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欧李果实加工利用及其标准体系构建

【摘要】:本文在分析欧李果实的营养成分、加工适宜性、加工利用现状及存在问题的基础上,从加工专业的角度提出欧李果实加工利用的思路与策略,按照既定的思路和策略,攻克了欧李仁综合利用的关键技术,实现了欧李仁中欧李仁油、苦杏仁苷和欧李仁蛋白的全利用,对欧李加工标准体系展开了研究,确定了欧李加工标准体系框架图、构建了欧李加工标准体系。此外,本文还概述了包括功能栗仁加工、板栗粉低碳节能工艺开发、板栗酒加工产业化示范和超临界CO2制备辣椒红色素的酶法脱辣技术在内的作者在博士后工作期间的其他研究成果。 本文的主要结论是: 1.欧李果实加工利用应着力抓好如下几个方面的工作:(1)开展欧李品质评价技术的研究,高起点规划欧李产业布局。针对药用、制汁、鲜食、制脯和生态用等产品或用途,构建品质评价模型和评价标准,进行不同欧李品种(系)的不同加工或用途的适宜性评价,筛选专用品种。(2)开展欧李贮运保鲜技术研究,研发适合不同规模、不同用户的贮运保鲜技术。系统研究欧李的采后生理病理,明确采收成熟度、采收方法、预冷方式、包装形式、防腐保鲜处理、贮运环境条件等对贮藏生理、贮藏期限和贮藏品质的影响,在此基础上集成开发冷藏、气调及简易气调贮藏、自发气调贮藏、冰温保鲜、冷链物流以及超市配送等技术。(3)研发适于欧李加工的特色技术与产品,坚持精深加工与综合利用相结合。以最大程度保留钙质为原则,改进现有果肉加工产品,或开发新的产品花色品种;通盘考虑果肉精深加工与综合利用的技术路线,产品研发过程中要坚持精深加工与综合利用相结合;欧李仁加工要实现苦杏仁苷、欧李仁油和欧李仁蛋白的全利用,同时开发三种成分的深度加工产品;开发适于不同用途的欧李核壳粉、核壳活性炭等核壳加工产品。(4)明确欧李加工标准体系结构,建立与国际接轨的相关标准。专用标准目前几属空白,需要对欧李加工标准体系展开研究,为相关标准的制修定等提供指导。欧李作为我国特有的第三代水果资源,应以发展外向型产品为主,所定标准的技术指标应与国际接轨。 2.攻克了欧李仁综合利用的关键技术,实现了欧李仁中欧李仁油、苦杏仁苷和欧李仁蛋白的全利用。抑制欧李仁油、苦杏仁苷和欧李仁蛋白分离提取过程中苦杏仁苷酶的催化活性是实现三者全利用的关键。在欧李仁破碎和欧李仁油萃取时,通过控制水分活度抑制其催化活性,适宜的水分活度为0.67;继而在苦杏仁苷和欧李仁蛋白分离提取时,通过控制乙醇的浓度和温度抑制其催化活性并防止欧李仁蛋白过度变性,浓度和温度以75%、45℃为最佳;采用以上条件对欧李仁油、苦杏仁苷和欧李仁蛋白进行分离提取,得率分别可达到96.98%、73.04%和90.29%,其中蛋白的氮溶解指数为69.86%,工艺条件由每批次处理1-5g欧李仁放大到每批次处理100g,两者实验结果相互接近;欧李仁储藏过程中,苦杏仁苷在其内源苦杏仁苷酶的作用下可发生水解,因此供制备苦杏仁苷的欧李仁需要在适宜的水分活度下储藏,储藏时适宜的水分活度为0.67。此外,将上述三种成分全利用的技术路线用于苦杏仁中苦杏仁苷、苦杏仁油和苦杏仁蛋白的分离提取,苦杏仁油得率为97.68%,苦杏仁苷得率为75.38%,苦杏仁蛋白得率为89.23%、氮溶解指数为71.05%,供制备苦杏仁苷的苦杏仁亦应于在0.67的水分活度条件下储藏。 3.确定了欧李加工标准体系框架图、构建了欧李加工标准体系。欧李标准体系框架图是由欧李加工过程要素(x轴)、欧李加工产品门类(y轴)和标准层次(z轴)构成的三维框架结构。确定了9个一级加工过程要素:加工原料、设施环境、生产加工、包装标识、产品、检测及检验、贮藏运输、销售和综合;将加工产品门类分为四大类:综合、欧李果肉加工品(综合、鲜食、贮藏、制汁、制酒、糖制、罐藏、冷冻、色素提取及其他)、欧李仁加工品(综合、欧李仁油、欧李仁蛋白、中药郁李仁、苦杏仁苷及它们的深度加工产品)和欧李核壳加工品(综合、不同用途的欧李核壳粉及活性炭产品);将标准分为三个层次:基础标准、通用标准和专用标准。在此基础上,提出了包括原料分级标准及其加工品质评价标准、加工技术标准、产品质量标准和检验检测方法标准在内的应有或预计发展的欧李加工专用标准33部,同时收集了已经发布的相关标准479部(欧李专用标准1部,通用标准478部),构建了欧李加工标准体系。 4.研究了功能栗仁加工、板栗粉低碳节能工艺和超临界CO2制备辣椒红色素的酶法脱辣技术,对板栗酒加工进行了产业化示范。(1)功能栗仁是在保持板栗仁形态完整的前提下,将其蛋白质酶解为具有生物活性的短肽,以强化栗仁的降压和抗氧化功能。目前短肽得率为43.62%,水解度26.27%,ACE抑制的IC50值4.70mg/mL,亚油酸氧化抑制的IC50值4.26mg/mL,清除超氧阴离子、羟自由基和DPPH三种自由基的IC50值分别为2.77、7.78和4.30mg/mL。(2)对渗透脱水和真空微波干燥两种技术进行集成,或将这两种技术和其他干燥技术进行集成,可开发不同品质板栗粉加工的低碳、节能工艺。以燕红为原料,采用渗透脱水,目前可脱除需去除水分的55.65%,固形物增加率6.72%,联合热风干燥,制品品质较好。(3)提出超临界CO2制备辣椒红色素的酶法脱辣技术。步骤1:低压连续萃取分离辣椒碱和辣椒红;2:加酶于介质,以水为夹带剂,将残留辣椒碱水解为无辣味、同辣椒红极性差异较大的香草基胺和脂肪酸;3:在线分离去除香草基胺和脂肪酸。目前1次循环脱辣率达到31.6%。(4)在北京怀柔对板栗酒加工进行了产业化示范。建设了生产车间、生产线,制定了技术规程,培养了技术人员,同时发明快速澄清技术,使澄清时间由通常的6个月缩短为20天。

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