食品生產過程中添加葉黃素酯的方法

專利名稱：：食品生產過程中添加葉黃素酯的方法
技術領域：
：本發明是關于一種食品生產過程中添加葉黃素酯的方法，屬于食品加工
技術領域：
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背景技術：
：葉黃素(lutein)和玉米黃質是唯一存在于人類眼視網膜上的類胡蘿卜素，它們選擇性地沉積在黃斑區和整個視網膜，這些葉黃素被認為有助于濾掉對眼睛有破壞性的藍光和防止自由基破壞眼睛內部的精細結構，這些色素以黃斑的中心凹周圍密度為最高，視網膜周邊部分逐漸減少，能有效地防止視網膜上面氧化反應的發生，有可能降低患老年性黃斑退化癥(AMD)的風險。人的眼球視網膜黃斑中富集著大量的葉黃素，但人體不能合成葉黃素，所需葉黃素只能從富含葉黃素的食物或補品中攝取。一些臨床研究表明，每日攝入約6毫克的葉黃素，可能對預防AMD有幫助。由于在西方國家人均每日葉黃素的攝入量僅為K2毫克，一些注重健康的消費者已經傾向于通過膳食增補劑或功能性食品來彌補這一不足。美國FDA1995年就己批準了葉黃素作為食品補充劑用于食品中，以提高其營養價值。葉黃素酯(luteinester)是脂肪酸與葉黃素的結合形式，也稱酯化葉黃素或葉黃素脂肪酸酯，是人類飲食中葉黃素天然存在的兩種形式之一，是廣泛存在于蔬菜、水果和一些花卉中的一種最豐富的類胡蘿卜素。葉黃素酯在體內自然有效的水解分離出游離的葉黃素，被吸收入血液循環，然后隨著血液循環到達眼睛的視網膜組織。而且實驗證明，酯化物要比游離的葉黃素耐酸，不會在人體胃部被降解，酯化葉黃素其生物利用度比非酯化的葉黃素高61.6%。所以葉黃素酯是人體內葉黃素的安全有效來源，是作為食品添加劑補充葉黃素的最佳來源。葉黃素酯成本高、易氧化。現有技術中主要是由萬壽菊中提取得到含有葉黃素酯的葉黃素酯制劑，為提高所制得的制劑中葉黃素酯的純度，通常采用酶解、非極性溶劑或有機溶劑浸提萃取、超臨界二氧化碳提取、濃縮等工藝，所制得的葉黃素酯制劑中葉黃素酯的濃度在10%~80%，仍存在一定的溶劑殘留。在目前常規的含有添加劑的食品特別是液態食品(例如液態飲料和液態乳)的生產工藝中，添加劑通常是被添加到食品基料中，然后經過脫氣、均質、加熱殺菌等過程，而葉黃素酯經過這些加工過程會使部分功能組分損失或性質發生改變而喪失保健功能。目前普遍采用的做法是在生產食品配料時添加過量的葉黃素酯制劑，但采取這樣的方法，除導致成本增加外，往往還會由于葉黃素酯制劑尤其是液態葉黃素酯制劑中通常含有大量殘留溶劑，在食品中過量添加葉黃素酯制劑也將導致引入了更多的溶劑，這顯然違背了現代社會人們對食品自然、健康的要求，并且過量添加的葉黃素酯制劑將影響食品產品的風味、口感，穩定性也較差。因此，如何能在保證以最低量添加葉黃素酯、并保證其功能性組分不被破壞的情況下添加到食品中，使其充分發揮其功效，是含有葉黃素酯的食品產品開發的關鍵技術之一。需要對目前的食品加工中添加葉黃素酯的方法進行改進，或研發將葉黃素酯添加到食品中的新方法，這將對保證葉黃素酯的功能性組分不受破壞、防止過量添加、降低生產成本、促進食品新產品的開發具有重要意義。
發明內容本發明的主要目的在于提供一種食品生產過程中添加葉黃素酯的方法，以盡可能減少葉黃素酯在食品生產過程中的損失，防止葉黃素酯性質在食品加工過程中發生改變，從而進一步保證葉黃素酯在食品產品中的功能性，并節省葉黃素酯添加量，防止葉黃素酯過量添加。本發明的另一目的在于提供一種生產添加有葉黃素酯的食品的方法，以使所生產得到的食品含有適量的葉黃素酯而有利于視力健康，且具有良好的風味口感并能在較長保質期內具有良好穩定性。本發明首先提供了一種食品生產過程中添加葉黃素酯的方法，該方法包括將無菌葉黃素酯制劑在無菌條件下添加到殺菌后的液態食品基料中。本發明還提供了一種生產添加有葉黃素酯的食品的方法，該方法包括對液態食品基料進行殺菌處理；將無菌葉黃素酯制劑添加到殺菌后的液態食品基料中。本發明的方法中，所述的食品可以是任何在生產過程中需要向液態基料中添加葉黃素酯制劑的食品，特別是指液態食品如液態飲料和液態乳制品，所述液態飲料例如可以為果(蔬)汁或果(蔬)汁飲料、茶飲料、運動飲料、含乳飲料等，所述液態乳制品可以是液態奶等(含乳飲料既可以歸類為液態飲料，也可以歸類為液態乳制品)。本發明中，所述液態食品基料是指將食品配方中除葉黃素酯制劑外的其他組分配制成的具流動性的料液，可以是溶液，也可以是乳濁液，并允許料液中含有一定的可提供咀嚼口感的食用顆粒例如果料等。傳統的液態食品生產過程中，在向液態食品基料中添加葉黃素酯制劑后，還需要經過加熱殺菌等過程才生產得到產品。而在本發明的添加葉黃素酯的方法中，是將無菌葉黃素酯制劑在無菌條件下添加到殺菌后的液態食品基料中，所得到的含有葉黃素酯的混合物料不再進行加熱殺菌工序，而是可以直接進行灌裝得到產品，食品生產工藝過程中減少了使葉黃素酯制劑高溫氧化或變性的環節，從而可最大限度地保證葉黃素酯的功能性組分不被破壞，保證產品的功能性，同時節約添加量，防止過量添加。本發明的在滅菌后段添加無菌葉黃素酯制劑的方法也稱為無菌后段添加技術。本發明中，所述食品配料中的葉黃素酯是以葉黃素酯制劑的形式存在的，該葉黃素酯制劑可以是商購葉黃素酯制劑產品，也可以按照現有技術的方法例如CN100368395C中公開的方法從萬壽菊中提取制備(在此通過引證的方式將該現有技術的內容合并于本發明中，而不再對具體的從萬壽菊忠提取制備葉黃素酯制劑的過程進行贅述)。根據本發明的優選具體實施方案，適用于本發明的葉黃素酯制劑為液態形式的油脂制劑，其中的葉黃素酯含量最好為55%70%的油脂制劑(除特別說明外，本發明中所述含量和比例均為重量含量和比例)。當所購或所制的葉黃素酯制劑中葉黃素酯含量比該范圍低時，可通過進一步的非極性溶劑提取或通過超臨界二氧化碳萃取使葉黃素酯含量濃縮到55%~70%之間；當所購或所制的葉黃素酯制劑中葉黃素酯含量比該范圍高時，可通過添加適量的食用植物油例如橄欖油或大豆油而使葉黃素酯純度在55%~70%之間。根據本發明更優選的具體實施方案，該葉黃素酯制劑中還可以含有適量的抗氧化劑例如100ppm500ppm的維生素E，可有效防止或減緩葉黃素酯在食品加工過程中或產品儲存過程中被氧化。在本發明的方法中，所述無菌葉黃素酯制劑可以是釆用膜過濾技術制備得到的。具體的制備方法可以為采用孔徑0.21,的過濾膜(實際實施中為包含過濾膜的過濾器)對葉黃素酯制劑進行過濾除菌，并利用正壓無菌充填包裝機(例如利樂公司的無菌充填包裝機)將除菌后的葉黃素酯制劑包裝成無菌袋葉黃素酯制劑包裝。其中，具有所述過濾膜的過濾器可在對葉黃素酯制劑進行過濾除菌前進行預滅菌，例如可借助蒸汽對過濾器進行預滅菌，預滅菌條件12rC、30min。所制備得到的無菌袋葉黃素酯制劑包裝可以在無菌環境下暫存備用。根據本發明的具體實施方案，是利用一葉黃素酯制劑輸送管道將無菌葉黃素酯制劑在線添加到殺菌后的液態食品基料中，所述葉黃素酯制劑輸送管道的一端導逋無菌葉黃素酯制劑，另一端與輸送殺菌后的液態食品基料的管道相連通。具體實施時，可預先對葉黃素酯制劑輸送管道進行預滅菌(例如蒸汽滅菌，12rC、30min)，葉黃素酯制劑輸送管道的一端可為針管或類似物，該針管在使用前為包封狀態，使用時在高溫高壓蒸汽屏障的保護下除掉包封，插入無菌袋葉黃素酯制劑包裝中，而葉黃素酯制劑輸送管道的另一端與輸送殺菌后的液態食品基料的管道相連通，從而可導通無菌袋葉黃素酯制劑包裝與輸送殺菌后的液態食品基料的管道，將無菌葉黃素酯制劑添加到液態食品基料中。在所述葉黃素酯制劑輸送管道與輸送殺菌后的液態食品基料的管道間，設置有流量控制器，可精確調節葉黃素酯制劑的流量，從而將葉黃素酯制劑定量地添加到液態食品基料中。具體實施時，在葉黃素酯制劑輸送管道與無菌葉黃素酯制劑的導通處以及與輸送殺菌后的液態食品基料的管道相連通處，也需要釆用高溫高壓蒸汽作保護屏障，所述高溫高壓蒸汽的溫度優選為110~130°C，壓力優選為170kPa300kPa。可以看出，本發明的方法中，是在將殺菌后的液態食品基料連續輸送(向灌裝機輸送)的過程中在線添加葉黃素酯制劑，通過動態的添加過程，容易控制葉黃素酯制劑的添加量，利于使葉黃素酯制劑均勻添加到液態食品基料中。根據本發明的優選具體實施方案，可使無菌葉黃素酯制劑添加到液態食品基料中后得到的混合物料流經一靜態混合器(即在添加葉黃素酯制劑后到灌裝機前的生產管路間設置一靜態混合器)，得到進一步更充分的混合。在本發明的方法中，除上述說明外，未具體提及的工序例如液態食品基料的配制、殺菌、添加葉黃素酯制劑后的食品物料的灌裝等以及相關工序所用設備均可采用所屬領域中的常規設備或參照所屬領域的現有技術進行。以生產液態乳制品為例，傳統的生產工藝包括原奶檢驗—收奶—貯存—凈乳—標準化—巴氏殺菌—配料(添加穩定劑、葉黃素酯制劑等)—超高溫滅菌—冷卻—灌裝—裝箱—保溫實驗—出廠。而利用本發明的方法，生產液態乳制品的工藝包括原奶檢驗—收奶—貯存—凈乳—標準化—巴氏殺菌—配料(添加穩定劑等)—超高溫滅菌—冷卻—無菌添加葉黃素酯制劑—灌裝—裝箱—保溫實驗—出廠。在上述傳統的生產工藝中，在向配料奶液中添加葉黃素酯制劑后，還要經歷后續的超高溫滅菌步驟，而常規的超高溫滅菌步驟需要經歷真空脫氣、均質、加熱滅菌過程，這些過程會使葉黃素酯在高溫下部分被氧化或性質受到破壞而喪失保健功能；而在本發明的方法中，將添加葉黃素酯制劑的步驟后移，設置在整個生產工藝的后段(灌裝前段)，葉黃素酯制劑不經過真空脫氣、高溫受熱等過程，避免了葉黃素酯制劑遭受破壞，最大限度地保留了葉黃素酯制劑原有的香氣。綜上所述，本發明通過把葉黃素酯制劑加工成無菌產品，并利用無菌后段添加工藝，通過在線方式將葉黃素酯制劑于常溫添加到產品中，可減少葉黃素酯制劑在食品生產過程中的損失，防止葉黃素酯制劑性質改變，能最大限度地保留葉黃素酯的功能活性組分，為葉黃素酯制劑在食品產品中充分發揮保健功能提供保證，并使產品在長保質期整個過程中能具有良好的風味、口感和穩定性。同時，利用本發明的方法，可使葉黃素酯制劑的添加量大幅度節省，不必過量添加。而且，本發明的方法中，無菌條件的操作與實現比較容易簡便，可減少設備投資和生產管理成本。具體實施例方式以下通過具體實施例詳細說明本發明的技術及特點，旨在幫助閱讀者更好地理解本發明的技術實質和所能產生的有益效果，不能理解為對本發明實施范圍的限定。實施例l按照以下原料比例生產一種強化了葉黃素酯營養的牛奶-牛奶998.958重量份葉黃素酯制劑0.02重量份單硬脂肪酸酯1重量份VA0.022重量份。原料標準牛奶符合GB6914標準；葉黃素酯制劑液態油脂制劑，其中葉黃素酯含量約60%，含有約250ppm的維生素E;各原料性能指標符合相關質量標準要求。本實施例中的酸性乳飲料的生產方法依次包括以下步驟(1)將溫度不超過8'C的原料奶通過凈乳工藝除去其中的機械雜質，然后在7290'C，進行515秒的巴氏殺菌，殺菌后的原料奶冷卻至8'C以下，備用；(2)將巴氏殺菌奶升溫至6065X:，加入穩定劑和VA，攪拌混均，得到配好的奶液組合物；(3)將步驟(2)中配好的奶液組合物在約65匸、200bar條件下均質；(4)均質后的奶液組合物在12rC/4秒進行滅菌，之后冷卻至25匸以下，連續地輸送去灌裝機；(5)在將滅菌并冷卻后的奶液組合物連續地輸送去灌裝機的過程中，將無菌食用葉黃素酯制劑在線添加到奶液組合物中(產品主流線管路)。其中，所述無菌食用葉黃素酯制劑是按照以下操作制備得到的原料中的液態葉黃素酯制劑通過正壓泵和速控流過0.2pm的濾膜過濾器過濾，得到無菌葉黃素酯制劑，然后通過正壓無菌充填包裝機(購自利樂公司)包裝成無菌袋葉黃素酯制劑包裝，該無菌袋葉黃素酯制劑包裝可儲存在無菌環境室內。在線向奶液組合物中加入無菌葉黃素酯制劑時，利用一經過預滅菌的葉黃素酯制劑輸送管道，將輸送管道的一端插入無菌袋葉黃素酯制劑包裝中，而另一端與輸送殺菌后的液態食品基料的管道相連通。在所述葉黃素酯制劑輸送管道與輸送殺菌后的液態食品基料的管道間，設置有流量控制器，例如采用利樂公司的FLEXDOS加料系統，可精確控制葉黃素酯制劑的流量(可精確到萬分之O.l)并提供輸送葉黃素酯制劑的動力，從而將葉黃素酯制劑均勻地定量在線添加到奶液組合物中。該過程中，可以僅在將葉黃素酯制劑輸送管道的一端插入無菌袋葉黃素酯制劑包裝中時、在葉黃素酯制劑輸送管道與無菌葉黃素酯制劑的導通處以及與輸送殺菌后的液態食品基料的管道相連通處，采用高溫高壓蒸汽作保護屏障，所述高溫高壓蒸汽的溫度優選為110~130°C，壓力優選為170kPa300kPa。該方法中，通過采用高溫高壓蒸汽作為產品的保護屏障，可以在有菌的大環境中人為制造出一個產品的無菌環境，進行葉黃素酯制劑的無菌添加過程，而避免產品被污染。由于葉黃素酯制劑在從無菌袋葉黃素酯制劑包裝中添加到奶液組合物的過程中，是瞬間通過輸送管道外部的高溫高壓蒸汽環境的，葉黃素酯的性質不會被外部的高溫破壞；無菌葉黃素酯制劑添加到奶液組合物中后所得到的混合物料可流經一在線設置的靜態混合器，得到進一步充分混合；(6)混合后的添加有葉黃素酯的物料在《25T:下進行無菌灌裝，即得到本實施例的酸性乳飲料產品，該產品經保溫實驗(304(TC放置57天)合格后即可出廠。本實施例的含有葉黃素酯的營養強化乳，經檢測(采用國家規定的相關檢測方法——高效液相色譜HPLC)，每噸液態奶產品中，葉黃素酯實際含量約為12g，維生素A實際含量約為998mg(lpg=3.33IU)。實施例2按照以下原料比例配制一種含有葉黃素酯的液態乳飲料-牛奶600重量份葉黃素酯制劑0.06重量份微晶纖維素1重量份卡拉膠0.2重量份乳糖酶0.5重量份VA0.022重量份水398.13重量份。原料標準牛奶符合GB6914標準各原料性能指標符合相關質量標準要求。本實施例的含有葉黃素酯的低乳糖乳飲料的生產方法依次包括步驟(1)將溫度不超過8'C的原料奶通過凈乳工藝除去其中的機械雜質，然后在85"進行5秒的巴氏殺菌，之后冷卻至8"C以下備用；(2)將巴氏殺菌后的原料奶升溫6065'C，加入穩定劑和VA原料，攪拌混均，得到配好的奶液組合物；(3)將步驟(2)中配好的奶液組合物在約7(TC、220bar條件下均質；(4)均質后的奶液組合物在137°C/4秒進行超高溫(UHT)滅菌，之后冷卻至25'C以下，在線加入無菌乳糖酶制劑(可以通過冷殺菌技術例如膜過濾等得到無菌乳糖酶制劑)和葉黃素酯制劑(無菌添加方式基本同實施例l)，混合后的物料流經一在線設置的靜態混合器，得到進一步的充分混合，然后進入灌裝機進行無菌灌裝。即得到本實施例的含有葉黃素酯的乳飲料產品，該產品經保溫實驗(304(TC放置57天)合格后即可出廠。本實施例的乳飲料中，經檢測，每噸液態乳飲料產品中，葉黃素酯實際含量約為40g，維生素A實際含量約為1004mg(lpg=3.33IU)。本實施例中，還對該乳飲料產品在保溫實驗過程中的乳糖水解率進行了測定，在保溫放置l、2、3、4天后，產品中的乳糖水解率分別為64.36%、82.25%、97.1%、100%。該實施例的產品在出廠時乳糖水解率已經達到了100%,特別適合乳糖不耐癥人群飲用，為其提供牛乳的營養，促進對鈣的吸收利用。對比例l按照實施例1的產品配方生產營養強化乳。該對比例的生產方法與實施例1相比，區別僅在于葉黃素酯制劑不進行無菌在線添加而是與穩定劑和Va原料一起直接加入到6(TC65'C的配料奶中，其他生產工藝基本相同，得到該對比例1的營養強化乳。經檢測，每噸該對比例的液態奶產品中，葉黃素酯實際含量約為8g，維生素A實際含量約為960mg(l}ig=3.33IU)。和實施例1相比，葉黃素酯損失率為30%左右，說明利用本發明的無菌添加葉黃素酯的方法可以大大節約生產成本。實施例1和對比例1風味對比變化考察取實施例1和對比例1的產品作為風味考察樣品，進行口感風味品嘗實驗，下線后的產品在常溫儲存，每隔一個月進行樣品口感風味對比，時間為從產品下線后到儲存六個月。考察結果記錄于下表。<table>complextableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>從上表考察結果可以看出，本發明實施例1的產品可于常溫保存6個月以上，不出現任何異味，利于產品推廣和銷售。說明采用本發明的技術，除防止葉黃素酯制劑過量添加、節約生產成本和管理成本外，還可在一定程度上解決了產品在產品貨架期內的氧化問題和風味變化問題。并且，經過在上述六個月儲存期內對產品的微生物指標進行檢測，發現符合相關質量標準要求，說明利用本發明的方法生產得到的產品達到了對產品的無菌要求。含有葉黃素酯的液態奶制品的功能性考察實驗本實驗選取了6名早期患有AMD病的病人，讓他們每天喝200ml實施例1的產品，時間為15周，實驗測得6名患者在飲用實施例1的產品15周后血漿中的葉黃素水平提高了5倍，黃斑中心區的色素密度增加了20%。說明利用本發明的方法在液態乳中合理添加了葉黃素酯功能配料，能最大限度保留葉黃素酯的功能組分，充分發揮其保健功能，從而使產品有利于預防年齡相關性視黃斑退化、降低結腸癌發病率。同時該實施例1的產品還添加了維生素A，能有效防止夜盲癥和視力減退，有助于對多種眼疾的治療。權利要求1、一種食品生產過程中添加葉黃素酯的方法，該方法包括將無菌葉黃素酯制劑在無菌條件下添加到殺菌后的液態食品基料中。2、根據權利要求1所述的方法，其中，所述葉黃素酯制劑為葉黃素酯含量55%~70%的油脂制劑。3、根據權利要求1所述的方法，其中，所述葉黃素酯制劑中含有100ppm500ppm的維生素E。4、根據權利要求1所述的方法，其中，采用膜過濾技術制備無菌葉黃素酯制劑。5、根據權利要求4所述的方法，其中，無菌葉黃素酯制劑是按照以下方法制備得到的采用孔徑0.2~lpm的過濾膜對葉黃素酯制劑進行過濾除菌，并利用正壓無菌充填包裝機將除菌后的葉黃素酯制劑包裝成無菌袋葉黃素酯制劑包裝。6、根據權利要求1或5所述的方法，其中，利用一葉黃素酯制劑輸送管道將無菌葉黃素酯制劑在線添加到殺菌后的液態食品基料中，所述葉黃素酯制劑輸送管道的一端導通無菌葉黃素酯制劑，另一端與輸送殺菌后的液態食品基料的管道相連通；在葉黃素酯制劑輸送管道與無菌葉黃素酯制劑的導通處以及與輸送殺菌后的液態食品基料的管道相連通處，采用高溫高壓蒸汽作保護屏障；且該方法中是利用流量控制器調節葉黃素酯制劑的添加量。7、根據權利要求6所述的方法，其中，所述高溫高壓蒸汽的溫度為110~130°C，壓力為170kPa300kPa。8、根據權利要求1所述的方法，該方法還包括使無菌葉黃素酯制劑添加到液態食品基料中后所得到的混合物料流經一靜態混合器，得到進一步混合。9、根據權利要求1所述的方法，其中，所述食品為液態飲料或液態乳制品。10、一種生產添加有葉黃素酯的食品的方法，該方法包括對液態食品基料進行殺菌處理；按照權利要求1~9任一項所述的方法將無菌葉黃素酯制劑添加到殺菌后的液態食品基料中。全文摘要本發明提供了一種食品生產過程中添加葉黃素酯的方法，該方法包括將無菌葉黃素酯制劑在無菌條件下添加到殺菌后的液態食品基料中。本發明還提供了一種生產添加有葉黃素酯的食品的方法，該方法包括對液態食品基料進行殺菌處理；將無菌葉黃素酯制劑添加到殺菌后的液態食品基料中。利用本發明的方法，可減少葉黃素酯在食品生產過程中的損失，防止葉黃素酯氧化變性而喪失保健功能，并節省葉黃素酯添加量。文檔編號A23L1/30GK101336742SQ200810137799公開日2009年1月7日申請日期2008年7月23日優先權日2008年7月23日發明者巴根納,王艷萍申請人:內蒙古伊利實業集團股份有限公司