一种利用微凝胶与辅色剂协同提高果汁色泽稳定性的方法
阅读说明：本技术 一种利用微凝胶与辅色剂协同提高果汁色泽稳定性的方法 (Method for improving color stability of fruit juice by utilizing synergy of microgel and auxiliary color agent ) 是由 邓红 梁佳蕊 孟永宏 刘靓 郭玉蓉 田丹 于 2021-01-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用微凝胶与辅色剂协同提高果汁色泽稳定性的方法,通过添加辅色剂芥子酸与果汁中发色物质结合形成呈色基团,并利用微凝胶包封技术,采用喷射均质法使天然凝胶剂海藻酸钠微凝胶包封呈色基团,有效降低呈色基团与氧气等其他物质的接触,通过两种途径协同作用防止加工后的果汁发生非酶氧化导致果汁褪色,在不改变果汁口感的条件下保障果汁的色泽稳定性,延长果汁饮料的货架期。该方法原料天然、工艺简单、对需要长期储运的果汁具有较稳定的护色效果。(The invention discloses a method for improving color stability of fruit juice by utilizing synergy of microgel and a color adjuvant, which is characterized in that a color generation group is formed by combining erucic acid added as the color adjuvant and a color development substance in the fruit juice, and a microgel encapsulation technology is utilized, a spray homogenization method is adopted to encapsulate the color generation group by sodium alginate microgel of natural gel, so that the contact of the color generation group and other substances such as oxygen is effectively reduced, the color fading of the fruit juice caused by non-enzymatic oxidation of the processed fruit juice is prevented by the synergistic effect of two ways, the color stability of the fruit juice is ensured under the condition of not changing the taste of the fruit juice, and the shelf life of the fruit juice beverage. The method has natural raw materials and simple process, and has stable color protection effect on fruit juice which needs to be stored and transported for a long time.)
技术领域
本发明属于果汁的制备技术领域，具体涉及一种利用微凝胶与辅色剂协同提高果汁色泽稳定性的方法。
背景技术
随着我国生产力水平和人民生活质量的提高，人们对食品品质的要求也越来越高。色泽是影响食品尤其是饮料的重要品质之一，是消费者在货架上最易注意到的第一个食品性质，会影响消费者对该食品的选择。所以对果汁色泽进行稳定化加工处理是非常必要的。
现有对果汁色泽进行保护的方法主要是单一的加入护色剂、辅色剂或进行巴氏杀菌等处理。如专利CN109770166A、CN109430688A和CN107801889A等报道了通过加入柠檬酸、β-环糊精和叶绿素酮等不同护色剂来防止果汁色泽改变。CN110897061A、CN110692876A等采用巴氏杀菌和高压均质处理对果汁进行护色。CN111423960A加入氨基酸、金属离子和有机酸等作为辅色剂，黄原胶、羧甲基纤维素钠等作为稳定剂来为复合百香果汁护色。
这些果汁护色方法中，添加的护色剂和辅色剂配方复杂，且这些物质的大量加入不可避免的对果汁的风味和溶解度等理化特性产生影响，且其对某些果汁的护色效果并不长久。因此，研究一种成本低、工艺简单、可显著提高辅色效果，抑制储运期果汁发生褪色现象的加工方法，意义重大。
发明内容
本发明的目的是解决现有果汁产品存在的单一辅色技术低效、货架期短等问题，提供一种利用微凝胶与辅色剂协同提高果汁色泽稳定性的方法，以防止运输、储藏和销售期间果汁色泽发生改变。
针对上述目的，本发明采用的技术方案由下述步骤组成：
1、选取新鲜的水果，清洗、去皮、切块后榨汁并过滤，得到果汁。
2、向果汁中加入柠檬酸调节果汁pH为3～3.5，再加入芥子酸，超声辅助溶解。
3、将海藻酸钠溶解于一部分果汁中，氯化钙溶解于另一部分果汁中，分别得到含海藻酸钠的果汁和含Ca2+的果汁，并降至室温。
4、利用高压喷射均质器，将含Ca2+的果汁置于一个腔室中，含海藻酸钠的果汁置于另一个腔室中，调节两个腔室的体积比为10:90～30:70，压缩空气驱动的推杆，以300～450kPa压力推动放置在两个腔室顶部的活塞，使液体流出腔室并通过小孔，产生高度湍流，促使海藻酸钠凝胶化，并收集形成微凝胶的果汁。
5、对步骤4形成微凝胶的果汁进行巴氏杀菌，热罐装后进行冷却。
上述步骤2中，优选果汁中芥子酸的加入量为80～120μg/mL。
上述步骤3中，优选含海藻酸钠的果汁中海藻酸钠的浓度为0.5～1.5mg/mL，含Ca2+的果汁中氯化钙的浓度为9～11mmol/L。
上述步骤4中，利用高压喷射均质器，将含Ca2+的果汁置于一个腔室中，含海藻酸钠的果汁置于另一个腔室中，优选调节两个腔室的体积比为20:80，压缩空气驱动的推杆，以300～400kPa压力推动放置在两个腔室顶部的活塞。
本发明的有益效果如下：
本发明通过添加辅色剂芥子酸与果汁中发色物质结合形成呈色基团，并利用微凝胶包封技术，采用喷射均质法使海藻酸钠微凝胶包封呈色基团，有效降低其与氧气等其他物质的接触，通过两种途径协同作用防止加工后的果汁发生非酶氧化导致果汁褪色，保障果汁的色泽稳定性，解决了果汁饮料货架期短的问题。该方法原料天然、工艺简单、对需要长期储运的果汁具有较稳定的护色效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
对比例1
1、选取1kg新鲜的苹果，清洗、去皮后，切成直径3～4cm块，然后榨汁并用纱布过滤，得到苹果汁。
2、向500mL苹果汁中加入柠檬酸调节果汁pH为3，再单独加入不同浓度的天然酚酸辅色剂香豆酸、芥子酸、咖啡酸和绿原酸的标准液，得到含辅色剂浓度分别为50μg/mL、80μg/mL、100μg/mL的苹果汁，于30℃下超声辅助溶解。
3、将处理后的苹果汁于90℃下巴氏杀菌30秒，立即进行热罐装，再用冷水喷淋冷却至室温。
将灌装的苹果汁置于室内无阳光直射，温度37℃的条件下储存四周，利用色差仪测量果汁颜色的变化。使用CR-400型色差计测定储藏前后果汁的L值(亮度)、a值(红绿色差指标)、b值(黄蓝色差指标)的变化，根据色差变化公式ΔE＝[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2计算果汁颜色变化。结果表明，果汁中含辅色剂浓度为100μg/mL时，储存后的果汁色泽变化最小。果汁中加入的辅色剂为香豆酸时，储存后的果汁色泽变化为ΔE＝41.4；果汁中加入的辅色剂为芥子酸时，储存后的果汁色泽变化为ΔE＝35.7；果汁中加入的辅色剂为咖啡酸时，储存后的果汁色泽变化为ΔE＝39.9；果汁中加入的辅色剂为绿原酸时，储存后的果汁色泽变化为ΔE＝38.2。所以，向果汁中加入100μg/mL芥子酸作为辅色剂时，果汁色泽稳定性最佳。
对比例2
1、选取1kg新鲜的苹果，清洗、去皮后，切成直径3～4cm块，然后榨汁并用纱布过滤，得到苹果汁。
2、将海藻酸钠溶解于400mL苹果汁中，磁力搅拌2小时充分溶解，得到含1mg/mL海藻酸钠的苹果汁，并降至室温(20℃左右)；将氯化钙溶解于100mL苹果汁中，得到含10mmol/L Ca2+的苹果汁。
3、利用高压喷射均质器，将含Ca2+的苹果汁置于一个腔室中，含海藻酸钠的苹果汁置于另一个腔室中，调节两个腔室的体积比为20:80，压缩空气驱动的推杆，以350kPa压力推动放置在两个腔室顶部的活塞，使液体流出腔室并通过小孔，产生高度湍流，促使海藻酸钠凝胶化，并收集富含微凝胶的苹果汁。
4、将处理后的苹果汁于90℃下巴氏杀菌30秒，立即进行热罐装，再用冷水喷淋冷却至室温。
将灌装的苹果汁置于室内无阳光直射，温度37℃的条件下储存四周，用色差计测量果汁颜色变化。结果表明，果汁中形成的微凝胶分散均匀，储存后的果汁色泽变化为ΔE＝44.8。
实施例1
1、选取1kg新鲜的苹果，清洗、去皮后，切成直径3～4cm块，然后榨汁并用纱布过滤，得到苹果汁。
2、向500mL苹果汁中加入柠檬酸调节果汁pH为3，再加入芥子酸，于30℃下超声辅助溶解，得到含芥子酸100μg/mL的苹果汁。
3、将海藻酸钠溶解于400mL苹果汁中，磁力搅拌2小时充分溶解，得到含1mg/mL海藻酸钠的苹果汁，并降至室温(20℃左右)；将氯化钙溶解于100mL苹果汁中，得到含10mmol/L Ca2+的苹果汁。
4、利用高压喷射均质器，将含Ca2+的苹果汁置于一个腔室中，含海藻酸钠的苹果汁置于另一个腔室中，调节两个腔室的体积比为20:80，压缩空气驱动的推杆，以350kPa压力推动放置在两个腔室顶部的活塞，使液体流出腔室并通过小孔，产生高度湍流，促使海藻酸钠凝胶化，并收集富含微凝胶的苹果汁。
5、将处理后的苹果汁于90℃下巴氏杀菌30秒，立即进行热罐装，再用冷水喷淋冷却至室温。
将灌装的苹果汁置于室内无阳光直射，温度37℃的条件下储存四周，用色差计测量苹果汁颜色变化。结果表明，苹果汁中形成的微凝胶粒径小，分散度好，储存后的苹果汁色泽变化为ΔE＝16.3。说明微凝胶介导的果汁辅色显著提高了储存后苹果汁的色泽稳定性。
实施例2
1、选取1kg新鲜的梨，清洗、去皮后，切成直径3～4cm块，然后榨汁并用纱布过滤，得到梨汁。
2、向500mL梨汁中加入柠檬酸调节果汁pH为3，再加入芥子酸，于30℃下超声辅助溶解，得到含芥子酸100μg/mL的梨汁。
3、将海藻酸钠溶解于400mL梨汁中，磁力搅拌2小时充分溶解，得到含1mg/mL海藻酸钠的梨汁，并降至室温(20℃左右)；将氯化钙溶解于100mL梨汁中，得到含10mmol/L Ca2+的梨汁。
4、利用高压喷射均质器，将含Ca2+的梨汁置于一个腔室中，含海藻酸钠的梨汁置于另一个腔室中，调节两个腔室的体积比为20:80，压缩空气驱动的推杆，以350kPa压力推动放置在两个腔室顶部的活塞，使液体流出腔室并通过小孔，产生高度湍流，促使海藻酸钠凝胶化，并收集富含微凝胶的梨汁。
5、将处理后的梨汁于90℃下巴氏杀菌30秒，立即进行热罐装，再用冷水喷淋冷却至室温。
将灌装的梨汁置于室内无阳光直射，温度37℃的条件下储存四周，用色差计测量梨汁颜色变化。结果表明，梨汁中形成的微凝胶分散均匀，储存后的梨汁色泽变化为ΔE＝15.8。
本实施例的步骤3中，分别制备含0.5mg/mL和1.5mg/mL海藻酸钠的梨汁，其他步骤与上述相同。结果表明，海藻酸钠浓度为0.5mg/mL时，梨汁中形成的微凝胶分散比较均匀，储存后的梨汁色泽变化为ΔE＝19.9；海藻酸钠浓度为1.5mg/mL时，梨汁中形成的微凝胶分散较不均匀，储存后的梨汁色泽变化为ΔE＝23.6；所以，海藻酸钠浓度为1mg/mL时，储存后的梨汁色泽稳定性最佳。
实施例3
1、选取1.5kg新鲜的脐橙，清洗、去皮后，切成直径3～4cm块，然后榨汁并用纱布过滤，得到橙汁。
2、向500mL橙汁中加入柠檬酸调节果汁pH为3，再加入芥子酸，于30℃下超声辅助溶解，得到含芥子酸100μg/mL的橙汁。
3、将海藻酸钠溶解于400mL橙汁中，磁力搅拌2小时充分溶解，得到含1mg/mL海藻酸钠的橙汁，并降至室温(20℃左右)；将氯化钙溶解于100mL橙汁中，得到含10mmol/L Ca2+的橙汁。
4、利用高压喷射均质器，将含Ca2+的橙汁置于一个腔室中，含海藻酸钠的橙汁置于另一个腔室中，调节两个腔室的体积比为20:80，压缩空气驱动的推杆，以350kPa压力推动放置在两个腔室顶部的活塞，使液体流出腔室并通过小孔，产生高度湍流，促使海藻酸钠凝胶化，并收集富含微凝胶的橙汁。
5、将处理后的橙汁于90℃下巴氏杀菌30秒，立即进行热罐装，再用冷水喷淋冷却至室温。
将灌装的橙汁置于室内无阳光直射，温度37℃的条件下储存四周，用色差计测量橙汁颜色变化。结果表明，橙汁中形成的微凝胶粒径小，分散度好，储存后的果汁色泽变化为ΔE＝17.1。
本实施例的步骤4中，分别调节两个腔室的体积比分别为10:90、30:70其他步骤与上述相同。结果表明，两个腔室的体积比为10:90时，橙汁中形成的微凝胶粒径较小，分散度一般，储存后的橙汁色泽变化为ΔE＝19.6；两个腔室的体积比为30:70时，橙汁中形成的微凝胶粒径稍大，分散度较好，储存后的橙汁色泽变化为ΔE＝22.5；所以，两个腔室体积比为20:80时，微凝胶粒径最合适，分散度最好，储存后的橙汁色泽稳定性好。
实施例4
1、选取1kg苹果和1kg猕猴桃，清洗、去皮后，切成直径3～4cm块，然后榨汁并用纱布过滤后混合，得到苹果-猕猴桃复合果汁。
2、向1000mL苹果-猕猴桃复合果汁中加入柠檬酸调节果汁pH为3，再加入芥子酸，于30℃下超声辅助溶解，得到含芥子酸100μg/mL的复合果汁。
3、将海藻酸钠溶解于800mL复合果汁中，磁力搅拌2小时充分溶解，得到含1mg/mL海藻酸钠的复合果汁，并降至室温(20℃左右)；将氯化钙溶解于200mL复合果汁中，得到含10mmol/L Ca2+的复合果汁。
4、利用高压喷射均质器，将含Ca2+的复合果汁置于一个腔室中，含海藻酸钠的复合果汁置于另一个腔室中，调节两个腔室的体积比为20:80，压缩空气驱动的推杆，以350kPa压力推动放置在两个腔室顶部的活塞，使液体流出腔室并通过小孔，产生高度湍流，促使海藻酸钠凝胶化，并收集富含微凝胶的复合果汁。
5、将处理后的复合果汁于90℃下巴氏杀菌30秒，立即进行热罐装，再用冷水喷淋冷却至室温。
将灌装的复合果汁置于室内无阳光直射，温度37℃的条件下储存四周，用色差计测量橙汁颜色变化。结果表明，复合果汁中形成的微凝胶粒径小，分散度好，储存后的果汁色泽变化为ΔE＝18.3。
本实施例的步骤4中，压缩空气驱动的推杆，分别以300kPa、350kPa、400kPa、压力推动放置在两个腔室顶部的活塞，其他步骤与上述相同。结果表明，推动活塞的压力为300kPa时，复合果汁中形成的微凝胶粒径较小，分散度较好，储存后的果汁色泽变化为ΔE＝20.5；推动活塞的压力为400kPa时，复合果汁中形成的微凝胶粒径小，分散度稍好，储存后的果汁色泽变化为ΔE＝22.7；所以，喷射均质压力为350kPa时，复合果汁的色泽稳定性最佳。
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