一种抑制非酶褐变的热加工浓缩柑橘类果汁的制备方法与流程

1.本发明公开了一种抑制非酶褐变的热加工浓缩柑橘类果汁的制备方法，属于食品加工领域技术。


背景技术：

2.随着消费者们生活方式的改变，他们对饮食的要求和意识也发生了变化，他们更倾向选择更加健康的产品。果汁作为所谓的健康新时代饮料，其市场份额也呈现出积极动态的增长。柑橘类果汁因其有独特的香气和美味的口感成为世界上最受消费者欢迎的果汁，在许多国家都是日常饮食的重要组成部分，并且在提供能量和营养，促进健康方面起着重要作用。第二次世界大战后冰冻浓缩柑橘类果汁加工技术的出现使得柑橘类果汁产业迅速发展，在过去的几十年里，国际贸易的迅速发展也使得柑桔类水果及其制品的消费量稳步增长。据相关报道2018年全球水果饮料消费量约为956.9亿升，粉状和浓缩果汁约占31.72%的市场份额，其中橙味以26.2%的市场占有率占据第一，且柑橘类果汁产量和使用量仍然呈现出稳步增长趋势。除此之外，不断增长的人口以及人均消费量将也需要更大的柑橘类果汁生产量以及会创造更大的柑橘类果汁饮料消费市场。然而柑橘类果汁在贮藏期间会出现一种不被消费者接受的褐色，使柑橘类果汁产品产生了负面的感官品质（色泽和风味），这不仅影响了产品的质量，也缩减了消费者的购买行为。
3.果汁褐变现象主要通过酶和非酶两个途径发生，酶促褐变主要是多酚氧化酶作用的结果，可以通过酶抑制剂、热处理或高压电处理等其他方式进行抑制调控，并且在贮藏过程中的棕色积累主要归因于非酶促反应。
4.曹露露（2021）公开了一种石榴鲜榨汁制备方法（公开号：113632895a），所述在石榴鲜榨过程中加入维生素c、维生素e、柠檬酸和茶多酚。该方法中所添加物质种类较多，且延缓褐变有效作用物质含量低；此外，石榴汁本身便略带涩味，能够有效掩盖茶多酚所带的涩味。但是茶多酚的加入会导致其涩味增加，影响感官品质。
5.孙时丽（2017）公开了一种抑制果汁褐变的方法（公开号：107183474a），所述利用曲酸具有强烈的抑制多酚氧化酶的特性，在果实打浆破碎前进行处理。该方法是将果果实切块后，利用0.5%~0.75%的曲酸浸泡30s，从而达到抑制果汁酶促褐变的目的。该方法主要作用的是果汁褐变中的酶促褐变，对于不具备酶活性的果汁来说不具有效果。
6.董芙蓉（2017）公开了一种抑制锦橙100号柑橘类果汁褐变的方法（公开号：106819754a），该发明所述抑制剂为亚硫酸钠、抗坏血酸或柠檬酸，其中的一种或多种。采用水浴加热处理同时添加柠檬酸、亚硫酸钠、抗坏血酸抑制蓬安锦城100号柑橘类果汁的褐变。该发明所述方法所利用抑制剂主要用于抑制减缓柑橘类果汁褐变中维生素c的降解，无法对果汁中由于美拉德反应导致的褐变进行抑制。此外，其水浴加热处理由于热作用亦会加剧柑橘类果汁加工期间产生的褐变。
7.郭炜绵（2015）公开了一种有效减轻褐变的柠檬果汁生产方法（公开号：104366637a），该发明所述利用乳酸菌在生长的时候消耗葡萄糖等羰基化合物，从而减少美
拉德反应的发生。该发明采用乳酸菌发酵作为护色的方法虽然可以在一定程度上减轻非酶褐变的发生，但是该发明所诉方法对于需要长期贮藏的浓缩果汁产品并不适用，其引入的乳酸菌在浓缩果汁罐装时经过杀菌操作后会失活，便不再具备相应的减轻非酶褐变效果已经增加风味和营养；若是保留乳酸菌而不进行杀菌操作，则会导致果汁变质至无法食用。
8.

技术实现要素：

9.本发明为了克服以上现有技术的不足而提供一种抑制非酶褐变的热加工浓缩柑橘类果汁的制备方法，利用表儿茶素没食子酸酯协同碳量子点对浓缩柑橘类果汁非酶褐变的抑制作用，同时结合超声辅助处理来减缓浓缩柑橘类果汁中美拉德反应、抗坏血酸氧化降解的发生，从而减轻柑橘类果汁储藏期间非酶褐变的发生。
10.本发明的技术方案如下：一种抑制非酶褐变的热加工浓缩柑橘类果汁的制备方法，包括以下步骤：（1）浓缩柑橘类果汁的处理：对浓缩柑橘类果汁进行热处理以灭酶及杀菌；（2）表儿茶素没食子酸酯的添加：向步骤（1）所得到的浓缩柑橘类果汁中添加表儿茶素没食子酸酯，混合，备用；（3）碳量子点的添加：向步骤（2）所得到的浓缩柑橘类果汁中添加碳量子点，混合，备用；（4）均质处理：将步骤（3）所得到的浓缩柑橘类果汁混合物均质处理；（5）浓缩柑橘类果汁贮藏：将步骤（4）得到的均质处理后的浓缩柑橘类果汁通过热处理杀菌后装入无菌瓶；（6）超声处理：将步骤（5）所得的装入无菌瓶的浓缩柑橘类果汁置于蒸馏水中超声处理10~15 min。
11.进一步的，所述的抑制非酶褐变的热加工浓缩柑橘类果汁的制备方法，步骤（1）中，热处理温度为90~95 ℃，处理时间为2~5 min；浓缩柑橘类果汁糖度为40~70 brix
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12.进一步的，所述的抑制非酶褐变的热加工浓缩柑橘类果汁的制备方法，步骤（2）中，表儿茶素没食子酸酯的添加量为步骤（1）中浓缩柑橘类果汁质量的0.1~0.5%。
13.进一步的，所述的抑制非酶褐变的热加工浓缩柑橘类果汁的制备方法，步骤（3）中，碳量子点的添加量为步骤（1）中浓缩柑橘类果汁质量的0.1~0.5%。
14.更进一步的，所述的抑制非酶褐变的热加工浓缩柑橘类果汁的制备方法，所述表儿茶素没食子酸酯的添加量为步骤（1）中浓缩柑橘类果汁质量的0.316%。
15.更进一步的，所述的抑制非酶褐变的热加工浓缩柑橘类果汁的制备方法，所述碳量子点的添加量为步骤（1）中浓缩柑橘类果汁质量的0.341%。进一步的，所述的抑制非酶褐变的热加工浓缩柑橘类果汁的制备方法，步骤（4）中，所述均质采用均质机进行，所述均质机均质转速为9600~12000 r/min，均质温度为20~30℃，均质时间3~10 min。
16.进一步的，所述的抑制非酶褐变的热加工浓缩柑橘类果汁的制备方法，步骤（5）中，所述热处理杀菌的温度为125~135 ℃，处理时间为20~30秒；罐装温度为50~55 ℃。
17.进一步的，所述的抑制非酶褐变的热加工浓缩柑橘类果汁的制备方法，步骤（6）
中，所述超声处理条件为：单频超声频率为40~80 khz，功率为500~700 w，温度为20~30℃。
18.进一步的，所述的抑制非酶褐变的热加工浓缩柑橘类果汁的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述碳量子点为橙子碳量子点，其制备过程是由捣碎、均质的去皮鲜橙在制得鲜橙匀浆后置于水热反应釜中，随即于微波联合红外设备中反应2小时后过滤制得褐色粗提取液，初步离心后经超声处理，并再次经0.22~0.45
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m滤膜过滤得到最终碳量子点溶液，所述微波联合红外处理条件为红外功率1000~1400 w，微波功率150~200 w。
19.本发明利用碳量子点特别是橙子碳量子点抑制浓缩柑橘类果汁储藏期间抗坏血酸的氧化降解，减弱了其储藏期间非酶褐变的发生。其优点在于采用了柑橘类水果碳源碳量子点，不会给浓缩柑橘类果汁中引入其它杂质。此外，碳量子点存在体系中产生的羟自由基会改变碳量子点表面的结构，使其失去或减弱原本的抗氧化特性。本发明中所述添加表儿茶素没食子酸酯能够承担清除体系中产生的羟基自由基的角色，使碳量子点的表面状态得到了一定的保护，提升了储藏期间碳量子点的作用效果及周期。
20.本发明中采用表儿茶素没食子酸酯能够有效抑制浓缩柑橘类果汁储藏间的非酶褐变，且其不会改变产品的滋味及风味，较大程度上保护了浓缩柑橘类果汁的商业价值。
21.本发明中采用的碳量子点属于零维碳纳米材料，碳量子点良好的抗氧化性可以清除果汁中的自由基含量，在抑制了抗坏血酸氧化降解的同时，也降低了反应体系中的反应物质的化学活性，从而也协调延缓了果汁体系中美拉德反应的发展。另外，果汁体系中产生的羟自由基会改变碳量子点表面的结构，使其失去或减弱原本的抗氧化特性，而本发明中所述添加表儿茶素没食子酸酯可以清除体系中产生的羟基自由基，使碳量子点的表面状态得到了一定的保护，提升了储藏期间碳量子点的作用效果及周期。表儿茶素没食子酸酯和碳量子点协同处理能够更加有效、长期的作用于贮藏过程中的果汁体系，使其褐变发展能够被长时间有效的抑制。
22.本发明采用的超声波处理可以降低果汁中溶解氧的含量，增加果汁中抗坏血酸的稳定性，减少果汁中由于抗坏血酸氧化导致的褐变。在超声高振幅作用下，果汁中添加的表儿茶素没食子酸酯和碳量子点能够与发生反应的美拉德中间物质更易于发生反应，很大程度上阻碍了中间体进一步反应发展为褐色物质，提高了两者的协同效果，具有更加好的褐变抑制效果。除此之外，超声波作用也可以进一步的灭活果汁中的微生物以及酶类物质，能够有效防止由于微生物及酶类物质带来的果汁品质恶化及出现褐变等现象的发生。
23.附图说明
24.图1是本发明实施例1中碳量子点、表儿茶素没食子酸酯及其协同处理浓缩橙汁实验效果图；图2是本发明实施例1、2、3与对比例1、2、3褐变效果对比图；图3是本发明实例2不同处理方式下浓缩柠檬汁电子鼻检测结果对比图。
25.具体实施方式：下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明。以下实施例中采用的浓缩柑橘类果汁均为糖度为40~70 brix
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26.实施例1
一种抑制非酶褐变的热加工浓缩橙汁的制备方法，步骤如下：（1）浓缩柑橘类果汁的处理：将浓缩橙汁在95 ℃下处理5 min进行灭酶和杀菌；（2）表儿茶素没食子酸酯的添加：向步骤（1）所得浓缩橙汁中加入其质量0.5%的表儿茶素没食子酸酯，初步混合备用；（3）碳量子点的添加：向步骤（2）所得浓缩橙汁中加入其质量0.5%的碳量子点，混合备用；其中碳量子点是由捣碎、均质的去皮鲜橙在制得鲜橙匀浆后置于水热反应釜中，随即于微波联合红外设备中反应2小时后过滤制得褐色粗提取液，初步离心后经超声处理，并再次经0.45
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m滤膜过滤得到最终碳量子点溶液。所述微波联合红外处理条件为红外功率1400 w，微波功率200 w；（4）均质处理：将步骤（3）所得到的浓缩橙汁混合物利用均质机在转速12000 r/min，30℃下处理3 min；（5）浓缩柑橘类果汁贮藏：将处理后的浓缩橙汁在132 ℃下处理20秒，待其降温至55 ℃后装入无菌瓶；（6）超声处理：将罐装好的浓缩橙汁在单频超声频率为80 khz，功率为700 w，30℃下处理15 min。
27.将上述制备得到的浓缩橙汁于室温储藏3个月，然后对其褐变度进行测定，评价其品质。储藏采用橙汁在420 nm处的吸光值来表征样品存藏期间的褐变度，使用蒸馏水将样品稀释到11.5 brix后置于1 厘米小室中，随即利用紫外-可见分光光度计测定其420 nm处的吸光度。如图2中实施例1和对比例1（与实施例1步骤相同，但不添加表儿茶素没食子酸酯和碳量子点）所示，所得经过处理后的浓缩橙汁在相同环境下的非酶褐变约被减少69%。
28.此外，在表儿茶素没食子酸酯与碳量子点协同验证实验中，分别测量了贮藏3个月后的对照（与实施例1步骤相同，但不添加表儿茶素没食子酸酯与碳量子点）、碳量子点处理例（与实施例1步骤相同，仅添加碳量子点）、表儿茶素没食子酸酯处理例（与实施例1步骤相同，仅添加表儿茶素没食子酸酯）和碳量子点协同表儿茶素没食子酸酯处理例（实施例1）的褐变度。测定结果如图1，结果表明单独的碳量子点和表儿茶素没食子酸酯虽然能够减少浓缩橙汁储藏期间的褐变度，但抑制效果较弱，两者联合处理能够很大程度上抑制其储藏期间的非酶褐变，且其抑制效果大于碳量子点和表儿茶素没食子酸酯单独处理效果之和，可以得出这两者具有协同效应。
29.实施例2一种抑制非酶褐变的热加工浓缩柠檬汁的制备方法，步骤如下：（1）浓缩柑橘类果汁的处理：将浓缩柠檬汁在90℃下处理2 min进行灭酶及杀菌；（2）表儿茶素没食子酸酯的添加：向步骤（1）所得浓缩柠檬汁中加入其质量0.1%的表儿茶素没食子酸酯，混合备用；（3）碳量子点的添加：向步骤（2）所得浓缩柠檬汁中加入其质量0.1%的碳量子点，混合备用；其中碳量子点是由捣碎、均质的去皮鲜橙在制得鲜橙匀浆后置于水热反应釜中，随即于微波联合红外设备中反应2小时后过滤制得褐色粗提取液，初步离心后经超声处理，并再次经0.22
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m滤膜过滤得到最终碳量子点溶液。所述微波联合红外处理条件为红外功率1000，微波功率150 w；（4）均质处理：将步骤（3）所得到的浓缩柠檬汁混合物利用均质机在转速9600 r/
min，20℃下处理10min；（5）浓缩柑橘类果汁贮藏：随后将处理后的浓缩柠檬汁在125 ℃下处理30秒，待其降温至50 ℃后装入无菌瓶；（6）超声处理：将罐装好的浓缩柠檬汁在单频超声频率为40 khz，功率为500 w，25℃下处理10min。
30.将上述制备得到的浓缩柠檬汁于室温储藏3个月，然后对其褐变度进行测定，评价其品质，褐变度测定过程同实施例1。如图2中实施例2和对比例2（与实施例2步骤相同，但不添加表儿茶素没食子酸酯和碳量子点）所示，所得经过处理后的浓缩柠檬汁在相同环境下的非酶褐变约被减少52%。
31.此外，评价了实施例2中不同处理方式对浓缩柠檬汁的风味品质特性的影响，电子鼻测定结果如附图3所示，测定结果表明无论是碳量子点和表儿茶素没食子酸酯的添加，还是添加后结合超声辅助处理，均不会与对比例的风味品质产生显著影响。
32.实施例3一种抑制非酶褐变的热加工浓缩西柚汁的制备方法，步骤如下：（1）浓缩柑橘类果汁的处理：将浓缩西柚汁在92 ℃下处理4 min进行灭酶合杀菌；（2）表儿茶素没食子酸酯的添加：向步骤（1）所得浓缩西柚汁中加入其质量0.3%的表儿茶素没食子酸酯，初步混合备用；（3）碳量子点的添加：向步骤（2）所得浓缩西柚汁中加入其质量0.4%的碳量子点，混合备用；（4）均质处理：将步骤（3）所得到的浓缩西柚汁混合物利用均质机在转速11000 r/min，25℃下处理5 min；（5）浓缩柑橘类果汁贮藏：将处理后的浓缩西柚汁在135 ℃下处理25秒，待其降温至52 ℃后装入无菌瓶；（6）超声处理：将罐装好的浓缩西柚汁在单频超声频率为60 khz，功率为650 w，20℃下处理13 min。
33.将上述制备得到的浓缩西柚汁于室温储藏3个月，然后对其褐变度进行测定，评价其品质，褐变度测定过程同实施例1。如图2中实施例3和对比例3（与实施例3步骤相同，但不添加表儿茶素没食子酸酯和碳量子点）所示，所得经过处理后的浓缩西柚汁在相同环境下的非酶褐变约被减少58%。