1.本发明属于海红果深加工技术领域，具体涉及一种海红果高钙饮品联产生物炭的制备方法。
背景技术：
2.海红果，属于蔷薇科(rosaceae)梨亚科(pomoideae)苹果属滇池海棠系的西府海棠种，是晋、陕、蒙接壤区特有的一种珍稀树种，主要分布在三省交界的黄土丘陵沟壑地区。海红果果实扁圆形，色泽鲜红，果肉呈乳黄色，肉质细脆、多汁，刚成熟时有较重的涩味，成熟后涩味明显减轻，酸中带甜，营养丰富。海红果果实会有丰富的矿物质、蛋白质、糖、维生素、氮基酸和总黄酮等营养物质。据测定，每100g鲜果中含钙32mg、铁1mg、镁12mg、磷1.7mg，其中钙、铁的含量分别是苹果的4.6倍和3.3倍，特别是钙含量奇高，素有“果中钙王”之美称。
3.海红果果实中含大量维生素，鲜果中维生素c的含量为2.83mg/100g是一般苹果的15倍。果实中含有的维生素b。有增高氨基酸及钾离子逆浓度梯度运入细胞速率的作用，与蛋白质代谢和脂肪代谢有着非常密切的关系。此外，果实中还含有16种氨基酸，总量为红星苹果的4.1倍，其中缬氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸等人体必需氨基酸含量为红星苹果的2.2倍，精氨酸、组氨酸含量为红星苹果的2.7倍。曾有记载，海红果被当地中医替代山楂入药，经常食用具有健胃消食、软化血管的作用。
4.目前海红果的利用方式主要是鲜食、果脯、果汁饮料。如中国专利zl201210109452.4公开了一种海红果酒及海红果无醇酒的制备方法，采用海红果为原料，经榨汁、清汁发酵，采用紫铜壶蒸馏法脱醇，制成的海红果无醇酒澄清有光泽，颜色橙黄或橙红色，酸甜可口，风味协调，具有海红果典型风格，其中保留了原料中大量氨基酸、脂类、黄酮类等功能成分，营养丰富。又如中国专利zl201410209442.7公开的一种红枣海红果复合饮料生产工艺，复合饮料以红枣和海红果为主要原料，工艺步骤包括红枣原料清洗、烘制、浸提、过滤得红枣汁；海红果原料清洗、破碎、真空预煮、榨汁得海红果汁；将红枣汁和海红果汁调配、精过滤、脱气、杀菌、热灌装、封口、冷却制成成品。又如中国专利zl201310529857.8公开的一种海红果粉的制备方法，以海红果为原料，经过选果、醇制、去皮核、护色、果肉破碎、磨浆、胶磨、除醇浓缩，将果肉浆和海红果红色素浆按质量比(1:0.03)～(1:0.07)混合均匀，再进行均质得到混合果浆，再经过滤、真空浓缩、冻干、粉碎，然后加入柠檬酸、柠檬酸钠、β-环糊精、多聚磷酸盐、维生素c，得到海红果粉，制得海红果粉。又如中国专利zl201310222445.x公开的一种海红果脯的加工方法，将海红果洗净去核后，浸于50℃硬化护色剂水溶液中保温浸煮；然后将海红果放入开水中烫煮，再用清水冲洗并沥干；将沥干的海红果加入到糖煮液中糖煮，糖煮结束后将海红果在糖煮液中浸泡；将浸泡后的海红果捞出沥干，微波真空干燥。
5.以上海红果专利只是利用海红果单一部位，制备果脯、果粉、果汁饮料。现有技术中，尚无法对海红果进行分级利用，将海红果所有部位进行资源化综合深加工的制备方案。
技术实现要素：
6.本发明的目的在于提供一种海红果高钙饮品联产生物炭的制备方法，将海红果果肉酿造为果酒和果醋等高钙饮品，将果梗、果皮和果核生产生物炭，生物炭循环利用，还可继续为海红果树的生长提供营养供给。
7.从而将海红果全部部位综合利用，解决现有技术中，海红果加工部位单一，产生大量加工废弃物，资源严重浪费的问题，以扩展海红果的深加工技术，提升产品的经济价值，切实推进海红果产业化进程，变资源优势为经济优势，实现稀有的地方果品资源的资源化应用。
8.为解决上述技术问题，本发明所述的一种海红果高钙饮品联产生物炭的制备方法，其特征在于，将海红果分离为果肉、果梗、果皮和果核四部分，其中，海红果果肉用以制备高钙饮品：海红果酒或者海红果醋，果梗、果皮和果核用以制备海红果生物炭；
9.高钙饮品中，海红果酒酒精度17.8％，含钙量27.02mg/g；
10.海红果醋中总酸含量(以乙酸计)为3.9g/kg，钙含量为32.93mg/100g。
11.在一优选的实施方式中，具体包括以下步骤：
12.原料预处理：将果实饱满、无腐烂、无虫孔的海红果清洗干净，去除杂质，分离海红果果肉、果梗、果皮和果核，备用；
13.加工果肉：将脱梗去皮去核的海红果果肉放入容器中，倒入液氮，冷冻处理，取出冷冻后海红果果肉粉碎至粉末状，加水稀释，再加果胶酶酶解处理，过滤后得到澄清的海红果果汁，在果汁中通入so2，再灭菌处理，冷却至室温后，接种酵母菌，15-32℃发酵2-5天后，过滤灭菌，得到海红果酒；
14.加工果梗、果皮和果核：将原料预处理后得到的果梗、果皮和果核烘干破碎，真空热解，热解产物依次采用稀盐酸、纯净水浸渍洗涤，再次烘干后，得到海红果生物炭。
15.在一优选的实施方式中，加工果肉步骤中，还包括，得到海红果酒后，调整海红果酒酒精度和ph，接种醋酸菌，28-32℃恒温培养醋酸发酵3-7天，过滤灭菌，得到海红果醋。
16.在一优选的实施方式中，加工果肉步骤中，海红果果肉(g)与倒入的液氮(ml)质量体积比为1：(5-10)；冷冻处理时间为3-5min。
17.液氮作为深度制冷剂，可以直接和海红果接触，迅速冷冻而不会破坏海红果营养成分，海红果果肉与液氮的固液比决定了海红果被液氮冷冻处理的效果，按1：(5-10)冷冻处理后的海红果果肉制备的果酒，口感清甜，醇香丰厚，无酸涩感和苦味。
18.在一优选的实施方式中，加工果肉步骤中，将海红果果肉粉碎至粉末状，过60目筛。
19.在一优选的实施方式中，加工果肉步骤中，加水稀释时，海红果果粉与水的质量体积比为1:(20-30)。
20.加水稀释调整固液比可以改善产品的糖度，优化海红果酒的口感和色泽度，提升海红果风味的持久度。
21.在一优选的实施方式中，加工果肉步骤中，果胶酶的添加量为海红果果肉质量的0.5-2.5％，所述果胶酶酶解处理为，45-60℃保温2-5h。
22.果胶是由带负电荷的酸性糖苷分子构成的一种高分子多糖化合物，主要由半乳糖醛酸及其甲酯缩合而成，此外还含有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖等，是植物细胞壁的重要组
成部分。果胶可被各种果胶酶分子协同降解。果胶酶是指能够催化果胶质分解的多种酶的总称。海红果细胞壁中含有一定量的果胶，果胶酶的添加能够破坏细胞壁，作用到细胞壁所包含的果胶，从而产生能够被微生物所利用的寡聚糖和半乳糖醛酸，从而促进酒精的产生。随着果胶酶的添加，酒精得率有所增加。果胶酶的用量和处理方式会影响到海红果果肉的原料利用率，经实验验证，本发明中果胶酶的添加量和处理方式可以最大程度的提高酒精得率，提升原料利用率，减少浪费。
23.在一优选的实施方式中，加工果肉步骤中，so2的加入量为：每1kg海红果果肉加入30-100mg的so2。
24.so2能提高海红果酒的酸度，同时促进海红果中可溶酸性物质的溶解。随着so2的添加，一次发酵酒精含量有所增加，进一步提升酒精得率。so2还能有效防止酒中的酚类物质和芳香类物质氧化，增加产品醇香和酯味，增强海红果酒的口感和色泽度。
25.在一优选的实施方式中，加工果肉步骤中，加入so2后再灭菌处理的条件为：高温蒸汽灭菌1.21mpa处理15-20min。
26.在一优选的实施方式中，制备海红果果醋时，所述调整海红果酒酒精度为，控制果酒酒精度在2-10％范围内，所述调整ph为，加入白醋控制果酒ph为5-6，更优选的，ph为5.5，所述醋酸菌的接种量为海红果果酒质量的2-12％。
27.在酒精发酵液酒精含量为2-10％时，加入醋酸菌的发酵液总酸含量与酒精含量相关，即醋酸发酵液中总酸含量随着酒精含量的升高而变化。当发酵液酒精含量超过10％时，总酸含量下降，酒精含量对醋酸菌代谢活动产生抑制了作用。醋酸菌增殖进行二次发酵产醋酸的最适ph为5.5。
28.醋酸菌接种量不同的发酵液中，发酵液中总酸含量随着醋酸菌接种量的增加而变化。发酵前期总酸含量增加较为迅速，发酵后期接种量为12％的发酵液中总酸含量开始出现不同程度的下降；因此，选取醋酸菌的接种量为海红果果酒质量的2-12％，小于2％，则发酵能力较弱，发酵周期延长，超过12％，影响到海红果醋中苹果酸、柠檬酸、乳酸的含量和比例，进而影响到海红果醋口感，还增加了生产成本。
29.在一优选的实施方式中，加工果梗、果皮和果核步骤中，所述真空热解条件为：坩埚加盖密封，置于管式炉中，2-10℃/min速率升温至250-450℃热解2-3h，冷却至室温后过100目标准筛。
30.在氧气存在或不存在的情况下，将海红果果梗、果皮和果核热分解，可以有效减少食品加工废弃物，海红果生物炭的制备方法简单，热解温度较低，制备出的生物炭具有丰富的多孔结构和官能团，比表面积大，孔径大，可以作为载体和营养成分铺设在海红果树周围，是良好的储存水分和肥料的材料，继续为海红果树的生长提供营养供给。
31.在一优选的实施方式中，加工果梗、果皮和果核步骤中，所述稀盐酸浓度为0.5-5mol/l，所述烘干条件为：60-80℃烘干2-6h。
32.为去除初始制备生物炭中的灰分，使用0.5-5mol/l的稀盐酸浸渍海红果生物炭，再用纯净水反复冲洗生物炭样品至滤液呈中性，然后置于烘箱60-80℃烘干。
33.与现有技术相比，根据本发明的一种海红果高钙饮品联产生物炭的制备方法具有如下优点：
34.1、本发明中，将果实汁液多、质地脆的海红果，用液氮速冻处理再粉碎，可使汁液
丰富的海红果果实迅速冷冻而不会破坏海红果营养成分，最大限度保留汁液的全部营养成分尤其是其中的钙，减少钙流失，冷冻处理后的海红果果实更为甘酸醇厚、酸甜适口，制备的果酒，口感清甜，醇香丰厚，无酸涩感和苦味。再通过加水稀释调整固液比和加入so2进一步增强海红果果酒口感，制备出的果酒醇香和酯味丰厚，风味持久，略带清甜，无苦涩味，色泽鲜红，具有良好的口感和观感。
35.2、本发明还提供了从海红果果酒制备海红果醋的方法，将果酒调整酒精度和ph在接种醋酸菌在适宜条件下培养即可，两次发酵，通过酵母菌、醋酸菌的转化，转化果肉中蔗糖、葡萄糖、果糖为乙醇、乙酸，保留海红果中的钙在海红果酒、海红果醋成品中，步骤简单方便，操作难度低，扩展了海红果果实的利用方法，弥补了现有醋产品中尚无由植物原料直接制备高钙果醋的方法，增加了产品的经济效益。
36.3、本发明中，将海红果的果梗、果皮、果核等常规食品加工废弃物充分利用，资源回收整合，制备出有益产品，不仅扩展了海红果的利用方式，减少浪费和废弃物排放，还利用原料自身的营养成分加工制备成为海红果树的生长提供营养供给的材料，减少外购化肥肥料，降低生产成本并达到了良好的施肥效果。海红果的果梗、果皮、果核含有有机质成分，通过煅烧可以转化为碳，成为含碳多孔材料储存水分和肥料，制备的海红果生物炭施用于海红果树，土壤结构的改良有利于土壤中微生物的生存与酶的作用，加快土壤中营养成分的代谢速度，从而为海红果树的生长创造有利条件。
37.4、本发明通过综合利用方式，将海红果的全部部分均合理化应用，深加工出高价值的海红果果酒和果醋，还将原本废弃物循环利用，减少排放。整体制备方案安全环保，工艺流程简单，操作性强，尤其适合食品厂大规模工业化生产，可以大幅提升海红果果品价值，增加收益，实现稀有的地方果品资源的资源化应用。
附图说明
38.从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：
39.图1为本发明综合利用海红果的工艺流程图；
40.图2为实施例1制得的海红果生物炭的sem图。
具体实施方式
41.若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。
42.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
43.在本发明中，如无特殊说明所用的灭菌方法可以为任意的常规方法，例如，巴氏灭菌法，所述巴氏灭菌的条件包括：灭菌温度80-85℃，处理时间5-10min。
44.在本发明中，重量份可以是μg、mg、g、kg等本领域公知的重量单位，也可以是其倍数，如1/10、1/100、10倍、100倍等。
45.海红果的产地为：陕西省榆林市府谷县
46.实施例1：
47.制备果酒：挑选果实饱满、无腐烂、无虫孔的海红果(钙含量62.46mg/g)清洗干净，去除杂质，去梗、去皮、去核放入容器中，倒入固液比1:5的液氮，使海红果充分冷冻5min，随后用粉碎机充分破碎成粉状，冷冻保存。取液氮处理粉碎后的海红果，加水稀释20倍(固液比1:20)调整糖度，加果胶酶0.5％，45℃保温5小时后过滤澄清。再加入so2，浓度为30mg/kg，放入1.21mpa高温灭菌锅20min做灭菌处理。取出，冷却至室温后，接种已活化的高效安琪酿造酵母菌，28℃发酵2天。纱布过滤、滤液放入冷藏2小时，上清液微孔滤膜抽滤，巴氏灭菌法杀菌消毒，装瓶。
48.制备出的海红果果酒色泽鲜红，有海红果独特的颜色，口感酸甜，有淡淡的海红果香，海红果酒酒精度17.8％，含钙量27.02mg/g，市售普通苹果酒含钙量为0.38-3.97mg/g，平均钙含量为1.345mg/g，是市售普通苹果酒20倍左右。
49.制备果醋：为得到海红果醋需要二次发酵，旋蒸浓缩或加水稀释调节发酵液酒精度为8％，添加白醋调节ph为5.5，接入6％醋酸菌，30℃，140r/min转速恒温振荡发酵3天。为了保持果醋中醋酸含量的稳定，在不改变果醋色泽及风味的前提下，对果醋进行巴氏灭菌处理。
50.制备出的海红果果醋中总酸含量(以乙酸计)为3.9g/kg，其中苹果酸412mg/kg，柠檬酸105mg/kg，乳酸87mg/kg，钙含量为32.93mg/100g。市售常见苹果醋的营养成分表中不含钙，或者钙含量12mg/100ml(醯官醋原浆苹果醋)，海红果醋是名副其实的高钙果醋。成品果醋为橙红色澄清液体，口感酸甜，有海红果的果香和醋结合特有的香味，依据个人口味，可加饮用水勾兑后饮用，也可直接饮用。
51.制备生物炭：收集海红果果实加工后去除的果梗、果皮、果核，放入容器80℃烘干，烘干后破碎为40目，放入坩埚，加盖密封，置于管式炉中，5℃/min速率升温至350℃真空热解3h，冷却至室温后粉碎过100目标准筛，用0.5mol/l的稀盐酸浸渍洗涤，再用纯净水反复冲洗生物炭样品至滤液呈中性，最后置于烘箱60-80℃烘干即得海红果生物炭，微观结构形貌如图2所示。
52.测定海红果活性炭ph 8.15，总有机碳72.54％，比表面积为2.41m2/g，总孔容为0.0137m3/g，平均孔径为17.68nm。
53.实施例2：
54.制备果酒：挑选果实饱满、无腐烂、无虫孔的海红果(钙含量62.46mg/g)清洗干净，去除杂质，去梗、去皮、去核放入容器中，倒入固液比1:10的液氮，使海红果充分冷冻5min，随后用粉碎机充分破碎成粉状，冷冻保存。取液氮处理粉碎后的海红果，加水稀释30倍(固液比1:30)调整糖度，加果胶酶1.0％，45℃保温5小时后过滤澄清。再加入so2，浓度为30mg/kg，放入1.21mpa高温灭菌锅20min做灭菌处理。取出，冷却至室温后，接种已活化的高效安琪酿造酵母菌，28℃发酵2天。纱布过滤、滤液放入冷藏2小时，上清液微孔滤膜抽滤，巴氏灭菌法杀菌消毒，装瓶。
55.制备出的海红果果酒色泽鲜红，有海红果独特的颜色，口感酸甜，有淡淡的海红果香，海红果酒酒精度16.4％，含钙量24.23mg/g，市售普通苹果酒含钙量为0.38-3.97mg/g，平均钙含量为1.345mg/g，是市售普通苹果酒20倍左右。
56.制备果醋：为得到海红果醋需要二次发酵，旋蒸浓缩或加水稀释调节发酵液酒精度为6％，添加白醋调节ph为5.5，接入8％醋酸菌，30℃，140r/min转速恒温振荡发酵3天。为
了保持果醋中醋酸含量的稳定，在不改变果醋色泽及风味的前提下，对果醋进行巴氏灭菌处理。
57.制备出的海红果果醋中总酸含量(以乙酸计)为3.1g/kg，其中苹果酸317mg/kg，柠檬酸156mg/kg，乳酸109mg/kg，钙含量为30.03mg/100g。市售常见苹果醋的营养成分表中不含钙，或者钙含量12mg/100ml(醯官醋原浆苹果醋)，海红果醋是名副其实的高钙果醋。成品果醋为橙红色澄清液体，口感酸甜，有海红果的果香和醋结合特有的香味，依据个人口味，可加饮用水勾兑后饮用，也可直接饮用。
58.制备生物炭：收集海红果果实加工后去除的果梗、果皮、果核，放入容器80℃烘干，烘干后破碎为40目，放入坩埚，加盖密封，置于管式炉中，5℃/min速率升温至250℃真空热解3h，冷却至室温后粉碎过100目标准筛，用0.5mol/l的稀盐酸浸渍洗涤，再用纯净水反复冲洗生物炭样品至滤液呈中性，最后置于烘箱80℃烘干即得海红果生物炭。
59.测定海红果活性炭ph 8.05，总有机碳79.54％，比表面积为1.24m2/g，总孔容为0.0114m3/g，平均孔径为15.32nm。
60.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。