“保酶除酵”的蜂蜜浓缩工艺技术规程在企业中的研究应用
2023-08-28童远明杨建军甘激文李星宇
童远明 杨建军 何 南 甘激文 李星宇
“保酶除酵”的蜂蜜浓缩工艺技术规程在企业中的研究应用
童远明1杨建军2何 南2甘激文3李星宇1
(1.广西壮族自治区中医药研究院,广西 南宁 530022;2.南宁市全健蜜蜂养殖场,广西 南宁 530000;3.中国科技开发院广西分院,广西 南宁 530022)
蜂蜜作为我国有着数千年的食用历史,是天然、绿色、保健、营养的药食同源的中药材品种,掺伪造假是蜂蜜的主要质量安全问题,其活性酶代表性功能成分的保留及与发酵程度正相关的嗜渗酵母的含量可作为其重点其工艺技术研究的关键环节。文章通过前期研究基础,并根据确立的“保酶除酵”蜂蜜浓缩工艺技术规程要求,设计并总结出一条低温真空干燥浓缩蜂蜜生产线,以期为蜂蜜浓缩生产工艺提供新思路,增加国内蜂产品质量的有效性,具备其广阔的市场前景。
蜂蜜;浓缩;生产工艺;保酶除酵
引言
在大健康产业飞速发展的当今社会,药品和食品的安全性和有效性一直是广大人民群众关注的焦点问题。蜂蜜作为天然药食兼用的营养保健食品。蜂蜜包含较多的维生素、矿物质与活性酶等微量元素,且含有氨基酸与各类葡萄糖、果糖[1]。有抗氧化、抗菌、抗癌、抗炎、调节血糖、促进伤口愈合等多种生物学活性。蜂蜜除以上功效外,还具有调节肠道菌群、润肠通便、润肺止咳、促进酒精代谢、维持血脂血压的平衡状态、增强机体免疫力等功效。
中医称蜂蜜性平味甘,人肺、脾、心胃和大肠经,有润肺补中、润燥滑肠、清热解毒、健脾和胃及缓中止痛等功效。最早的《神农本草经》记载:其为上品,蜂蜜能“安五脏之不足,益气和中,和百药久服强志健身,延年不老”,乃为上品[2]。李时珍在《本草纲目》记载其功能有六:“生则性凉,故能清热;熟则性温,故能补中;甘而和平,故能解毒;柔而濡泽,故能润燥;缓可以去急,故能止心腹肌肉疮疡之痛;和可以致中,故能调和百药而与甘草同功[3]。”一直以来,蜂蜜治疗疾病范围广,内、外、妇、儿、皮肤科及眼科等都有涉及。历代《中国药典》亦将蜂蜜收录为中药材系列,现我国蜂蜜产品标准主要包含国家标准GB 14963—2011《食品安全国家标准蜂蜜》、行业标准GH/T 18796—2012《蜂蜜》、绿色食品标准NY/ T 752—2020《绿色食品蜂产品》,上述标准均涉及质量指标、农兽药残留指标、重金属指标和微生物污染等方面。其中质量指标中,国家抽检监测涉及的蜂蜜真实性指标包含高果糖淀粉糖浆、碳4-植物糖、果糖与葡萄糖、麦芽糖、蔗糖等。可活性酶作为蜂蜜主要功效成分之一,以上都未对此进行说明,且现行2020年版《中国药典》也未对蜂蜜中的活性物质(活性酶)检测做出具体含量要求,这致使如今市场上假蜜劣蜜充斥,成为食品安全监管领域的重点对象,也令广大消费者对各类蜂蜜产品失去信心[4]。
我国作为蜂蜜产量大国,但其加工工艺及相应产品一直存在较大争议,这严重影响了我国蜂蜜贸易产业的发展。需注意的是,目前在蜂蜜的加工流程中,都离不开热处理这一环节[5]。尤其相对部分地域的蜂蜜,其水含量相对高,加之其存在结晶,故以上情况等均需要进行加热处理[6,7],但过度的加热处理会加剧美拉德反应及氧化反应,产生有害物质(如HMF 等)[8],使蜂蜜的活性物质损失,最终导致蜂蜜的品质下降。嗜渗酵母作为蜂蜜中最常见的一类酵母菌,蜂蜜发酵程度与蜂蜜中嗜渗酵母的含量成正相关,发酵后的蜂蜜会严重影响蜂蜜的品质。因此,在蜂蜜工艺研究中,既要使蜂蜜的活性酶作为其主要功效性成分发挥其作用,而要确保其嗜渗酵母的含量控制在安全健康范围内,需要解决保留蜂蜜中的活性酶与防止嗜渗酵母超限这一矛盾问题。本文采用低温真空干燥技术进行蜂蜜浓缩工艺的研究,在保留蜂蜜中的活性酶的同时使嗜渗酵母脱水死亡,达到“保酶除酵”的目的。制定出最经济且最适于大生产的“保酶除酵”蜂蜜浓缩工艺技术,且此法可区别蜂蜜的真伪及优劣,有效解决目前假蜜劣蜜充斥市场的混乱现状,为广大消费者提供安全有效的放心蜂蜜,使其带动企业年新增产值飞速增长。
1 适用范围
本项“保酶除酵”的蜂蜜浓缩工艺技术规定了原料蜂蜜浓缩工序的领料、投配料、融蜜、加热灭菌、过滤、浓缩操作、成品静置、尾料处理、原料桶清洗、设备及管道系统清洗的技术规范及所需生产设备、能源、生产场所和人员的规范要求。其适用于所有原料蜂蜜浓缩至半成品、成品蜜的生产。
2 工艺流程图
目前我国养蜂行业因部分地域的蜜源植物开花期相对较短,其采收回来的蜂蜜多数属于非成熟蜂蜜,由此未成熟蜂蜜需要经过一个后成熟的仿生促熟工艺,并匹配相应的加工设备,才可以达到生产出高品质成熟蜂蜜的目的。为了让原料蜂密具有消费特性,蜂产品相关企业需要对原料蜂蜜进行加工预包装等处理,故本文为相关蜂产品企业提供了一套非成孰蜂蜜的加工工艺流程图,如图1所示。且本文选择用浓缩技术作为目前最常用、最成熟的蜂蜜加工技术之一。采用各类加工设备,从工艺方面制定出一套由原料蜂蜜(不成熟蜂蜜)从后成熟阶段到低温灌装等各环节的加工过程。此项加工可使原料蜂蜜最终符合销售的预包装食品,故需要经过一系列的加工程序,且各工艺步骤需符合具体的参数要求。
图1 蜂蜜加工工艺流程图
注:标*号工序必须经质检员复核后方可进行下道工序操作;标※号工序必须由专职人员进行复核。
3 蜂蜜加工工艺所需的生产设备、能源及生产场所
(1)生产设备:投料槽、滤网、过滤缸、输蜜泵、冷热缸、电热蒸汽发生器、真空脱水机、成品罐、磅秤、叉车、塑料桶。
(2)能源:蒸汽、自来水、电。
(3)生产场所:投料间、融蜜间、浓缩间。
4 流程环节
4.1 蜂蜜投料操作工艺流程
领料:根据当日生产计划到原料库领取蜂蜜,领料过程中应对领用的物料品种、合格状态、批次、比例进行检查,质检员现场跟踪复核。领用物料必须每桶称量并记录后由领料员运至车间物料暂存区域。领料员在原料桶清洗区清洗干净原料桶外面后,从物流口传递至蜂蜜投料间。物料运输升降机严禁载人,升降机使用要严格按照《升降机标准作业程序》执行。
选蜜配蜜:针对原料蜜色泽、气味、水分含量、蜜种和淀粉酶值(鲜度指标)等按照检测结果搭配,其中淀粉酶值应超过8以上[9]。禁止含有有毒物质,且应符合现行蜂蜜国家标准GB 14963—2011。
投配料注意事项:
(1)投料间及投料人员卫生:投料间必须开启紫外线杀菌30分钟以上,投料人员必须穿戴好工作服、工作帽、口罩和工作靴,不得将头发外露。
(2)原料桶清洗:投料后的蜂蜜原料桶进行蒸汽冲刷回收余蜜,蒸汽冲刷过程中人体应远离蒸汽喷射范围,避免烫伤事故发生。原料桶的清洗严格按要求进行。清洗洁净度需严格检查。
4.2 蜂蜜融蜜操作工艺流程
使用生产设备前,相关专业操作人员需对各设备的所有部位进行检查。具体步骤要求:
(1)融蜜间及融蜜人员卫生:融蜜间必须开启紫外线杀菌30分钟以上,融蜜人员必须穿戴好工作服、工作帽、口罩和工作靴,不得将头发外露。
(2)融蜜操作:开启冷热缸搅拌机和蒸汽阀门,每隔30分钟察看融蜜温度、融蜜情况。调节融蜜温度在45~55 ℃。且复核融蜜情况,填写融蜜生产记录。
(3)加热灭菌:待蜂蜜全部融完后,进一步将蜜温升至60 ℃,保持30分钟进行杀菌。融蜜员应不定时观察蜂蜜温度,确保杀菌工艺参数稳定。相关专业人员需复核灭菌温度和时间,及时填写记录。生产人员配合质检员进行质量抽样工作。
4.3 过滤(粗、中、精)操作工艺流程
过滤工序作为生产工艺当中的重点环节之一,具体先检查过滤器质量是否完好,蜂蜜过滤可分为粗滤、中滤、精滤三级过滤,且不断优化过滤工艺等应用,可减少蜂蜜成品在保质期内有瓶颈黑圈现象[10]。其粗滤主要用于滤去蜡屑、幼虫、蜂尸等较大的杂质。精滤则为去除譬如花粉粒之类粒径更小的杂质,让蜂蜜变得更加清澈透明。此外,在过滤过程中,为了追求最大限度地减少蜂蜜中花粉残留量,针对蜂蜜营养价值重要组成部分的花粉来说,显然并不可取。需考虑在其滤去杂质和悬浮物的前提下,根据不同植物花粉的大小选择恰当的过滤目数进行过滤,这可以有效保证蜂蜜的品质,同时也对其加工的技术有了更高的要求。
具体步骤要求:
(1)投料操作(粗滤)环节:投料前用60目滤网(粗滤)将原料桶中的死蜂、蜡渣进行清理。清理完毕后两名投料人员抬起原料桶将蜂蜜缓缓倒入投料槽中,防止投料时蜂蜜外溅。投料完毕开启输蜜泵将蜂蜜泵入冷热缸。
(2)投料操作(中滤)环节:本工序开工前要求生产人员仔细检查滤网目数是否120目,滤网是否完好及消毒灭菌。开启输蜜泵和真空脱水机,将冷热缸中灭菌好的蜂蜜泵入120目过滤缸中过滤,并利用脱水机的真空将蜂蜜吸入真空脱水机内。过滤过程当中要随时监控蜂蜜过网速度,较快说明网子破裂,较慢则可能堵塞,应马上停机处理后继续过滤。全部过滤完,通知班组长复核,符合要求进入浓缩工序,操作人员及时填写生产记录。
4.4 蜂蜜灭菌、消泡、除结晶、浓缩操作工艺流程
蜂蜜灭菌属于生产工艺流程重点环节之一。蜂蜜消泡是保证蜂蜜品质的关键环节。蜂蜜除结晶是蜂蜜成品保持液体或结晶体状态。蜂蜜浓缩是在蜂蜜水分较高且无法达到国家标准要求的情况下所采用的机械手段,蜂蜜浓缩必须在低温真空状态下操作,且浓缩温度应在55 ℃以下。蜂蜜结晶、起沫、起泡、胀瓶或出现絮状物等卫生质量不合格等问题均存在此工序中。具体步骤要求:
(1)加热灭菌:待蜂蜜全部融完后,进一步将蜜温升至60 ℃,保持30分钟进行杀菌。融蜜员应不定时观察蜂蜜温度,确保杀菌工艺参数稳定。相关专业人员应复核灭菌温度和时间,及时填写记录。生产人员配合质检员进行质量抽样工作。
(2)浓缩工序:①浓缩间及浓缩人员卫生:浓缩间必须开启紫外线杀菌30分钟以上,浓缩人员必须穿戴好工作服、工作帽、口罩和工作靴,不得将头发外露。②浓缩操作:确认过滤缸和成品罐阀门关闭后,浓缩工按《蜂蜜浓缩机标准作业程序》操作,真空度控制在负0.108~负0.116 MPa之间,操作人员随时对真空压力、蒸汽压力及温度进行监控。调节冷却水流量,确保脱水温度保持在45~55 ℃。每30分钟测一次蜂蜜浓度,当蜂蜜波美度达到42 Be(±0.2 Be)时,即可停止浓缩操作。浓缩操作完毕后班组长进行复核,通知质检员抽样化验。及时填写生产相关记录。
4.5 三次过滤(精滤)操作工艺流程
此环节应尽量在密封装置中进行真空过滤,以缩短加热时间,减少风味损失。且需严格按工艺要求操作,检查其产品质量,测定水分、糖、非水溶性固型物含量等符合国际食品法典《蜂蜜》标准(CAC 2019年修订)[11]。
具体操作要求:本工序开启前要求生产人员仔细检查滤网目数是否为200目,滤网是否完好及消毒灭菌。开启输蜜泵,将真空浓缩机中浓缩好的蜂蜜泵入200目过滤缸中过滤,再将过滤好的蜂蜜泵入成品罐内。过滤过程当中要随时监控蜂蜜过网速度,较快说明过滤网破裂,较慢则可能堵塞,应马上停机处理后继续过滤。全部过滤完毕后操作人员应及时填写生产记录。
4.6 灌装操作工艺流程
根据生产规模选择适合的灌装设备,每次生产前由专业操作人员对设备运行情况进行相关检查。灌装设备生产前后均进行卫生清洗,灌装前需排出管道水分。按灌装设备的具体操作方法进行灌装。
成品罐静置要求:静置的目的一是使蜜中气泡消除,二是使蜂蜜温度自然下降。成品罐中的蜂蜜降温过程要缓慢,避免冷水刺激。静置至少4小时,蜜温降至45 ℃后方可进入灌装工序操作。浓缩人员从成品罐下阀门放出少量蜜样观察,符合灌装要求通知班组长和质检员复核,做好生产记录。
4.7 设备及管道系统清洗操作工艺流程
蜂蜜浓缩灌装生产前及连续生产结束后均需要用高温水冲洗设备及管道,冲洗干净后再用蒸汽消毒,时间不少于30分钟。质检员对设备和管道卫生状况进行微生物检测,相关专职人员复核合格方可进行生产。严格遵照《蜂蜜浓缩灌装设备管道系统清洗标准作业程序》执行。
4.8 尾料后续处理及生产物料损耗
浓缩结束后,在管道、罐底排出口清理出的残留蜂蜜定装、标识入库(品名、数量、批次),作为下批生产同类蜜种使用。每日根据灌装组生产成品数量或半成品入库数量核算当日生产损耗,填写生产报表及生产记录交生产主管处存档。
损耗核算计算公式:(1)产品收率=成品或半成品入库量÷(领用量-退库量)×100%;(2)总损耗率=(领用量-成品或半成品入库量-退库量-退杂蜜量)÷(领用量-退库量)×100%;(3)1 Be损耗率=总损耗率/(成品蜂蜜浓度-原料混和蜂蜜浓度)。
5 结论
本文采用低温真空干燥浓缩蜂蜜工艺技术,在温度在40 ℃左右及真空度720 mm汞柱条件下,对其原蜜进行脱水处理,使其含水量低于18%,且可达到使嗜渗酵母脱水死亡,且其加工前后酶值变化不超过5%及蜂蜜中嗜渗酵母数≤200 CFU/g,建设出了保酶除酵”蜂蜜浓缩生产工艺技术操作规程,明确各工序操作要点和流程,确保其产品质量。其适应于原料蜂蜜浓缩至半成品、成品蜜的生产。其具体蜂蜜的酶值及嗜渗酵母计数均符合2020年版《中国药典》及GB 14963—2011蜂蜜标准项下相关要求。制定出一套最经济且最适于大生产的“保酶除酵”蜂蜜浓缩生产工艺技术规范,其经济效益广大。此法可区别蜂蜜的真伪及优劣,有效解决目前假蜜劣蜜充斥市场的混乱现状,为广大消费者提供安全有效的蜂蜜。此外,蜂蜜是具有十分重要的研究意义及产品开发前景,对其进行深入的研究有利于蜂蜜资源的进一步开发与应用。接下来,将进一步加强蜂蜜的工艺技术研究,为酶活指标下的蜂蜜质量控制的完善提供更多的科学根据和技术手段。
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Research and Application of the Honey Concentration Process Regulation of "Enzyme Preservation and Yeast Removal" in Enterprises
Honey, as a Chinese medicinal herb with a history of thousands of years of consumption in China, is a natural, green, healthy, and nutritious medicinal and food homologous variety. Counterfeiting and counterfeiting are the main quality and safety issues of honey. The retention of representative functional components of its active enzymes and the content of osmophilic yeast positively related to the degree of fermentation can be the key links in its technological research. The article designs and summarizes a low-temperature vacuum drying concentrated honey production line based on the established technical regulations for the "enzyme preservation and enzyme removal" honey concentration process through preliminary research foundation, in order to provide new ideas for the honey concentration production process, increase the effectiveness of domestic bee product quality, and have broad market prospects.
honey; concentration; production process; enzyme preservation and yeast removal
S89
A
1008-1151(2023)07-0060-04
2022-12-14
南宁市科学研究与技术开发计划项目“‘保酶除酵’在蜂蜜浓缩工艺技术规程中的研究”(20193255)。
童远明(1991-),女,广西壮族自治区中医药研究院助理研究员,硕士,研究方向为特色方剂挖掘、综合利用及其作用机制研究。
李星宇(1982-),男,广西壮族自治区中医药研究院副主任药师,硕士,研究方向为中药药理学及新药研发工作。