获得基于甘蔗的果汁的方法和所获得的果汁及包含该果汁的饮料

摘要

本发明涉及一种获得鲜甘蔗汁的方法,所述鲜甘蔗汁可很好地保藏,并可用于生产人类饮用的饮料。本发明的特征是它包括至少一个对干压粗甘蔗提取液进行的切向过滤步骤。

说明书

本发明涉及获得具有改善性质的鲜甘蔗汁的方法，该果汁显示出特别优异的稳定性，适用于制备食品饮料。

甘蔗是一种甘蔗属的种(Saccharum species)的植物，其传统加工手段是拉美国家遗产的一部分。

传统加工手段之一，即甘蔗汁的生产仅在非正式经济领域中保留。目前仍然进行的是手工业操作。该产品的脆弱性使其必须在很短时间(通常是在几个小时)内饮用。鲜甘蔗汁稳定性方面的不足使其不能运输至相对于产地有限半径以外的消费区域。

但是，这种产品在清爽型非酒精饮料消费中占有重要位置，特别是在西印度群岛(马提尼克岛和瓜德罗普岛)以及南亚及拉美。

在现代化的百货商店货架上缺少上述产品的主要原因就是保藏问题。

鲜甘蔗汁缺乏保藏稳定主要表现在：通过压榨生产果汁几个小时后，其感官性质就会显著变差，并且，果汁发生明显的褐变，细菌和/或真菌源的污染强烈以及胶态相很快表现出来，使得该产品不适宜用于制备饮料。

现有技术中已给出了几种基于甘蔗汁、保质期较长的饮料的制备方法。

BHUPINDER等(1991)的论文描述了一种方法，其主要步骤如下：

(1)将甘蔗杆进行压榨以提取鲜甘蔗汁；

(2)加入柠檬汁(3％)和姜汁(1％)；

(3)将果汁在80℃下巴氏灭菌10分钟；

(4)加入70ppm/l的SO₂；

(5)装瓶，然后灭菌30分钟。

但是，按照BHUPINDER等所述方法获得的产品蔗糖大量损失，且总酸度显著增加，使得该饮料不适于长期保藏。

该作者暗示被称之为肠膜明串珠菌(Leuconostocmesenteroides)的细菌是造成贮藏期间的糖损失、酸化和粘度增加的主要原因。

SIVASUBRAMANIAN和PAI(1994)的论文公开了一种获得甘蔗汁的方法，它包括第一步骤(不论是否剥皮，将甘蔗在大气压下在箱中进行蒸汽增白)，然后再进行压榨步骤。

将压榨步骤得到的甘蔗汁再与柠檬汁混合，直至pH值达到3.6，再加入0.75％的姜汁。加入柠檬汁和姜汁的目的是增强产品的风味及其微生物稳定性。

然后，将形成的混合物通过火焰加热法、蒸汽注入法或HTST(高温短时)法进行巴氏灭菌。

如上所述的这两种制备甘蔗汁的方法均包含由热处理(巴氏灭菌)组成的一个步骤，该过程会产生影响终产品感官性质的物质，进而，这些物质又会使所述产品产生显著的不稳定性，以致于不适于长期保藏。

按照本发明，通过本发明的方法可获得新鲜的甘蔗汁，其表现出优良的保藏稳定性，大体上不含任何活的微生物和胶态颗粒，同时具有使其适于用来制备饮料的感官性质，本发明的方法包括对干压操作获得的甘蔗粗提取液进行的至少一个切向微滤或超滤。

现有技术中公开了在糖工业中采用切向超滤或微滤制备各种转化产品的方法。

PUNIDADAS(1990)给出一种获得甘蔗汁的方法，用于包括在有机膜上进行超滤步骤的糖工业。

具体而言，超滤是针对加石灰澄清后的甘蔗汁进行的，即在除去那些在加石灰澄清处理过程中会沉淀的非糖成分后进行。

类似地，在KISHIHARA等(1989)的研究中公开了一种在由氧化铝制成的膜上进行的超滤步骤，膜的平均孔径为0.5μm，所使用的甘蔗汁是加石灰澄清过的或未加石灰澄清过的。按照该项研究，在过滤的头30分钟期间，过滤流速迅速降低。

HERVE(1994)的论文描述了一种方法，其中首先将果汁澄清，然后在无机物膜上进行超滤，在阳离子树脂上进行脱钙处理之前，接着进行蒸汽浓缩，最后进行结晶。

最后，LANCRENON等(1998)的论文公开了一种精制蔗糖的方法，包括这样一个步骤，该步骤包括在95℃下对甘蔗汁进行切向微滤，以改善所生产糖的质量。

用于糖精制方法中第一步的切向微滤的操作条件旨在优化过滤流速，即在所述条件下，甘蔗汁显示出尽可能小的粘度。结果，正如在糖工业中进行的那样，微滤用于进行过预处理的甘蔗汁，所述预处理是用于从初始原料中除去大量的杂质和不希望有的非糖成分，例如通过加石灰澄清处理或碳酸碳酸饱和将后者沉淀。

此外，用于制糖工业中的常规甘蔗汁提取方法涉及用水或者甚至用来自压榨过程的一部分粗提取液对甘蔗杆进行预浸渍，这就通过对浸渗过的甘蔗杆进行压榨增加了汁液的提取产量，从而使形成的粗提取液稀释，显著降低其粘度，提高了切向过滤步骤的效率。

一方面，对粗甘蔗汁的预处理降低了其初始粘度，另一方面，也大大减少了在随后的微滤和超滤步骤中过滤器堵塞的发生。此外，微滤和/或超滤步骤在高温(80-95℃)下进行，以进一步降低产品的粘度，从而增加过滤流速。当最终的目标是使糖结晶时，在过滤前进行的甘蔗汁的预处理步骤和预处理产品的高温加热不会导致任何缺点，因为超滤液或微滤液的感官性质完全是不重要的。

与此相反，开发一种获得旨在制备饮料的鲜甘蔗汁的方法就不应包括容易显著改变终产品感官性质的步骤。

因此，在切向过滤步骤之前，必须排除旨在消除杂质和/或不想要的化合物的对甘蔗汁粗提取液的任何处理过程。另外，在制备供人类消费的鲜甘蔗汁的方法中不能采用旨在增加粗提取液粘度以改善过滤步骤性能的高温加热(超过80℃)。粗提取液的过度加热将极大地改变终产品的风味，并显著影响到其各种性质，特别是导致明显的褐色，这是消费者不希望出现的。

本申请人意外地发现，可成功地采用切向微滤或超滤来处理未经预浸渍而获得的甘蔗汁的粗提取液，目的是获得一部分甘蔗汁滤液，该滤液不含在初始的粗提取液中存在的大部分胶态颗粒准全部的活微生物。

因此，本发明的第一个目的是提供一种获得鲜甘蔗汁的方法，所述甘蔗汁显示出特别优良的贮藏稳定性并适用于制备供人类消费的饮料，该方法特征在于，它包括至少一个对来自干压操作的甘蔗粗提取液进行的切向过滤步骤。

本发明中的“切向过滤”是指切向微滤或切向超滤。所谓“切向微滤”是指采用其特性用“平均孔径”具体定义的过滤膜进行的切向过滤。所谓“切向超滤”是指其特征用“截止阈值”具体定义的过滤膜进行的切向过滤。

截止阈值或进一步“额定截止阈值”定义为将有90-95％被过滤器保留的分子的分子质量(AIMAR P.，1998)。

进而，本发明的方法的特征是，切向过滤步骤采用具有下述性质的过滤膜进行：截止阈值范围是50-150kg/mol，或平均孔径范围为0.05-0.2μm，优选0.09-0.17μm，更优选约0.14μm。

令人惊奇地，本发明方法的切向过滤步骤能够获得比得上其它饮料工业(特别是果汁工业)中的流速，并且无需通过对粗甘蔗提取液的加石灰澄清或碳酸饱和而进行预处理。因此，在采用0.14μm平均孔径的过滤膜时，获得了200 l×h^-1×m^-2的流速。

此外，本发明方法的切向过滤步骤能够获得澄清的甘蔗汁，显著降低活微生物的滴定。与减少微生物数量相关的观察表明，在过滤后，经0.2μm平均孔径或更小的平均孔径的过滤膜获得的甘蔗汁，在微滤液中未检测出微生物。因此，微滤液显示出相对于粗甘蔗汁改善了的卫生特性。

滤液有时显示出胶体相，而这种现象尤其在用0.2μm平均孔径的过滤膜进行过滤后会观察到。与此相反，采用更低截止阈值的过滤膜，如0.14μm平均孔径的过滤膜或150kg/mol截止阈值或更低的过滤膜，可获得实际上不含胶态颗粒的微滤液，这至多由稀少的沉积物很少形成反映出来，可与在某些工业化饮料，特别是基于果汁的饮料中所发现的沉积物相比。

在所有情形下，切向微滤或超滤步骤均能够减少甘蔗汁的浊度大约30倍。另外，还表明，滤液的高温加速陈化不会引起该滤液混浊度的显著增加，即使在100℃下保温30分钟后。

有利地，切向过滤步骤在40-65℃的温度下进行，优选45-60℃，更优选约55℃。

采用对粗甘蔗提取液进行轻度加热能够改善准备进行微滤的产物的粘性。在如上所述温度条件下，观察到甘蔗汁的感官性质没有改变。

优选地，过滤循环的持续时间在2-8小时之间。采用0.14μm平均孔径的过滤膜，过滤周期的持续时间有利地是约2小时。

在过滤步骤中施加的跨膜压力为0.5-2巴，优选约1巴。

本发明方法的过滤步骤可采用各种类型的过滤膜来完成。但是，经常观察到有机膜的深远和深度堵塞(far-reaching and depthplugging)。采用有机过滤膜，最大流动通量为30-40 l×h^-1×m^-2。

因此，本发明方法的过滤步骤优选采用无机类型的过滤膜，例如陶瓷性质的过滤膜。

按照本发明方法的一个有利特征，切向过滤步骤是在压碎完整甘蔗前的热处理步骤之后进行。

在压榨过程中，存在细胞去区室化作用(cellulardecompartmentation)，导致多酚氧化酶与其底物接触。一旦甘蔗被压碎，形成的汁液就是通常强烈且迅速的褐变现象的会流点。粗汁的pH(约5.2)接近多酚氧化酶(PPO)的最佳pH值，这可能是褐变现象迅速和强烈的部分原因。存在于甘蔗杆中的PPO的催化活性主要由下述酚的氧化构成，如酪氨酸、儿茶酚、DOPA、焦棓酚、对甲酚或对苯二酚。这种酶的一种特异性底物为绿原酸。这些酶在55℃下会迅速变性。

在获得粗汁提取液之前对整个甘蔗杆进行热处理能够显著降低，甚至在某些情况下完全阻断部分由于酶(如多酚氧化酶)的催化作用的褐变效应。

按照本发明的方法，整个甘蔗杆的热处理可为由蒸汽处理组成的一个步骤，如在高压釜中用流动蒸汽进行处理。但是，蒸汽热处理的缺点是，首先作用于表面上。因此，对存在于甘蔗杆中的多酚氧化酶的生物活性的整体抑制要求较长的蒸汽处理，以便诱导粗甘蔗提取液的非酶致褐变。

有利地，本发明方法的热预处理步骤包括对整个甘蔗杆的微波处理。在此情形下，对潮湿物料的加热可均匀而深入地进行，这使初始存在的所有多酚氧化酶失活，并且不会导致由于如上所述加热过度而引起的非酶致褐变现象。

优选地，在1250瓦的功率下，微波处理持续6-12分钟。

本发明获得鲜甘蔗汁的方法可无差别地应用于所有甘蔗属的种的家庭经济甘蔗。其中，可提及的是杂交人工种间变种甘蔗Spp，甘蔗属热带种，甘蔗印度种和甘蔗。

有利地，我们将采用甘蔗种B8008(Baron等，1996)和种R570。

在本说明书中提及的甘蔗种的引用依从国际目录。它们可得自Collection of the CIRAD(CA-Rougeot 97 1710-Petit-Bourg-Guadeloupe，法国)。

我们将优选采用比常规用于制糖工业中的甘蔗具有更大酸性特性的甘蔗种。

按照本发明的另一个方面，本发明也涉及可通过本发明的方法获得的鲜甘蔗汁，特别是这种鲜甘蔗汁，它实际上不含活微生物和胶态颗粒并且大体上不含任何多酚氧化酶活性(PPO)，其适用于制备供人类消费的饮料。

按照本发明的另一个方面，本发明涉及一种清爽饮料，其特征在于，它是由如前所述的鲜甘蔗汁获得的。

本发明方法获得的鲜甘蔗汁可直接用作清爽饮料，必要时在巴氏灭菌(如在65℃下灭菌20分钟)和适当的包装之后，而考虑到微滤步骤的消毒功能，可省去巴氏灭菌步骤。

按照另一个实施方案，本发明的鲜甘蔗汁可用本领域中公知的碳酸饱和装置进行充碳酸气处理，以获得充碳酸气的清爽饮料，例如，其包含2.4g/l的CO₂含量。

本发明的鲜甘蔗汁也可用柠檬汁浓缩物进行酸化以将pH值稳定在约4.5，此后进行可能的巴氏灭菌，例如在65℃下进行20分钟，用于在室温下进行贮藏。

在约4.5pH下进行的酸化步骤也可通过加入柠檬酸或苹果酸实现。

本发明的鲜甘蔗汁也可经历一个发酵步骤，例如通过乳酸发酵，以获得具有轻微酸味的发酵的清爽饮料。

通过下述的附图和实施例进一步说明本发明，但它们并非限定性的。

图1是用于实施本发明方法的装置的总图。

图2说明微波热预处理整个甘蔗杆对按照本发明方法获得的鲜甘蔗汁的不同波长吸收值的影响。

图3说明微波热预处理整个甘蔗杆的持续时间对按照本发明方法获得的鲜甘蔗汁中多酚氧化酶活性(PPO)的影响。

图4说明滤液加速陈化对420nm下的吸收值的影响。

图5说明滤液加速陈化对560nm下的吸收值的影响。

图6说明滤液加速陈化对720nm下的吸收值的影响。

                  实施例1

切向过滤装置的特征

1)具体装置的特征

这是一种Tamilab 1000型装置(图1说明)。其特征如下：

●标准操作：不连续(间歇)；

●传递压力：1-3.5巴；

●温度：10-85℃；

●控制系统：◇上游压力表：0/6巴(P1)(完全不锈钢，FG型，具有BOURDON甘油)；◇下游压力表：0/6巴(P2)(完全不锈钢，FG型，具有BOURDON甘油)；◇循环(loop)温度计0-120℃(T)(完全不锈钢BOURDON)；

●供料泵：离心泵(1000 l/h-3.5巴)，马达0.75kW-220/380V/三相-50Hz-3000 RPM(PC)

●过滤参数的控制装置(手动阀)

◇VA供料阀(在供料容器与循环泵之间)，

◇VSR保留物的排料阀(在交换器与供料容器间的过滤组件之后)，

●换热器：7管管状换热器，总交换面积为0.158m²；

●结构材料：不锈钢316L，用于与产品接触的所有金属部件。

2)膜特征

该装置包括一个外壳，用于容纳CERAM SIDE管状膜，其由TAMIIndustries ZA Les Laurons 26110 NYONS生产。这些膜为多通道的，由陶瓷制成。它们的长度为1200mm，外径为10mm。膜的通道数为3，具有“三叶草”形状。按照生产商说明，每个通道具有3.6mm的水力直径。膜面积为0.045m²。过滤载体为不对称、复合结构形式的。过滤区由氧化锆制成，多孔载体由氧化铝制成。滤液流经膜，然后在边缘处排出之前穿过多孔载体。

采用了以下的两组膜：

●4个微滤膜的一组，孔径分别为0.14、0.2、0.45和0.8μm；

●4个超滤膜的一组，截止阈值分别为15、50、150和300kg/mol。

3)流体循环

具体的装置以不连续(间歇)方式操作，具有渗透物的总提取和保留物的循环(图1)。

供料容器与离心循环泵(PC)连接；供料阀(VA)能够启动流体入口，因此启动膜上游的入口压力(由P1测量)。

循环温度计(T)和组件上游的压力表(入口压力)(P1)在泵之后，此后为过滤池。排出阀VV2位于组件的上段，必要时能够排放空气，并还可用于放空该装置。在到达供料容器之前，保留物通过交换器，在此，热或冷的液体可进行循环以调节其温度。保留物的出口阀VSR能够作用于出口压力(由P2提供)。

在包含膜的外壳上，两个孔口能够提取渗透物。下部的出口用于排放(出口软管在整个过滤过程中保持夹紧状态)，上部的出口用于提取渗透物。为进行测量实验，可将滤液送回至供料容器中或进行提取。一般而言，收集所有滤液，用于各种用途(分析、品尝、发酵等)。

具体装置的总体图如图1所示：

P1：指示相对入口压力P1的压力表

P2：指示相对出口压力P2的压力表

PC：离心循环泵

T：温度计

VA：供料阀

VB：循环阀

VSR：保留物出口阀

VV1：排放阀

VV2：空气排放阀

在过滤实验中，跨膜操作压力(ΔP)为1巴。

对每一次过滤循环来说，可持续2-8小时，处理的果汁量为12升：这相应于大约20千克的甘蔗VRF(减容因子)为5-7。

在55℃下，采用0.14μm的膜，过滤循环持续时间约为2小时。

过滤步骤优选在40-55℃的温度下进行。

                 实施例2

由本发明方法获得的鲜甘蔗汁的细菌学分析

1.材料和方法

通过显微镜观察过滤后的甘蔗汁，并对其贮藏期间的外观(如混浊度等)进行目视评价，得到通过该过滤步骤实现的微生物负载量减少的指示。

在本发明获得鲜甘蔗汁的方法的各个步骤中进行了对不同类型微生物的更为深入的分析。以此，我们尝试了对需氧菌群中的微生物，大肠菌类，孢子形成的厌氧菌群的微生物，乳酸菌和酵母进行计数。

根据微生物菌群和不同形式，采用以下的营养培养基：

      菌群                    营养培养基

*乳酸菌          De man，Rogosa，Sharpe(MRS)

                 BioMérieux SA-69280 Marcy 1’Etoile

                 法国

*总需氧菌群      标准方法琼脂(PCA)

                 BioMérieux SA-69280 Marcy 1’Etoile

                 法国

*大肠菌类        Levine EMB琼脂(EMB)

                 Difco实验室-底特律，密歇根州-美国

*孢子形成的      Brewer Thioglycollate Medium(BTM)

厌氧种           Difco实验室-底特律，密歇根州-美国

*酵母            Yeast Medium Broth(YMB)

                 Difco实验室-底特律，密歇根州-美国

稀释缓冲液       生理水

                 NaCl：8.5g

                 胰化蛋白胨：1.0g

                 蒸馏水：1L

                 灭菌：120℃下15分钟接种，培养，计数

将准备接种的样品在生理水中稀释。

每一种培养基有两种稀释液，对每种稀释液进行三次接种。

接种过程(0.1ml样品)是在陪替氏盒中展开而进行的。培养过程在约33℃的干燥炉中进行3天，如果需要的话，时间可更长。

厌氧培养(在MRS和BTM培养基上)在厌氧生活容器中进行。

将准备进行接种以培养孢子形成细菌的样品(在BTM培养基上)预先在80℃的水浴中进行10分钟的加热震荡。

对菌落进行计数。

2.结果

分别对直接得自压榨步骤的粗提取液，对在冷冻条件下贮藏后的解冻的粗提取液，严格意义上说对过滤步骤之前加热至过滤温度的粗提取液以及对采用递增的截止阈值(从150kg/mol-0.2μm)的过滤膜完成切向过滤步骤的鲜甘蔗汁进行细菌学分析。

结果列于下表1中。

                   表1

在获得甘蔗汁的方法的各个步骤下的菌落形成单位(CFU)

  压榨    解冻  加热  150kg/mol过滤  300kg/mol过滤0.14μm过滤  0.2μm过滤PCA需氧菌群  ＞10⁹ 10³-10³    0    0    0    0EMB大肠菌类  2.10⁶ 0    0    0    0    0BTM孢子形成厌氧种  5-7.10² 1-10    0    0    0    0乳酸菌MRS   7.10⁴-5.10⁵ 0    0    0    0    0YMB酵母   10⁴-10⁵ 0    0    0    0    0

可以观察到，在干压后的甘蔗汁粗提取液中存在大量的需氧和厌氧微生物，并包含大肠菌类。

这些微生物的大量存在基本上可通过用于收获甘蔗的方法来解释，包括切割甘蔗并直接在土壤上贮藏甘蔗杆，其引起甘蔗杆上迅速定居了陆地微生物和气载微生物。

表1的结果表明，在过滤之前的加热阶段能够完全消除大肠菌类并减少属于需氧菌群和孢子形成厌氧菌群的微生物的数量，能够减少几个数量级。切向过滤步骤，不论作为过滤膜的特征的平均孔径或截止阈值如何，均能够完全除去初始存在于甘蔗汁粗提取液中的细菌。

表1的结果表明，对直接来自于压碎甘蔗杆的粗提取液进行的冷冻-解冻步骤存在同时引入大量乳酸菌和酵母污染的缺点。在滤液中未发现所寻找的微生物，不论采用平均孔径还是截止阈值过滤膜。

实施例3

关干过滤流速值与所采用过滤膜类型的关系的研究

1.材料和方法

对在预先微波热处理之后的甘蔗杆进行干压法压碎得到粗提取液，将其在55℃下进行微滤步骤。

采用下述过滤器：

-截止阈值为150kg/mol的过滤器；

-截止阈值为300kg/mol的过滤器；

-平均孔径为0.14μm的过滤器；

-平均孔径为0.2μm的过滤器。

所有的过滤器由TAMI供应。

2.结果

结果如下表2所示。

                  表2

在55℃下进行过滤的滤液流速与所采用膜的类型的关系

    截止阈值或孔径    Jl.h^-1.m^-2    150kg/mol    63    300kg/mol    82    0.14μm    196    0.2μm    163

如表2结果所示，采用具有0.14μm平均孔径的过滤膜的过滤器获得了最佳过滤流速。

                 实施例4

关于甘蔗汁粗提取液的变色和浑浊度与微波热处理

持续时间的关系的研究

1.材料和方法

在将砍下的甘蔗杆微波加热处理递增的持续时间之后，分析由干压并压碎整个甘蔗杆得到的甘蔗汁的粗提取液的颜色。

对每次微波处理循环，在压榨之前处理的砍下的甘蔗重量约为1kg(+/-10％)。

所采用的微波炉为White-Westinghouse炉(KM 95VW型)，功率为1250W。吸收测量

采用JASCO紫外/可见光分光光度计7800型测量吸收值。

2.结果

a)评价甘蔗汁的颜色与加热处理持续时间的关系

下表3的结果表明，在微波加热处理之后，甘蔗汁的粗提取液存在可目视感觉到的着色。

               表3

由热处理的甘蔗得到的甘蔗汁的目视感觉到的着色

持续时间(分钟)    0    1-3    4    5    6-12    15  R570甘蔗汁深褐色  褐色  褐绿色  绿色  绿黄色绿黄褐色

结果表明，在干压和压碎R570种甘蔗后粗提取液为深褐色，主要是由于在压碎步骤中引发的快速酶促褐变。对整个甘蔗杆进行4分钟的微波处理可使压碎后得到的甘蔗汁的粗提取液为褐绿色。分别对整个甘蔗杆进行5分钟和6-12分钟的微波预处理使粗甘蔗汁为绿色和绿黄色，非常适用于制备以鲜甘蔗汁为基础的饮料。

图2显示出在对整个甘蔗杆进行1-15分钟的微波预处理后进行干压所获得的甘蔗粗提取液的吸收值。所表示的吸收值分别在420和560纳米下进行测量。

图2的结果从整体上证实了上表3所给出的目视印象。

b)评价甘蔗汁的混浊度与热处理持续时间的关系

混浊度用来表征溶液对可见光线的分散性。这种分散性与颗粒比率、其性质和其尺寸有关(MEADE和CHEN，1977)。混浊度可评定液体的透明性。它是溶液中颗粒物含量的一种指示。

目前，混浊度是由比浊法测量。浊度计以浊度浑浊度单位(NCU)进行校准。通常，用于混浊度的主要标准物为甲(formazine)制剂(不溶性聚合物的含水悬浮液)。

在制糖工业中，按照ICUMSA法，混浊度由溶液经0.45μm的膜进行过滤前后在720nm下的光密度差进行评价。

测量在720nm下甘蔗汁的吸收值。这些测量值允许获得各甘蔗汁之间的比较。

结果如图2表明，显示出随着微波热处理持续时间的增加，混浊度会有轻微降低。

                      实施例5关于整体甘蔗杆微波热预处理对干压和压碎后甘蔗汁粗提取液中多酚

氧化酶活性的影响的研究

1.材料和方法

a)热处理

在对实施例4所述条件下进行微波热处理。

多酚氧化酶活性按照下述方法测量：

对于增白的整个(砍下的)甘蔗，家用微波炉具有下述特征：

    牌号  White-Westinghouse    型号    KM 95VW    功率    1250W    频率    2450MHz    旋转压盘    有

对于每个处理循环来说，在最大功率下，在不同持续时间内在微波炉中处理相等生理学条件的约1kg(+/-10％)砍下的甘蔗。

处理持续时间为0(参考值)至15分钟，即0、1、2、3、4、5、6、9、12和15分钟。

在每次热处理后，将砍下的甘蔗通过浸入冷水浴中进行冷却，然后压碎以提取甘蔗汁。

测量残余的酶活性。

B)测量多酚氧化酶活性

原理

通过儿茶酚在邻醌(orthoquinone)中的氧化显示出的(黄色)着色的时间进展由420nm下的分光光度测定法进行跟随。

操作技术

在分光光度测定容器中，加入pH值为5的1ml N/100乙酸缓冲液，0.1ml的0.5M儿茶酚。在振摇后，在适当的稀释后加入0.1ml的酶溶液(甘蔗汁)。将形成的产物在露天中搅拌，按照一定时间间隔(按照反应的迅速程度为10-30秒)测量吸收值3-6分钟。反应物：缓冲液、儿茶酚溶液和甘蔗汁(酶)均在室温下(23-25℃)。

反应物制备

●pH值为5的N/100乙酸缓冲液：采用1体积的N/100 CH₃COOH与2体积的N/100 CH₃COONa，用pH计进行调节。

●儿茶酚溶液：将550mg的儿茶酚溶解于10ml蒸馏水中。

结果计算

按照下述进行计算：

A₄₂₀＝f(t)

A₄₂₀ 420nm下的吸收值

t时间(分钟)

于是获得一条线(开始部分)，其斜率反映活性。

活性(对0.1ml的甘蔗汁)＝稀释率*Δ(A₄₂₀)/Δt

活性以每分钟吸收值单位表示

一些作者定义了多酚氧化酶的活性单位，即在酶的作用下，0.001吸收值增加/分钟(由ASQUIERI等，1995提及)。

被处理的不同甘蔗汁的活性与未处理的对比物(视为100％活性)进行比较。因此，示值涉及到相对活性(无单位)。

PPO的失活由图形表示：

相对活性＝f(处理持续时间)

或

Log(相对活性)＝f(处理持续时间)

安全措施

●为得到优良的精确度，所采用的稀释液应使测量涉及到光密度(OD)范围为0.3-0.6。

操作条件应保持恒定：pH、温度、溶剂，应重复测量以获得有效的平均吸收值。

2.结果

图3的结果显示出，多酚氧化酶的活性(是对两种不同的甘蔗品种进行测量的，分别为R570种和B8008种)受到微波处理整个甘蔗杆的显著影响。5分钟的微波处理持续时间足以完全破坏多酚氧化酶活性。

由于压碎后粗提取甘蔗汁的褐变部分由于多酚氧化酶活性，因此，通过微波处理使其受到破坏应能显著减少、更不用说阻碍对未进行热处理的粗提取液观察到的褐变。

               实施例6

以本发明方法所获得的鲜甘蔗汁为基料制备发酵饮料

将本发明方法过滤后的鲜甘蔗汁用被l’ALLEMAND S.A.公司(B.P.4412-31405 Toulouse Cédex)提供的植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)菌株进行接种，比率大约为每毫米10⁷个细菌。以需氧方式在约35℃下发酵5或24小时。

在35℃下发酵5小时后，发酵后的甘蔗汁的pH值为4.4，从人类消费的饮料的感官性质角度考虑，这是最佳的pH值。

在35℃下发酵24小时后，发酵后的甘蔗汁的pH值为3.3，所得饮料风味过酸，消费者很难接受。

对两种甘蔗品种(分别是B8008种和R570种)使用相同的发酵条件。在完成发酵后，由最终的pH值以及感官性质看结果是相当的。

                      实施例7

关于本发明的滤液的加速高温陈化对其颜色和混浊度的影响的研究

将采用各种截止阈值或平均孔径特征的过滤膜以本发明方法获得的滤液以递增的持续时间接触100℃的水浴。

所处理过的滤液的吸收值按照实施例4和5所述进行测量。

2.结果

图4的结果显示滤液在420nm下的吸收值，该滤液是采用四种类型的过滤膜获得的，然后经100℃下热处理0-30分钟的持续时间。420nm下的测量反映了褐变。

这些结果表明，不论所采用的过滤膜的特性如何，100℃的加热处理对420nm下的吸收值无显著显影，因而，对滤液的褐变颜色也无显著影响。

类似地，图5的结果表明，相同的滤液在560nm下的吸收值也综合反映了着色情况。结果表明，不论处理时间多长，在100℃下对不同的滤液进行热处理不会引起明显的目视颜色变化，只是采用0.2μm平均孔径的微滤膜所获得的滤液除外，该滤液在100℃下20分钟后于560nm下的吸收值显著增加。

图6的结果表明，滤液的混浊度(在720nm波长下的吸收值)在30分钟的100℃处理后并无显著影响，只是采用0.2μm平均孔径的微滤膜所获得的滤液除外，该滤液在超过21分钟的处理时间后观察到混浊度增加。

一般说来，考虑到对按照本发明的方法获得的滤液进行陈化的模拟实验，可以观察到其颜色和混浊稳定性是特别明显的。

进而，如果我们比较粗提取液(见图2，时间：0分钟)的混浊度测量值(720nm吸收值)与图6的滤液的混浊度测量值，我们可以发现，过滤步骤几乎能够完全消除初始包含于干压甘蔗杆获得的甘蔗汁中的胶态颗粒。

因此，图2的结果表明，粗提取液在720nm下的吸收值大于20D，而在过滤后，在100℃下即使进行加速陈化实验15分钟后，不论采用何种类型的过滤膜，720nm下的吸收值均在0.060D(光密度)左右。

因此，对这些条件来说，切向过滤步骤能使初始包含于粗提取液中的胶态颗粒的数量减少30倍。

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