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芦荟汁加工新工艺--浅谈超临界二氧化碳工艺
作者:Anuradha Chakraborty
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费拉芦荟汁是一种营养价值很高的多功能保健饮料,保健作用显著。然而,这种芦荟并不稳定,在收割24小时后将发生降解。微生物作用及果肉自身的酶化作用会使产品发酵。因此,必须开发一种可靠的加工工艺,确保芦荟汁内的生物活性成分不发生降解。本文介绍了一种超临界二氧化碳加工技术,利用适当的温度和压力条件可以有效的加工优质的芦荟汁。

古人很早就发现了费拉芦荟的神奇功效。最早被认识到的是它治疗便秘的作用。公元前4世纪,芦荟正式成为治疗烧伤、割伤、胃溃疡、皮炎、高血压、脱发及麻风等疾病的有效药物。

如今,芦荟对癌症、消化系统疾病、肾脏疾病,甚至HIV都有一定的疗效。然而,由于微生物及酶化作用,芦荟的稳定性很差,在被切割后短短数小时就会发生降解。因此,研究加工芦荟汁的新工艺迫在眉睫。目前,芦荟加工厂利用甘露糖生产优质费拉芦荟汁,但保存仍有一定的难度。

芦荟枝一旦被割下,由于其组织中纤维素酶的作用,就会分解出一种具有修复功能的物质(聚甘露醇)。这种自然反应使芦荟能修复自身伤口,生成新的皮肤;同时还能增强其免疫力并成功存活。如果不是这套保护系统,芦荟将遭受各种细菌和病毒的侵袭。此外,割下的芦荟枝必须冷藏保存,并尽快进行加工,以减少生物活性成分的降解。

如果加工效率较低,或者放置时间太久才进行加工,细菌会威胁活性成份的有效作用。不仅如此,细菌还会引发酶化作用,进一步破坏糖的质量。因此,为了成功提取费拉芦荟汁,加工商必须选用合适的杀菌技术,以确保芦荟汁的安全和新鲜。高温杀菌(200℃以上)和瞬时杀菌(HTST)是两种常用的费拉芦荟汁杀菌技术。运用这两种技术所加工的芦荟汁安全性很高,但仍有微量活性成分的降解产物(甘露糖)产生。

全新的工艺

印度针对芦荟汁的杀菌和稳定性开发了一种全新的加工工艺,用这种工艺加工的芦荟汁不会发生降解,也不需要使用任何添加剂。该工艺利用超临界二氧化碳,在高于其临界值的温度和压力条件下(31.1℃和73.8巴)对芦荟进行杀菌。这一工艺获得印度专利(专利号为543/MUM/2004)。

超临界二氧化碳无毒、不可燃、价格低廉、随处可见、易回收、使用很安全。此外,超临界二氧化碳的加工温度不是很高,有利于芦荟汁中生物活性成分的保留,不会改变果汁中营养成分及有机价值。

费拉芦荟的特性

费拉芦荟(又称美国芦荟、库拉索芦荟)经过多年生长,多肉汁,簇生于短茎上,呈莲座状。芦荟的树枝表皮坚硬,跟普通的绿叶植物有很大的差异。芦荟枝内有透明的凝胶状果肉,也就是通常所说的费拉芦荟凝胶。芦荟汁有两个类型,黄色的乳汁是其中一种,它是从树枝外壳和果肉间的组织中萃取而得;另一种是透明的粘稠物质,它提取自果肉内部。黄色液体的主要成分为芦荟素(又称葡糖基蒽酮)和苯酚。这些成分可用于加工润肠通便的药物。透明的粘稠凝胶则是真正的费拉芦荟凝胶。

芦荟汁能抵抗各种细菌、真菌及过滤性毒菌,抗氧化作用也很显著。表一详细列出了芦荟的药理活性成分。乙酰类成分对发挥药物活性非常重要,因为它包含了一系列亲水性烃氢氧基,确保分子能穿透细胞中的疏水阻隔层。芦荟汁中的糖蛋白也很有保健价值,无论是能提高免疫力的血凝素或预防血管扩张的蛋白酶。

化学成分

芦荟的化学组成比较复杂。芦荟果肉中最主要的水占总质量的98.5%-99.5%。60%以上的固体物质由多聚糖组成。图一说明了芦荟的主要化学成分。这些组成成分和芦荟皮肤组织没有关系。相反的,多项研究调查说明,多聚糖是芦荟果肉最主要的成分,其它成分只占极少的数量。据报道,Acemannan(一种含有甘露糖的多聚糖),是芦荟果肉中的主要活性物质。

费拉芦荟汁直接从芦荟枝上提取,这一工艺已被全球食品行业广泛应用。芦荟还被作为一种功能食品应用在健康饮料额制备中,这种饮料含有芦荟汁但并不会产生腹泻作用。除此以外,芦荟还被应用在其它食品中,如:乳制品、冰激凌、糖果等。然而,由于加工工艺的限制,以芦荟为原料的食品通常有变色的问题,从外观上看,消费者普遍不能从心理上接受这些食品的颜色变化。为了解决变色问题,简化加工工艺,提高加工效率及更好的保存芦荟的生物活性成分,业内人士开发了一种新工艺。

原料及采用的方法

作者将这一新工艺对芦荟进行杀菌和稳定的详细流程列在下面。

◆植物原料

我们先从农场切割新鲜的费拉芦荟(四年生长期左右),并将芦荟表面的分泌物彻底冲洗干净。随后,我们将芦荟枝上的刺切掉,并将其切成片。接着,去除表皮,提取内部粘稠的凝胶状物质。这些凝胶状物质在均质处理后就是我们需要的芦荟汁了。

◆超临界二氧化碳加工

我们利用超临界二氧化碳对均质处理后得到的芦荟汁进行加工,加工的条件保持温和,在这种操作条件下,一些热敏性成分的性质不会发生改变,所有的活性成份也不会受到影响。图二是详细的工艺参数。

超临界二氧化碳处理后的芦荟汁必须要通过微生物分析、颜色分析和HNMR多聚糖含量分析。

表二是未经处理的芦荟汁、超临界二氧化碳处理的芦荟汁,及瞬时杀菌处理的芦荟汁的比较。图三是采用传统工艺与超临界二氧化碳工艺加工的芦荟汁的比较。

◆微生物分析

三个样品(未经处理的芦荟汁、超临界二氧化碳处理的芦荟汁,及瞬时杀菌处理的芦荟汁)采用菌落总数分析,培养皿采用三倍分析方法,具体检测其中的细菌、酵母、霉菌及蛋白酶。

◆颜色分析

三个样品的颜色分析均采用Hunter's Color Lab仪器进行。芦荟汁的沉淀物分布及颜色的稳定性是加工的关键,也是能否吸引消费者的关键。

◆HNMR多聚糖含量分析

多聚糖是芦荟汁中最有价值的成分,对芦荟药用疗效的发挥非常关键。任何芦荟汁加工工艺都必须确保多聚糖得到最大程度的保留。其含量也是检测芦荟汁产品的效用的重要参数。HNMR是检测多聚糖的标准方法。

比较结果

未经处理的芦荟汁、超临界二氧化碳处理的芦荟汁,及瞬时杀菌处理的芦荟汁三种样品的最终结果都详细列在表二中。

和瞬时杀菌方法相比,采用超临界二氧化碳工艺处理的芦荟汁中微生物数量大大减少。不仅如此,超临界二氧化碳工艺加工的芦荟汁颜色和沉淀物都很稳定,几乎接近未处理的新鲜芦荟汁,而瞬时杀菌工艺的芦荟汁颜色降解问题很严重。

目前市场上的芦荟汁产品几乎没有天然香气,这是由于苛刻的加工工艺及过多添加剂的原因。而采用超临界二氧化碳工艺的芦荟汁货架期很稳定,颜色不会降解,产品带有一种天然的香气。从HNMR分析角度看,超临界二氧化碳工艺的芦荟汁与新鲜芦荟汁的多聚糖含量相当,并不会发生降解。

结论:超临界二氧化碳工艺配合温和的加工条件,能有效的对芦荟汁进行杀菌,并尽可能保存其中的生物活性成分,不需添加任何防腐剂。

此外,用这一加工工艺生产的芦荟汁非常接近芦荟的原始状态,不需要冷藏就得到理想的货架期。

原载 国际食品加工及包装商情(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (7/16/2006)
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