂糖，将其糖度调整到15°Brix，并用植物乳杆菌与嗜酸乳杆菌（质量比1:1）组成的复合菌剂进行发酵，接种量为3%，于36℃下发酵24h。然后将发酵甜橙副产物汁液过滤，以发酵甜橙副产物汁液30%、白砂糖10%、蜂蜜2%、D‑异抗坏血酸0.15%、D‑异抗坏血酸钠0.15%、黄原胶0.10%、山梨酸钾0.10%、水57.50%的比例在调配罐中进行调配，得到混合物料。将调配好的物料进行均质、脱气、灭菌处理后完成灌装，得成品发酵甜橙汁饮料。 [0066] 实施例5 8：~ [0067] 按照与述实施例1相似的方法进行，不同的是，红橘果皮颗粒与红橘囊衣的混合比例不同，具体如表3所示。 [0068] 对比例1 4~ [0069] 按照与述实施例1相似的方法制备红橘副产物汁液，不同的是，红橘果皮颗粒与红橘囊衣的混合比例不同，具体如表3所示。 [0070] 表3（单位：kg） [0071] 组成成分 实施例1 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4红橘果皮 500 333.33 250 666.67 750 166.67 90.9 833.34 909.1红橘囊衣 500 666.67 750 333.33 250 833.34 909.1 166.67 90.9 [0072] 测试例： [0073] 根据以上5个实施例以及4个对比例，对原料进行高压压滤，分别统计压滤后汁液回收率（以原始混合物质量为基准）。 [0074] [0075] 各实施例及对比例的压滤后汁液回收率结果见图6。 [0076] 同时利用得到的红橘副产物汁液，以实施例2所述方法制备红橘汁饮料，邀请30位接受过专业感官检验训练的品评人员组成评定小组，按照表4中标准对红橘汁饮料的滋味、气味、色泽及状态进行综合评价，结果见表5。 [0077] [0078] [0079] 由图6及表5所示结果可知，相比于实施例1，当红橘加工副产物中囊衣比例过大时（对比例1、2），汁液回收率有所增加、但程度不高，这与柑橘囊衣较为湿滑，在压滤板框中无法形成良好的承压结构有关；此外，由于柑橘中的香气物质主要存在于橘皮中，当囊衣比例过大时，回收汁液中香气物质含量相对较低，同等条件下制备出的红橘汁饮料气味得分低，严重影响其整体接受度。 [0080] 而当颗粒状果皮比例过大时（对比例3、4），汁液回收率显著降低，这与橘皮自身水分含量低有关，此外，橘皮中的部分水氢质子与果胶大分子形成结合水，受压时难以分离，无法有效回收。同时，橘皮中含有一定量的挥发性精油物质及五甲氧基黄酮，压滤后部分浸出，使得回收汁液具有轻微的刺激性和苦味，由此制得的红橘汁饮料气味得分偏低，且产品滋味受到严重影响。 [0081] 由上可知，有效控制柑橘加工副产物中的橘皮/囊衣比例，对高压压榨后的汁液回收率及产品最终的感官品质有很大影响。 [0082] 最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。 |
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