高膳食纤维牛蒡生浆的制备方法

技术领域

本发明涉及到一种高膳食纤维牛蒡生浆的制备方法，属于食品加工技术领域。

背景技术

牛蒡根具有明确的食用保健与药用价值，不仅富含蛋白质、氨基酸、菊糖、胡萝卜素、纤维素、钙、磷、铁等人体所需的多种维生素及矿物质，而且含有牛蒡酸、多酚类、多炔类及挥发油等多种小分子活性成分，具有抗菌、抗癌和抗突变的作用，且有助于复原体内系统的平衡, 具有清热解毒、消肿止痛、通肠润便、降血压和降血糖的功效。

每百克鲜牛蒡根含蛋白质4.3克、脂肪0.1克、粗纤维1.5克、碳水化合物6.7克、胡萝卜素39毫克、维生素C 25毫克、钙242毫克、铁7.6毫克、锌0.6毫克及钾、磷、锰、铜等营养成分，远高于山药、芋头，是治疗便秘、骨质疏松的极佳蔬菜；还具有祛风热、消肿毒、降低“三高”（高血压、高血脂、高血糖）、防癌抗癌、美容护肤、促进血液更新、治疗失眠、提高人体免疫力等医疗保健功效，素有“东洋参”之美誉。

然而，牛蒡根难于贮藏，易腐烂、营养成分损失，食用受季节限制，牛蒡根原浆特别是生浆可做为牛蒡进一步加工为牛蒡汁、牛蒡饮料、牛蒡酒产品的可较长时间储藏的原料，以利于牛蒡终端产品更加适于不断变化的市场。由于牛蒡极易褐变，目前还没有成熟的清亮型牛蒡生浆浆产品。因此，开发高膳食纤维牛蒡生浆对于提升牛蒡精深加工产业价值意义重大。

发明内容

本发明提供了一种高膳食纤维牛蒡生浆的制备方法，该方法能够较好的保持牛蒡原色，改善牛蒡生浆纤维含量多造成的口感粗糙的问题，较大程度的防止褐变影响，提高贮藏保鲜效果。

本发明提供的技术方案是：一种高膳食纤维牛蒡生浆的制备方法，包括如下步骤：

步骤1）对牛蒡根气调处理

除去牛蒡根外表面泥土，包装聚乙烯塑料袋中，用纯度99.9%以上的惰性气体充满塑料袋，排尽袋子里的空气，向袋内通入纯度99.9%以上二氧化碳，直至袋内CO

步骤2）牛蒡根生浆的制备

将牛蒡根清洗、摘净须根,，去除表面黑皮，消毒后在冷水中去皮切块，将牛蒡块与成分为1.5%柠檬酸+1.5%氯化钠+0.5%抗坏血酸的保鲜液按一定比例混合后打成匀浆，制成牛蒡根生浆；

步骤3）高压均质—水力空化—反复冻融协同处理牛蒡生浆

将牛蒡生浆置入高压均质—水力空化—反复冻融设备，用高压切换冻结技术在压力150MPa-200MPa，温度-20℃的环境下，通过释放压力对牛蒡浆进行速冻，利用了0℃下的不冻区域，在压力释放的瞬间开始冻结，形成大量均匀分布的晶核，在随后的大气压下长大成为冰晶；通过调节压力和搅拌速度控制牛蒡原浆的物理状态，利用搅拌装置和浆体本身的过冷状态配合，反复冻融牛蒡生浆，利用溶质之间的摩擦和搅拌扇叶上小孔产生的水力作用产生的机械力和热量，持续破碎并融化处于过冷状态的牛蒡生浆不断产生的冰晶，使其在冻结与融化之间反复，使冰晶持续刺穿细胞壁，破坏其结构的同时，又利用水力空化作用对牛蒡根的细胞周质发生作用，破坏细胞壁，破坏酶的活性，杀灭微生物，促使纤维素的溶解并使组织更加细腻，提高纤维素的溶出率；

步骤4）包装成品

将制好的牛蒡生浆罐装入器皿中，充入惰性气体密封包装。

进一步的，步骤1）中，所述惰性气体为氮气。

进一步的，步骤1）中，保持气体充盈的涨袋状态30min。

进一步的，步骤2）中，所述消毒采用200ppm次氯酸钠的水溶液消毒。

进一步的，步骤2）中，所述冷水温度为4℃-5℃。

进一步的，步骤2）中，所述保鲜液与牛蒡根的比例以质量计为：保鲜液：牛蒡根=1:1~1:3。

进一步的，步骤3）中，所述高压均质—水力空化—反复冻融设备，包括一气密圆柱状罐体，所述罐体的顶部设有下料口和出气口，下部设有进气口；罐体的外部由制冷设备环绕包裹，罐体的中心转动连接一立柱，立柱由电动设备提供旋转动力，立柱沿轴向从上到下依次安装有上螺旋桨、搅拌扇叶和下螺旋浆；所述上螺旋桨和下螺旋浆的叶片均与立柱相切，且上螺旋浆和下螺旋浆的叶片反方向设置；所述搅拌扇叶上均布小孔；当逆时针转动时，上螺旋桨产生推动液体向下的力，下螺旋浆产生推动液体向上的力，且搅拌扇叶的叶面与水流方向垂直。

本发明的优点和积极效果如下：本专利利用高浓度气体短时刺激启动牛蒡的应激反应，实现牛蒡根鲜切后防褐变效果抑制率达20~30%，并通过空化协同反复冻融提高牛蒡生浆中菊糖和膳食纤维营养物质生物利用度。同时配置配比为1.5%柠檬酸+1.5%氯化钠+0.5%抗坏血酸的保鲜液，按照牛蒡根质量：保鲜液质量=1:1—1:3的比例可以有效防止牛蒡根的氧化褐变，同时柠檬酸是良好的牛蒡根膳食纤维的提取溶剂，有助于膳食纤维的提取率的提高。

并用高压切换冻结技术在150MPa-200MPa压力下温度可达到-20℃下，再通过释放压力进行速冻。高压切换冻结法就是利用了0℃下的不冻区域，冻结是在压力释放的瞬间开始的，形成大量均匀分布的晶核，在随后的大气压下长大成为冰晶。通过调节压力和搅拌桨转速控制牛蒡原浆的物理状态，利用搅拌装置和浆体本身的过冷状态配合，反复冻融牛蒡生浆，利用溶质之间的摩擦和搅拌扇叶上小孔产生的水力作用产生的机械力和热量，持续破碎并融化处于过冷状态的牛蒡生浆不断产生的冰晶。使其在冻结与融化之间反复，使冰晶持续刺穿细胞壁，破坏其结构的同时，又利用水力空化作用对牛蒡根的细胞壁等细胞周质发生作用，破坏细胞壁，破坏酶的活性，杀灭微生物，促使纤维素的溶解并使组织更加细腻。大大提高纤维素的溶出率。

附图说明

图1为空白对照组与气调处理色差值L值对比图；

图2为空白对照组与气调处理色差值a值对比图；

图3为空白组牛蒡常温非真空贮藏状态下从第1天到第6天的变化照片；

图4为经过50%CO2气调处理的牛蒡在常温非真空贮藏状态下从第1天到第6天的变化照片；

图5为高压均质—水力空化—反复冻融协同处理器正视剖面图。

图6为高压均质—水力空化—反复冻融协同处理器俯视剖面图。

具体实施方式

实施例1

高膳食纤维牛蒡生浆的制备。

1）首先除去牛蒡根外表面泥土后进行气调处理，包装到长200厘米宽200厘米大小的聚乙烯塑料袋中，并时刻用气体成分测定仪检测袋内气体成分浓度。用纯度99.9%以上的惰性气体氮气充满塑料袋，排尽袋子里的空气。将纯度99.9%以上的二氧化碳气体快速通入袋中，直至测得袋内CO

表1 色差平均值（L）

表2色差平均值（a）

表2结果分析：第六天处理组和空白对照组差别不大，可能是因为空白对照的牛蒡根切片已经完全变质，绿变影响数值。

表3 色差平均值（b）

从图1和图2可以看出经气调处理和未经气调处理的牛蒡色差值L虽然总体差异不大，但还是可以从数据看出气调处理过的牛蒡色泽更鲜亮。从色差值a可以看出，气调处理的牛蒡褐变现象明显更轻，说明对牛蒡进行气调处理可以对色差值a值有明显的抑制作用。

从图3可以看出，空白组第1天开始明显褐变发红；第3天出现红色稍退，但开始表面干枯；第6天由横截面由红变绿。

从图4可以看出，气调组第1天明显好于对照组，颜色轻微发黄；第2天开始出现褐变；第5天有轻微发绿现象。

通过上述分析可知，气调处理可以有效改善牛蒡褐变，并延缓牛蒡在贮藏过程中的品质下降现象。

2）将牛蒡根清洗、摘净须根,并用干净清洁球去除表面黑皮后，原料经200ppm次氯酸钠的水溶液消毒后用不锈钢刀在4℃-5℃的冷水中去皮切块，切成厚3.8∼4.2mm的厚片，全程浸泡在冷水中进行加工。

将牛蒡切成均匀厚片后，将其与成分为：1.5%柠檬酸+1.5%氯化钠+0.5%抗坏血酸的保鲜液按照牛蒡根质量：保鲜液质量=1:1—1:3的比例混合后用榨汁机打成匀浆。

3）参见图5和图6将制得的牛蒡根生浆倒入高压均质—水力空化—反复冻融协同处理器中，该装置为一气密圆柱体形状箱体1，箱体1侧面由制冷设备2环绕包裹，中心通过轴承转动安装有一支柱9，支柱9连接动力设备例如电机等，能够在动力设备的带动下旋转；支柱9上从上到下依次装有逆时针旋转时会产生推动液体向下趋势的上螺旋桨4；搅拌扇叶3，扇叶上有均匀分布的5mm小孔，共四个扇叶，扇叶相切于圆柱形支柱9，相邻扇叶之间互相垂直且逆时针旋转时正好与水流方向相垂直；以及逆时针旋转时会产生推动液体向上趋势的下螺旋桨5；箱体1下方设有一进气口6，箱体上方设有出气口10与进料口8；牛蒡生浆从进料口8倒入箱体1内没过处于最上方的螺旋桨5-10cm后，关闭进料口8。通入纯度99.9%以上的惰性气体氮气直至罐内多余空气全部排出后关闭出气口10阀门，打开制冷器进行制冷并继续通入惰性气体氮气加压，直至罐内压力达到150MPa-200MPa、温度 -20℃，可上下浮动5℃后停止制冷和通气。打开搅拌装置进行高压剪切均质，转速200rpm（±50rpm），保持10min。

打开放气阀，以每分钟减少罐内10MPa压力的速度放气，搅拌扇叶转速400rpm，可上下浮动±50rpm。直至罐内气压恢复至大气压，生浆不再结冰为止。

4）将制好的生浆罐装入合适器皿中，充入惰性气体密封包装。