專利名稱：補(bǔ)鈣果汁飲料的制備方法
本申請(qǐng)涉及有營(yíng)養(yǎng)意義的補(bǔ)鈣果汁飲料，特別涉及這種補(bǔ)鈣飲料的制備方法。
膳食鈣不足至少是某些人發(fā)生骨質(zhì)疏松癥的一種原因。例如，有人發(fā)現(xiàn)在許多年齡組中，鈣攝取和骨質(zhì)呈相關(guān)。也有人提出兒童時(shí)期鈣攝取的水平直接影響骨骼成熟時(shí)才定形的峰骨。
已發(fā)現(xiàn)，從少年后期至成年早期，膳食鈣的攝取一般都明顯降低，特別是女性更明顯，因?yàn)榕栽诎l(fā)育時(shí)期發(fā)生鈣攝取降低一般比同齡男性早得多。同時(shí)，女性作為一個(gè)群體，對(duì)生命過程中長(zhǎng)期的鈣缺乏特別敏感。鈣缺乏可能是絕經(jīng)的婦女發(fā)生嚴(yán)重骨質(zhì)疏松癥的一個(gè)原因。
鈣可從各種膳食中獲得。主要的鈣源是乳制品，特別是牛奶。牛奶提供十分有價(jià)值的膳食鈣源。然而從青少年時(shí)期開始，直至生命晚期，一般人都沒有食用足夠量的牛奶，以獲得必要的鈣。這可能是牛奶作為一種“社會(huì)需要”的飲料沒有吸引力的原故。的確，有人發(fā)現(xiàn)幼女，特別是成年婦女通常認(rèn)為牛奶是一種不具社會(huì)吸引力的飲料，熱量太大，味道也欠佳。此外，由于食用牛奶，常引起胃腸道的不適，所以相當(dāng)一部分人進(jìn)入成年后對(duì)乳糖不能忍受。
為了獲得更多的鈣，顯然需要找出比牛奶更具有吸引力的飲料。這種飲料必須是食用足夠量的，能提供營(yíng)養(yǎng)有意義量鈣的飲料。一般人經(jīng)常在早餐飲用的飲料是果汁制品，特別是桔汁。跟牛奶一樣，桔汁以有益于健康，營(yíng)養(yǎng)豐富而著稱。而且通常認(rèn)為桔汁味道頗佳。因此可以認(rèn)為，按照營(yíng)養(yǎng)學(xué)補(bǔ)充鈣的桔汁是終身獲得大量膳食鈣的另一工具。
按照營(yíng)養(yǎng)學(xué)將桔汁或其他果汁的鈣補(bǔ)充到有意義的濃度并非很簡(jiǎn)單。牛奶中平均鈣含量約為0.12%(重量)。在桔汁中要有如此高含量的鈣需要考慮許多問題。
最主要的問題是要保證鈣一旦溶解就不能從桔汁中沉出。由于高濃度的鈣存在，從濃縮桔汁中沉出鈣可能是極突出的問題。然而，由于果汁中存在酸性系統(tǒng)和其他成份，鈣從單強(qiáng)化果汁制品中沉出也是可能發(fā)生的。桔汁本來就含有檸檬酸和馬來酸的混合物。將鈣源直接加入桔汁中形成的熱力學(xué)最穩(wěn)定的檸檬酸鈣類也是最不溶的。這些不溶的檸檬酸鈣類能十分迅速地從桔汁中沉出。
商售的加鈣冷果汁制品存在著特殊的鈣沉淀問題。為了延長(zhǎng)抗微生物和霉菌生長(zhǎng)的穩(wěn)定性，冷凍果汁制品于包裝前要進(jìn)行巴氏法消毒或滅菌消毒。典型的消毒方法是將果汁液流過高溫〔約180°F(82.2℃)-212°F(100℃)〕或超高溫〔約212°F(100℃)-260°F(126.7℃)〕的巴氏消毒器或滅菌器。這種裝置的例子是板框式換熱器(高溫)和蒸汽直接浸漬滅菌器(超高溫)。
使人驚奇的是當(dāng)含鈣果汁流過高溫巴氏消毒裝置或滅菌裝置時(shí)，果汁中的鈣鹽會(huì)沉淀出來。以氫氧化鈣或碳酸鈣作為添加鈣源的含鈣檸檬汁則更為明顯。當(dāng)含鈣的檸檬汁通過高溫巴氏消毒器或滅菌器時(shí)，不溶的檸檬酸鈣便沉淀出來。析出的檸檬酸鈣沉著于巴氏消毒器或滅菌器的內(nèi)表面。如果不停工加以清洗，沉淀的檸檬酸鈣甚至?xí)兟涞羧胂具^的冷凍果汁中。(此外，就板框式熱交換器而言析出的和沉著的檸檬酸鈣能降低熱傳導(dǎo)效率。)在果汁中按照鈣量相對(duì)增加酸量可在一定程度上減輕沉淀問題。然而這使冷凍果汁的酸味增強(qiáng)。降低果汁中的鈣濃度也可減少鈣鹽沉淀，但明顯的缺點(diǎn)是給制備方法和產(chǎn)品的靈活性帶來了限制。因此，鈣必須以下述方法加入冷凍果汁制品中，即該法能防止高溫巴氏消滅或滅菌引起的鈣沉淀問題，能按希望的濃度將鈣加入果汁中，并且還能避免冷凍果汁制品的酸味過份增加。
1973年3月27日授予Berry等人的美國(guó)專利3，723，133號(hào)公開了一種脫水，脫酸檸檬汁制品及其制備方法。該專利公開的方法包括用離心法分離出果汁的上清液，用巴氏法消毒，然后加入磨得很細(xì)的氫氧化鈣或其他金屬的氫氧化物干粉中和之。沉淀出來的檸檬酸鈣用離心法除去后，澄清液與第一次離心后的果汁殘余物合并，濃縮，與發(fā)泡劑混合，干燥，制得脫水脫酸性檸檬汁制品。除檸檬汁外，Berry等人的方法也可用于“任何酸含量經(jīng)常變化的其他含糖果汁”。參見第3集42-44行。
1951年9月4日授予Sterens等人的美國(guó)專利2，567，038號(hào)公開了一種制備干果汁濃縮物的方法。該法是緩沖果汁的酸性或調(diào)高其PH值使之部分中和，然后用巴氏法消毒(中和及緩沖果汁酸性的方法之一是加入堿性物質(zhì)，如氫氧化鈣或氫氧化鈉)。消毒過的該果汁在適當(dāng)?shù)恼婵諚l件下濃縮，然后加入足夠量的粒狀糖以獲得一種濕性顆粒混合物。將這種糖-果汁混合物干燥，得到一種干果汁濃縮物。
1960年3月15日授予Ponting的美國(guó)專利2，928，744號(hào)公開了一種防止蘋果汁脫色的方法。該方法是在基本純凈的馬來酸存在下將蘋果弄碎，在該果汁中加入足夠的碳酸鈣或氫氧化鈣使PH回到天然的水平，借此除去過量的馬來酸。過量的馬來酸以馬來酸鈣的形式沉淀出來，然后經(jīng)過過濾法除去。也可參見1915年6月1日授予Gore的美國(guó)專利1，141，458號(hào)，該專利公開了一種方法將氫氧化鈣混懸液(石灰乳)加入蘋果汁(或其他果汁)中，以中和存在的游離酸;通過濾壓器除去混懸物質(zhì)，然后濃縮，得到含馬來酸鈣結(jié)晶的糖漿，通過濾壓器，使糖漿和結(jié)晶分開。
1984年10月16日授予Jr.Eisenhardt等人的美國(guó)專利4，477，481號(hào)公開了一種冷凍干燥檸檬果肉的方法。方法為處理濕檸檬果肉，使其PH至少增至約4.0，然后冷凍并冷凍干燥，使其含水量低于10%(重量)?？刹捎脷溲趸浕驓溲趸}使果肉的PH增加。
本發(fā)明涉及補(bǔ)鈣的單強(qiáng)化果汁飲料，特別涉及這些飲料的制備方法。該方法包括如下步驟a)至少提供一種經(jīng)巴氏法消毒的果汁，其中溶解的鈣不大于約0.12%(重量)，檸檬酸約為0-4%(重量)。
b)提供一種氫氧化鈣漿;和c)以適當(dāng)?shù)捏w積比將該氫氧化鈣漿均勻地分散于經(jīng)巴氏法消毒過的果汁中，得到一種補(bǔ)鈣的果汁飲料，此飲料具有1)約0.05-0.26%溶解的鈣;
2)至少約45%的果汁;
3)約2-16°白利糖度(Brix)的固體成份;
4)PH約為5.0或更低。
本發(fā)明的方法可避免含鈣果汁因高溫巴氏消毒或滅菌引起的鈣鹽沉淀問題，特別是檸檬酸鈣的沉淀問題。這樣也避免或減少了巴氏消毒裝置或滅菌裝置用以清除沉著于內(nèi)表面的鈣鹽的昂貴周期性停工。本方法還提供了單強(qiáng)化果汁產(chǎn)品，此產(chǎn)品含有期望濃度的鈣，而不必增加與鈣量相關(guān)的酸量。該果汁可用于制備具有低酸含量和更好的甜-酸平衡的冷凍果汁制品，特別是冷凍檸檬汁制品。
文中所用的“果汁飲料”意指下列果汁飲料含有至少約45%的果汁，而且是單強(qiáng)化現(xiàn)成(立即可飲用)的飲料。本發(fā)明的果汁飲料也可是“全強(qiáng)化”型飲料，其中含有至少約95%的果汁。
本發(fā)明范圍內(nèi)的果汁飲料也包括稱之為軟飲料(nectar)的持久型果汁制品。這些持久型果汁制品一般含有約50-90%的果汁。最好的持久性果汁制品含有50-70%果汁。
這里所說的“濃縮果汁”意指其中去掉了一部分水的果汁。
本文用的“果汁液”涉及通常的果汁原料的均一混合物，其中包括濃縮果汁，果汁香料，調(diào)味揮發(fā)物，果皮油，可見的果肉或果渣，加上其他物質(zhì)，如添加食用酸，鈣源，其他礦物質(zhì)，維他命和類似物。
本文用的“果汁”涉及柑桔屬果汁，非柑桔屬果汁如蘋果汁，葡萄汁，梨汁，櫻桃汁，漿果汁，菠蘿汁，桃汁，杏汁，梅汁，李汁，西番蓮果汁，香蕉汁和這些果汁的混合物。
本文用的柑桔屬果汁涉及桔汁，檸檬汁，酸橙汁，葡萄柚汁，紅桔汁及它們的混合物。
本發(fā)明涉及的所有果汁均是單強(qiáng)化果汁。
本文用的“組成”指的是在本發(fā)明的果汁飲料和果汁液中能加入的各種成份。相應(yīng)地，“組成”一詞包括限制更多的詞“主要由…組成”和“由…組成”。
本文用的“巴氏消毒”和“巴氏消毒法”涉及不用放射線處理的消毒方法，該法將被消毒物加熱至一定溫度，并保持足夠的時(shí)間，至少部分消毒，使被消毒物中微生物和霉菌不能生長(zhǎng)，而又使被消毒物的化學(xué)組成基本不發(fā)生變化。經(jīng)巴氏法消毒的物質(zhì)的特征在于就對(duì)抗微生物和霉菌生長(zhǎng)性腐敗而言，其穩(wěn)定性較長(zhǎng)，術(shù)語“巴氏法消毒”和“巴氏消毒法”包括更加限定的術(shù)語“滅菌”和“滅菌法”，即，經(jīng)過處理的材料基本上沒有微生物和霉菌生長(zhǎng)。
制備本發(fā)明補(bǔ)鈣果汁飲料的一個(gè)重要成份是果汁液。下面關(guān)于果汁配方和其后的巴氏消毒或滅菌的許多討論將集中于桔汁，根據(jù)本發(fā)明將桔汁用于制備高質(zhì)量的補(bǔ)鈣桔汁飲料。
然而，按照本發(fā)明，以其他柑桔屬果汁(如葡萄柚汁)，非柑桔屬果汁(蘋果汁)，以及果汁的混合物也可組成配方，并按照該方法進(jìn)行巴氏法消毒或滅菌。
用于制備本發(fā)明桔汁的濃縮桔汁，桔香汁，調(diào)味揮發(fā)物，可見的果肉和果皮油可通過標(biāo)準(zhǔn)的桔汁加工法獲得。對(duì)于桔汁，葡萄柚汁和紅桔汁的標(biāo)準(zhǔn)加工法參見Nagy等人著《柑桔科學(xué)和技術(shù)》，第2卷(AVI出版公司出版，1977年)，177-252頁(yè)(本文引作對(duì)比文獻(xiàn))。用于非柑桔屬果汁如蘋果汁，葡萄汁，菠蘿汁等的標(biāo)準(zhǔn)加工，以獲得非柑桔屬果汁和其他果汁，參見Nelson等人著《水果和蔬菜汁加工技術(shù)》(第三版，AVI出版，1980)180-505頁(yè)(本文引作對(duì)比文獻(xiàn))。通常將不同來源的桔汁(如佛羅里達(dá)巴倫西亞，ParsonBrown，HamlinPin-eapple，BrazilianValencia，PerRio)混合并調(diào)節(jié)糖-酸比例。糖與酸之比約為8∶1至20∶1被認(rèn)為是合適的。然而最好的糖與酸之比約為12∶1至18∶1。
桔子皮先用粗銼力銼以獲得用于本發(fā)明的桔汁的果皮油。用自動(dòng)擠汁機(jī)或手工擠壓(不常用)提取桔汁。用于提取桔汁的裝置類型并不重要。擠壓裝置擠出的原汁含有可見的果肉，碎片和籽。第一步將碎片和籽與汁和果肉分開。第二步將果肉與果汁分開。(分離出的果肉可用本發(fā)郵的桔汁)。
為了保存更多的必要的桔香料和調(diào)味化合物，可用蒸汽處理擠出的桔汁，以移出桔香料和調(diào)味揮發(fā)物。以桔香料和桔子調(diào)味劑的濃縮物的形式得到這些揮發(fā)成份。分離該濃縮物以得到含水桔子提取香精和桔子提取油。參見1984年6月13日公開的，授予Powers等人的歐洲專利說明書110，638(本文引作對(duì)比文獻(xiàn))該專利公開了一種合適的揮發(fā)油分離/回收方法和制備提取香精及提取油的方法。也可使用或部分使用其他來源的香精/調(diào)味劑。例如商售的桔香料，商售桔子油和冷壓果皮油可部分和全部用作桔汁中的香料/調(diào)味劑。非桔子源的天然調(diào)味劑也可用作香料/調(diào)味物質(zhì)。
可采用各種技術(shù)來濃縮食用果汁(分離過的或未分離過的)。這些技術(shù)一般包括蒸發(fā)濃縮或冷凍濃縮。蒸發(fā)濃縮時(shí)，使食用果汁通過蒸發(fā)器，或者更普遍地是通過一系列的蒸發(fā)器，合適的蒸發(fā)器包括薄膜蒸發(fā)器或者更普遍的是加溫蒸發(fā)器(TASTE)。大多數(shù)濃桔汁通過蒸發(fā)濃縮而得到。然而也可用冷凍濃縮法制得用于本發(fā)明桔汁液的濃縮桔汁。典型的冰凍濃縮包括將桔汁的上清液通過一個(gè)有刮板的熱交換器，形成基本上是純冰的結(jié)晶，然后將結(jié)晶分出。1983年2月22日授予Strobel的美國(guó)專利4，374，865號(hào)公開了一種最好的冰凍濃縮方法(引為對(duì)比文獻(xiàn))。與蒸發(fā)濃縮不同的是，冰凍濃縮得到濃桔汁含有香料和調(diào)味揮發(fā)物。
除桔汁原料外，桔汁液常含有食用酸。天然桔汁中的檸檬酸在維持桔汁產(chǎn)品所需的PH和酸性特征的同時(shí)，是不足以中和后來加入的氫氧化鈣的。因此，桔汁中需要加入食用酸。
對(duì)于果汁液，通常應(yīng)加的食用酸是0-100%的檸檬酸和0-100%的馬來酸。而桔汁液，要加入的食用酸包括約5-90%的檸檬酸和約10-95%的馬來酸，最好是5-60%的檸檬酸和40-95%的馬來酸。(對(duì)于非柑桔果汁液，如蘋果汁液，加入的食用酸包括5-100%的檸檬酸和0-95%的馬來酸，最好是20-100%的檸檬酸和0-80%的馬來酸)。除檸檬酸和馬來酸外，其他食用酸和磷酸，富馬酸、己二酸、乳酸，酒石酸，葡糖酸或它們的混合物也可加入果汁液中。這些酸可以游離酸或以相應(yīng)的鹽，如檸檬酸鹽，馬來酸鹽，磷酸鹽，酒石酸鹽，葡糖酸鹽和乳酸鹽的形式加入果汁中。
加入的食用酸濃度加上果汁中存在的各種天然酸的總量(以下稱總酸量)取決于所涉及的果汁，待加入果汁的氫氧化鈣的量，以及制成的果汁飲料所要求的酸度和味道。果汁液中的總酸量應(yīng)足以中和后來加入的氫氧化鈣的50-180%。果汁液中的總酸量最好是足夠中和加入氫氧化鈣的70-150%。
由于檸檬酸鈣易于沉出，應(yīng)該小心控制果汁液中檸檬酸的總量(加入的檸檬酸加上天然存在的檸檬酸)。對(duì)于柑桔屬果汁液，檸檬酸的總量可以是約0.4%-4%，最好是約0.6-2.5%。對(duì)于非柑結(jié)屬果汁液(如蘋果)，檸檬酸總量約為0-2.5%。
本發(fā)明的果汁液含有糖，一般存在于果汁制品中。這些糖包括蔗糖，果糖，高果糖玉米糖漿、葡萄糖，轉(zhuǎn)化糖及它們的混合物。果汁中存在的天然糖量對(duì)于本發(fā)明的果汁液是足夠的。然而，對(duì)于持久型果汁飲料，應(yīng)加糖，通常是加入蔗糖或高果糖玉米糖漿。
除糖外，用來制備持久型果汁飲料的果汁液也可含有其他甜味劑。合適的甜味劑包括糖精，環(huán)已烷基磺酸鹽，乙?；前?，L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸低級(jí)烷基酯甜味劑(如天冬酰苯丙氨酸甲酯)L-天冬氨酰-D-丙氨酰胺(1983年10月23日授予Brennan等人的美國(guó)專利4，411，925號(hào)號(hào)公開，本文引作對(duì)比文獻(xiàn))，L-天冬氨酰基-D-絲氨酰胺(1983年8月16日授予Brennan等人的美國(guó)專利4，399，163號(hào)公開，本文引作對(duì)比文獻(xiàn))，L-天冬氨?；?L-I-羥甲基烷酰胺甜味劑(1982年12月21日授予Brand的美國(guó)專利4，338，346號(hào)公開，本文引作對(duì)比文獻(xiàn))，L-天冬氨酰甜味劑(1983年12月27日授予Rizzi的美國(guó)專利4，423，029號(hào)，本文引作對(duì)比文獻(xiàn))，L-天冬氨酰-D-苯基甘氨酸酯和酰胺甜味劑(1987年9月8日授予Janusz的美國(guó)專利4，692，512號(hào)，本文引作對(duì)比文獻(xiàn))，L-天冬氨酰-D-取代雜芳環(huán)甘氨酸酯和酰胺甜味劑(1987年9月8日授予Blum等人的美國(guó)專利4，692，513號(hào)本文引作對(duì)比文獻(xiàn))和類似物。特別好的用于持久型果汁制品的甜味劑是天冬酰苯丙氨酸甲酯。
巴氏消毒之前，果汁液的固體含量(主要是糖)通常是約5-20°白利糖度(Brix)。果汁液的固體含量取決于其中所含的果汁量和果汁液與氫氧化鈣漿結(jié)合的體積比例。對(duì)于制備至少約90%果汁的全強(qiáng)化飲料所用的果汁液，其固體含量約為9-16°白利糖度。對(duì)于制備含約50-90%果汁的持久型果汁飲料所用的果汁液，其固體含量大約是8-14°白利糖度(除糖外，不含其他甜味劑)，或是約5-9°白利糖度(含有其他甜味劑)。
本發(fā)明的果汁液基本上不加入蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)包括大豆蛋白，乳清蛋白濃縮物和類似物。這些蛋白能與果汁香精和調(diào)味劑反應(yīng)，如果水解，能生成有不愉快的芳味的短鏈肽或氨基酸。對(duì)于本發(fā)明的果汁液，加入的蛋白質(zhì)量一般不大于0.1%。最好其中不含加入的蛋白質(zhì)。
如果需要，在巴氏消毒或滅菌之前，可加入鈣鹽以部分補(bǔ)充鈣。對(duì)此目的特別適合的鈣鹽包括碳酸鈣，氧化鈣和氫氧化鈣。對(duì)于更窄的范圍，其他鈣鹽，如硫酸鈣，氯化鈣和葡萄糖酸鈣也可用作部分鈣的補(bǔ)充。在巴氏消毒或滅菌前加入果汁液中的鈣鹽量應(yīng)該是果汁液中溶解的鈣不超過0.12%。在巴氏消毒或滅菌前，果汁液中的鈣含量不大于0.05%更好。最好在巴氏消毒或滅菌前一點(diǎn)鈣也不加。這樣，當(dāng)進(jìn)行巴氏消毒或滅菌時(shí)，能最大限度地減少鈣鹽，特別是檸檬酸鈣從果汁液中沉出。
本發(fā)明的果汁液中也可包括存在于果汁制品中的任何其他成份。如防腐劑，維生素和其他礦物質(zhì)。適合的維生素包括維生素A，D，E，C(抗壞血酸)，B1(硫胺)，B2(核黃素)，B12煙酸，葉酸和生物素。除了其中含鈣外，其他的礦物質(zhì)是鐵，鋅，鉀，鎂，錳和銅。如需要，果汁液中也可含有天然的和合成的色素。
果汁液按配方配好后進(jìn)行巴氏消毒或滅菌。將用果汁液制備的大多數(shù)果汁飲料包裝成冷凍果汁制品。除非果汁液在無菌條件下制備，為了延長(zhǎng)冷凍果汁制品抗微生物和霉菌生長(zhǎng)的穩(wěn)定性，巴氏消毒或滅菌是必要的。
冷凍的果汁制品通過高溫巴氏消毒裝置進(jìn)行巴氏消毒，消毒的溫度約為180°F-212°F(82.2℃-100℃)。果汁液的高溫巴氏消毒可用間接熱交換器進(jìn)行。間接熱交換器可是真管道式或板框式熱交換器。不論用哪種間接熱交換器對(duì)果汁液進(jìn)行巴氏消毒，均可導(dǎo)致冷凍果汁制品的質(zhì)量下降。這是因?yàn)闊峤粨Q效率率低，果汁液與高溫表面接觸時(shí)間延長(zhǎng)所致。
本發(fā)明的果汁液最好用超高溫法進(jìn)行巴氏消毒或滅菌。超高溫法涉及的溫度為約212°-260°F(100°-126.7℃)。超高溫法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)微生物的殺滅和滅活的速率比果汁液的化學(xué)降解快。因此，使用超高溫法，既能對(duì)果汁液進(jìn)行巴氏消毒或滅菌，又可對(duì)冷凍果汁制品的質(zhì)量不產(chǎn)生明顯有害影響。
超高溫法是通過直接的熱交換法進(jìn)行消毒的。直接熱交換法能將果汁液暴露于高溫的時(shí)間減少至幾秒鐘，如約2-6秒。直接熱交換包括蒸汽注入和蒸汽浸漬兩種。對(duì)于本發(fā)明果汁液的巴氏消毒或滅菌，最好是直接蒸汽浸漬。合適的直接蒸汽浸漬的巴氏消毒系統(tǒng)包括Crepaco超高溫蒸汽浸漬加熱器，以及Cherrg-Burrell和BASI所提供的直接蒸汽浸漬系統(tǒng)。
在直接蒸汽浸漬的巴氏消毒或滅菌中，果汁液以很薄的液層通過加壓蒸汽，蒸汽在果汁液中冷凝，蒸汽中潛在的熱能釋放出來，立刻將果汁加熱。同時(shí)，用一定量的水稀釋蒸汽，稀釋的水量與加熱溫度上升密切相關(guān)。在直接蒸汽浸漬中揮發(fā)的果汁芳香物和調(diào)味物基本上被再次冷凝，回到果汁液中。
在用直接蒸汽浸漬法進(jìn)行巴氏消毒或滅菌前，果汁液最好先通過預(yù)熱器。將果汁液預(yù)熱至約40°-100°F(4.4°-37.8℃)。最好將果汁液預(yù)熱至約60°85°F(15.6°-29.4℃)。果汁液的預(yù)熱能減少在直接蒸汽浸漬加熱時(shí)完成巴氏消毒或滅菌所需的時(shí)間和溫度。巴氏消毒或滅菌的時(shí)間和溫度的減少更好地保持了冷凍果汁制品的性質(zhì)。
當(dāng)用直接蒸汽浸漬法加熱，進(jìn)行巴氏消毒或滅菌時(shí)，用一排稱之為冷卻器交換器冷凝和冷凍果汁液和所有生成的果汁香料及調(diào)味揮發(fā)物。冷凍系統(tǒng)是密封的，以便包括水蒸汽和香料/調(diào)味揮發(fā)物在內(nèi)的各種蒸汽重新冷卻回到果汁液中。經(jīng)巴氏消毒或滅菌的果汁液冷凍后的溫度是約30°-50°F(-1.1°-10℃)，最好被冷凍至約30°-40°F(約-1.1°-4.4℃)。
用于制備本發(fā)明的補(bǔ)鈣果汁飲料的另一重要成份是氫氧化鈣漿。如果不是全部，至少這種氫氧化鈣漿提供了大部分果汁飲料中的添加鈣。該漿主要以氫氧化鈣作鈣源。然而，如果需要，少量的其他鈣鹽，如硫酸鈣，葡萄糖酸鈣，氯化鈣，磷酸鈣和乳酸鈣也能用于該漿中。
混合適量的水和氫氧化鈣可制得氫氧化鈣漿。(由于氫氧化鈣難溶于水，故它與水的混合物便形成一種漿)漿中氫氧化鈣的含量是控制果汁飲料中添加鈣的主要因素。通常，漿中氫氧化鈣的含量約為2-16%(重量)，最好是含4-12%(重量)。
在與果汁液混合之前，最好對(duì)氫氧化鈣漿進(jìn)引巴氏消毒或滅菌。因?yàn)榧訜崽幚韼缀醪挥绊懺摑{的化學(xué)組成，因而可用任何一種巴氏消毒或滅菌裝置加熱處理氫氧化鈣漿。通常用間接熱交換器，包括管道式和板框式熱交換器。
即使各種巴氏消毒或滅菌裝置均可用于氫氧化鈣漿的消毒，從方法難易和效率高低的角度出發(fā)，有幾種因素需要考慮。當(dāng)加熱時(shí)，氫氧化鈣漿能粘結(jié)在消毒裝置的內(nèi)表面。特別用間接熱交換器加熱時(shí)，更是如此。減少熱漿和熱介質(zhì)間的溫差可有助于減少粘結(jié)。此外，裝置應(yīng)能增進(jìn)氫氧化鈣漿的旋流(如管道式熱交換器的直徑要小)，但不要引起嚴(yán)重的壓力出現(xiàn)(如管道直徑不要小到生成的鈣垢嚴(yán)重阻礙漿液通過的地步)。
由于加熱對(duì)氫氧化鈣漿的影響很小，故進(jìn)行巴氏消毒或滅菌的時(shí)間可延長(zhǎng)。相反，巴氏消毒或滅菌的溫度可降低。一般氫氧化鈣漿在約150°-190°F(65.6°-87.8℃)巴氏消毒或滅菌約20-60秒鐘。該氫氧化鈣漿最好在約170°-180°F(約76.7°-82.2℃)進(jìn)行巴氏消毒或滅菌20-40秒。
氫氧化鈣漿在巴氏消毒或滅菌之后，象巴氏消毒或滅菌的果汁液一樣，然后將它冷凍。任何合適的熱交換器或冷卻器均可用來冷凍經(jīng)巴氏消毒或滅菌過的氫氧化鈣漿。該漿冷凍后的溫度為約30°-50°F(約-1.1°-10℃)，最好冷凍至30°-40°F(-1.1°-4.4℃)。
將氫氧化鈣漿(經(jīng)巴氏消毒或滅菌處理的或未經(jīng)處理的)均勻地分散于經(jīng)巴氏消毒或滅菌的果汁液中。本文用的“均勻分散”涉及一種方法，用此法可將氫氧化鈣漿完全均勻地分散于果汁液中。均勻分散能降低果汁液的局部PH值/氫氧化鈣濃度。局部PH值過高氫氧化鈣濃度過高能夠引起果汁成份(如果膠)的不利降解。可采用任何一種合適的分次，最好是連續(xù)方法將各種各樣物料液完全均勻地混合。將氫氧化鈣漿完全均勻地混入果汁液中的合適裝置包括均質(zhì)器，裝有普通攪拌的混合罐和靜電攪拌器。對(duì)于完全均勻地分散氫氧化鈣漿于果汁液中，使用靜電攪拌器是特別適合的。適合的靜電攪拌器包括商售的Komax系列。
通常，混合時(shí)，氫氧化鈣漿和果汁液的溫度幾乎是相同的，一般約為30°-50°F(約-1.1°-10℃)，最好約為30°-40°F(約-1.1°-4.4℃)?；旌虾螅玫降难a(bǔ)鈣果汁飲料的溫度通常(但不總是)高于氫氧化鈣漿和果汁液加入時(shí)的溫度。這是由于氫氧化鈣與果汁液中的酸反應(yīng)的結(jié)果。
將合適體積比的氫氧化鈣漿分散于果汁液中，以提供一種理想的補(bǔ)鈣果汁飲料。通過果汁液和氫氧化鈣漿的體積比可以精確地控制生成果汁飲料中的鈣補(bǔ)充量。該體積比取決于許多因素，包括果汁液中固體物濃度(白利糖度)，氫氧化鈣漿中氫氧化鈣的含量，果汁制品中所要求的鈣量和其他一些因素。通常，果汁液與氫氧化鈣漿的體積比是約100∶1至20∶1，最好是50∶1至30∶1。
為了控制補(bǔ)鈣果汁飲料的最大PH值，也需要將果汁液和氫氧化鈣漿混合。當(dāng)把氫氧化鈣漿分散于果汁液中時(shí)，得到的果汁飲料的PH值通常高于混合前果汁液的PH值，如果PH值增加太多，便促進(jìn)微生物和霉菌生物和果汁液中某些成份的不利降解，如，果膠的降解。因此，補(bǔ)鈣果汁飲料的PH值應(yīng)不高于5.0，最好所得果汁的PH不超過4.5。選擇適當(dāng)?shù)墓号c氫氧化鈣漿的體積比，適當(dāng)?shù)臍溲趸}漿中氫氧化鈣的含量，適當(dāng)?shù)墓旱目偹崃炕蛩鼈兊慕Y(jié)合，均可控制果汁飲料的PH值。
果汁液和氫氧化鈣漿混合后得到的果汁飲料約含0.05-0.26%(重量)的溶解鈣，即已溶解的或混懸的鈣離子。按本發(fā)明法得到的果汁飲料最好含有約0.10-0.20%(重量)的溶解鈣。
制得的補(bǔ)鈣果汁飲料的固體含量(主要為固體糖)約為2-16°白利糖度。通常這種飲料的固體含量取決于其中果汁含量。對(duì)于至少含95%果汁的全強(qiáng)化飲料，其固體含量約為9-14°白利糖度。對(duì)于含約50-90%果汁的持久型果汁飲料，其固體含量約為5-13°白利糖度(除糖外無其他甜味劑)或2-8°白利糖度(含其他甜味劑)。
存在于補(bǔ)鈣果汁飲料中的總酸量取決于所采用的具體果汁源，加入的鈣量及所要求的口感，味道和穩(wěn)定性。對(duì)于含有約0.05-0.25%(重量)溶解鈣的果汁飲料，其總酸量約為0.4-4%(重量)。對(duì)于含有約0.10-0.20%(重量)溶解鈣的優(yōu)選果汁飲料，其總酸量約為0.6-2.5%(重量)。
補(bǔ)鈣果汁飲料配制好后，裝入紙板盒，瓶子或其他合適的容器。由于大多數(shù)包裝好的果汁飲料是冷凍的，因此最好將其放入冰箱。
根據(jù)本發(fā)明方法，下面是制備補(bǔ)鈣果汁飲料的具體實(shí)施例。
實(shí)施例1在2000加倫(7570升)的罐中混合下列成份，即可配制桔汁液成份重量%桔子濃縮液(65°白利糖度)22.80桔子肉2.63馬來酸0.521檸檬酸0.026水溶性調(diào)味劑0.170油溶性調(diào)味劑0.005水加至100這種果汁液的固體含量為15.4°白利糖度，可滴定酸度(按照%檸檬酸計(jì)算)為1.19，PH為3.5。該果汁在215°F(101.7℃)和以35gpm(132.5lpm)的流速穿過Crepaco超高溫浸漬加熱器進(jìn)行滅菌，在浸漬加熱器中的滯留時(shí)間是2.5秒。滅菌后，穿過板框式熱交換器冷凍至31°F(-0.6℃)。
在另一罐中制備10.3%(重量)的氫氧化鈣漿。然后使該氫氧化鈣漿在180°F(82.2℃)和以0.75gpm(2.81pm)的低流速穿過板框餃冉換黃饗荊誚占尤繞髦械鬧土羰奔湮 0-60秒。然后經(jīng)消毒的氫氧化鈣漿于板框式熱交換器中冷凍至40°F(4.4℃)。
將消毒過的氫氧化鈣漿加入消毒過的果汁液中，氫氧化鈣漿與果汁液的體積比為0.75∶35(加倫)，即2.8∶132.5(升);然后在Komax靜電混合器〔6個(gè)零件，直徑2寸(5.1厘米)〕中充分混合，使果汁液的PH值決不超過4.5。流出的含鈣果汁液的溫度約為33°F(0.6℃)。制得的補(bǔ)鈣果汁飲料含0.12%的鈣，PH4.05-4.10，固體含量為13.1°白利糖度，可滴定酸度(%檸檬酸)為0.76-0.77。
實(shí)施例2在2000加倫(7570升)的罐中混合下列成份配得桔汁液成分重量%桔汁濃縮店(65°白利糖度)22.80桔肉2.63馬來酸0.521檸檬酸0.026水溶性調(diào)味劑0.170油溶性調(diào)味劑0.005水加至100此桔汁液的固體含量為15.5°白利糖度，可滴定酸度(%檸檬酸)為1.26，PH是3.43。此桔汁液在215°F(101.7℃)，以35gpm(132.5lpm)的流速穿過Crepaco超高溫浸漬加熱器滅菌，滯留時(shí)間為2.5秒。然后穿過板框式熱交換器冷凍至31°F(-0.6℃)。
在另一罐中制備10.3%(重量)的氫氧化鈣漿。并使該氫氧化鈣漿在180°F(82.2℃)，并以1.09gpm(4.1lpm)的低流速穿過板框式熱交換器滅菌，滯留時(shí)間為30-50秒。然后用板框式熱交換器將滅菌的氫氧化鈣漿冷凍至40°F(4.4℃)。
將滅菌的氫氧化鈣漿加入滅菌的果汁液中混合，氫氧化鈣漿與果汁液混合的體積為1.09∶35(加倫)，即4.1∶132.5(升)。然后于komax靜電混合器〔6個(gè)零件，直徑為2寸(5.1厘米)〕中充分混合，使果汁液的PH決不超過4.5。流出的含鈣果汁液的溫度為34°F(1.1℃)。制得的補(bǔ)鈣果汁飲料含0.18%(重量)的鈣，PH4.17-4.20，固體含量為13.2°白利糖度，可滴定酸度(%檸檬酸)為0.76-0.77。
實(shí)施例3在2000加倫(7570升)的罐中混合下列成份，配制桔汁液成份重量%結(jié)汁濃縮物(65°白利糖度)21.35桔肉2.61馬來酸0.41檸檬酸0.022
水溶性調(diào)味劑0.20油溶性調(diào)味劑0.006水加至100此果汁液的固體含量為14.5°白利糖度，可滴定酸度(%檸檬酸)為1.15，PH3.43。在215°F(101.7℃)，此果汁液以35加倫/分(132.5升/每分)的流速流過Crepaco超高溫浸漬加熱器，進(jìn)行滅菌，在加熱器中的滯留時(shí)間為2.5秒。消毒的果汁液穿過板框式熱交換器冷凍至31°F(-0.6℃)。
在另一罐中制備10.0%(重量)的氫氧化鈣漿。該漿在180°F(82.2℃)，以每分鐘0.79加倫(3升/分)的低流速流過板框式熱交換器，進(jìn)行滅菌，滯留時(shí)間為40-60秒。消毒過的氫氧化鈣漿穿過板框式熱交換器冷凍至33°F(0.6℃)。
按35加倫(132.5升)果汁液0.79加倫(3升)氫氧化鈣漿的比例，將消毒過的氫氧化鈣漿注入消毒過的果汁液中，然后于Komax靜電混合器(6個(gè)零件，直徑2寸，即5.1厘米)中充分混合，使果汁液的PH決不高于4.5。流出的含鈣果汁液的溫度約為34°F(1.1℃)。制得的補(bǔ)鈣果汁飲料含鈣0.18%，PH4.05-4.14，固體含量為12.6-12.8°白利糖度，再滴定酸度(%檸檬酸)為0.74-0.76。
實(shí)施例4在2000加倫(7570升)的罐中混合下列成份配制成桔汁液成份重量%桔汁濃縮物(65°白利糖度)21.39桔子果肉2.64馬來酸0.525檸檬酸0.026水溶性調(diào)味劑0.206油溶性調(diào)味劑0.006水加至100此果汁液的固體含量為14.8°白利糖度，可滴定酸度(%檸檬酸)為1.17，PH3.49。此果汁液在215°F(101.7℃)以每分鐘35加倫(即132.5升分/的流速流過Crepaco超高溫浸漬加熱器進(jìn)行滅菌，在加熱器中的滯留時(shí)間為2.5秒。消毒后的果汁液穿過板框式熱交換器冷凍至31°F(-0.6℃)。
在另一罐中制備10.0%(重量)氫氧化鈣漿。該漿在180°F(82.2℃)，以每分1.12加倫(即4.2升/分)的低流速通過板框式熱交換器進(jìn)行滅菌，滯留時(shí)間為30-50秒，消毒的氫氧化鈣漿于板框式熱交換器中冷凍至33°F(0.6℃)。
按35加倫(132.5)果汁液比1.12加倫(4.2升)氫氧化鈣漿的比例，將氫氧化鈣漿注入果汁液中，然后于Komax靜電混合器(6個(gè)部件，直徑2寸，即5.1厘米)中充分混合，使果汁液的PH值決不超過4.5。流出的含鈣果汁液的溫度為34°F(1.1℃)。制得的補(bǔ)鈣果汁飲料含鈣0.18%，PH4.29，固體含量為12.7°白利糖度，可滴定酸度(%檸檬酸)為0.58-0.59。
實(shí)施例5在2000加倫(7570升)罐中混合下列成份，配制含葡萄柚汁的果汁液成份重量%葡萄柚汁濃縮物(62°白利糖度)11.72葡萄柚果肉1.79馬來酸0.72檸檬酸0.17油溶性調(diào)味劑0.017液體蔗糖(67.5°白利糖度)7.16維生素C0.02水加至100此果汁液的固體含量為13.1°白利糖度，可滴定酸度(%檸檬酸)為1.44，PH為2.92。此果汁液在215°F(101，7℃)，以每分鐘35加倫(132.5升/分)的流速通過Crepaco超高溫浸漬加熱器進(jìn)行滅菌，然后通過板框式熱交換器冷凍至31°F(-0.6℃)。
在另一罐內(nèi)制備10.0%(重量)的氫氧化鈣漿。該漿在180°F(82.2℃)，以每分鐘1.12加倫(4.2升/分)的流速通過板框式熱交換器進(jìn)行滅菌，滯留時(shí)間30-50秒。消毒的氫氧化鈣漿于板框式熱交換器中冷凍至33°F(0.6℃)。
按35加倫(132.5升)果汁液比1.12加倫(4.2升)氫氧化鈣漿的比例將氫氧化鈣漿混入果汁液中，然后于Komax勒電混合器(6個(gè)部件，直徑為2寸，即5.1厘米)中充分混合，使果汁液的PH決不超過4.5。流出的含鈣果汁的溫度約為34°F(1.1℃)。制得的補(bǔ)鈣果汁飲料含0.18%的鈣，PH3.81，固體含量11.5°白利糖度，可滴定酸度(%檸檬酸)為0.84。
實(shí)施例6在2000加倫(7570升)罐中混合下列成份可制得蘋果汁液成份重量%蘋果汁濃縮物(72°白利糖度)17.2檸檬酸0.51水溶性調(diào)味劑0.06維生素C0.06水加至100此果汁液的固體含量為13°白利糖度，計(jì)算的可滴定酸度(%檸檬酸)為約0.8，計(jì)算的PH小于4。此果汁液在215°F(101.7℃)，以每分鐘50加倫(189.3升/分)的流速通過Crepaco超高溫浸漬加熱器進(jìn)行滅菌，滯留時(shí)間為2.5秒。然后通過板框式熱交換器冷凍至31°F(-0.6℃)。
在另一罐內(nèi)制備10.0%(重量)的氫氧化鈣漿。該漿在180°F(82.2℃)，以每分鐘1.6加倫(6.1升/分)的流速通過板框式熱交換器進(jìn)行滅菌，滯留時(shí)間為20-30秒。滅菌后于板框式熱交換器中冷凍至40°F(4.4℃)。
按50加倫(189.3升)果汁液比1.6加倫(6.1升)氫氧化鈣漿的比率將氫氧化鈣漿混入果汁液中，然后于Komax靜電混合中充分混合，使果汁液的PH決不超過4.5。流出的含鈣果汁液的計(jì)算溫度為約34°F(1.1℃)。制得的補(bǔ)鈣果汁飲料含鈣0.18%，計(jì)算的PH小于5，固體含量為11.3°白利糖度，計(jì)算的可滴定酸度(%檸檬酸)為約0.3。
權(quán)利要求
1.一種制備補(bǔ)鈣果汁飲料的方法，該飲料含有0.05-0.26%溶解鈣(以重量計(jì)，下同)，最好含0.10-0.20%的溶解鈣，至少4-5%果汁；2°-16°白利糖度的固體含量；PH等于或小于5.0，最好等于或小于4.5，其中該方法的特征在于該方法包括如下步驟組成a)提供一種巴氏消毒的果汁液，該果汁液含有不大于0.12%(最好是0%)的溶解鈣和0-4%的檸檬酸；b)提供一種含有2-16%，最好是4-12%氫氧化鈣的氫氧化鈣漿；c)均勻地將氫氧化鈣漿分散于巴氏消毒的果汁液中。
2.按權(quán)利要求1的方法，其另一特征在于巴氏消毒的果汁液與氫氧化鈣漿的體積比為100∶1至20∶1，最好為50∶1至30∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一權(quán)利要求所述方法，其特征是，按步驟(c)，在-1.1°-10℃，最好是-1.1°-4.4℃將所說巴氏消毒的果汁漿和所說的氫氧化鈣漿混合。
4.按權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述方法，其特征是步驟(c)的操作方法，即于均化器或裝有普通攪拌器的罐中或靜電混合器中連續(xù)不斷地將所說的氫氧化鈣漿混入所說的巴氏消毒的果汁液中。
5.按權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述方法，其特征在于用巴氏消毒法，最好是滅菌法處理氫氧化鈣漿。
6.按權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述方法，其特征在于所說的巴氏消毒果汁液被滅菌處理。
7.按權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述方法，其特征在于所說巴氏消毒的或滅菌的果汁液是巴氏消毒過的或滅菌過的柑桔屬果汁液，此果汁液含有0.4-4%，最好0.6-2.5%的檸檬酸。
8.按權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述方法，其特征在于巴氏消毒的或滅菌的果汁液是至少含有95%桔汁的巴氏消毒或滅菌的果汁液。
9.按權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述方法，其特征是所說的巴氏消毒或滅菌的果汁液是巴氏消毒過的或滅菌過的含50-70%葡萄柚汁的果汁液。
10.按權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述方法，其特征在于所說的巴氏消毒或滅菌的果汁液是巴氏消毒過的或滅菌過的含0-2.5%檸檬酸的非柑桔屬果汁液。
全文摘要
本發(fā)明公開了補(bǔ)鈣果汁飲料的制備方法。將氫氧化鈣漿均勻地混入巴氏消毒的或滅菌的果汁液中可制得補(bǔ)鈣果汁飲料。
文檔編號(hào)A23L2/52GK1034122SQ8910005
公開日1989年7月26日 申請(qǐng)日期1988年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月28日
發(fā)明者詹姆斯·保格·坎頓, 保羅·約瑟夫·羅素, 杰羅姆·約瑟夫·施米茨, 羅納德·斯特普勒 申請(qǐng)人:普羅格特-甘布爾公司