年产1000吨桑葚NFC果汁生产线初步设计文献综述

 2022-08-02 14:44:09

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文献综述

1 桑葚研究现状

桑葚是多年生木本植物桑的成熟果实,呈圆柱形,深紫色或黑色,少有白色。桑葚含维生素与Ca、Fe等矿物元素及人体必需的18种氨基酸和微量元素等营养成分,并含有果胶、无机盐类和紫红色色素等[1]。桑葚不仅营养丰富还具有很高的药用价值,是药食两用的农产品之一。中医认为桑葚有补肝益肾、滋阴养血、黑发明目、祛斑延年的功效。现代医学对桑葚进行药理、药效毒理测试的结果也表明,桑葚能提高动物体内酶的活性,抑制有害物质的生成,增强抗寒、耐劳能力,延缓细胞衰老,防止血管硬化,以及提高肌体免疫等功能。桑葚可以满足开发保健食品的需求,并能取得很好的经济效益和社会效益。所以,开发利用桑葚资源前景广阔。

1.1 桑葚基本成分

桑葚含果肉(71.40%),果皮(23.50%),种子(2.90%),果柄(2.20%)。桑葚除含有大量的水分(80.00%~85.00%),还含有粗纤维(0.91%)、蛋白质(0.38%)、转化糖(9.19%)、游离酸(1.86%)、VB1(0.05%)、VB2(0.02%)、VC(1.02%)、胡萝卜素、芦丁、杨梅酮、桑色素、芸香苷、鞣质、花青素(主要为矢车菊素)、脂类、挥发油、矿物质及微量元素、磷脂、白藜芦醇等成分[2]。其酯类的脂肪酸主要为亚油酸(68.30%)、油酸(12.70%)和棕榈酸(11.85%),还含有少量的肉豆蔻酸(0.15%)、棕榈油酸(0.19%)硬脂酸(4.46%)和亚麻酸(0.98%)等[3]。挥发油的主要成分为桉叶素和香叶醇。微量元素钼的含量为4.60mu;g/kg,为百果之首。主要的磷脂组分中以磷脂酰胆碱含量最高(32.15%)其次为溶血磷脂酰胆碱(19.30%)及磷脂酰乙醇胺(15.91%)。桑葚中含有18种氨基酸,其中有人体所必须的8种氨基酸。桑葚中含钙(1873.65~4437.52mg/kg)、钾(10.86~15.27mg/kg)、镁(904.48~1033.11mg/kg)、硫(49.35~642.25mg/kg),丰富了人们对桑葚的认识[4]。此外,桑籽油中含有不饱和脂肪酸(81.20%),亚油酸(69.63%)、总黄酮(0.03%)、VE(0.07%),因此桑籽也具有较大的利用价值。桑葚与常见水果葡萄相比,富含的花青素(防癌抗癌抗氧化)是葡萄5倍;硒等微量元素(治疗及保护人类心脏及免疫系统)含量是葡萄酒的12.41倍;蛋白质为葡萄酒的8.44倍;赖氨酸(增强人的体能,提高人体免疫功能)是葡萄酒的9.23倍,抗氧化物质远远高于葡萄,是果中极品;特别是抗诱变作用的白藜芦醇物质能刺激人体某些基因抑制癌细胞生长,还可以阻止致癌物质引起的细胞突变并能防止血栓的形成,其含量是葡萄酒的2倍。表1是桑葚汁与苹果汁中维生素及矿物质含量的比较[5],与苹果汁相比,桑葚汁VB1、VB2、叶酸和烟酸含量均超过苹果汁,钾、铁、钙和含量也高于苹果汁,其中铁的含量是苹果汁的1.4倍,钾的含量是苹果汁的10倍,VC的含量大约为苹果的2倍。

表1 桑葚汁与苹果汁维生素及矿物质含量比较(mg/L)

成分

桑葚汁

苹果汁

维生素C

46.00

10.00-70.00

维生素B1

0.40

0.06-0.40

维生素B2

0.80

0.10-0.50

维生素B6

0.20

0.30-1.60

叶酸

0.10

0.02-0.04

烟酸

12.00

1.00-5.00

beta;-胡萝卜素

0.30

0.30-0.60

1590.00

1120.00

11.37

1.00

73.80

70.00

1.2 桑葚生物活性成分

桑葚中的主要活性成分有抗坏血酸、花青素、白藜芦醇、微量元素硒等。其中抗坏血酸和花青素具有很强的抗氧化作用,能够减少糖尿病小鼠红细胞中的氧化性物质[6]。但桑葚的抗氧化作用存在品种的差异,黑桑葚的抗氧化能力和 DPPH自由基清除资助项目能力比白桑葚强,桑葚的抗氧化能力与其中的总花色苷含量有关[7]。花青素有助于糖尿病和胰腺疾病的治疗,在体内引起的生物效应包括抑制自由基的产生,减少脂质过氧化,减少胰腺肿胀,以及降低血液和尿液中的糖浓度。白藜芦醇能刺激人体内某些基因,抑制癌细胞生长,并能阻止血液栓塞的形成[8]。微量元素硒是人体红细胞谷胱甘肽过氧化物酶和磷脂过氧化氢谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分,主要作用是参与酶的合成,保护细胞膜的结构与功能免遭过度氧化和干扰,在抗氧化方面由于与VC具有协同作用而提高了桑葚的保健功效[9~10]

1.2.1 花色苷

花色苷是桑葚果实里含有的一类非营养的活性成分。成熟桑葚中富含花色苷,尤其是一种能使水果从红色转变为紫色的花色苷,且含量较高。花色苷的种类很多。研究表明,桑葚中含有的花色苷主要是矢车菊素-3-O-葡萄糖苷和矢车菊素-3-O-芸香糖苷。这些花色苷分子量较小,结构简单,容易被人体吸收,具有较高的营养价值[11]

1.2.2 芦丁

芦丁是广泛存在于桑葚中的黄酮醇配糖体,两个配糖体为葡萄糖和鼠李糖。芦丁可阻止结肠癌的形成,有凉血止血、清肝泻火,具抗炎、抗病毒作用。

1.2.3 白藜芦醇

桑葚果实中含有一种叫“白藜芦醇”的物质,产于浆果果皮中,是植株对真菌病害感染反应的结果。据检测,桑葚果实中白藜芦醇含量为7.875mu;g/g。医学研究证明,白藜芦醇能刺激人体内某些基因,从而抑制癌细胞的生长,阻止血液细胞中栓塞的形成、致癌物质引起的细胞突变和低密度脂蛋白的氧化等。桑葚果实因此而具有防心血管疾病、防癌、抗病毒及免疫调节作用。白藜芦醇还具有预防由巨噬细胞引起的腹部炎症和降低动物动脉硬化的功效[12]。目前世界上有十余多个国家和地区在开发白藜芦醇原料及制剂,被誉为继紫杉醇之后的又一新的绿色抗癌药物。

1.2.4 桑葚多糖

桑葚多糖是一种多聚化合物,由多个相同或不同的单糖通过糖苷键连接而成。研究表明,桑葚因含有桑葚多糖而具有多种功能作用,如降血脂、降血糖、护肝、防癌、抗突变、抗诱变、抗衰老等。桑葚多糖的作用机理为:通过提高谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,阻止自由基的反应链,清除自由基[13]

2 桑葚汁加工现状

2.1 桑葚纯果汁

如今桑葚纯果汁加工技术一般如下:

首先采摘桑葚,剔除外形变异、有虫斑、色泽异常的果实,选择紫黑色的成熟的桑葚果为加工桑葚果汁的原料。将果蒂、果叶拣出来,扔掉;后对自来水用双核臭氧杀菌设备等消毒设备进行消毒,之后将水静置一段时间,待臭氧气味散尽后,用这种水清洗桑葚果。要求洗掉桑葚表面的泥巴等杂物;然后将桑葚放入打浆机中打浆,可制得桑葚果浆;将桑葚果浆放入胶体磨中进行细化处理,可制得桑葚果汁;采用滤布或过滤机,对桑葚果汁进行过滤,滤除果汁中的果渣;将过滤后的桑葚果汁放在夹层锅或冷热缸中,通入蒸汽加热,并不断搅拌。当果汁温度达到100摄氏度时,停止加热;将果汁趁热灌入经过消毒处理的瓶子中,并及时封口。瓶子应符合食品包装安全标准,可选用耐高温的塑料瓶或玻璃瓶;将包装好的果汁放入冷水池中进行冷却,冷却水要提前进行消毒处理,并要保持流动性,且应经常更换,以保障冷却水的卫生质量;最后按照相关食品安全标准,对冷却后的桑葚果汁进行检验。经检验合格的桑葚果汁可作为成品,入库保存、对外销售。

2.2 桑葚果汁饮料

目前市场多以桑葚调配性果汁为主。在上述纯果汁的加工基础上,其以桑葚原汁为原料添加甜味剂、香精等配料调配而成。配料为桑葚、25%蔗糖液、柠檬酸,工艺流程为:桑葚→清洗→热烫(60℃,20min)→压榨→成分调整(糖度13%,酸度0.90%~1%)→澄清→过滤→封罐→杀菌→冷却成品,可得清澈透亮具桑葚特有风味的甜果汁[14]。其制作工艺相比于桑葚纯果汁多添加了一些天然甜味料或柠檬酸,对果汁进行调甜或调酸。但是天然甜味料或柠檬酸的使用量不可过大,要符合果汁相关标准的规定。

当然现在依旧还有一些特殊的工艺方法可以完善其工艺过程,比如添加一些酶等,既可以增大其出汁率,同时也可以改进风味。

3 非浓缩还原汁研究进展

当今,健康趋势是推动NFC(Not From Concentrate)果汁需求增长的主要因素,消费者不断追求含有天然成分、低糖的健康产品。与传统果汁相比,NFC果汁更营养、更健康,因此日益受到广大消费者的青睐,随着更多NFC果汁加工技术和装备的发展和推广,我国NFC果汁产业的发展具有广阔的前景。

3.1 非浓缩还原汁简介

NFC果汁即非浓缩还原100%果汁,是水果经过榨汁后直接进行巴氏杀菌,在低温环境中加工而成。由于这种鲜榨果汁在加工过程中受热时间比较短,所以营养损失比较少,而且更好地保持了新鲜水果的原汁原味。这种果汁的缺点是适合低温保存,保质期相对较短;此外,由于它是真正的纯果汁,加上储存不易,所以成本也较高。NFC果汁的灌装分冷灌装、热灌装。冷灌装更利于保存原果汁的营养成分与口味,热灌装更利于果汁的保存时效性。

3.2 非浓缩还原汁加工工艺及设备

其通常生产过程为:水果预处理→二道清洗→三道毛刷清洗→拣选→四道鼓浪清洗→去壳→破碎→榨汁→剪切→过滤→预热→霉化→巴氏杀菌→UHT瞬时杀菌→冷却→无菌罐装。

其技术工艺及装备要点如下。①要求NFC果汁加工设备可移动到产地就近加工,以保证原料果新鲜完好,一般要求从采收到加工成NFC果汁的时间不超过6~7h,以保证NFC鲜榨果汁的品质及营养;②加工浆果NFC果汁时,原料果不宜清洗,要求NFC果汁加工设备必须设计有相应的除尘除杂和过滤装置;③传统的榨汁机不适应多品种(仁果、核果、浆果)果蔬汁产地就近加工,必须研制多品种高效防氧化榨汁机组;④由于NFC果汁加工设备大都在产地就近加工,废水处理要节能环保,所以要设计不添加酸和碱液的清洗工艺和设备;⑤由于NFC果汁含有果肉,其流动性和热传导性较差,必须设计热传导和杀菌的技术及装备;⑥由于NFC果汁加工设备要根据不同季节、不同地域、不同鲜果蔬异地移动加工,要求热源不能带压工作,要研发节能环保的供热设备;⑦由于NFC果汁的糖度和酸度非常适合细菌繁殖,除要求在加工过程中彻底灭菌外,还要开发NFC果汁无菌贮藏和无菌灌装设备[15]

3.3 非浓缩还原汁优点

NFC果汁在加工过程中受热时间比较短,所以营养损失比较少,而且更好地保持了新鲜水果的原汁原味。并且由于其未经过浓缩与还原的复杂加工,其新鲜度及口感均优于浓缩还原果汁。

NFC果汁市场接受度较好,发展空间很大。NFC果汁在广告中通常都打出了纯鲜榨、更健康的口号,而从消费者的角度来说,NFC果汁的口味也是十分重要的。与普通浓缩果汁相比,NFC果汁的味道更浓,且有果汁沉淀,感觉更加新鲜。虽然NFC果汁在营养成分上与传统的浓缩果汁没有太大区别,但其零添加、新鲜度高的特点却很受消费者欢迎。由于群众的生活观念不断发生改变,对健康越来越重视,对新鲜、原汁等理念更是特别追求,鲜榨果汁会受到越来越多人的喜爱,且当前我国NFC果汁才刚起步,可以说,NFC果汁有很大的发展空间。

NFC果汁原料不是浓缩果汁,而是用鲜橙、鲜苹果直接榨汁,不浓缩,也不兑水,尽可能地保持新鲜水果榨汁后的原始天然状态,且在生产中,采用鲜果冷压榨技术。鲜果冷压榨是指不对原料果进行热处理,原料果破碎后在常温或低于常温下进行榨汁,利用鲜果冷压榨技术以最大程度上保留果汁的口感,避免营养物质和香味成分被破坏,在这种工艺下,水果的大部分都被保留,包括果肉。NFC果汁的另一个特点是配料中没有水,看成分表中是否有水也是判断是否是浓缩果汁的方法。

4 研究目的意义

现代研究证实,桑葚果实中含有丰富的活性蛋白、维生素、氨基酸、胡萝卜素、矿物质、白藜芦醇、花青素等成份,营养是苹果的5~6倍,是葡萄的4倍,具有多种功效,被医学界誉为“21世纪的最佳保健果品”。常吃桑葚能显著提高人体免疫力,具有延缓衰老,美容养颜的功效。我国桑葚资源丰富,但分布不均。由于桑葚成熟期短、易腐烂变质、不耐长途运输,导致桑葚在非产区市场价格高,不能满足当地消费者的需求,而在产区价格低廉,造成资源浪费。因此,有必要探索新的保藏技术延长桑葚的贮藏时间,从而扩大新鲜桑葚的市场,同时加大桑葚深加工的研究,满足不同层次的需求[16]。而桑葚NFC就是个不错的选择,其不仅极大程度的保留了桑葚的营养价值,而且在口感上更是大大迎合了现代人的口味,更好地保留了新鲜水果的原汁原味。

参考文献:

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[14] 章伯元,谢立群. 桑椹的综合利用[J].江苏蚕业,2004,26(1):37-38.

[15] 孙学义,孙振同. NFC果汁:产地初加工的果蔬既营养又健康[J]. 农产品加工,2014,5(15)

[16] 王军文,黄金枝,石旭平,等. 桑葚在食品加工中的研究进展[J]. 蚕桑茶叶通讯,2016(4):5

资料编号:[79506]

文献综述

1 桑葚研究现状

桑葚是多年生木本植物桑的成熟果实,呈圆柱形,深紫色或黑色,少有白色。桑葚含维生素与Ca、Fe等矿物元素及人体必需的18种氨基酸和微量元素等营养成分,并含有果胶、无机盐类和紫红色色素等[1]。桑葚不仅营养丰富还具有很高的药用价值,是药食两用的农产品之一。中医认为桑葚有补肝益肾、滋阴养血、黑发明目、祛斑延年的功效。现代医学对桑葚进行药理、药效毒理测试的结果也表明,桑葚能提高动物体内酶的活性,抑制有害物质的生成,增强抗寒、耐劳能力,延缓细胞衰老,防止血管硬化,以及提高肌体免疫等功能。桑葚可以满足开发保健食品的需求,并能取得很好的经济效益和社会效益。所以,开发利用桑葚资源前景广阔。

1.1 桑葚基本成分

桑葚含果肉(71.40%),果皮(23.50%),种子(2.90%),果柄(2.20%)。桑葚除含有大量的水分(80.00%~85.00%),还含有粗纤维(0.91%)、蛋白质(0.38%)、转化糖(9.19%)、游离酸(1.86%)、VB1(0.05%)、VB2(0.02%)、VC(1.02%)、胡萝卜素、芦丁、杨梅酮、桑色素、芸香苷、鞣质、花青素(主要为矢车菊素)、脂类、挥发油、矿物质及微量元素、磷脂、白藜芦醇等成分[2]。其酯类的脂肪酸主要为亚油酸(68.30%)、油酸(12.70%)和棕榈酸(11.85%),还含有少量的肉豆蔻酸(0.15%)、棕榈油酸(0.19%)硬脂酸(4.46%)和亚麻酸(0.98%)等[3]。挥发油的主要成分为桉叶素和香叶醇。微量元素钼的含量为4.60mu;g/kg,为百果之首。主要的磷脂组分中以磷脂酰胆碱含量最高(32.15%)其次为溶血磷脂酰胆碱(19.30%)及磷脂酰乙醇胺(15.91%)。桑葚中含有18种氨基酸,其中有人体所必须的8种氨基酸。桑葚中含钙(1873.65~4437.52mg/kg)、钾(10.86~15.27mg/kg)、镁(904.48~1033.11mg/kg)、硫(49.35~642.25mg/kg),丰富了人们对桑葚的认识[4]。此外,桑籽油中含有不饱和脂肪酸(81.20%),亚油酸(69.63%)、总黄酮(0.03%)、VE(0.07%),因此桑籽也具有较大的利用价值。桑葚与常见水果葡萄相比,富含的花青素(防癌抗癌抗氧化)是葡萄5倍;硒等微量元素(治疗及保护人类心脏及免疫系统)含量是葡萄酒的12.41倍;蛋白质为葡萄酒的8.44倍;赖氨酸(增强人的体能,提高人体免疫功能)是葡萄酒的9.23倍,抗氧化物质远远高于葡萄,是果中极品;特别是抗诱变作用的白藜芦醇物质能刺激人体某些基因抑制癌细胞生长,还可以阻止致癌物质引起的细胞突变并能防止血栓的形成,其含量是葡萄酒的2倍。表1是桑葚汁与苹果汁中维生素及矿物质含量的比较[5],与苹果汁相比,桑葚汁VB1、VB2、叶酸和烟酸含量均超过苹果汁,钾、铁、钙和含量也高于苹果汁,其中铁的含量是苹果汁的1.4倍,钾的含量是苹果汁的10倍,VC的含量大约为苹果的2倍。

表1 桑葚汁与苹果汁维生素及矿物质含量比较(mg/L)

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