一种提高活性成分含量的石斛饮料制备方法与流程

本申请属于食品加工领域，具体地说，涉及一种提高活性成分含量的石斛饮料制备方法。

背景技术：

铁皮石斛药用历史悠久，是我国传统的名贵中药，具有药用和保健的作用，石斛茎中含有多种生物碱、多糖、氨基酸及淀粉等。其中石斛多糖、生物碱以及酚类等化合物的药理作用既相互联系又有一定的差别，生物碱的药理作用主要表现在抗肿瘤、对心血管疾病、胃肠道疾病的抑制作用及止痛退热等作用；酚类化合物主要表现在抗衰老等方面作用；而石斛多糖的药理作用主要表现在免疫、降血糖以及防癌、抗癌、抗衰老等方面。现有的加工方法并不能提高铁皮石斛药材的质量以及最大程度的发挥其保健及临床的功效。

用于果蔬或植物原料传统的干燥方式主要有传统日晒和烘焙干制两种方法，其他干燥方法包括冷冻干燥、热风干燥、微波干燥、喷雾干燥、真空干燥等现阶段国内外研究比较多，尽管这些新型干燥方法已经被研究证明具有缩短干燥时间、提高干制品的品质和降低生产所需能耗等优点，但由于其技术投入成本高，设备研究不够深入，到目前为止还没有将其产业化。热风干燥也是目前常用的干燥方法，对设备投资要求较低，适应各种物料的干燥，但其干燥产品质量低且能耗大。

关于石斛多糖的提取多采用传统的水提醇沉方法：先用石油醚除脂、80％乙醇除醇溶性糖，再加水热提，浓缩提取液后加醇沉淀出多糖，该方法采用的提取温度比较高，时间较长，成本高，提取率较低。

果汁及饮料加工工艺的核心为杀菌技术，杀菌技术研究的核心是杀菌参数的确定，从理论上来讲，把最难杀灭的细菌作为灭菌对象，以此来推断所需要的灭菌时间和温度。一般情况下，把嗜热性芽孢杆菌作为酸性饮料的目标菌，酸性食品芽孢细菌不能繁殖，用巴氏杀菌即可以达到杀菌的效果；肉毒梭菌作为低酸性饮料及中性饮料的目标菌，利用常用的超高温瞬时杀菌(uht)方法存在一定的缺陷，由于uht作用时间短，难以将低酸性饮料及中性饮料的肉毒梭菌杀灭。生产上对于中性饮料的杀菌方法，一般采用超高温121℃，30min灭菌或135℃～150℃，4～15s瞬时灭菌的方法，一般水果或植物等原料经如此高温处理后，对原料品质破坏较大。虽然产品的安全可以得到保证，但也造成严重的经济浪费和食品营养损失。

现有技术中，以石斛、甜玉米等植物饮料采用常规热杀菌容易导致风味劣变、营养和功能成分损失、包装成本高等问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请针对上述的问题，提供了一种提高活性成分含量的石斛饮料制备方法，利用中高温杀菌结合nisin非热杀菌的方式对其进行处理后，在常温贮藏16周，产品的微生物仍达到商业无菌效果，提升了产品的品质，产品有效保留了原料的营养成分，具有一定的创新性。

为了解决上述技术问题，本申请公开了一种提高活性成分含量的石斛饮料制备方法，包括以下步骤：

步骤1、原料清洗、去杂：摘除附在石斛上的枯叶残杂，冲洗根、茎间的少量砂砾；

步骤2、烘烤：将石斛茎节平铺于铁盘内，采用热泵烘烤至微干，备用；

步骤3、粉碎：将干燥的铁皮石斛经粉碎后过筛，备用；

步骤4、pef处理：加水配制成石斛溶液，磁力搅拌，均质备用，在室温条件下将石斛溶液泵入pef处理系统，开启高压脉冲电场，收集处理液；

步骤5、酶解：在上述收集的石斛溶液里添加纤维素酶进行酶解处理，酶解后离心去渣取上清液，即为石斛原液；

步骤6、调配：取石斛原液、白砂糖和水，在配料缸调制并进行均质处理，制备得到石斛均质液；

步骤7、杀菌：在步骤6制备得到的石斛均质液中添加杀菌剂进行杀菌处理，杀菌处理条件为98℃加热30s；

步骤8、将步骤7制备得到的石斛杀菌液经无菌灌装机灌装封口，制备得到提高活性成分含量的石斛饮料。

进一步地，步骤2中的烘烤温度为50-60℃。

进一步地，步骤3中的筛目为60-80目。

进一步地，步骤4中的石斛溶液中石斛与水的比例为1：20-1:40g/ml；均质时间为3-8min；石斛溶液泵入pef处理系统的流速为5-15ml/min；高压脉冲电场的电场强度为2.0-2.5kv/cm，电场频率为1500-2000hz。

进一步地，步骤5中的纤维素酶的用量为石斛溶液总质量的0.4％-0.6％，酶解时间为1.0-1.5h，酶解温度为40-50℃，酶解ph值为4.5-5.0。

进一步地，步骤6中的石斛原液5％-15％，白砂糖5％-10％，水75％-90％，石斛原液、白砂糖和水的质量百分总量为100％。

进一步地，步骤6中的均质条件如下：均质压力为15-20mpa，均质温度为70-80℃。

进一步地，步骤7中的杀菌剂为nisin，每1kg石斛均质液中添加0.3-0.5gnisin。

进一步地，步骤7中的杀菌条件为98℃加热30s。

与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：

1)本发明原料利用热泵干燥技术、活性物质的提取采用pef协同酶法技术、产品杀菌采用中高温结和nisin的技术，具有高效、节能和保质的效果。

2)本发明从原料的干燥、活性物质的提取、产品的杀菌始终以最大限度保留和提高产品质量为目标，实现了原料中高温干燥、常温提取与中高温杀菌一体，保证热敏性物质不降解，营养和功能成分损失少，是一种提高活性成分含量中性饮料制备的优良方法，产品符合现代人的消费理念。

当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请不同提取方式对多糖含量影响；

图2是本申请不同提取方式对生物碱含量的影响；

图3是本申请不同杀菌方式对多糖含量的影响；

图4是本申请不同杀菌方式对生物碱含量的影响。

具体实施方式

以下将配合实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明公开了一种提高活性成分含量的石斛饮料制备方法，包括以下步骤：

步骤1、原料清洗、去杂：摘除附在石斛上的枯叶残杂，冲洗根、茎间的少量砂砾；

步骤2、烘烤：将石斛茎节平铺于铁盘内，于50-60℃温度条件下采用热泵烘烤至微干，备用；

步骤3、粉碎：将干燥的铁皮石斛经粉碎后过60-80目筛，备用；

步骤4、pef(高压脉冲电场技术)处理：以料液比为1：20-1:40g/ml加水配制成石斛溶液，磁力搅拌，均质3-8min备用，在室温条件下将石斛溶液以5-15ml/min的速度泵入pef处理系统，开启高压脉冲电场，电场强度为2.0-2.5kv/cm，电场频率为1500-2000hz，收集石斛溶液处理液；

步骤5、酶解：在上述收集的石斛溶液里添加纤维素酶进行酶解处理，纤维素酶用量为收集的石斛溶液质量总量的0.4％-0.6％，酶解时间为1.0-1.5h，酶解温度为40-50℃，酶解ph值为4.5-5.0，酶解后离心去渣取上清液，即为石斛原液；

步骤6、调配：取石斛原液5％-15％，白砂糖5％-10％，水75％-90％，石斛原液、白砂糖和水的质量百分总量为100％，在配料缸调制并进行均质处理，均质压力为15-20mpa，均质温度为70-80℃；

步骤7、杀菌：将步骤6处理后的试样添加杀菌剂进行杀菌处理，杀菌处理条件为98℃加热30s；其中，杀菌剂为0.3-0.5g/kg的nisin，nisin作用目标为细胞膜，nisin与细胞膜通过结合，插入和孔道形成等多步过程形成孔道复合物，从而引起细胞液渗漏，从而达到杀菌效果。

步骤8、将步骤7处理后的试样经无菌灌装机灌装封口，制备得到提高活性成分含量的石斛饮料。

实施例1

一种提高活性成分含量的石斛饮料制备方法，包括以下步骤：

步骤1、原料清洗、去杂：摘除附在石斛上的枯叶残杂，冲洗根、茎间的少量砂砾；

步骤2、烘烤：将石斛茎节平铺于铁盘内，于55℃温度条件下采用热泵烘烤至微干，备用；

步骤3、粉碎：将干燥的铁皮石斛经粉碎后过70目筛备用；

步骤4、pef处理：以料液比1：30配制成石斛溶液，磁力搅拌，均质5min备用，在室温条件下将石斛溶液以10ml/min的速度泵入pef处理系统，开启高压脉冲电场，电场强度为2.2kv/cm，电场频率为1800hz，收集处理液；

步骤5、酶解：在上述收集的石斛溶液里添加纤维素酶进行酶解，纤维素酶的用量为石斛溶液总质量的0.5％，酶解时间为1.2h，酶解温度为45℃，酶解ph值为4.8，酶解后离心去渣取上清液，即为石斛原液；

步骤6、调配：取石斛原液5％，白砂糖10％，水85％，在配料缸调制并均质，均质压力为18mpa，均质温度为75℃；

步骤7、杀菌：将步骤6处理后的试样添加0.4g/kgnisin进行杀菌，杀菌条件为98℃加热30s；

步骤8、将步骤7处理后的试样经无菌灌装机灌装封口，制备得到提高活性成分含量的石斛饮料。

实施例2

一种提高活性成分含量的石斛饮料制备方法，包括以下步骤：

步骤1、原料清洗、去杂：摘除附在石斛上的枯叶残杂，冲洗根、茎间的少量砂砾；

步骤2、烘烤：将石斛茎节平铺于铁盘内，于50℃温度条件下采用热泵烘烤至微干，备用；

步骤3、粉碎：将干燥的铁皮石斛经粉碎后过60目筛备用；

步骤4、pef处理：以料液比1：20配制成石斛溶液，磁力搅拌，均质8min备用，在室温条件下将石斛溶液以5ml/min的速度泵入pef处理系统，开启高压脉冲电场，电场强度为2.0kv/cm，电场频率为2000hz，收集处理液；

步骤5、酶解：在上述收集的石斛溶液里添加纤维素酶进行酶解，纤维素酶的用量为石斛溶液总质量的0.4％，酶解时间为1.5h，酶解温度为40℃，酶解ph值为5.0，酶解后离心去渣取上清液，即为石斛原液；

步骤6、调配：取石斛原液15％，白砂糖10％，水75％，在配料缸调制并均质，均质压力为15mpa，均质温度为80℃；

步骤7、杀菌：将步骤6处理后的试样添加0.3g/kgnisin进行杀菌，杀菌条件为98℃加热30s；

步骤8、将步骤7处理后的试样经无菌灌装机灌装封口，制备得到提高活性成分含量的石斛饮料。

实施例3

一种提高活性成分含量的石斛饮料制备方法，包括以下步骤：

步骤1、原料清洗、去杂：摘除附在石斛上的枯叶残杂，冲洗根、茎间的少量砂砾；

步骤2、烘烤：将石斛茎节平铺于铁盘内，于60℃温度条件下采用热泵干燥至微干，备用；

步骤3、粉碎：将干燥的铁皮石斛经粉碎后过80筛备用；

步骤4、pef处理：以料液比1:40配制成石斛溶液，磁力搅拌，均质3min备用，在室温条件下将石斛溶液以15ml/min的速度泵入pef处理系统，开启高压脉冲电场，电场强度为2.5kv/cm，电场频率为1500hz，收集处理液；

步骤5、酶解：在上述收集的石斛溶液里添加纤维素酶进行酶解，纤维素酶的用量为石斛溶液总质量的0.6％，酶解时间为1.0h，酶解温度为50℃，酶解ph值为4.5，酶解后离心去渣取上清液，即为石斛原液；

步骤6、调配：取石斛原液5％，白砂糖5％，水90％，在配料缸调制并均质，均质压力为20mpa，均质温度为70℃；

步骤7、杀菌：将步骤6处理后的试样添加0.5g/kgnisin进行杀菌，杀菌条件为98℃加热30s；

步骤8、将步骤7处理后的试样经无菌灌装机灌装封口，制备得到提高活性成分含量的石斛饮料。

对比例1

杀菌不添加杀菌剂，杀菌条件为121℃，15min，其余步骤同实施例1。

下面结合具体的实验数据来说明本发明的技术效果：

一、不同的提取方式对石斛饮料中活性成分含量的影响：

由图1和图2可知，与单独采用酶法进行水解处理相比，采用pef(高压脉冲电场技术)结合酶处理，可以提高石斛饮料中多糖含量和生物碱含量。

由图3和图4可知，与对比例1中的杀菌条件相比，采用nisin杀菌剂结合中高温(98℃)瞬时杀菌能够提高提高石斛饮料中多糖含量和生物碱含量。

本发明在常温贮藏16周，产品的微生物仍达到商业无菌效果。本发明所述的石斛原料干燥方式采用热泵干燥(55-60℃)，有效的避免了原料因高温干燥对品质的影响，且具有高效节能的优点；石斛多糖、生物碱提取方法简单、易操作，无需另加其他辅助提取试剂或化学品，由于是常温提取，对石斛活性成分及风味无影响，最大限度保持了石斛中多糖、生物碱的结构，提高了产品质量，同时其工艺先进、提取时间短、效率高、能耗低；本发明所采用的nisin杀菌剂结合中高温(98℃)瞬时杀菌方式，避免了中性饮料因超高温(≥121℃)、长时间处理对营养和活性物质的破坏，本发明实现了原料中高温干燥、常温提取与中高温杀菌一体，保证热敏性物质不降解，营养和功能成分损失少，是一种提高活性成分含量中性饮料制备的优良方法，产品符合现代人的消费理念，具有创新性。

另外，本发明中的热泵干燥作为一种新型节能环保的干燥技术，能耗低、能源利用率高、并且最大程度的保持干制品的品质，完全弥热风干燥的不足。

本发明中的高压脉冲电场(pef)是近年来被广泛应用到物理提取和非热杀菌中的一项技术，pef处理原料可以破坏细胞壁，杀灭微生物；将pef协同酶法技术应用到石斛原料活性物质的提取最大限度地保留了功能成分的活性，提高了得率，经比较分析比传统的水法提取多糖得率提高了5.8％以上，生物碱得率提高了6.5％以上。

本发明中的乳酸链球菌素(nisin)是近年来新兴起的一个杀菌剂，乳酸链球菌素亦称乳链菌肽或音译为尼辛，是某些乳酸链球菌产生的一种多肽物质，由34个氨基酸残基组成，食用后在人体的生理ph条件和α—胰凝乳蛋白酶作用下很快水解成氨基酸，是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂。nisin能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌，如乳杆菌、明串球菌、葡萄球菌、李斯特菌等，特别对产芽孢的细菌如芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌有很强的抑制作用。nisin有相对较高的热稳定性，对果汁及果汁类产品在灭菌前添加适量的nisin，不仅可以降低热加工强度，提高nisin残留量，而且可以阻止存活的酸土芽孢杆菌孢子的生长，防止果汁及果汁类产品的腐败。nisin解决了短时间低温灭菌的难题，并从根本上改善了食品的口味。

上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。