一種提高活性成分含量的石斛飲料制備方法與流程

本申請屬于食品加工領域，具體地說，涉及一種提高活性成分含量的石斛飲料制備方法。

背景技術：

鐵皮石斛藥用歷史悠久，是我國傳統的名貴中藥，具有藥用和保健的作用，石斛莖中含有多種生物堿、多糖、氨基酸及淀粉等。其中石斛多糖、生物堿以及酚類等化合物的藥理作用既相互聯系又有一定的差別，生物堿的藥理作用主要表現在抗腫瘤、對心血管疾病、胃腸道疾病的抑制作用及止痛退熱等作用；酚類化合物主要表現在抗衰老等方面作用；而石斛多糖的藥理作用主要表現在免疫、降血糖以及防癌、抗癌、抗衰老等方面。現有的加工方法并不能提高鐵皮石斛藥材的質量以及最大程度的發揮其保健及臨床的功效。

用于果蔬或植物原料傳統的干燥方式主要有傳統日曬和烘焙干制兩種方法，其他干燥方法包括冷凍干燥、熱風干燥、微波干燥、噴霧干燥、真空干燥等現階段國內外研究比較多，盡管這些新型干燥方法已經被研究證明具有縮短干燥時間、提高干制品的品質和降低生產所需能耗等優點，但由于其技術投入成本高，設備研究不夠深入，到目前為止還沒有將其產業化。熱風干燥也是目前常用的干燥方法，對設備投資要求較低，適應各種物料的干燥，但其干燥產品質量低且能耗大。

關于石斛多糖的提取多采用傳統的水提醇沉方法：先用石油醚除脂、80％乙醇除醇溶性糖，再加水熱提，濃縮提取液后加醇沉淀出多糖，該方法采用的提取溫度比較高，時間較長，成本高，提取率較低。

果汁及飲料加工工藝的核心為殺菌技術，殺菌技術研究的核心是殺菌參數的確定，從理論上來講，把最難殺滅的細菌作為滅菌對象，以此來推斷所需要的滅菌時間和溫度。一般情況下，把嗜熱性芽孢桿菌作為酸性飲料的目標菌，酸性食品芽孢細菌不能繁殖，用巴氏殺菌即可以達到殺菌的效果；肉毒梭菌作為低酸性飲料及中性飲料的目標菌，利用常用的超高溫瞬時殺菌(uht)方法存在一定的缺陷，由于uht作用時間短，難以將低酸性飲料及中性飲料的肉毒梭菌殺滅。生產上對于中性飲料的殺菌方法，一般采用超高溫121℃，30min滅菌或135℃～150℃，4～15s瞬時滅菌的方法，一般水果或植物等原料經如此高溫處理后，對原料品質破壞較大。雖然產品的安全可以得到保證，但也造成嚴重的經濟浪費和食品營養損失。

現有技術中，以石斛、甜玉米等植物飲料采用常規熱殺菌容易導致風味劣變、營養和功能成分損失、包裝成本高等問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本申請針對上述的問題，提供了一種提高活性成分含量的石斛飲料制備方法，利用中高溫殺菌結合nisin非熱殺菌的方式對其進行處理后，在常溫貯藏16周，產品的微生物仍達到商業無菌效果，提升了產品的品質，產品有效保留了原料的營養成分，具有一定的創新性。

為了解決上述技術問題，本申請公開了一種提高活性成分含量的石斛飲料制備方法，包括以下步驟：

步驟1、原料清洗、去雜：摘除附在石斛上的枯葉殘雜，沖洗根、莖間的少量砂礫；

步驟2、烘烤：將石斛莖節平鋪于鐵盤內，采用熱泵烘烤至微干，備用；

步驟3、粉碎：將干燥的鐵皮石斛經粉碎后過篩，備用；

步驟4、pef處理：加水配制成石斛溶液，磁力攪拌，均質備用，在室溫條件下將石斛溶液泵入pef處理系統，開啟高壓脈沖電場，收集處理液；

步驟5、酶解：在上述收集的石斛溶液里添加纖維素酶進行酶解處理，酶解后離心去渣取上清液，即為石斛原液；

步驟6、調配：取石斛原液、白砂糖和水，在配料缸調制并進行均質處理，制備得到石斛均質液；

步驟7、殺菌：在步驟6制備得到的石斛均質液中添加殺菌劑進行殺菌處理，殺菌處理條件為98℃加熱30s；

步驟8、將步驟7制備得到的石斛殺菌液經無菌灌裝機灌裝封口，制備得到提高活性成分含量的石斛飲料。

進一步地，步驟2中的烘烤溫度為50-60℃。

進一步地，步驟3中的篩目為60-80目。

進一步地，步驟4中的石斛溶液中石斛與水的比例為1：20-1:40g/ml；均質時間為3-8min；石斛溶液泵入pef處理系統的流速為5-15ml/min；高壓脈沖電場的電場強度為2.0-2.5kv/cm，電場頻率為1500-2000hz。

進一步地，步驟5中的纖維素酶的用量為石斛溶液總質量的0.4％-0.6％，酶解時間為1.0-1.5h，酶解溫度為40-50℃，酶解ph值為4.5-5.0。

進一步地，步驟6中的石斛原液5％-15％，白砂糖5％-10％，水75％-90％，石斛原液、白砂糖和水的質量百分總量為100％。

進一步地，步驟6中的均質條件如下：均質壓力為15-20mpa，均質溫度為70-80℃。

進一步地，步驟7中的殺菌劑為nisin，每1kg石斛均質液中添加0.3-0.5gnisin。

進一步地，步驟7中的殺菌條件為98℃加熱30s。

與現有技術相比，本申請可以獲得包括以下技術效果：

1)本發明原料利用熱泵干燥技術、活性物質的提取采用pef協同酶法技術、產品殺菌采用中高溫結和nisin的技術，具有高效、節能和保質的效果。

2)本發明從原料的干燥、活性物質的提取、產品的殺菌始終以最大限度保留和提高產品質量為目標，實現了原料中高溫干燥、常溫提取與中高溫殺菌一體，保證熱敏性物質不降解，營養和功能成分損失少，是一種提高活性成分含量中性飲料制備的優良方法，產品符合現代人的消費理念。

當然，實施本申請的任一產品必不一定需要同時達到以上所述的所有技術效果。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：

圖1是本申請不同提取方式對多糖含量影響；

圖2是本申請不同提取方式對生物堿含量的影響；

圖3是本申請不同殺菌方式對多糖含量的影響；

圖4是本申請不同殺菌方式對生物堿含量的影響。

具體實施方式

以下將配合實施例來詳細說明本申請的實施方式，藉此對本申請如何應用技術手段來解決技術問題并達成技術功效的實現過程能充分理解并據以實施。

本發明公開了一種提高活性成分含量的石斛飲料制備方法，包括以下步驟：

步驟1、原料清洗、去雜：摘除附在石斛上的枯葉殘雜，沖洗根、莖間的少量砂礫；

步驟2、烘烤：將石斛莖節平鋪于鐵盤內，于50-60℃溫度條件下采用熱泵烘烤至微干，備用；

步驟3、粉碎：將干燥的鐵皮石斛經粉碎后過60-80目篩，備用；

步驟4、pef(高壓脈沖電場技術)處理：以料液比為1：20-1:40g/ml加水配制成石斛溶液，磁力攪拌，均質3-8min備用，在室溫條件下將石斛溶液以5-15ml/min的速度泵入pef處理系統，開啟高壓脈沖電場，電場強度為2.0-2.5kv/cm，電場頻率為1500-2000hz，收集石斛溶液處理液；

步驟5、酶解：在上述收集的石斛溶液里添加纖維素酶進行酶解處理，纖維素酶用量為收集的石斛溶液質量總量的0.4％-0.6％，酶解時間為1.0-1.5h，酶解溫度為40-50℃，酶解ph值為4.5-5.0，酶解后離心去渣取上清液，即為石斛原液；

步驟6、調配：取石斛原液5％-15％，白砂糖5％-10％，水75％-90％，石斛原液、白砂糖和水的質量百分總量為100％，在配料缸調制并進行均質處理，均質壓力為15-20mpa，均質溫度為70-80℃；

步驟7、殺菌：將步驟6處理后的試樣添加殺菌劑進行殺菌處理，殺菌處理條件為98℃加熱30s；其中，殺菌劑為0.3-0.5g/kg的nisin，nisin作用目標為細胞膜，nisin與細胞膜通過結合，插入和孔道形成等多步過程形成孔道復合物，從而引起細胞液滲漏，從而達到殺菌效果。

步驟8、將步驟7處理后的試樣經無菌灌裝機灌裝封口，制備得到提高活性成分含量的石斛飲料。

實施例1

一種提高活性成分含量的石斛飲料制備方法，包括以下步驟：

步驟1、原料清洗、去雜：摘除附在石斛上的枯葉殘雜，沖洗根、莖間的少量砂礫；

步驟2、烘烤：將石斛莖節平鋪于鐵盤內，于55℃溫度條件下采用熱泵烘烤至微干，備用；

步驟3、粉碎：將干燥的鐵皮石斛經粉碎后過70目篩備用；

步驟4、pef處理：以料液比1：30配制成石斛溶液，磁力攪拌，均質5min備用，在室溫條件下將石斛溶液以10ml/min的速度泵入pef處理系統，開啟高壓脈沖電場，電場強度為2.2kv/cm，電場頻率為1800hz，收集處理液；

步驟5、酶解：在上述收集的石斛溶液里添加纖維素酶進行酶解，纖維素酶的用量為石斛溶液總質量的0.5％，酶解時間為1.2h，酶解溫度為45℃，酶解ph值為4.8，酶解后離心去渣取上清液，即為石斛原液；

步驟6、調配：取石斛原液5％，白砂糖10％，水85％，在配料缸調制并均質，均質壓力為18mpa，均質溫度為75℃；

步驟7、殺菌：將步驟6處理后的試樣添加0.4g/kgnisin進行殺菌，殺菌條件為98℃加熱30s；

步驟8、將步驟7處理后的試樣經無菌灌裝機灌裝封口，制備得到提高活性成分含量的石斛飲料。

實施例2

一種提高活性成分含量的石斛飲料制備方法，包括以下步驟：

步驟1、原料清洗、去雜：摘除附在石斛上的枯葉殘雜，沖洗根、莖間的少量砂礫；

步驟2、烘烤：將石斛莖節平鋪于鐵盤內，于50℃溫度條件下采用熱泵烘烤至微干，備用；

步驟3、粉碎：將干燥的鐵皮石斛經粉碎后過60目篩備用；

步驟4、pef處理：以料液比1：20配制成石斛溶液，磁力攪拌，均質8min備用，在室溫條件下將石斛溶液以5ml/min的速度泵入pef處理系統，開啟高壓脈沖電場，電場強度為2.0kv/cm，電場頻率為2000hz，收集處理液；

步驟5、酶解：在上述收集的石斛溶液里添加纖維素酶進行酶解，纖維素酶的用量為石斛溶液總質量的0.4％，酶解時間為1.5h，酶解溫度為40℃，酶解ph值為5.0，酶解后離心去渣取上清液，即為石斛原液；

步驟6、調配：取石斛原液15％，白砂糖10％，水75％，在配料缸調制并均質，均質壓力為15mpa，均質溫度為80℃；

步驟7、殺菌：將步驟6處理后的試樣添加0.3g/kgnisin進行殺菌，殺菌條件為98℃加熱30s；

步驟8、將步驟7處理后的試樣經無菌灌裝機灌裝封口，制備得到提高活性成分含量的石斛飲料。

實施例3

一種提高活性成分含量的石斛飲料制備方法，包括以下步驟：

步驟1、原料清洗、去雜：摘除附在石斛上的枯葉殘雜，沖洗根、莖間的少量砂礫；

步驟2、烘烤：將石斛莖節平鋪于鐵盤內，于60℃溫度條件下采用熱泵干燥至微干，備用；

步驟3、粉碎：將干燥的鐵皮石斛經粉碎后過80篩備用；

步驟4、pef處理：以料液比1:40配制成石斛溶液，磁力攪拌，均質3min備用，在室溫條件下將石斛溶液以15ml/min的速度泵入pef處理系統，開啟高壓脈沖電場，電場強度為2.5kv/cm，電場頻率為1500hz，收集處理液；

步驟5、酶解：在上述收集的石斛溶液里添加纖維素酶進行酶解，纖維素酶的用量為石斛溶液總質量的0.6％，酶解時間為1.0h，酶解溫度為50℃，酶解ph值為4.5，酶解后離心去渣取上清液，即為石斛原液；

步驟6、調配：取石斛原液5％，白砂糖5％，水90％，在配料缸調制并均質，均質壓力為20mpa，均質溫度為70℃；

步驟7、殺菌：將步驟6處理后的試樣添加0.5g/kgnisin進行殺菌，殺菌條件為98℃加熱30s；

步驟8、將步驟7處理后的試樣經無菌灌裝機灌裝封口，制備得到提高活性成分含量的石斛飲料。

對比例1

殺菌不添加殺菌劑，殺菌條件為121℃，15min，其余步驟同實施例1。

下面結合具體的實驗數據來說明本發明的技術效果：

一、不同的提取方式對石斛飲料中活性成分含量的影響：

由圖1和圖2可知，與單獨采用酶法進行水解處理相比，采用pef(高壓脈沖電場技術)結合酶處理，可以提高石斛飲料中多糖含量和生物堿含量。

由圖3和圖4可知，與對比例1中的殺菌條件相比，采用nisin殺菌劑結合中高溫(98℃)瞬時殺菌能夠提高提高石斛飲料中多糖含量和生物堿含量。

本發明在常溫貯藏16周，產品的微生物仍達到商業無菌效果。本發明所述的石斛原料干燥方式采用熱泵干燥(55-60℃)，有效的避免了原料因高溫干燥對品質的影響，且具有高效節能的優點；石斛多糖、生物堿提取方法簡單、易操作，無需另加其他輔助提取試劑或化學品，由于是常溫提取，對石斛活性成分及風味無影響，最大限度保持了石斛中多糖、生物堿的結構，提高了產品質量，同時其工藝先進、提取時間短、效率高、能耗低；本發明所采用的nisin殺菌劑結合中高溫(98℃)瞬時殺菌方式，避免了中性飲料因超高溫(≥121℃)、長時間處理對營養和活性物質的破壞，本發明實現了原料中高溫干燥、常溫提取與中高溫殺菌一體，保證熱敏性物質不降解，營養和功能成分損失少，是一種提高活性成分含量中性飲料制備的優良方法，產品符合現代人的消費理念，具有創新性。

另外，本發明中的熱泵干燥作為一種新型節能環保的干燥技術，能耗低、能源利用率高、并且最大程度的保持干制品的品質，完全彌熱風干燥的不足。

本發明中的高壓脈沖電場(pef)是近年來被廣泛應用到物理提取和非熱殺菌中的一項技術，pef處理原料可以破壞細胞壁，殺滅微生物；將pef協同酶法技術應用到石斛原料活性物質的提取最大限度地保留了功能成分的活性，提高了得率，經比較分析比傳統的水法提取多糖得率提高了5.8％以上，生物堿得率提高了6.5％以上。

本發明中的乳酸鏈球菌素(nisin)是近年來新興起的一個殺菌劑，乳酸鏈球菌素亦稱乳鏈菌肽或音譯為尼辛，是某些乳酸鏈球菌產生的一種多肽物質，由34個氨基酸殘基組成，食用后在人體的生理ph條件和α—胰凝乳蛋白酶作用下很快水解成氨基酸，是一種高效、無毒、安全、無副作用的天然食品防腐劑。nisin能有效抑制引起食品腐敗的許多革蘭氏陽性細菌，如乳桿菌、明串球菌、葡萄球菌、李斯特菌等，特別對產芽孢的細菌如芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌有很強的抑制作用。nisin有相對較高的熱穩定性，對果汁及果汁類產品在滅菌前添加適量的nisin，不僅可以降低熱加工強度，提高nisin殘留量，而且可以阻止存活的酸土芽孢桿菌孢子的生長，防止果汁及果汁類產品的腐敗。nisin解決了短時間低溫滅菌的難題，并從根本上改善了食品的口味。

上述說明示出并描述了發明的若干優選實施例，但如前所述，應當理解發明并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環境，并能夠在本文所述發明構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離發明的精神和范圍，則都應在發明所附權利要求的保護范圍內。