分类号: 密 级:无
学 号:2010306008 单位代码:10759
石河子大学
硕 士 学 位 论 文
红枣系列产品加工工艺技术研究
学位申请人
指 导 教 师
申请学位门类级别
学科、专业名称
研
所究在方学向 院 王陈强 李应彪教授 农学 硕士 农产品加工及贮藏工程 果蔬加工 食品学院
中国·新疆·石河子
2013 年12月
The Processing Technology Research of Dates Products
A Dissertation Submitted to
Shihezi University
In Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of
Master of Agriculture
By
Wang Chen-qiang
(Processing of Animal Products)
Dissertation Supervisor: Prof. Li Ying-biao
December, 2013
石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明
学位论文独创性声明
本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除文中已经注明引用的内容外 ,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明并表示谢意。
研究生签名: 时间: 年 月 日
使用授权声明
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研究生签名: 时间: 年 月 日
导师签名: 时间: 年 月 日
摘 要
本文通过研究红枣系列产品深加工工艺技术,获得了红枣浓缩汁蒸煮温度及料水比,酶解时间、浸提温度、加酶量、pH等参数,并通过正交试验获得酶解浸提的最佳工艺条件,最终结合目前成熟的超滤技术和大孔树脂吸附脱色技术,获得了合格稳定的浓缩红枣汁产品;通过将红枣蒸煮、酶解、过滤清汁后,产生的枣渣及枣皮回收利用生产出红枣片产品,获得了红枣片粘合剂的种类、配比以及烘烤时间等参数,并且在配方中加入杏酱,赋予产品浓郁的果香、且晶莹剔透富有韧性,并通过正交试验获得红枣片的最佳工艺条件;通过研究红枣与其他几种食用胶复配制得的混合胶具有较好的凝胶性、韧弹性、爽口性等,使红枣果肉粒的品质有较大的提高,另外通过添加改性淀粉于混合胶中,能使果肉粒的口感和品质更佳。多胶复配是利用多糖类物质协同增效的原理,通过正交试验获得混合胶最佳配比能在不添加碱性试剂的条件下形成凝胶,满足生产果肉粒的所有条件。
主要研究结果如下:
(1)通过实验,确定了最佳预煮条件为:预煮时间16min;预煮温度100℃、料水比1:7,酶解浸提的最佳工艺条件为:pH为3.0;浸提温度为50℃;浸提时间为2.5h;加酶量为25mg/kg。提取率达到了64.94%。浸提后所得枣汁色泽为枣红色,风味自然、枣香浓郁。澄清工艺采用了超虑法澄清,使枣汁保持了良好的稳定性。浓缩采用真空浓缩,既保持了枣汁的浓郁枣香味,又达到了浓缩的目的。
(2)经过一系列的单因素试验和正交试验最终确定红枣枣片的最佳工艺参数为:果葡糖浆用量14%,柠檬酸用量0.4%,马铃薯淀粉用量4%,琼脂用量1%。在这个配方的基础之上为了更加完善枣片的感官性质,另外添加了杏酱4%、红枣皮1%赋予产品浓郁的果香、且晶莹剔透富有韧性,改善了产品外观。
(3)通过关键因素的试验对红枣果肉粒的显著性的影响,确定了红枣果肉粒加工工艺过程中蒸煮时间16min,料水比1:7;凝胶剂选用卡拉胶和黄原胶,其比例为8:2;杏浆的添加量为8%;枣浆可溶性固形物为18%,果糖浆的用量为15%,柠檬酸的用量为0.25%,复合凝胶剂的用量为1.8%。
关键词:红枣汁;酶解浸提;卡拉胶;黄原胶
Abstract
This paper studies the dates products deep-processing technology, won the jujube juice concentrate cooking temperature and the ratio of water, hydrolysis time, extraction temperature, enzyme dosage, pH and other parameters, obtained by orthogonal experiment enzymatic extraction of the most good conditions, eventually combined with the current proven ultrafiltration technology and macroporous resin adsorption bleaching technology, access to qualified stable concentrated jujube juice products By cooking dates, enzymatic hydrolysis, filtration juice, the resulting residue and jujube produces jujube film recycling products, access to the type of adhesive sheet dates, as well as the ratio of baking time and other parameters, and in the formulation Add apricot sauce, to give products rich fruit and sparkling resilient and date slices obtained by orthogonal experiment the optimum conditions; through research dates with several other edible gum complex preparation obtained by mixing glue with good gelation, tough elastic, refreshing, etc., so that the quality of grain jujube pulp has greatly improved, while the addition of the starch in the mixed gel, make flesh taste and better quality grain. The use of more complex adhesive polysaccharides principle of synergies, mixed micelles obtained by orthogonal optimum ratio can not add an alkaline reagent forms a gel under conditions, to meet all the conditions of production of pulp particle.
The main results are as follows:
(1) This paper dates as raw material, jujube juice concentrate production process were studied. The best pre-determined dates cooking conditions were: pre-cooked temperature of 100 ℃, blanching time 16min, water ratio 1:7; determine the dates for the enzymatic method of extracting juice extraction, enzymatic extraction The optimum conditions were: enzyme dosage: 25mg/kg, pH value of 3.0, reaction time 2.5h, hydrolysis temperature of 50 ℃. Under the conditions in the extraction rate of 64.94% can be achieved.
(2) Date sheet for the more popular the market is now a new class of processed foods, dates, sweet and sour taste, convenience food, nutritional value is also high. Date of the test to Ruoqiang ash as raw material, add appropriate amount of fructose syrup, citric acid, starch and agar mixture brewed additives such date after the film is made by drying. The results show that the date for the film production process optimization: 14% addition level fructose syrup, citric acid: 0.4%, potato starch: 4%, agar: 1%, date film residue: 0.5%, apricot sauce: 4% , ethyl maltol: 0.01%.
(3) This paper focuses on processing technology of jujube pulp particles was studied by single-factor experiment, experiment, with the sensory evaluation method to determine the optimum process parameters. Experimental results show that the cooking water ratio 1:7 dates, time, 16min; mixed glue used the amount of carrageenan and xanthan gum, 1.8% carrageenan and xanthan gum in which the ratio of 8:2; sugar content of 15%; adding acid 0.25%; cooked gel time 4min; baking time 5h, producing the best product quality, flavor the most significant.
Key words: Jujube juice, Enzymatic extraction , Carrageenan , Xanthan gum
目 录
摘要…………………………………………………………………………………...5
Abstract…………………………………………………………………………….....6
第一章 绪论
1.1 红枣的属性及分布情况………………………………………………….....9
1.2 红枣的营养及功能性……………………………………………………....10
1.3 红枣深加工现状…………………………………………………………....11
1.3.1 红枣蜜饯……………………………………………………………….....11
1.3.2 红枣汁…………………………………………………………………….12
1.3.3 红枣粉…………………………………………………………………….12
1.3.4 红枣片…………………………………………………………………….12
1.3.5 红枣醋…………………………………………………………………….12
1.3.6 红枣酒…………………………………………………………………….12
1.4 红枣浓缩汁生产技术………………………………………………………12
1.4.1 酶解技术………………………………………………………………….12
1.4.2 超滤技术……………………………………………………………….....13
1.4.3 脱色技术……………………………………………………………….....13
1.5 研究的意义及目的………………………………………………………....14
1.6 研究内容及创新点...…………………………………………………….....14
1.6.1项目研究开发内容...……………………………………………………...14
1.6.2 技术关键,包括技术难点、创新点...…………………………………..15
第二章 红枣浓缩汁工艺条件优化
2.1 材料和仪器………………………………………………………………...16
2.1.1实验原料……………………………………………………………….....16
2.1.2 实验试剂…………………………………………………………………16
2.1.3 仪器设备…………………………………………………………………16
2.2 试验方法…………………………………………………………………...16
2.2.1 工艺流程…………………………………………………………………16
2.2.2 操作要点…………………………………………………………………16
2.2.3 理化指标测定方法………………………………………………………17
2.3 结果与分析………………………………………………………………...19
2.3.1 预煮工艺对提取率的影响………………………………………………19
2.3.2 提取方法的选择…………………………………………………………21
2.3.3 酶解浸提工艺参数的确定………………………………………………22
2.4 正交试验…………………………………………………………………...24
2.5 浓缩前处理………………………………………………………………...24
2.6 浓缩…………………………………………………………………….......25
2.7 理化指标的测定结果……………………………………………………...25
2.8 结论………………………………………………………………………...26
第三章 红枣枣片工艺技术研究
3.1 试验材料与方法…………………………………………………………...27
3.1.1 试验用主要原辅材料和试剂……………………………………………27
3.1.2 试验设备及仪器…………………………………………………………27
3.2 试验方法…………………………………………………………………...27
3.2.1 工艺流程…………………………………………………………………27
3.2.2 操作要点………………………………………………………………....27
3.3 试验结果与分析…………………………………………………………...28
3.3.1 料水比和蒸煮时间对红枣可溶固形物的影响…………………………28
3.3.2 胶凝剂对枣片口感的影响………………………………………………29
3.3.3 甜味剂对枣片口感的影响………………………………………………30
3.3.4 烘干时间和烘干温度对枣片质量的影响………………………………30
3.4 确定枣片加工配方的正交试验的内容与分析…………………………...31
3.4.1 感官评分标准…………………………………………………………....31
3.4.2 正交试验的水平因素表………………………………………………....32
3.5 结论…………………………………………………………………….......33
第四章 红枣果肉粒工艺技术研究
4.1材料与设备....................................................................................................35
4.1.1 材料............................................................................................................35
4.2 设备...............................................................................................................35
4.3 试验内容与方法...........................................................................................35
4.3.1 工艺流程....................................................................................................35
4.3.2 操作要点....................................................................................................35
4.3.3 感官评分标准............................................................................................36
4.4 结果与分析.................................................................................................37
4.4.1 红枣蒸煮时间及料水比的确定................................................................37
4.4.2 凝胶剂的选择及添加量的确定................................................................37
4.4.3 糖酸用量的确定........................................................................................39
4.4.4 煮胶时间及温度的确定............................................................................39
4.4.5 产品口味的调整........................................................................................40
4.4.6 烘烤时间的确定........................................................................................41
4.4.7 红枣果肉粒的正交试验............................................................................41
4.5 结论...............................................................................................................42
4.5.1 最佳工艺参数的确定................................................................................43
4.5.2 红枣果肉粒的理化指标............................................................................43
第五章 结论与展望
5.1 结论..............................................................................................................44
5.2 创新点..........................................................................................................45
5.3 展望..............................................................................................................45
参考文献......................................................................................................................46
致谢..............................................................................................................................48
作者简介......................................................................................................................49
第一章 文献综述
1.1 红枣的属性及分布情况
红枣原产于中国,是中国栽种最悠久的树种之一,距今已有3000多年的栽培历史。红枣也是中国的特有树种,目前仅有中国从事红枣的商业化种植,种植面积约占全球的95%。其他国家,如朝鲜、韩国、日本等亚洲邻国仅有少量种植,且未形成规模化生产。中国是世界上惟一出口枣的国家,年出口量约10000吨以上,主要向美国、法国、日本、加拿大、墨西哥、以及少数亚洲及中东国家出口;出口的红枣品种主要是灰枣、贡枣、赞皇枣等。因此,我国在世界枣类生产和贸易中占绝对优势。
据资料统计,我国现有枣树品种 700 多种,除黑龙江省以外,全国均有枣树分布,其中主要的产区有河北、河南、山东、陕西、山东、新疆等。其中,河北、河南、山东、山西、陕西五省的产量约占全国总产量的 90%以上[1,2]。其中,山东27%(冬枣占50%)左右;河北26%左右;山西20%左右;陕西5%左右;新疆6%左右;河南6%左右。
图1-1 我国枣种植区分布图
(Fig.1-1 Division of jujube cultivation area map)
值得指出的是,新疆特别是南疆地区,降水少、蒸发大、空气极端干燥,昼夜温差大,全年日照时数大于3000h,10℃以上积温3500℃,有利于枣果的营养累积,果实着色好,含糖量高,品质优良。凭借其特殊的光热土壤条件,以及近几年大力发展红枣种植业,已经形成了南疆特有的红枣特色产业。枣树主要分布在环塔里木盆地的巴音郭楞蒙古自治州、和田地区、喀什地区、阿克苏地区以及吐哈盆地,10万亩以上的县(市)有泽普县(约70%为幼树)、阿克苏市、库车县、沙雅县、温宿县、阿瓦提县、巴楚县、岳普湖县和若羌县。截止2012年,南疆各地州红枣种植面积已达到240万亩[3]。
图1-2 新疆红枣种植分布情况
(Fig.1-2 Distribution of Xinjiang jujube cultivation)
1.2 红枣的营养及功能性
红枣(Jujube ,Chinese date),为鼠李科植物的成熟果实,具有很高的营养价值及药用价值。红枣中富含蛋白质、糖类、多种氨基酸、胡萝卜素、维生素 B2、维生素 C、钙、磷、铁、等矿物质,号称天然维生素丸。据研究分析[4~6],红枣 (干枣) 含水量 25%~32%、碳水化合物 55.3%~86.9% (主要为还原糖)、蛋白质2.92% ~4.0% 、脂肪0.2% ~0.96%、粗纤维 1.6% ~3.1% 、磷 0.09% ~1.27% 、钾 0.61% ~1.05% 、钙0.03% ~0.06%、胡萝卜素 0.4 mg/100 g、 核黄素0.15 mg/100 g、尼克酸 1.2 mg/100 g、无机酸
1.4mg/100 g、硫胺素0.6 mg/100 g、维生素 B1 10.05mg/100 g、维生素 B2 20.15 mg/100 g。鲜枣果中维生素C含量高达500mg~800 mg/100 g,约为苹果的70倍~ 80倍,为柑橘8倍~ 11倍;维生素P也高达330 mg/100 g以上。此外,枣果中还含有人体必需的18种氨基酸,其中有8种人体不能合成的必需氨基酸,以及2种幼儿体内不能合成的氨基酸——组氨酸和精氨酸。
红枣属于药食同源食物,作为药用,在中国古代的医药典籍 《名医别录》、《本草纲目》、《齐民药术》、《百华子本草》等书中都有记载。经现代科学手段研究发现,红枣中确实含有大量的特殊营养物质,主要有:三萜类化合物、红枣多糖、环磷酸腺苷、黄酮类化合物等。
三萜类物质具有抗癌、护肝等作用,具有非常广泛的药理活性,化学结构多样,分子量一般为400~600,是红枣中的特殊营养成分[7];红枣多糖可以分为中性多糖 (JDP- N)和酸性多糖(JDP- A)两种,由多种单糖构成,分子空间结构比较复杂。研究表明红枣多糖的主要生理功能是止咳、祛痰、增强免疫力、抗衰老、抗癌、抗艾滋病等功效;
环磷酸腺苷 (cAMP) 是核苷酸的衍生物,被称为细胞内的“第二信使”,是有机体中广泛存在的一种重要的活性物质,具有增强免疫、改善肝功能、治疗冠心病与心肌梗塞等疗效。据报道,红枣成熟果肉中cAMP 含量高达 300 nmol/g~500 nmol/g,是已测高等植物中含量最高的;芦丁是红枣中含量较高的黄酮类化合物,在食品工业中常用作抗氧化剂和食用黄色素,在医药上芦丁用于高血压、败血症和血小板减少症等疾病的辅助治疗[8],具有抗衰老、抗癌、增强免疫力等作用。据测定,红枣中芦丁含量高达 3385 mg/100 g,具有十分巨大的开发价值。
此外,红枣在医疗保健方面也具有非常显著的疗效。红枣护肤美容的功效主要得益于果肉中丰富的维生素C,通过促进肾上腺素分泌荷尔蒙激素与皮肤结合,促进胶原物质的合成,进而使皮肤柔嫩,富有弹性。同时也提高了皮肤抵抗力、防止皮肤血管出血,并减少色素的沉积,进而达到护肤美白的效果[7];红枣的抗衰老作用主要是由于其提取物具有清除氧自由基和增强抗脂质过氧化作用,可显著提高机体内超氧化物歧化酶活性,同时降低血浆二氨基二苯甲烷含量。研究表明,红枣多糖可明显减轻衰老模型小鼠免疫器官的萎缩及大脑的老化[4~6];红枣的抗过敏功效主要是红枣中含有大量的cAMP在发生作用,通过食用红枣可以使机体中白细胞内的cAMP 和环磷酸鸟苷(cGMP)的比值增高,抑制白三烯释放,起到抑制变态反应的作用。此外,红枣中的乙基- D-呋喃葡萄糖苷衍生物S-羟色胺和组织胺有拮抗作用,因而也具抗过敏作用[5, 6];红枣含有的小檗碱和黄酮类物质可抑制小鼠体内多种细菌以及氧化自由基的生成,增加血清总蛋白和白蛋白水平,进而起到抑菌和保护肝脏的作用[6];红枣中多种物质的协同作用可使红枣具有显著的防治心脑血管疾病的作用。红枣含有的丰富维生素,具有保持血管通透性,预防毛细血管出血等作用。红枣含有黄酮类化合物可以起到降血压的作用。红枣中的cAMP可以扩张心脏冠状血管、改善供血、提高心肌营养供给并起到抑制血小板凝集的作用。红枣中的尼克酸能够扩张血管,并能有效降低胆固醇。因此,红枣可以有效预防心脑血管方面的疾病[5, 6];红枣在增强免疫力及抗疲劳方面的研究表明,红枣能显著提高小鼠巨噬细胞的吞噬功能,并能够恢复白细胞、血小板含量,同时红枣多糖可以促进淋巴细胞的增殖以及抗疲劳作用[7]。因此,红枣红枣具有明显的增强免疫力抗疲劳的作用;此外,红枣中的苯甲醛糖苷、柚质、黄酮-双-葡萄糖苷等对中枢神经有一定的抑制作用,具有降压、镇静安神、抗惊厥等功效[7]。
1.3 红枣深加工现状
目前我国的红枣加工水平不高,红枣的消费大部分是直接食用,加工率很低。在红枣加工中,依然是以粗加工产品占绝大多数。
1.3.1 红枣蜜饯
此类产品是飞铲具有代表性的一类红枣加工产品,其中尤以蜜枣最为出名。蜜枣是以新鲜红枣,经蔗糖浸渍而成(也可食用糖饴和蜂蜜代替)。在制作过程中,由于缩短了对红枣果实的处理时间,减少了红枣果实营养成分的流失,保留了红枣的色泽和香气,且能赋予产品柔韧和一定弹性。
1.3.2 红枣汁
红枣汁是红枣经蒸煮、去核、打浆、酶解等前处理工序后制成枣果浆,再利用超滤设备去除杂质后,得到的澄清果汁。红枣汁中富含维生素C、B族、尼克酸、还原性果糖等,有利于提高人体免疫力,改善肠道内环境[9]。是目前前景非常广阔的食品添加辅料。
1.3.3 红枣粉
红枣经蒸煮后,再通过喷雾干燥造粒,得到枣粉,可温水冲泡,溶解性好。
1.3.4 红枣片
目前市场上的红枣片主要是红枣清洗后切片、油炸、烘干的工序处理后,制成枣片。原料主要是北枣,含糖量高,易于保存。
1.3.5 红枣醋
红枣醋是以红枣为原料,采用传统酿造工艺,经微生物二次发酵而成,是一种带酸味的碱性饮料。兼具了红枣的风味、营养以及食醋的促进食欲、降低胆固醇、加快新陈代谢的保健功能[10,11]。
1.3.6 红枣酒
红枣酒以红枣为原料,经微生物发酵制成的一种低酒精度、且具有红枣天然色泽的保健饮料酒。红枣酒具有显著的保健作用,能够防治心脑血管疾病、开胃健脾、增强免疫力及抗疲劳等功效[12]。
1.4 红枣浓缩汁生产技术
1.4.1 酶解技术
果胶酶是一种分解果胶的多酶复合物,通常包括原果胶酶、果胶甲酯水解酶、果胶酸酶。通过它们的联合作用使果胶质得以完全分解。天然的果胶质在原果胶酶作用下,转化成水可溶性的果胶;果胶被果胶甲酯水解酶催化去掉甲酯基团,生成果胶酸;果胶酸经果胶酸水解酶类和果胶酸裂合酶类降解生成半乳糖醛酸。果胶酶最初是由Mac Donne从桔子里提取得到的。果胶质—果胶酶的作用底物广泛存在于高等植物中,是植物细胞间质和初生细胞壁的重要组分,在植物细胞组织中起着―黏合‖作用。果胶质化学结构的研究表明,果胶质的化学结构比较复杂,能够催化其分解的果胶酶也是种类繁多。目前,在大部分的原果汁、浓缩果汁的生产过程中,都在使用果胶酶.由于各种水果中果胶的含量差别较大,而且果胶质的成分也略有差异,因此,要根据不同品种、不同加工目的来确定果胶酶的酶组成。
早在20世纪30年代就有人对果胶酶澄清果汁进行研究,认为果蔬汁的混浊主要是因为果胶质引起的。但对果蔬汁澄清机理的研究则始于20世纪60年代,日本研究者Endo[13]对霉菌果胶酶澄清苹果汁的机理作了大量的研究,发现内切聚半乳糖醛酸酶和果胶酷酶联合作用可以澄清苹果汁;Yamasaki[14]等推测出果胶酶澄清苹果汁的简化模型,认为:苹果汁悬浮颗粒主要由蛋白质-碳水化合物的复合物组成,其表面是带负电荷的果胶类物质;澄清的实质包括果胶的酶促水解和非酶的静电絮凝两部分;果胶酶还可以提高
超滤时的膜通量。Rao[15]等研究了脱果胶处理对苹果汁超滤通量的影响,发现通量从对照的45L/m2·h提高到100L/m2·h。
1.4.2 超滤技术 超滤(Ultra-filtration, UF)是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质,膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过,而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留,从而达到净化和分离的目的[16]。
超滤过滤孔径和截留分子量的范围一直以来定义较为模糊,一般认为超滤膜的过滤孔径为0.001-0.1微米,截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)为1,000-1,000,000 道尔顿。严格意义上来说超滤膜的过滤孔径为0.001-0.01微米,截留分子量为
1,000-300,000道尔顿。若过滤孔径大于0.01微米,或截留分子量大于300,000道尔顿的微孔膜就应该定义为微滤膜或精滤膜。一般用于水处理的超滤膜标称截留分子量为30,000-300,000道尔顿,而截留分子量为6,000-30,000道尔顿的超滤膜大多用于物料的分离、浓缩、除菌和除热源等领域[17]。
与传统分离方法相比,超滤技术具有以下特点:1. 滤过程是在常温下进行,条件温和无成分破坏,因而特别适宜对热敏感的物质,如药物、酶、果汁等的分离、分级、浓缩与富集;2. 超滤过程不发生相变化,无需加热,能耗低,无需添加化学试剂,无污染,是一种节能环保的分离技术;3. 超滤技术分离效率高,对稀溶液中的微量成分的回收、低浓度溶液的浓缩均非常有效;4. 超滤过程仅采用压力作为膜分离的动力,因此分离装置简单、流程短、操作简便、易于控制和维护;5. 超滤法也有一定的局限性,它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液,一般只能得到10%~50%的浓度。
1.4.3 脱色技术
目前,应用比较广泛的脱色方法主要有:活性炭脱色法、双氧水脱色法和树脂脱色法。
活性炭脱色是利用活性炭发达的细孔结构(平均孔径0.01 ~ 0.03μm)和巨大的比表面积(比表面积500 ~ 2 500m2/g)将色素物质予以吸附的一种脱色技术。张晨[18]等提取柚皮提取果胶的脱色实验发现:在60℃温度下,添加0.3%活性炭脱色30min,就能达到较好的脱色效果。如继续增大活性炭用量并延长反映时间,果胶色泽则无明显变化且得率却不断下降,这是由于脱色的同时果胶不可避免被吸附造成的。由于活性炭颗粒细小,比表面积大,会使果胶中混入少量活性炭,从而使果胶质量下降,如果增加过滤次数,又降低了果胶的收率,增加生产成本。因此,活性炭脱色一般都与其他脱色技术混合使用。
双氧水脱色法是一种化学脱色法,主要是利用双氧水的氧化功能将果胶中有色物质的发色基团破坏去色。这种破坏是不可逆地化学反应,因此脱色后不会返色[19]。
吸附树脂是一种新型的高分子分离材料,利用树脂的离子交换或吸附功能将溶液中的色素或离子予以去除的一种脱色方法。其优点主要是处理能力大, 脱色容量高, 能除
去各种不同的离子和色素, 树脂可以反复再生使用, 使用寿命长,因此运行费用较低[21]。王思新等[22]利用树脂吸附法对苹果浓缩清汁进行了脱色研究,结果表明,采用树脂吸附处理的苹果汁,其透光率和色值均得到大幅提高。
综上所述,脱色采用活性碳易造成过滤困难而使得产品中混入杂质,影响产品质量。双氧水法脱色是基于氧化机理,容易导致果胶质量下降,而且双氧水脱色成本较高、脱色时间较长,设备利用率不高;大孔吸附树脂法具有良好的吸附性能,树脂可再生利用、设备抗冲击性好、可连续使用、适于自动化控制,再生的乙醇溶液可以循环使用,废水产生少,而且随着专一性树脂的种类越来越多,吸附效率会越来越高。因此,应用树脂法对果胶进行脱色是目前发展的趋势,也是脱色领域研发的热点。
1.5 研究的意义及目的
近年来,我国枣树品种越来越多,枣树栽种面积不断扩大,红枣的产量大幅度提高。新疆绿洲垦区光热资源丰富,昼夜温差大,气候干燥,病虫害发生少,具有发展新疆特色林果产业的天然优势。据估计,―十二五‖期间,新疆包括葡萄、红枣、杏、核桃等在内的特色林果的种植面积将达到2500万亩,果品产量达到1000万吨以上。由于红鲜枣含有约80%的水分,不易保存,不易运输,据近十年资料统计,鲜枣每年因腐烂损失的数量达20%~30%,因此红枣的加工尤为重要。
枣的营养丰富,具有较高的滋补作用核药用价值。传统加工往往只注重色泽风味及外观形状,而对有效营养成分的最大限度保存及相应加工方法与工艺改进研究与实践不多,限制了资源丰富的大枣生产的产业化和有效开发利用。
近年来,随着对红枣功能成分及其保健作用的深入研究和不断宣传,越来越多的消费者逐渐认识到红枣及其加工产品的营养保健作用。因此,不论在国内还是国际市场上,红枣产品都将具有广阔的贸易发展空间。随着技术进步和加工工艺的不断完善,全方位、 多层次开发的红枣深加工产品以及具有特定功能的保健产品,既可保存红枣的营养和功能,又可使产品的口感得到很大改善,因此其将逐渐显示出日益明显的产品优势和广阔的市场前景。
1.6 研究内容及创新点
1.6.1项目研究开发内容
本项目主要是以红枣的残次果等外果为原料,通过先进的原料前处理(脱苦、护色、酶水解)工艺、超滤,树脂吸附脱色等技术工艺,对次品枣进行深加工,延长产业链,提高附加值。其主要研究内容包括:
(1) 浓缩红枣汁工艺条件优化
其主要技术工艺如下:
红枣→精选→洗果→预煮→打浆→浸提→灭酶→离心→精滤→超滤→透过液→脱色→浓缩→杀菌→成品
(2) 红枣片工艺条件优化
其主要技术工艺如下:
原料→选择→清洗→预煮→去核→打浆→去皮→枣浆→熬制浓缩→装盘→刮片→烘干→揭片→炯片→切片→包装→成品
(3) 红枣果肉粒工艺条件优化
调配(混合胶,白糖,水)—溶解
︱
选料—清洗—脱苦—蒸煮—榨汁—枣泥—混合—灌装—封口—杀菌—冷却—成品
1.6.2 技术关键,包括技术难点、创新点
技术难点:
(1)红枣汁的预煮脱苦工艺参数的确定
(2)红枣汁浸提时间及温度的确定
(3)红枣汁酶解时间、温度、pH及酶制剂种类的确定
(4)红枣片粘合剂的选择、烘干温度的确定。
(5)红枣果肉粒稳定剂的选择以及复配使用。
创新点:
(1)使用酶解工艺促进红枣中糖分的浸出
(2)使用超滤技术处理红枣汁,提高其品质
(3)使用有机树脂对红枣清汁进行脱色纯化
第二章 红枣浓缩汁工艺条件优化
红枣浓缩汁以其丰富的营养、红枣特有的风味与色泽等特点,正在逐渐被越来越多的食品制造商应用于糕点、冷饮以及饮料当中。本部分主要研究使用酶制剂(主要是果胶酶、淀粉酶及果汁澄清酶)来降解红枣果肉中的果胶及纤维素以提高红枣出汁率;使用超滤设备,将红枣汁强制通过截留分子量为400000-600000的纳米超滤膜,去除红枣汁中部分色素、蛋白质及细菌等杂质,以提高其品质;最后,利用大孔吸附树脂去除部分红枣汁中的有机色素物质,改善其外观并提高产品的稳定性。通过以上技术的应用,加上预煮工艺、酶解条件的优化,可以使红枣的出汁率达到64.94%,透光率99%以上,枣香浓郁,浓缩到70Bix常温保存可达2年以上。
2.1 材料和仪器
2.1.1实验原料
红枣:新疆若羌灰枣
2.1.2 实验试剂
果胶酶、淀粉酶、澄清酶、次甲基兰、五水硫酸铜、酒石酸钾钠、亚铁氰化钾、酚酞、95%的乙醇溶液、邻苯二甲酸氢钾、碳酸氢钠 氢氧化钠等(以上试剂均为分析纯)葡萄糖、柠檬酸(食品级)。
2.1.3 仪器设备
表2-1 仪器设备
(Table2-1 Equipments)
其它器材:三角瓶、烧杯、试管、量筒、玻璃棒、移液管、吸量管、试剂瓶、滤 纸、纱布、温度计、容量瓶等。
2.2 试验方法
2.2.1 工艺流程
红枣→精选→洗果→预煮→打浆→浸提→粗虑→灭酶→精滤→超滤→透过液→脱色→浓缩→杀菌→成品
2.2.2 操作要点
2.2.2.1 精选:选择无霉烂,无病虫害的红枣。
2.2.2.2 清洗:用流动水清洗红枣,除去红枣上粘着的泥土。
2.2.2.3 预煮:按照料水比1:7,加热温度为100℃对红枣进行预煮,预煮时间16min。
2.2.2.4 打浆:将预煮后的红枣去核,倒入榨汁机中进行打浆。
2.2.2.5 浸提:浸提是枣汁加工过程中最为重要的步骤之一,直接影响枣汁的营养价值、提取率等,应该尽可能完全的提取出红枣中的营养保健物质。本试验采用酶解浸提法,酶解浸提的最佳工艺条件为:加酶量:25mg/kg,pH值3.0,酶解时间2.5h,酶解温度50℃。
2.2.2.6 粗虑:用200目的纱布进行一次粗虑,去除枣皮、枣渣。
2.2.2.7 灭酶:把经过粗虑的红枣汁,放在95℃下的恒温水浴锅中灭酶15min。
2.2.2.8 精滤:用板框过滤机进行精滤。
2.2.2.9 超滤:用超滤机进行超滤。
果汁进入超滤机前必须要测定可溶性固形物含量,确保可溶性固形物含量<10%,以提高超滤效果,同时达到保护超滤膜和提高使用次数。超滤机使用后要及时用蒸馏水清洗,短时间内不使用超滤机,可将蒸馏水保留在超滤机中。若长时间不使用超滤机,可以用碱液或消毒液清洗,然后再用蒸馏水将碱液或消毒液冲洗干净,确保超滤膜上无细菌及其他微生物生长,并将蒸馏水排干。
2.2.2.10 脱色:使用湿法树脂脱色,脱色后透光率达到99%以上。本实验脱色后透光率达到99.6%。
2.2.2.11 浓缩:在旋转蒸发仪中进行真空浓缩(转速为:60转/min;温度为:55℃;真空度为:-0.078Mpa)。浓缩后的果汁可溶性固形物达到70%以上。
2.2.2.12 杀菌:在100℃下杀菌20min。
2.2.3 理化指标测定方法
2.2.3.1 气味、色泽:感官评定
2.2.3.2 还原糖的测定(直接滴定法:以葡萄糖计)
2.2.3.2.1 试剂
(1)碱性酒石酸铜甲液:称取15g硫酸铜(CuSO4•5H2O)及0.05g次甲基蓝,溶于水中并稀释1000mL。
(2)碱性酒石酸铜乙液:称取50g酒石酸钾钠及75g氢氧化钠,溶于水中,再加入4g亚铁氰化钾,完全溶解后,用水稀释至1000mL,贮存于橡胶塞玻璃瓶内。
(3)葡萄糖标准溶液(1mg/mL):精密称取1.000g经过98~100℃干燥至恒量的纯葡萄糖,加水溶解后加入5mL盐酸,并以水稀释至1000mL。此溶液每毫升相当于1mg葡萄糖。
(4)盐酸:比重:1.18
2.2.3.2.2 操作步骤
(1)样品处理:称取均匀果汁25g用蒸馏水稀释至250mL,摇匀。吸取此稀释果汁25~50mL(根据总酸含量定)于250mL锥形瓶中。
(2)标定碱性酒石酸铜溶液:吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL乙液,置于150mL锥形瓶中,加水10mL,加入玻璃珠2粒,从滴定管滴加约9mL葡萄糖标准溶液,控制在2min内加热至沸,趁沸以每两秒1滴的速度继续滴加葡萄糖标准溶液,直至溶液蓝色刚好褪去为终点,记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积,同时平行操作三份,取其平均值,计算每10mL(甲、乙液各5mL)碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量(mg)。
(3)样品溶液预测:吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL乙液,置于150mL锥形瓶中,加水10mL,加入玻璃珠2粒,控制在2min内加热至沸,趁沸以先快后慢的速度,从滴定管中滴加样品溶液,并保持溶液沸腾状态,待溶液颜色变浅时,以每两秒1滴的速度滴定,直至溶液蓝色刚好褪去为终点,记录样液消耗体积。
(4)样品溶液测定:吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL乙液,置于150mL锥形瓶中,加水10mL,加入玻璃珠2粒,从滴定管滴加比预测体积少1mL的样品溶液,使在2min内加热至沸,趁沸继续以每两秒1滴的速度滴定,直至蓝色刚好褪去为终点,记录样液消耗体积,同法平行操作三份,得出平均消耗体积。
2.2.3.2.3 结果计算
按下式计算枣汁中还原糖的含量:
m1X100 m2v/2501000
式中:m1——10mL酒石酸铜溶液相当于还原糖的量mg;
m2——试样的质量mg;
V——消耗试样的体积mL。
2.2.3.3 总酸的测定(酸碱滴定法)
2.2.3.3.1 液体试样
总酸含量小于或等于4g/kg的液体试样直接测定;大于4g/kg的液体试样取10~50g精确至0.001g,置100mL烧杯中。用80℃热蒸馏水将烧杯中的内容物转移到250mL容量瓶中(总体积约150mL)。置于沸水浴中煮沸30min(摇动2~3次,使固体中的有机酸全部溶解于溶液中),取出,冷却至室温(约20℃),用快速滤纸过滤。收集滤液备测。
2.2.3.3.2 试剂的配制
(1)1%的酚酞试剂的配制:1g酚酞溶于99ml 95%的乙醇溶液。
(2)0.1mol/L NaOH标准溶液的配制:4gNaOH溶于1000mL水中。
2.2.3.3.3 NaOH的标定
在电子天平上准确称取0.4~0.6g(精确到0.1mg),邻苯二甲酸氢钾三份,分别放入三个做好标记的250mL的烧杯中,然后分别加入30mL蒸馏水溶解,再加入2滴酚酞指
示剂。用待标定的NaOH溶液润洗碱式滴定管,然后将NaOH溶液直接装入滴定管,赶走气泡,调液面至0.00刻度。
用待标定的NaOH溶液滴定烧杯中的邻苯二甲酸氢钾溶液至溶液刚好出现微红色,30s不褪色,即为终点。重复三次,记录VNaOH。
2.2.3.3.4 分析步骤
称取均匀果汁25g用蒸馏水稀释至250mL,摇匀。吸取此稀释果汁25~50mL(根据总酸含量定)于250mL锥形瓶中,加入1%酚酞2~3滴,用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至微红色30s不退色为终点。平行试验两次,同时作空白试验。
空白试验:用水代替试液。以下操作同上。记录消耗0.1mol/L氢氧化钠标准滴定溶液的毫升数(V2)。
2.2.3.3.5分析结果表述
总酸以每公斤(或每斤)样品中酸的克数表示,按式(1)计算:
c(V1V2)KF X=×1000·····················(1) m(V0)
式中:X——每公斤(或每斤)样品中酸的克数,g/kg(或g/L);c——氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L;V1——滴定试液时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL;V2——空白试验时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL;F——试液的稀释倍数; m(V0)——试样的取样量,g或mL;K——酸的换算系数。各种酸的换算系数分别为:苹果酸,0.067;乙酸,0.060;酒石酸, 0.075;柠檬酸,0.064;柠檬酸,0.070(含一分子结晶水);乳酸,0.090;盐酸,0.036;磷酸,0.049。计算结果精确到小数点后第二位。 如两次测定结果差在允许范围内,则取两次测定结果的算术平均值报告结果。
允许差:同一样品的两次测定值之差,不得超过两次测定平均值的2%。
2.2.3.4 可溶性固形物含量:阿贝折射仪测定
2.2.3.5 透光率:用紫外分光光度计在波长为660nm处测透光率。
2.3 结果与分析
提取率的计算:提取率=枣汁中可溶性固形物含量×枣汁重(g)/干枣重(g)
2.3.1 预煮工艺对提取率的影响
将红枣经拣选、清洗、破碎后按一定料水比于室温下浸泡,然后与浸泡液一起预煮,使红枣软化便于打浆,改变预煮时间、预煮温度、料水比的工艺参数条件,经相同的打浆、酶解浸提、粗虑等工艺处理,所得原枣汁测定其可溶性固形物含量,计算提取率,研究预煮时间、预煮温度、料水比对提取率的影响。
2.3.1.1 预煮温度的确定
将清洗好的红枣分成等量的五份,分别在80℃、85℃、90℃、95℃、100℃下预煮(料水比1:6预煮时间:15min)。预煮后的红枣在同一浸提工艺下浸提(浸提条件均为: T=50℃,t=40min),粗虑。计算浸提后的提取率。结果如图2-1所示。
图2-1 预煮时间的确定
(Fig.2-1 Determine the precooked time)
由图2-1可知,提取率随预煮温度的升高而增加,预煮温度为100℃时,可获得较高的提取率,这是由于温度高可使红枣充分软化,便于打浆,且可溶性成分易被浸提出来。因此确定100℃为最佳预煮温度。
2.3.1.2 料水比的确定
将清洗好的红枣分成等量的五份,分别在1:5、1:6、1:7、1:8、1:9下预煮(预煮时间:15min;预煮温度:100℃)。预煮后的红枣在同一浸提工艺下浸提(浸提条件均为: T=50
℃,t=40min),粗虑。计算浸提后的提取率。结果如图2-2所示。
(Fig.2-2 Effect of solid-liquid ratio on obtaining rate )
由图2-2可以看出,提取率随料水比的增加而上升,当料水比增加至1∶7以上时,提取率的增加不明显,且料水比过大会造成生产成本增加,因此确定1∶7为最佳料水比。
2.3.1.3 预煮时间的确定
将清洗好的红枣分成等量的五份,分别在4min、8min、12min、16min、20min下预煮(预煮温度:100℃,料水比:1:7)。预煮后的红枣在同一浸提工艺下浸提(浸提条件
图2-3预煮时间对提取率的影响
(Fig.2-3 Effect of precooked time on obtaining rate)
由图2-3可看出,提取率随预煮时间的增加而上升,当预煮时间增加至16min以上时,提取率的增加较缓慢,过长的预煮时间不仅增加能源消耗和生产成本,且会破坏枣中的营养活性成分,因此确定预煮时间为16min。
通过上述实验结果可以确定最佳预煮条件为:预煮温度为:100℃,预煮时间:16min,料水比:1:7。 2.3.2 提取方法的选择
称取500g清洗过的红枣,按料水比1:7,温度100℃,预煮时间16min进行预煮。然后将预煮后的红枣去核,打浆。补充至原体积。测定可溶性固形物含量。分成等量的两份。一份加热40min,然后再加入25mg/kg的果胶酶浸提2h(浸提温度:50℃);另一份直接加入25mg/kg的果胶酶浸提2h(浸提温度:50℃)。记录浸提前后的可溶性固形物含量和浸提后的提取率。结果如图2-4所示。
图2-4 浸提方法的比较
(Fig.2-4 Comparison of extraction methods)
结果如图2-4所示,经过酶解浸提与复合浸提法后的提取率相差微小,耗时相当对较短,所以本文采取酶解法浸提法。 2.3.3 酶解浸提工艺参数的确定
将红枣经拣选、清洗、然后在最佳预煮工艺条件预煮后打浆,并对浆液进行酶解处理,改变酶添加量、浸提温度、浸提时间、和pH值的工艺参数条件,所得原枣汁测定其可溶性固形物含量,计算提取率,研究上述各工艺参数对提取率的影响。根据上述单因素试验结果安排正交试验,确定最佳工艺参数[23~25]。 2.3.3.1.1 浸提时间的确定
将710g清洗过的红枣预煮,预煮后打浆并分成等量的五份。在1.5h、2h、3h、4h、5h下浸提(浸提温度:50℃;加酶量:25mg/kg)、粗虑。计算浸提后每个时间下的提取率。结果如图2-5所示。
2.3.3.1 最佳提取工艺的单因素实验
图2-5 浸提时间对提取率的影响
(Fig.2-5 Effect of extraction time on obtaining rate)
由图2-5可看出,提取率随酶解时间的延长而增加,当酶解时间达到2h以上时,提取率的增加较缓慢,说明酶解反应已基本完成,考虑到节省生产时间,初步确定最佳酶解时间为2h。 2.3.3.1.2 浸提温度的确定
对红枣进行预煮、去核,打浆。然后分成等量的五份,分别在40℃、45℃、50℃、55℃、60℃下浸提(浸提时间:2h,加酶量:25mg/kg)。结果如图2-6所示。
图2-6 浸提温度对提取率的影响 (Effect of extract temprature on obtaining rate)
由图2-6可看出,提取率在浸提温度为50℃时达到最高,说明果胶酶的最适温度 在50℃附近,因此初步确定最佳酶解浸提温度为50℃。 2.3.3.1.3 加酶量的确定
对红枣进行预煮、去核、打浆,然后分成等量的五份,分别加入0mg/kg、12.5mg/kg、25mg/kg、37.5mg/kg、50mg/kg的果胶酶、淀粉酶和果汁澄清酶。在浸提温度为50℃,
图2-7 加酶量对提取率的影响 (Effect of enzyme dosage on obtaining rate)
由图2-7的结果可以看出,随着加酶量的增加,提取率也在增加。当添加量超过25mg/kg时,提取率的增加趋于平缓。说明再增加酶试剂的含量对提高提取率的帮助不
大。所以初步把加酶量确定为25mg/kg。
2.3.3.1.4 pH的确定
对红枣进行预煮、去核、打浆,分成等量的五份,用柠檬酸和碳酸氢钠调pH值。分别在pH为:3.0、3.5、4.0、4.5、5.0下浸提(浸提温度:50℃,浸提时间:2h,加酶量:25mg/kg)。结果如图2-8所示。
图2-8 pH对提取率的影响 (Effect of pH on obtainning rate)
由图2-8可以看出,pH值越小,提取率越大。说明酶的最适pH较小,但所加的柠檬酸会大幅度的增加酸味。所以初步确定pH为4。
2.4 正交试验
根据上述单因素实验,加酶量、浸提时间、浸提温度、pH值均会对提取率的提高有影响。因此对加酶量、酶解时间、pH值、温度这四个因素选取如下水平进行四因素三水平正交试验[26],结果见表2-1、表2-2。
表2-1 因素水平表
(Table 2-1 Factors and levels table)
因素
水平 1 2 3
加酶量(mg/kg)
12.5
25 37.5
时间(h)
1.5 2 2.5
4
3 4 5
温度(℃)
45 50 55
表2-2 L9(3)正交试验结果
(Table 2-2 Othogonal design of L9(3))
A加酶量
B时间(h) C pH值 D温度(℃) 提取率(%)
(mg/kg) 12.5 12.5 12.5 25 25 25 37.5 37.5 37.5 177.10 177.25 179.92 59.03 59.08 59.97 0.94
1.5 2.0 2.5 1.5 2.0 2.5 1.5 2.0 2.5 179.11 175.91 178.99 59.70 58.64 59.66 1.06
3 4 5 4 5 3 5 3 4 190.92 175.53 167.56 63.64 58.51 58.85 5.13
45 50 55 55 45 50 50 55 45 175.23 181.68 177.47 58.41 60.56 59.16 2.15
62.57 58.65 55.62 58.45 53.86 64.94 58.09 63.40 58.43
4
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 极差R
根据表2-2的正交试验结果及极差分析结果显示,pH值是影响提取率的最主要因素,加酶量和浸提时间对提取率的影响较小。各因素最佳水平为:A2B3C1D2,即加酶量25mg/kg、酶解时间2.5h、pH值3、温度50℃。枣汁提取率为64.94%。
2.5 浓缩前处理
将经过最佳浸提工艺浸提过的红枣汁用200目的纱布粗虑,去除枣皮、枣渣,将经过粗虑的红枣汁在恒温水浴锅中灭酶,工艺条件为:95℃,15min。所得红枣汁用板框过滤机精滤。枣汁进入超滤机前,加入一定的蒸馏水,确保可溶性固形物含量<10%,超滤工艺参数为:膜进口压力:0.37Mpa;膜出口压力:0.36Mpa;温度:39.1℃;膜通量:66ml/30s;膜表面积:0.12㎡。在超滤后测定还原糖含量和总酸含量。测定结果为:还原糖:33.43%,总酸:2.08g/L,将超滤后的枣汁在蠕动泵转速为81.3转/min时进行脱色,脱色后的枣汁在660nm处测得透光率为:99.6%,如图2-9所示
图2-9 红枣浓缩汁
(Fig.2-9 Jujube juice concentrate)
2.6 浓缩
将脱色后的红枣汁抽进旋转蒸发仪中,查阅相关资料,得出在55℃下,浓缩果汁,使得浓缩过程中的枣汁不易发生美拉德反应,保持枣汁原有的香味,所以在55℃,-0.078Mpa时,浓缩10~12h。果汁的可溶性固形物含量达到71.4%,达到标准要求。
2.7 理化指标的测定结果
表2-3 评定指标
(Table 2-3 Evaluation indicators)
项目 色泽 香气及滋味 外观形态 可溶性固形物(%) 透光率(%)
指标 拥有较深的枣红色
具有枣固有的滋味和香气。枣香味浓郁。
呈透明状,无沉淀物、悬浮物
71.4 99.6
2.8 结论
本文通过实验比较了先热水浸提后酶解浸提法(提取率:44.75%)和酶解浸提法(44.46%),这两种提取枣汁的工艺的枣汁提取率相差微小。本文采取酶解浸提法。通过实验,确定了最佳预煮工艺和酶解工艺的最佳条件。最佳预煮条件为:预煮时间16min;预煮温度100℃、料水比1:7,酶解浸提的最佳工艺条件为:pH为3;浸提温度为50℃;浸提时间为2.5h;加酶量为25mg/kg。提取率达到了64.94%。浸提后所得枣汁色泽为枣红色,风味自然、枣香浓郁。澄清工艺采用了超虑法澄清。使枣汁保持了良好的稳定性。浓缩采用真空浓缩,既保持了枣汁的浓郁枣香味,又达到了浓缩的目的。
第三章 红枣枣片工艺技术研究
红枣片外形似口香糖,携带方便且具备红枣的香气和滋味,是近几年悄然兴起的一种时尚休闲食品。本实验是将红枣蒸煮、酶解、过滤清汁后,产生的枣渣及枣皮回收利用生产出红枣片产品。其中关键部分是粘合剂的选择以及配比、烘烤时间的确定,值得一提的是在配方中加入杏酱,赋予产品浓郁的果香、且晶莹剔透富有韧性。加入一定粒度的回收枣皮,节约了资源又改善了产品外观。
3.1 试验材料与方法
3.1.1 试验用主要原辅材料和试剂
表3-1 试验用主要原辅材料和试剂
(Tabel 3-1 The main raw materials and reagents )
原料 红枣 果葡糖浆 马铃薯淀粉
杏酱 柠檬酸 琼脂 乙基麦芽酚 各类水果香精
地点 产于新疆若羌县
新疆冠农果茸集团股份有限公司提供 新疆冠农果茸集团股份有限公司提供 新疆冠农果茸集团股份有限公司提供 新疆冠农果茸集团股份有限公司提供 新疆冠农果茸集团股份有限公司提供 新疆冠农果茸集团股份有限公司提供 新疆冠农果茸集团股份有限公司提供
表3-2 试验用主要设备 (Table 3-2 The main equipments )
序号 1 2 3 4 5 6
设备名称 电子万用炉 电子天平 榨汁机 阿贝折射仪 电热鼓风干燥箱
电子秤
型号 DL-1 AL 204 WF-A3000 ZWA-J HN101-3型 BS2000
生产厂家
北京市永光明医疗仪器厂 梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司
永康市天歌电器有限公司
上海光学仪器厂
南通沪南科学仪器有限公司制造 北京赛多利益斯天平有限公司
3.1.2 试验设备及仪器
试验用仪器有:烧杯、玻璃棒、温度计、蒸煮锅
3.2 试验方法
3.2.1 工艺流程
果葡糖浆、柠檬酸、马铃薯淀粉、琼脂┐
红枣清洗→挑选→蒸煮 →去核→打浆→枣浆→熬制浓缩→装盘→烘干→揭片→切片→包装→成品[7]
3.2.2 操作要点
3.2.2.1 红枣的清洗:用清水将枣果洗净,去掉泥沙污物,并根据枣面污染程度,根据受污染因素(农药残留的种类、微生物)等,采用一般在500mL清水中加入食用碱5~10g配制成碱水,将初步冲洗后的红枣置入碱水中,浸泡5~15min后,用清水冲洗,重复洗涤3次左右效果更好。
3.2.2.2 红枣的挑选:选择无裂口、无病虫害、无霉烂的干红枣,剔除有病虫害果、霉烂、腐败果和其他杂质。
3.2.2.3 蒸煮:将挑选好的红枣称重按1:7的料水比,加入0.5%柠檬酸,一起倒入不锈钢锅中,保持水温95~100℃,蒸煮16min,保证枣的果肉煮透。
3.2.2.4 去核、去皮、打浆:将煮好的红枣捞出,手工去除枣核,将去好核的红枣用榨汁机打浆,打浆过程中添加的水为蒸煮液,这样可以将蒸煮时损失的可容固形物再次利用,同时向蒸煮液中加入0.5%的异Vc-Na护色。
3.2.2.5 熬制浓缩:称取一定量的枣浆加热浓缩,分别加入0.4%柠檬酸、14%果葡糖浆、4%土豆淀粉和1%琼脂。为了防止枣浆褐变,在加热之前就加入柠檬酸,随后加入果葡糖浆、琼脂和土豆淀粉。琼脂和3倍的糖搅拌均匀,用30mL煮沸的水溶解。土豆淀粉用5倍40~50℃的水溶解,在枣浆的可容固形物达到30~32%时加入淀粉,继续加热5~10min,至枣浆可固达到32~34%时即可。
3.2.2.6 装盘:将熬制好的枣浆倒入盘中,成厚度1mm左右。盘子底部要先刷好油,防止烘干结束后枣片无法揭下。
3.2.2.7 烘干:将装好盘的枣浆放入烘箱中,保持50~60℃,烘制6~7h即可。
3.2.2.8 揭片、切片。将烘好的枣片揭下,用刀把揭下的枣片切成口香糖大小,规格为(长×宽)15mm~16mm即为成品[29,30]。
3.3 试验结果与分析
3.3.1 料水比和蒸煮时间对红枣可溶固形物的影响 3.3.1.1 料水比对红枣蒸煮时可溶固形物损失的影响
试验采用不同的料水比对红枣进行蒸煮,蒸煮时间16min,通过测定蒸煮液可溶固形物的含量确定最佳料水比。
表3-3 料水比对红枣蒸煮时可溶固形物损失的影响
(Table3-3 Effect of material and water ratio on dissolved solid of cooking jujube) 料水比 1:3 1:5 1:7 1:9
蒸煮时间 16min 16min 16min 16min
蒸煮液中可溶固形物损失
0.800 0.700 0.500 0.625
由表3-3可知,当料水比在1:7时,可溶性固形物损失最少,因此确定料水比为1:7。 3.3.1.2 蒸煮时间对红枣可溶固形物损失的影响
本试验采用料水比为1:7,以可溶性固形物损失判断煮制多长时间最适宜。结果见表3-4。
表3-4 蒸煮时间对红枣可溶固形物损失的影响 (Table3-4 Effect of cooking time on dissolved solid of jujube)
14min 16min 18min 20min
1:7 1:7 1:7 1:7
0.50 0.50 0.55 0.75
由表3-4可知,料水比为1:7,蒸煮时间为16min时,红枣可溶性固形物损失较小,同时苦味物质的去除量也最多。红枣中的苦味物质主要为红枣皂甙,通过对红枣进行蒸煮可以去除红枣中一定量的苦味物质。通过称重法粗略的测得本次试验红枣中皂甙的含量为0.03376%,用同样的方法测得在料水比1:7、蒸煮时间16min时红枣皂甙的去除量0.024307%,为总皂甙含量的72%,基本去除了红枣中大部分苦味物质。最佳蒸煮时间越长红枣的可溶固形物会损失的越多,同时又要保证红枣蒸煮的程度能更容易打浆,所以选择蒸煮时间为16min为最宜。 3.3.2 胶凝剂对枣片口感的影响 3.3.2.1 淀粉的选择
淀粉在枣片的制作过程中起着增稠和凝胶作用,淀粉溶于水后溶胀并搅拌加热,支链淀粉便分散成很强的胶体溶液,这种胶体溶液在冷凉后也很稳定,所以选择淀粉作为试验的稳定剂。可供选择的淀粉有绿豆淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、玉米淀粉。通过试验成品的感官评分来判断那种淀粉较合适作为枣片的稳定剂。
表3-5 不同淀粉的特性
(Table3-5 Different properties of starch)
淀粉种类 绿豆淀粉 小麦淀粉 马铃薯淀粉 红薯淀粉
淀粉特性
粘性足,吸水性小,色泽白而有光泽
色泽白,但光泽较差,质量不如马铃薯淀粉,易形成沉淀 粘性足,质地细腻,色泽白,光泽优于绿豆淀粉,但吸水性较差
吸水能力较强,但粘性较差,无光泽,色泽暗红带黑
由表3-5可知,为了使枣片的颜色呈现捎带透明的枣红色,烘干时保持完整的形状,不开裂,要选择色泽较白、粘性好的淀粉,有此特性的淀粉有绿豆淀粉和马铃薯淀粉。因此,在试验熬煮浓缩的过程中分别使用绿豆淀粉和马铃薯淀粉。由于绿豆淀粉的吸水性很强,所以在熬煮过程中使枣浆很浓稠,在烧杯底部发生焦糊现象,此外熬煮浓缩完成倒盘时,由于枣浆较浓稠,水分低,倒成的制品表面不光滑平整,在烘干的过程中还易发生开裂现象。相比较之下,马铃薯淀粉就不会出现这些现象,而且马铃薯淀粉在烘培枣片的过程中还能起到一定的保持水分的作用。所以选择马铃薯淀粉作为本试验的增稠剂。
3.3.2.2 凝固剂的选择
为了枣片能更好的凝固成形同时具有更有韧性的口感所以在枣片的制作过程中要加入合适的凝固剂。可以选择的凝固剂有琼脂、黄原胶、卡拉胶、果胶、CMC-Na。
表3-6 不同凝固剂的特性
(Table3-6 Characteristics of diffetent coagulants)
种类 果胶 卡拉胶 黄原胶 琼脂 CMC-Na
产品特征
需要高浓度的糖和较低的PH才能凝固,影响红枣枣片的口味,因此不适宜做枣片。
易形成凝胶,颜色透明度较其他胶较好,韧性大,但弹性较小。
色泽不够透亮,但弹性、韧性均较好。
凝结速度快,但口感胶绵,弹性差、但硬度好、有光泽
透明度较好,弹性、韧性较差。
由表3-6可知,试验过程中在其他条件都相同的情况下,在四组试验中分别加入1%的琼脂、黄原胶、卡拉胶和果胶,从试验成品可发现用果胶做出来的枣片虽然韧性和透明度都要强于其它的胶,但是果胶只有在高浓度的糖和适当的pH值才能凝固,而且用果胶价格昂贵[31,32]。添加琼脂制成的枣片在口感、颜色、透明度上都优于其他的凝固剂,同时也符合本产品的要求,所以选择琼脂为凝固剂,也起到稳定剂、增稠剂、乳化剂的作用[33,34,35]。
3.3.3 甜味剂对枣片口感的影响
本试验选择的甜味剂是果葡糖浆,果葡糖浆的甜度接近于同浓度的蔗糖,风味有点类似天然果汁,由于果糖的存在,具有清香、爽口的感觉。果葡糖浆最大的优点在于它具有良好的保湿性,具有良好的保水分能力和耐干燥能力,这一特性可使产品保持新鲜,从而延长了产品货架期。另外,果葡糖浆其中的果糖、葡萄糖可直接被吸收,甜度为蔗糖的0.8~0.9倍,摄入后不产生热量,为非能源物质,也不会合成脂肪和刺激胆固醇的形成,是心血管疾病和糖尿病等患者的医疗食品的理想保健甜味剂[15]。
3.3.4 烘干时间和烘干温度对枣片质量的影响
烘干对枣片成形及口感有很大的影响,为了获得口感最佳的枣片,对不同的烘干温度和时间下的枣片做感官评价来确定最佳的烘干条件,见表3-7。
表3-8 烘干时间和烘干温度对枣片质量影响感官评价表
(Table3-8 Sensory evaluation form of effect of drying time and drying temperature on jujube quality)
项目 色泽 口味 质地
内容
棕褐色,半透明,有光泽 酸甜适中,无苦味 半透明,有韧性,软硬适中
感官评分 1-3分 3-6分 6-10分
根据表3-8中的感官评价标准对在不同烘干温度和烘干时间下制得的枣片进行感官评分,所得的结果见表3-9。
表3-9 烘干时间和烘干温度对枣片质量影响感官评价结果分析表
(Table3-9 Sensory evaluation results analysis table of drying time and drying temperature on jujube
quality)
烘干时间(h)
5 6 7 8 5 6 7 8 5 6 7 8 5
6 烘干温度(℃)
烘干时间(h)
5 6 7 8 5 6 7 8 5 6 7 8 5 6 感官评分(分)
4.7 5.8 6.8 6.5 6.5 7.3 8.3 7.0 7.0 7.2 6.8 6.2 6.8 6.2 40~50
50~60
60~70
(Fig.3-1 Effect of drying time and drying temperature on jujube quality)
根据表3-9和图3-1可知最佳的烘干温度为50~60℃,合适烘干温度为6~7h,在这样的烘干条件下制得的枣片感官评价得分最高,枣片的色泽、口感和质地都较符合感官标准。
3.4 确定枣片加工配方的正交试验的内容与分析
3.4.1 感官评分标准
为了确定枣片加工时配方的最佳添加量,减少各因素之间的影响,设计了枣片的感官评分标准和正交试验,枣片的感官评分标准见表3-10。
表3-10 枣片的感官评分标准
(Table3-10 Sensory score of jujube tablets)
项目 内容 深褐色,无光泽
感官评分/分
0~5 5~10 10~15 15~20 30~40 40~50 50~60 0~5 5~10 10~15 15~20
颜色 (20分)
深褐色,有光泽 棕褐色,无光泽 棕褐色,有光泽
偏酸
口感 (60分)
偏甜 酸甜适中
不透明,不均质,无韧性
质地 (20分)
透明,不均质,无韧性 透明,均质,无韧性 透明,均质,有韧性
3.4.2 正交试验的水平因素表
通过以上单因素试验,可得知甜味剂、酸味剂、淀粉、琼脂的大致添加量,考虑到各因素之间的影响,设计了以下正交试验。正交试验因素水平表及正交试验表L9(3
4
)见表3-11和表3-12。
表3-11 正交试验的水平因素表
(Table 3-11 Orthogonal horizontal factor table)
因素
水平
A果葡糖浆
1 2 3
8% 14% 20%
B柠檬酸用量
0.2% 0.4% 0.6%
C马铃薯淀粉用量
2% 4% 6%
D琼脂用量 0.6% 0.8% 1%
表3-12 L9 (34) 的正交试验结果 (Table 3-12 Orthogonal test results of L9 (34))
因 素
试验号
A 果葡糖浆(%)
1 1 1 2
B
柠檬酸(%) 1 2 3 1
感官评分
C
马铃薯淀粉(%)
1 2 3 2
D
琼脂(%)
1 2 3 3
(分) 56.00 75.75 64.50 90.25
1 2 3 4
5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 R 较优水平 主次顺序 最优组合
2 2 3 3 3 196.25 245.00 224.25 65.42 81.67 74.75 16.25 A2
2 3 1 2 3 215.25 238.00 212.25 71.75 79.33 70.75 8.58 B2
3 1 3 1 2 211.50 239.75 214.25 70.50 79.92 71.42 9.42 C2
A>C>B=D A2B2C2D3
1 2 2 3 1 210.50 218.75 236.25 70.17 72.92 78.75 8.58 D3
80.75 74.00 69.00 81.50 73.75 T=665.50
X=73.94
R——极差,即ki的最大值减ki的最小值; T——正交试验所有感官评定得分之和。
由表3-12可知,最优水平组合为A2B2C2D3,即枣片的加工工艺中果葡糖浆、柠檬酸、马铃薯淀粉、琼脂在每100g枣浆中添加量为14%、0.4%、4%、1%。根据极差R的大小排列顺序:RA>RC>RB=RD可判断各因素对本试验影响的主次为:A>C>B=D。即,试验中果葡糖浆的添加量对试验结果的影响最大,其次是淀粉的添加量,最后是柠檬酸和琼脂的添加量的影响。
图3-2红枣片
3.5 结论
本次试验选用的新疆的若羌灰枣,其皮薄肉厚、果实饱满、肉质细腻、含糖量高、细嫩爽口且营养丰富。经初步测定,试验用的红枣含水量为28%,可溶性固形物的含量为65%。经过一系列的单因素试验和正交试验最终确定红枣枣片的最佳工艺参数为:果葡糖浆用量14%,柠檬酸用量0.4%,马铃薯淀粉用量4%,琼脂用量1%。在这个配方的基础之上为了更加完善枣片的感官性质,另外添加了以下物质,见表3-13。
表3-13 枣片中丰富口感的物质
(Table3-13 Rich texture of material in jujube tablets)
添加物
添加量
作用
杏酱富含丰富的粗纤维,可以增加枣片的韧性和硬度;同时,
杏酱
4%
杏酱有很清新的果香味,在合适的添加量下,既不会掩盖红枣的味道也为枣片在口感和气味上增添了特有的香味。 主要起到增香剂的作用,对食品的香味改善和增强具有显著效果,对甜食起着增甜作用,且能延长食品储存期。
向枣片中添加苹果(C为0.05%)、葡萄(C为0.02%)、水蜜
香精
0.5mL
桃(C为0.02%)香精不仅可以丰富枣片的口味,增加香气,产品的销售中也丰富了产品的种类,迎合了消费者的需求。 在枣片中加入打浆时剩下的枣皮渣不仅可以增加枣片的硬度,
枣皮渣
1%
使之有更好的口感,而且可以增加原料的利用率,同时枣皮中也有很多人类所需的元素。
乙基麦芽酚 0.01%
第四章 红枣果肉粒工艺技术研究
我国红枣资源丰富,红枣中含有丰富的营养成分,并具有一定的保健作用。将红枣用于果肉粒生产,研制一种新型的营养保健果肉粒既充分利用了我国的红枣资源,同时用红枣生产出高品质的果肉粒也满足了现代消费者对果肉粒较高的要求,创造了经济价值。
尽管红枣果肉粒具有营养价值,多重保健功能,但市面上能看到的红枣果肉粒产品却不多,原因是红枣果肉粒的研制中还有一些问题没有给予很好的解决,特别是对红枣果肉粒中存在的果肉粒凝胶强度不够、析水量大、生产成本较高等还没有很好的解决。最近的研究重点也转向对这些问题的解决上。本实验所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种红枣果肉粒加工方法。经过①选料;②清洗;③预煮;④打浆;⑤混合胶调配;⑥混合;⑦烘烤:烘烤温度为50℃,时间5h;经过冷却,包装制成成品。红枣与其他几种食用胶复配制得的混合胶具有较好的凝胶性、韧弹性、爽口性等,使红枣果肉粒的品质有较大的提高,另外通过添加该性淀粉于混合胶中,能使果肉粒的口感和品质更佳。多胶复配是利用多糖类物质协同增效的原理,同时可以使混合胶能在不添加碱性试剂的条件下形成凝胶,满足生产果肉粒的所有条件。
4.1材料与设备
4.1.1 材料
红枣(新疆若羌红枣);果糖浆(新疆冠农股份提供);杏浆(新疆冠农股份提供);凝胶剂(果胶、卡拉胶、黄原胶、明胶、海藻酸钠、琼脂和CMC-Na);柠檬酸;乙基麦芽酚;食用香精。
4.2 设备
表4-1 仪器设备
4.3 试验内容与方法
4.3.1 工艺流程
调配(混合胶,糖,酸)→溶解 ↓
选料→清洗→蒸煮→打浆→枣浆→混合→冷却→切块→烘烤→冷却→成品 4.3.2 操作要点
4.3.2.1 蒸煮:产品的主要成分是红枣,如红枣处理不当,枣果梗处的苦味物质易影响成品风味,所以制枣浆前要先进行脱苦处理。通过蒸煮去除红枣中一定量得苦味物质,减
少其对产品风味的影响。红枣在蒸煮的过程中容易氧化而发生褐变,为防止褐变发生,红枣在蒸煮的过程中加入0.2%的柠檬酸。
4.3.2.2 打浆:将蒸煮过的红枣去核进行打浆,打浆时加入0.5%的异Vc钠防止发生褐变,将枣浆的可溶性固形物调到18%,加入一定量得果糖浆和柠檬酸进行调配。
4.3.2.3 复合凝胶剂的调配:将卡拉胶和黄原胶按一定比例混合,加入5倍凝胶剂量的果糖浆充分混合均匀,再加入20倍凝胶剂量的水,加热至沸,搅拌,使凝胶剂充分溶解。 4.3.2.4 凝胶剂的加入:将充分溶解的凝胶剂加入微沸的枣浆中,将枣浆保持微沸状态并且不断的搅拌,4min后可溶性固形物达到25%时,停止搅拌,用逐步降温法冷却至室温。
4.3.2.5 产品口味调整:在凝胶剂和枣浆混合煮制即将结束时,加入一定量的杏浆、乙基麦芽酚、香精进行调味,混合均匀。
4.3.2.6 烘烤:将凝结后的红枣冻切成大小适宜的颗粒放入烘箱中,在50℃下烘烤5h,每30min翻一次面,烧烤完毕后冷却至室温。 4.3.3 感官评分标准
试验样品均采用评分检验法进行评价,由20位人员组成评价小组,每组5人,共分4组,由主观评判。先明确本试验的目的和意义以及感官评定的指标和注意事项。成品质量主要包括感官指标及理化指标(糖度,pH值)。本试验对红枣果肉粒采用100分的评定方法,评定项目为:色泽、组织状态、气味及口感,对整体可接受性打分。对不同处理取样,对其进行感官评定。每次评定由每个评定员单独进行,相互不接触交流,样品评定之间用清水漱口。
参照制定的产品综合评分标准,并根据标准进行评分,对试验结果加以判定,优选配比。各感官评定满分为100分,产品综合评分标准见表4-2。
表4-2 红枣果肉粒感官指标评分标准
(Table 4-2 Sensory index score of jujube puip tablets)
感官
项目 不均匀,无光泽
色泽
一般均匀,一般有光泽 很均匀,有光泽
结构不均匀、不完整,有杂质,无弹性
组织状态
结构较均匀、较完整,略有杂质,较有弹性
结构均匀、完整,无杂质,有弹性 有较重的胶味,枣香味较淡
气味
略有胶味,有一定的枣香味 无明显的胶味,枣香浓郁
评分标准 0~15分 15~25分 25~30分 0~10分 10~15分 15~20分 0~10分 10~15分 15~20分
味道一般,酸甜味奇怪,韧性较差
口感
味道较好,酸甜比例不适,韧性一般 味道很好,酸甜适中,韧性较好
0~15分 15~25分 25~30分
4.4 结果与分析
4.4.1 红枣蒸煮时间及料水比的确定
本次试验用的红枣含有的水分为35%,可溶性固形物的含量为65%。蒸煮可以使红枣持有更多的水分,便于后续的打浆处理,还可以去除红枣中的苦味物质,改善其风味。蒸煮时间越长,料水比越大,苦味物质去除的越好,但可溶性固形物有效成分的损失也越明显,因此,需要确定红枣蒸煮的时间及料水比。
分别选用蒸煮时间16min、18min、20min;料水比1:5、1:7、1:9进行蒸煮。每次试验称取50g红枣,结果如表4-3所示。
表4-3 红枣蒸煮时间及料水比与可溶性固形物损失的关系
(Table 4-3 The relation of cooking time and material and water ratio with the losse of soluble solid) 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
料水比 1:5 1:7 1:9 1:5 1:7 1:9 1:5 1:7 1:9
蒸煮时间(min)
16 16 16 18 18 18 20 20 20
可溶性固形物损失(%)
0.5 0.5 0.6 0.7 0.6 0.7 0.7 0.75 0.8
从表4-3可知,料水比为1:7,蒸煮时间为16min时红枣可溶性固形物损失较小,同时苦味物质的去除量也为较多。红枣中的苦味物质主要为红枣皂甙,通过对红枣进行蒸煮可以去除红枣中一定量的苦味物质。通过称重法粗略的测得本次试验红枣中皂甙的含量为0.03376%,用同样的方法测得在料水比1:7、蒸煮时间16min时红枣皂甙的去除量0.024307%,为总皂甙含量的72%,基本去除了红枣中大部分苦味物质。因此,选料水比为1:7,蒸煮时间为16min为最佳。 4.4.2 凝胶剂的选择及添加量的确定
凝胶剂是果肉粒中必须添加的食品添加剂。凝胶剂可以通过提高食品的黏稠度从而形成凝胶,可以改变食品的物理性状,能使食品有润滑适口的感觉,并兼使食品稳定或之使呈悬浮状态的作用。不同的凝胶剂其理化性质及作用机理均不同,添加到食品里,
对食品的凝胶性也不同,因此,凝胶剂对食品的凝胶性极为重要。口感的润滑度、韧性、及弹性均取决于凝胶剂的选择,所以果肉粒口感的好坏主要决定于凝胶剂的种类及添加量。因此,凝胶剂的选择及用量也成为本产品好坏的主要决定因素。 4.4.2.1 凝胶剂的选择
本试验主要选择了果胶、卡拉胶、黄原胶、明胶、海藻酸钠、琼脂和CMC-Na七种常用的凝胶剂进行试验。选择出色泽及性能较合适,弹性、韧性均较好,最为适合添加到枣浆中做红枣果肉粒的凝胶剂。因此,通过不同凝胶剂的特性选择合适的胶体来制作红枣果肉粒,如表4-4所示。
表4-4 单一胶的特性
(Table 4-4 Characteristic of single gel)
种类 果胶 卡拉胶 黄原胶 明胶 海藻酸钠 琼脂 CMC-Na
产品特征
需要高浓度的糖和较低的pH才能凝固,影响红枣果肉粒的口味,因
此不适宜做红枣果肉粒。
易形成凝胶,颜色透明度较其它胶较好,韧性大,但弹性较小。
色泽不够透亮,但弹性、韧性均较好。
有特殊的臭味,凝固性较差。
果肉粒透明度较好,弹性较大,但韧性不好。 凝结速度快,但口感绵软,弹性差,果肉粒易碎。
透明度较好,弹性、韧性较差。
由表4-4可知,从色泽、弹性、韧性及凝固性等方面考虑可以确定最适合用于制作红枣果肉粒的两种胶为卡拉胶和黄原胶。但由于使用单一种类的凝胶剂制作出来的红枣果肉粒感官性能较差,需选用复合凝胶剂,由于胶体间的协同增效作用使其性能达到互补,效果达到最好。
4.4.2.2 复合凝胶剂用量的确定
将卡拉胶、黄原胶以不同比例混合进行试验,结果如表4-5所示。
表4-5 复合凝胶剂用量的确定
(Table4-5 Determination of composite gel dosage)
试验号 1 2 3 4 5 6
拉卡胶% 1.6 1.8 2.0 1.6 1.8 2.0
黄原胶% 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2
感官评定 有韧性,结构组织松散 韧性较好,但弹性差 韧性好,但弹性差 韧性较好,弹性略差 韧性好,弹性略差 韧性好,弹性略差,胶味略重
7 8 9
1.6 1.8 2.0
0.4 0.4 0.4
韧性好,弹性好 韧性好,弹性好,胶味略重 韧性好,弹性好,胶味重
通过表4-5可知,卡拉胶1.6%,黄原胶0.4%时红枣果肉粒的弹性、韧性以及口感都最佳,即复合凝胶剂的用量2.0%,其中卡拉胶和黄原胶的比例为8:2。 4.4.3 糖酸用量的确定
糖酸是调整产品口味的重要因素,确定糖酸比也是制作红枣果肉粒的重要指标之一。本产品中糖选用的是果糖浆,果糖浆口感香醇,有清新的果香味而且具有一定的粘稠性,对红枣果肉粒的凝胶性也有一定的作用。酸选用的是柠檬酸。将糖酸选取不同比例进行混合,试验结果如表4-6所示。
表4-6 糖酸用量的确定
(Table4-6 Determination of amount of sugar and acid)
试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
糖的用量%
10 15 20 10 15 20 10 15 20
酸的用量%
0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3
感官评定 酸味较淡,甜味较淡 酸味较,淡甜味适中
甜味较重 酸味适中,甜味较淡
酸甜适宜 甜味较重
酸味较重,有淡淡的甜味
酸味较重 酸味重,甜味浓
枣浆的可溶性固形物为25%。 4.4.4 煮胶时间及温度的确定
卡拉胶在酸性溶液中,尤其是pH在4以下时易发生酸催化水解,而使凝胶强度和粘度下降。生产中为了减轻含有卡拉胶的酸性食品在消毒加热时可能发生的水解,常采用高温,短时的消毒方法[6]。黄原胶最重要的性能是具有控制液体流变性质的能力,它溶于热水和冷水中,在低浓度时可形成高粘度溶液,并且受温度和pH的影响较小[39]。根据卡拉胶的溶解性质,在冷水中易溶胀,在80℃水中可溶解,所以溶解卡拉胶时需要在80℃以上,卡拉胶与一定量的糖混合目的是让卡拉胶充分溶解而不结成粒状。加水量应是卡拉胶的20倍左右,加水少,卡拉胶溶解不完全;加水多,既增加能耗,又影响产品质量[38]。
在煮胶时采用卡拉胶:黄原胶=8:2的量,加入5倍复合凝胶剂量的果糖浆,混合均匀。将20倍复合凝胶剂量的水加热至80℃,倒入复合凝胶剂中,不断搅拌使复合凝胶剂充分溶解,再倒入微沸的枣浆中,搅拌,混合均匀,保持枣浆微沸,加热一定时间,冷却即可。
不同加热时间的复合凝胶剂对枣浆的凝结性不同,由于不同的煮胶时间,复合凝胶剂作用于枣浆的凝胶性和粘度也不同,同时煮胶的时间不同枣浆中水分的蒸发量也不同,所以对果肉粒的形成有很大的影响,试验结果如表4-7所示。
表4-7 煮胶时间的确定
(Table4-7 Determination of cooking gel time)
试验号 1 2 3 4
煮胶时间(min)
3 4 5 6
感官评定
含有水分较多,结构组织较为松散 含有水分适中,弹性、韧性较好 含有水分较少,韧性较好,弹性差 含有水分较少,韧性弹性均较差
由表4-7可知,煮胶时间在4min时,枣浆凝结成果肉粒的性质最好。 4.4.5 产品口味的调整
枣浆与复合凝胶剂混合,冷却后,产品已基本形成,但由于多方面的因素产品的口味并不是很好,首先,红枣本身带有的苦味物质虽然在蒸煮时已去除大部分,但仍有部分残留,所以产品在后味中会感到有略微的苦味;其次,红枣在蒸煮、打浆的过程中使红枣中的香气成分损失较多,因此,产品的枣香味会显的有所不足;最后,由于枣浆中有纤维物质及细小的枣肉粒,影响复合凝胶剂对枣浆的凝胶性,如果增加复合凝胶剂的加入量,又会使产品中凝胶剂的味道加重,影响产品口感。
对产品口味的调整,本试验采用了加入杏浆和乙基麦芽酚的方法。杏浆色泽清亮,为黄色,有较浓的果香味,且清香爽口。加入杏浆不但可以掩盖复合凝胶剂的味道,减弱红枣本身带有的苦味,还可以增加产品的果香味,使果肉粒更加香甜,爽口。乙基麦芽酚是良好的香味增效剂,对食品的香味改善和增强具有显著效果,对甜食起着增甜作用,且能延长食品储存期。因此加入乙基麦芽酚可以提升红枣和杏浆的香味,使产品的果香味更加浓郁。
表4-8 加入杏浆及乙基麦芽酚对产品口味的影响
(Table 4-8 Effect on product taste of apricot puree and ethyl mathol )
试验号 1 2 3
杏浆的量%
8 10 12
乙基麦芽酚%
0.01 — —
感官评定
有清新的果香味,枣香适宜 杏味较重,枣香味较淡 杏味重,枣香味淡
4 8 — 有果香味,枣香不足,略有胶味
由表4-8可知,杏浆的加入量为8%时最为合适,在杏浆的加入量为8%时,分别加入0.01%乙基麦芽酚和不加乙基麦芽酚进行比较试验,结果表明,加入0.01%乙基麦芽酚的产品比不加乙基麦芽酚的产品香味更突出,口味更好。 4.4.6 烘烤时间的确定
由于枣浆和复合凝胶剂混合冷却后得到的果肉粒含有的水分较多,结构组织较为松散,可以采用烘箱进行适当的烘烤,使水分蒸发,结构组织更加紧密,有弹性。因为果肉粒中含有复合凝胶剂,而复合凝胶剂在较高的温度下会溶解,使果肉粒变形,因此,烘烤果肉粒时在50℃的温度下进行较为合适。烘烤时间如表4-9所示。
表4-9烘烤时间的确定
(Table 4-9 Determination of baking time)
试验号 1 2 3 4
烘烤时间(h)
3
4 5 6
感官评定 弹性较差,含水分较多 有弹性,韧性不好 弹性,韧性均较好,色泽为褐色 弹性,韧性均较好,但有糖分析出
由表4-9可知,烘烤时间在5h时,果肉粒的色泽,口感都为最好。因此,烘烤时间5h为最佳。
4.4.7 红枣果肉粒的正交试验
红枣加工过程是多因素相互作用的复杂过程,探讨各单因素和多因素交互作用对产品指标的影响可以更加清楚的了解各工艺条件对产品品质的影响,为更加直观的分析其过程,确定红枣果肉粒的最佳工艺参数,本试验选择了枣浆可溶性固形物的含量,果糖浆的用量,柠檬酸的用量和复合凝胶剂的用量四个因素设计了L9(34)正交试验,因素水平表如表4-10所示,试验结果及分析如表4-11所示。
表4-10 L9(3)正交试验因素与水平表
(Table 4-10 Orthogonal horizontal factors and levels table)
因 素
水平
枣浆可溶性固形物含量%
17 18 19
果糖浆的用量%
14 15 16
柠檬酸的用量% 凝胶剂的用量%
0.15 0.20 0.25
1.8 2.0 2.2
4
1 2 3
表4-11 L9(3)正交试验结果及分析
(Table 4-11 Orthogonal test results and analysis of L9 (34))
试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 R
A 1 1 1 2 2 2 3 3 3 213.00 250.99 240.32 71.00 84.66 80.11 13.66
B 1 2 3 1 2 3 1 2 3 227.99 226.99 252.33 75.99 75.66 84.11 8.45
C 1 2 3 2 3 1 3 1 2 231.33 225.66 250.32 77.11 75.22 83.44 8.22
D 1 2 3 3 1 2 2 3 1 247.00 230.66 229.67 82.33 76.88 76.55 5.78
x=78.59 T=707.31 综合评分 70.67 63.00 79.33 76.66 90.33 87.00 80.66 73.66 86.00
4
通过L9(34)正交试验,对红枣果肉粒品质进行了综合评定。由表4-11中R值可知,对产品品质影响程度最大的为A,其次为B,再次为C、D,即各因素影响次序依次为枣浆可溶性固形物的含量>果糖浆的用量>柠檬酸的用量>复合凝胶剂的用量。红枣果肉粒的最优组合为A2B2C3D1,即枣浆可溶性固形物为18%,果糖浆的用量为15%,柠檬酸的用量为0.25%,复合凝胶剂的用量为1.8%。
图4-1 红枣果肉粒
4.5 结论
本次试验选用的新疆的若羌灰枣,其皮薄肉厚、果实饱满、肉质细腻、含糖量高、细嫩爽口且营养丰富。经初步测定,试验用的红枣含水量为25%,可溶性固形物的含量为65%。本试验对红枣果肉粒的制作过程进行了研究,制作出适合人们口味的红枣果肉粒,尤其是从果肉粒的口感,弹性、韧性方面进行了研究,同时也系统的研究了一些关键因素对红枣果肉粒加工品质的影响规律,优化了生产工艺参数。通过试验,得出以下结论:
4.5.1 最佳工艺参数的确定
4.5.1.1通过关键因素的试验对红枣果肉粒的显著性的影响,确定了红枣果肉粒加工工艺过程中蒸煮时间16min,料水比1:7;凝胶剂选用卡拉胶和黄原胶,其比例为8:2;杏浆的添加量为8%;乙基麦芽酚的添加量为0.01%;煮胶的时间4min;烘烤的温度50℃,时间5h。
4.5.1.2 红枣加工过程是多因素相互作用的复杂过程,为了更加直观的分析复杂过程,确定红枣果肉粒的最佳工艺参数,本试验设计了L9(34)正交试验。通过对各因素的K、k及R值的大小进行有关分析,得出对产品品质影响的主次顺序依次为枣浆可溶性固形物的含量>果糖浆的用量>柠檬酸的用量>复合凝胶剂的用量,同时也确定了最佳工艺参数,即枣浆可溶性固形物为18%,果糖浆的用量为15%,柠檬酸的用量为0.25%,复合凝胶剂的用量为1.8%。 4.5.2 红枣果肉粒的理化指标
可溶性固形物≤28(20℃,折光计法);pH≥4.5;
本试验制作的红枣果肉粒的质量标准及卫生指标均符合国家标准。
第五章 结论与展望
5.1 结论
本项目主要是以红枣的残次果等外果为原料,通过先进的原料前处理(脱苦、护色、酶水解)工艺、超滤,树脂吸附脱色等技术工艺,对次品枣进行深加工,延长产业链,提高附加值,主要得到以下结论:
(1)浓缩红枣汁的制备采取酶解浸提法。通过实验,确定了最佳预煮工艺和酶解工艺的最佳条件。最佳预煮条件为:预煮时间16min;预煮温度100℃、料水比1:7,酶解浸提的最佳工艺条件为:pH为3;浸提温度为50℃;浸提时间为2.5h;加酶量为25mg/kg。提取率达到了64.94%。浸提后所得枣汁色泽为枣红色,风味自然、枣香浓郁。澄清工艺采用了超虑法澄清。使枣汁保持了良好的稳定性。浓缩采用真空浓缩,既保持了枣汁的浓郁枣香味,又达到了浓缩的目的。
(2)红枣片选用的新疆的若羌灰枣为原料,其皮薄肉厚、果实饱满、肉质细腻、含糖量高、细嫩爽口且营养丰富。经初步测定,试验用的红枣含水量为28%,可溶性固形物的含量为65%。经过一系列的单因素试验和正交试验最终确定红枣枣片的最佳工艺参数为:果葡糖浆用量14%,柠檬酸用量0.4%,马铃薯淀粉用量4%,琼脂用量1%。在这个配方的基础之上为了更加完善枣片的感官性质,另外添加了以下物质。
添加物
添加量
作用
杏酱富含丰富的粗纤维,可以增加枣片的韧性和硬度;同时,
杏酱
4%
杏酱有很清新的果香味,在合适的添加量下,既不会掩盖红枣的味道也为枣片在口感和气味上增添了特有的香味。
乙基麦芽酚
0.01%
主要起到增香剂的作用,对食品的香味改善和增强具有显著效果,对甜食起着增甜作用,且能延长食品储存期。
向枣片中添加苹果(C为0.05%)、葡萄(C为0.02%)、水蜜
香精
0.5mL
桃(C为0.02%)香精不仅可以丰富枣片的口味,增加香气,产品的销售中也丰富了产品的种类,迎合了消费者的需求。 在枣片中加入打浆时剩下的枣皮渣不仅可以增加枣片的硬度,
枣皮渣
1%
使之有更好的口感,而且可以增加原料的利用率,同时枣皮中也有很多人类所需的元素。
(3)通过关键因素的试验对红枣果肉粒的显著性的影响,确定了红枣果肉粒加工工艺过程中蒸煮时间16min,料水比1:7;凝胶剂选用卡拉胶和黄原胶,其比例为8:2;杏浆的添加量为8%;乙基麦芽酚的添加量为0.01%;煮胶的时间4min;烘烤的温度50℃,时间5h。
红枣加工过程是多因素相互作用的复杂过程,为了更加直观的分析复杂过程,确定红枣果肉粒的最佳工艺参数,即枣浆可溶性固形物为18%,果糖浆的用量为15%,柠檬
酸的用量为0.25%,复合凝胶剂的用量为1.8%。
5.2 创新点
本试验的创新点在于:(1)使用酶解工艺促进红枣中糖分的浸出;由于红枣果肉纤维含量极高,制备红枣清汁极其困难。本实验汲取果蔬汁加工的先进经验,通过添加果胶酶、纤维素酶以及果汁澄清酶等酶制剂,并优化酶解工艺,使红枣汁的出汁率大大提高。(2)使用超滤技术处理红枣汁,提高其品质;采用先进的超滤技术对红枣汁进行过滤,极大地减少了红枣汁的杂质,提高了产品品质。(3)使用大孔吸附树脂对红枣清汁进行脱色纯化,改善了外观及色泽。
5.3 展望
红枣作为我国的特色果品之一,具有很高的营养价值和保健功能。红枣营养丰富,医药价值很高,是优质的保健品,但其产品单一、生产设备简单、产量也不高,在食品工业生产中仍停留在制作枣干、枣片等工艺上。目前, 红枣的消费大部分属于直接食用阶段, 粗加工较多如罐头、干制品等,深加工、精加工很少, 总体上讲,枣加工水平亟待提高。因此,改进原有的生产工艺和开发新型的红枣产品显得尤为重要[39]。
新疆红枣资源丰富且品质优良,但是目前红枣加工业深度开发不够,还没有真正充分体现出红枣自身的价值,并且高糖产品较多,效益不高,制约了加工业的发展。因此必需加大红枣深度开发力度,结合市场需求大力开发相关产品,综合利用,加大国内外的红枣市场,提高红枣的附加值[40]。
从市场发展情况和红枣加工状况来看,红枣的深加工以及红枣食品的工业化生产将有很大的发展前景。人们对红枣产品的需求也越来越多,现在的红枣产品已远远不能满足国际市场的需要,所以开发红枣系列产品有着广阔的国际和国内市场。
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参考文献有些少,且硕士论文要求100篇左右的论文中有30篇左右的英文文献,不清楚在职硕士什么要求
致 谢
本论文是在导师李应彪教授的悉心指导下完成的,从论文选题、方案制定、实验实施到论文撰写都无不凝聚着导师的心血和汗水。导师严谨踏实的治学态度、广博的学术知识深深的影响和教育着我,而且在潜移默化中,使我对科研产生了浓厚的兴趣。导师宽容、诚信的待人原则,无一不透露出他高尚的人格魅力。三年来,不仅跟导师学到很多知识,而且学会了为人处世之道,这将使我受益终生。值此论文完成之际,谨向导师致以崇高的敬意和衷心的感谢!感谢导师三年来在生活和学习上给予我的无微不至的关怀和帮助!
感谢许程剑老师、吴超老师在生活和学习上给予的帮助,以及在试验过程中提供的热情帮助。
感谢2007级本科生周焕琼、奎雪、姜贞珍同学在试验中付出的艰辛劳动。 衷心感谢父母在生活上给予的无私帮助!
最后向所有关心我的老师、同学、朋友和亲人们致以最诚挚的谢意!
作者简介
王陈强,男,生于1982年5月,籍贯山东宁津。2002年进入中国农业大学食品学院,2004年作为国际交流留学生进入日本国立佐贺大学学习,并获得应用生物学士学位。2007中国农业大学毕业,并获得食品科学与工程学士学位。2011年3月起在石河子大学食品工程专业学习。
在学期间主要参与的研究项目
1主持完成农二师青年创新基金项目《红枣深加工工艺技术研究》(QNCX-001)相关研究工作。
2参与库尔勒市重大科技攻关项目《库尔勒香梨果糖浆关键工艺技术研究》(KKJ2011-8)的研究工作。
3.参与国家科技部科技人员服务企业行动项目《新疆特色林果香梨、杏深加工及产品开发》(SQ2009GJG4102041)的研究工作。
在学期间发表的文章
1.《果胶酶酶解库尔勒香梨果汁工艺条件优化》 食品工业 2012(6) 第一作者 2.《红枣浓缩汁的加工工艺研究》 农产品加工 2013(9) 第一作者 3.《果胶酶处理浓缩杏浆的工艺条件优化》 价值工程 2011(11) 第二作者 在学期间申报的专利
《一种红枣浓缩汁加工方法》 [1**********]7.6 《一种红枣枣片加工方法》 [1**********]6.7 《一种红枣果肉粒加工方法》 [1**********]2.X 《一种浓缩辣椒浆的制备方法》 [1**********]9.9
分类号: 密 级:无
学 号:2010306008 单位代码:10759
石河子大学
硕 士 学 位 论 文
红枣系列产品加工工艺技术研究
学位申请人
指 导 教 师
申请学位门类级别
学科、专业名称
研
所究在方学向 院 王陈强 李应彪教授 农学 硕士 农产品加工及贮藏工程 果蔬加工 食品学院
中国·新疆·石河子
2013 年12月
The Processing Technology Research of Dates Products
A Dissertation Submitted to
Shihezi University
In Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of
Master of Agriculture
By
Wang Chen-qiang
(Processing of Animal Products)
Dissertation Supervisor: Prof. Li Ying-biao
December, 2013
石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明
学位论文独创性声明
本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除文中已经注明引用的内容外 ,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明并表示谢意。
研究生签名: 时间: 年 月 日
使用授权声明
本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定,学校有权保留学位论文并向国家主管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文用于赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。
研究生签名: 时间: 年 月 日
导师签名: 时间: 年 月 日
摘 要
本文通过研究红枣系列产品深加工工艺技术,获得了红枣浓缩汁蒸煮温度及料水比,酶解时间、浸提温度、加酶量、pH等参数,并通过正交试验获得酶解浸提的最佳工艺条件,最终结合目前成熟的超滤技术和大孔树脂吸附脱色技术,获得了合格稳定的浓缩红枣汁产品;通过将红枣蒸煮、酶解、过滤清汁后,产生的枣渣及枣皮回收利用生产出红枣片产品,获得了红枣片粘合剂的种类、配比以及烘烤时间等参数,并且在配方中加入杏酱,赋予产品浓郁的果香、且晶莹剔透富有韧性,并通过正交试验获得红枣片的最佳工艺条件;通过研究红枣与其他几种食用胶复配制得的混合胶具有较好的凝胶性、韧弹性、爽口性等,使红枣果肉粒的品质有较大的提高,另外通过添加改性淀粉于混合胶中,能使果肉粒的口感和品质更佳。多胶复配是利用多糖类物质协同增效的原理,通过正交试验获得混合胶最佳配比能在不添加碱性试剂的条件下形成凝胶,满足生产果肉粒的所有条件。
主要研究结果如下:
(1)通过实验,确定了最佳预煮条件为:预煮时间16min;预煮温度100℃、料水比1:7,酶解浸提的最佳工艺条件为:pH为3.0;浸提温度为50℃;浸提时间为2.5h;加酶量为25mg/kg。提取率达到了64.94%。浸提后所得枣汁色泽为枣红色,风味自然、枣香浓郁。澄清工艺采用了超虑法澄清,使枣汁保持了良好的稳定性。浓缩采用真空浓缩,既保持了枣汁的浓郁枣香味,又达到了浓缩的目的。
(2)经过一系列的单因素试验和正交试验最终确定红枣枣片的最佳工艺参数为:果葡糖浆用量14%,柠檬酸用量0.4%,马铃薯淀粉用量4%,琼脂用量1%。在这个配方的基础之上为了更加完善枣片的感官性质,另外添加了杏酱4%、红枣皮1%赋予产品浓郁的果香、且晶莹剔透富有韧性,改善了产品外观。
(3)通过关键因素的试验对红枣果肉粒的显著性的影响,确定了红枣果肉粒加工工艺过程中蒸煮时间16min,料水比1:7;凝胶剂选用卡拉胶和黄原胶,其比例为8:2;杏浆的添加量为8%;枣浆可溶性固形物为18%,果糖浆的用量为15%,柠檬酸的用量为0.25%,复合凝胶剂的用量为1.8%。
关键词:红枣汁;酶解浸提;卡拉胶;黄原胶
Abstract
This paper studies the dates products deep-processing technology, won the jujube juice concentrate cooking temperature and the ratio of water, hydrolysis time, extraction temperature, enzyme dosage, pH and other parameters, obtained by orthogonal experiment enzymatic extraction of the most good conditions, eventually combined with the current proven ultrafiltration technology and macroporous resin adsorption bleaching technology, access to qualified stable concentrated jujube juice products By cooking dates, enzymatic hydrolysis, filtration juice, the resulting residue and jujube produces jujube film recycling products, access to the type of adhesive sheet dates, as well as the ratio of baking time and other parameters, and in the formulation Add apricot sauce, to give products rich fruit and sparkling resilient and date slices obtained by orthogonal experiment the optimum conditions; through research dates with several other edible gum complex preparation obtained by mixing glue with good gelation, tough elastic, refreshing, etc., so that the quality of grain jujube pulp has greatly improved, while the addition of the starch in the mixed gel, make flesh taste and better quality grain. The use of more complex adhesive polysaccharides principle of synergies, mixed micelles obtained by orthogonal optimum ratio can not add an alkaline reagent forms a gel under conditions, to meet all the conditions of production of pulp particle.
The main results are as follows:
(1) This paper dates as raw material, jujube juice concentrate production process were studied. The best pre-determined dates cooking conditions were: pre-cooked temperature of 100 ℃, blanching time 16min, water ratio 1:7; determine the dates for the enzymatic method of extracting juice extraction, enzymatic extraction The optimum conditions were: enzyme dosage: 25mg/kg, pH value of 3.0, reaction time 2.5h, hydrolysis temperature of 50 ℃. Under the conditions in the extraction rate of 64.94% can be achieved.
(2) Date sheet for the more popular the market is now a new class of processed foods, dates, sweet and sour taste, convenience food, nutritional value is also high. Date of the test to Ruoqiang ash as raw material, add appropriate amount of fructose syrup, citric acid, starch and agar mixture brewed additives such date after the film is made by drying. The results show that the date for the film production process optimization: 14% addition level fructose syrup, citric acid: 0.4%, potato starch: 4%, agar: 1%, date film residue: 0.5%, apricot sauce: 4% , ethyl maltol: 0.01%.
(3) This paper focuses on processing technology of jujube pulp particles was studied by single-factor experiment, experiment, with the sensory evaluation method to determine the optimum process parameters. Experimental results show that the cooking water ratio 1:7 dates, time, 16min; mixed glue used the amount of carrageenan and xanthan gum, 1.8% carrageenan and xanthan gum in which the ratio of 8:2; sugar content of 15%; adding acid 0.25%; cooked gel time 4min; baking time 5h, producing the best product quality, flavor the most significant.
Key words: Jujube juice, Enzymatic extraction , Carrageenan , Xanthan gum
目 录
摘要…………………………………………………………………………………...5
Abstract…………………………………………………………………………….....6
第一章 绪论
1.1 红枣的属性及分布情况………………………………………………….....9
1.2 红枣的营养及功能性……………………………………………………....10
1.3 红枣深加工现状…………………………………………………………....11
1.3.1 红枣蜜饯……………………………………………………………….....11
1.3.2 红枣汁…………………………………………………………………….12
1.3.3 红枣粉…………………………………………………………………….12
1.3.4 红枣片…………………………………………………………………….12
1.3.5 红枣醋…………………………………………………………………….12
1.3.6 红枣酒…………………………………………………………………….12
1.4 红枣浓缩汁生产技术………………………………………………………12
1.4.1 酶解技术………………………………………………………………….12
1.4.2 超滤技术……………………………………………………………….....13
1.4.3 脱色技术……………………………………………………………….....13
1.5 研究的意义及目的………………………………………………………....14
1.6 研究内容及创新点...…………………………………………………….....14
1.6.1项目研究开发内容...……………………………………………………...14
1.6.2 技术关键,包括技术难点、创新点...…………………………………..15
第二章 红枣浓缩汁工艺条件优化
2.1 材料和仪器………………………………………………………………...16
2.1.1实验原料……………………………………………………………….....16
2.1.2 实验试剂…………………………………………………………………16
2.1.3 仪器设备…………………………………………………………………16
2.2 试验方法…………………………………………………………………...16
2.2.1 工艺流程…………………………………………………………………16
2.2.2 操作要点…………………………………………………………………16
2.2.3 理化指标测定方法………………………………………………………17
2.3 结果与分析………………………………………………………………...19
2.3.1 预煮工艺对提取率的影响………………………………………………19
2.3.2 提取方法的选择…………………………………………………………21
2.3.3 酶解浸提工艺参数的确定………………………………………………22
2.4 正交试验…………………………………………………………………...24
2.5 浓缩前处理………………………………………………………………...24
2.6 浓缩…………………………………………………………………….......25
2.7 理化指标的测定结果……………………………………………………...25
2.8 结论………………………………………………………………………...26
第三章 红枣枣片工艺技术研究
3.1 试验材料与方法…………………………………………………………...27
3.1.1 试验用主要原辅材料和试剂……………………………………………27
3.1.2 试验设备及仪器…………………………………………………………27
3.2 试验方法…………………………………………………………………...27
3.2.1 工艺流程…………………………………………………………………27
3.2.2 操作要点………………………………………………………………....27
3.3 试验结果与分析…………………………………………………………...28
3.3.1 料水比和蒸煮时间对红枣可溶固形物的影响…………………………28
3.3.2 胶凝剂对枣片口感的影响………………………………………………29
3.3.3 甜味剂对枣片口感的影响………………………………………………30
3.3.4 烘干时间和烘干温度对枣片质量的影响………………………………30
3.4 确定枣片加工配方的正交试验的内容与分析…………………………...31
3.4.1 感官评分标准…………………………………………………………....31
3.4.2 正交试验的水平因素表………………………………………………....32
3.5 结论…………………………………………………………………….......33
第四章 红枣果肉粒工艺技术研究
4.1材料与设备....................................................................................................35
4.1.1 材料............................................................................................................35
4.2 设备...............................................................................................................35
4.3 试验内容与方法...........................................................................................35
4.3.1 工艺流程....................................................................................................35
4.3.2 操作要点....................................................................................................35
4.3.3 感官评分标准............................................................................................36
4.4 结果与分析.................................................................................................37
4.4.1 红枣蒸煮时间及料水比的确定................................................................37
4.4.2 凝胶剂的选择及添加量的确定................................................................37
4.4.3 糖酸用量的确定........................................................................................39
4.4.4 煮胶时间及温度的确定............................................................................39
4.4.5 产品口味的调整........................................................................................40
4.4.6 烘烤时间的确定........................................................................................41
4.4.7 红枣果肉粒的正交试验............................................................................41
4.5 结论...............................................................................................................42
4.5.1 最佳工艺参数的确定................................................................................43
4.5.2 红枣果肉粒的理化指标............................................................................43
第五章 结论与展望
5.1 结论..............................................................................................................44
5.2 创新点..........................................................................................................45
5.3 展望..............................................................................................................45
参考文献......................................................................................................................46
致谢..............................................................................................................................48
作者简介......................................................................................................................49
第一章 文献综述
1.1 红枣的属性及分布情况
红枣原产于中国,是中国栽种最悠久的树种之一,距今已有3000多年的栽培历史。红枣也是中国的特有树种,目前仅有中国从事红枣的商业化种植,种植面积约占全球的95%。其他国家,如朝鲜、韩国、日本等亚洲邻国仅有少量种植,且未形成规模化生产。中国是世界上惟一出口枣的国家,年出口量约10000吨以上,主要向美国、法国、日本、加拿大、墨西哥、以及少数亚洲及中东国家出口;出口的红枣品种主要是灰枣、贡枣、赞皇枣等。因此,我国在世界枣类生产和贸易中占绝对优势。
据资料统计,我国现有枣树品种 700 多种,除黑龙江省以外,全国均有枣树分布,其中主要的产区有河北、河南、山东、陕西、山东、新疆等。其中,河北、河南、山东、山西、陕西五省的产量约占全国总产量的 90%以上[1,2]。其中,山东27%(冬枣占50%)左右;河北26%左右;山西20%左右;陕西5%左右;新疆6%左右;河南6%左右。
图1-1 我国枣种植区分布图
(Fig.1-1 Division of jujube cultivation area map)
值得指出的是,新疆特别是南疆地区,降水少、蒸发大、空气极端干燥,昼夜温差大,全年日照时数大于3000h,10℃以上积温3500℃,有利于枣果的营养累积,果实着色好,含糖量高,品质优良。凭借其特殊的光热土壤条件,以及近几年大力发展红枣种植业,已经形成了南疆特有的红枣特色产业。枣树主要分布在环塔里木盆地的巴音郭楞蒙古自治州、和田地区、喀什地区、阿克苏地区以及吐哈盆地,10万亩以上的县(市)有泽普县(约70%为幼树)、阿克苏市、库车县、沙雅县、温宿县、阿瓦提县、巴楚县、岳普湖县和若羌县。截止2012年,南疆各地州红枣种植面积已达到240万亩[3]。
图1-2 新疆红枣种植分布情况
(Fig.1-2 Distribution of Xinjiang jujube cultivation)
1.2 红枣的营养及功能性
红枣(Jujube ,Chinese date),为鼠李科植物的成熟果实,具有很高的营养价值及药用价值。红枣中富含蛋白质、糖类、多种氨基酸、胡萝卜素、维生素 B2、维生素 C、钙、磷、铁、等矿物质,号称天然维生素丸。据研究分析[4~6],红枣 (干枣) 含水量 25%~32%、碳水化合物 55.3%~86.9% (主要为还原糖)、蛋白质2.92% ~4.0% 、脂肪0.2% ~0.96%、粗纤维 1.6% ~3.1% 、磷 0.09% ~1.27% 、钾 0.61% ~1.05% 、钙0.03% ~0.06%、胡萝卜素 0.4 mg/100 g、 核黄素0.15 mg/100 g、尼克酸 1.2 mg/100 g、无机酸
1.4mg/100 g、硫胺素0.6 mg/100 g、维生素 B1 10.05mg/100 g、维生素 B2 20.15 mg/100 g。鲜枣果中维生素C含量高达500mg~800 mg/100 g,约为苹果的70倍~ 80倍,为柑橘8倍~ 11倍;维生素P也高达330 mg/100 g以上。此外,枣果中还含有人体必需的18种氨基酸,其中有8种人体不能合成的必需氨基酸,以及2种幼儿体内不能合成的氨基酸——组氨酸和精氨酸。
红枣属于药食同源食物,作为药用,在中国古代的医药典籍 《名医别录》、《本草纲目》、《齐民药术》、《百华子本草》等书中都有记载。经现代科学手段研究发现,红枣中确实含有大量的特殊营养物质,主要有:三萜类化合物、红枣多糖、环磷酸腺苷、黄酮类化合物等。
三萜类物质具有抗癌、护肝等作用,具有非常广泛的药理活性,化学结构多样,分子量一般为400~600,是红枣中的特殊营养成分[7];红枣多糖可以分为中性多糖 (JDP- N)和酸性多糖(JDP- A)两种,由多种单糖构成,分子空间结构比较复杂。研究表明红枣多糖的主要生理功能是止咳、祛痰、增强免疫力、抗衰老、抗癌、抗艾滋病等功效;
环磷酸腺苷 (cAMP) 是核苷酸的衍生物,被称为细胞内的“第二信使”,是有机体中广泛存在的一种重要的活性物质,具有增强免疫、改善肝功能、治疗冠心病与心肌梗塞等疗效。据报道,红枣成熟果肉中cAMP 含量高达 300 nmol/g~500 nmol/g,是已测高等植物中含量最高的;芦丁是红枣中含量较高的黄酮类化合物,在食品工业中常用作抗氧化剂和食用黄色素,在医药上芦丁用于高血压、败血症和血小板减少症等疾病的辅助治疗[8],具有抗衰老、抗癌、增强免疫力等作用。据测定,红枣中芦丁含量高达 3385 mg/100 g,具有十分巨大的开发价值。
此外,红枣在医疗保健方面也具有非常显著的疗效。红枣护肤美容的功效主要得益于果肉中丰富的维生素C,通过促进肾上腺素分泌荷尔蒙激素与皮肤结合,促进胶原物质的合成,进而使皮肤柔嫩,富有弹性。同时也提高了皮肤抵抗力、防止皮肤血管出血,并减少色素的沉积,进而达到护肤美白的效果[7];红枣的抗衰老作用主要是由于其提取物具有清除氧自由基和增强抗脂质过氧化作用,可显著提高机体内超氧化物歧化酶活性,同时降低血浆二氨基二苯甲烷含量。研究表明,红枣多糖可明显减轻衰老模型小鼠免疫器官的萎缩及大脑的老化[4~6];红枣的抗过敏功效主要是红枣中含有大量的cAMP在发生作用,通过食用红枣可以使机体中白细胞内的cAMP 和环磷酸鸟苷(cGMP)的比值增高,抑制白三烯释放,起到抑制变态反应的作用。此外,红枣中的乙基- D-呋喃葡萄糖苷衍生物S-羟色胺和组织胺有拮抗作用,因而也具抗过敏作用[5, 6];红枣含有的小檗碱和黄酮类物质可抑制小鼠体内多种细菌以及氧化自由基的生成,增加血清总蛋白和白蛋白水平,进而起到抑菌和保护肝脏的作用[6];红枣中多种物质的协同作用可使红枣具有显著的防治心脑血管疾病的作用。红枣含有的丰富维生素,具有保持血管通透性,预防毛细血管出血等作用。红枣含有黄酮类化合物可以起到降血压的作用。红枣中的cAMP可以扩张心脏冠状血管、改善供血、提高心肌营养供给并起到抑制血小板凝集的作用。红枣中的尼克酸能够扩张血管,并能有效降低胆固醇。因此,红枣可以有效预防心脑血管方面的疾病[5, 6];红枣在增强免疫力及抗疲劳方面的研究表明,红枣能显著提高小鼠巨噬细胞的吞噬功能,并能够恢复白细胞、血小板含量,同时红枣多糖可以促进淋巴细胞的增殖以及抗疲劳作用[7]。因此,红枣红枣具有明显的增强免疫力抗疲劳的作用;此外,红枣中的苯甲醛糖苷、柚质、黄酮-双-葡萄糖苷等对中枢神经有一定的抑制作用,具有降压、镇静安神、抗惊厥等功效[7]。
1.3 红枣深加工现状
目前我国的红枣加工水平不高,红枣的消费大部分是直接食用,加工率很低。在红枣加工中,依然是以粗加工产品占绝大多数。
1.3.1 红枣蜜饯
此类产品是飞铲具有代表性的一类红枣加工产品,其中尤以蜜枣最为出名。蜜枣是以新鲜红枣,经蔗糖浸渍而成(也可食用糖饴和蜂蜜代替)。在制作过程中,由于缩短了对红枣果实的处理时间,减少了红枣果实营养成分的流失,保留了红枣的色泽和香气,且能赋予产品柔韧和一定弹性。
1.3.2 红枣汁
红枣汁是红枣经蒸煮、去核、打浆、酶解等前处理工序后制成枣果浆,再利用超滤设备去除杂质后,得到的澄清果汁。红枣汁中富含维生素C、B族、尼克酸、还原性果糖等,有利于提高人体免疫力,改善肠道内环境[9]。是目前前景非常广阔的食品添加辅料。
1.3.3 红枣粉
红枣经蒸煮后,再通过喷雾干燥造粒,得到枣粉,可温水冲泡,溶解性好。
1.3.4 红枣片
目前市场上的红枣片主要是红枣清洗后切片、油炸、烘干的工序处理后,制成枣片。原料主要是北枣,含糖量高,易于保存。
1.3.5 红枣醋
红枣醋是以红枣为原料,采用传统酿造工艺,经微生物二次发酵而成,是一种带酸味的碱性饮料。兼具了红枣的风味、营养以及食醋的促进食欲、降低胆固醇、加快新陈代谢的保健功能[10,11]。
1.3.6 红枣酒
红枣酒以红枣为原料,经微生物发酵制成的一种低酒精度、且具有红枣天然色泽的保健饮料酒。红枣酒具有显著的保健作用,能够防治心脑血管疾病、开胃健脾、增强免疫力及抗疲劳等功效[12]。
1.4 红枣浓缩汁生产技术
1.4.1 酶解技术
果胶酶是一种分解果胶的多酶复合物,通常包括原果胶酶、果胶甲酯水解酶、果胶酸酶。通过它们的联合作用使果胶质得以完全分解。天然的果胶质在原果胶酶作用下,转化成水可溶性的果胶;果胶被果胶甲酯水解酶催化去掉甲酯基团,生成果胶酸;果胶酸经果胶酸水解酶类和果胶酸裂合酶类降解生成半乳糖醛酸。果胶酶最初是由Mac Donne从桔子里提取得到的。果胶质—果胶酶的作用底物广泛存在于高等植物中,是植物细胞间质和初生细胞壁的重要组分,在植物细胞组织中起着―黏合‖作用。果胶质化学结构的研究表明,果胶质的化学结构比较复杂,能够催化其分解的果胶酶也是种类繁多。目前,在大部分的原果汁、浓缩果汁的生产过程中,都在使用果胶酶.由于各种水果中果胶的含量差别较大,而且果胶质的成分也略有差异,因此,要根据不同品种、不同加工目的来确定果胶酶的酶组成。
早在20世纪30年代就有人对果胶酶澄清果汁进行研究,认为果蔬汁的混浊主要是因为果胶质引起的。但对果蔬汁澄清机理的研究则始于20世纪60年代,日本研究者Endo[13]对霉菌果胶酶澄清苹果汁的机理作了大量的研究,发现内切聚半乳糖醛酸酶和果胶酷酶联合作用可以澄清苹果汁;Yamasaki[14]等推测出果胶酶澄清苹果汁的简化模型,认为:苹果汁悬浮颗粒主要由蛋白质-碳水化合物的复合物组成,其表面是带负电荷的果胶类物质;澄清的实质包括果胶的酶促水解和非酶的静电絮凝两部分;果胶酶还可以提高
超滤时的膜通量。Rao[15]等研究了脱果胶处理对苹果汁超滤通量的影响,发现通量从对照的45L/m2·h提高到100L/m2·h。
1.4.2 超滤技术 超滤(Ultra-filtration, UF)是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质,膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过,而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留,从而达到净化和分离的目的[16]。
超滤过滤孔径和截留分子量的范围一直以来定义较为模糊,一般认为超滤膜的过滤孔径为0.001-0.1微米,截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)为1,000-1,000,000 道尔顿。严格意义上来说超滤膜的过滤孔径为0.001-0.01微米,截留分子量为
1,000-300,000道尔顿。若过滤孔径大于0.01微米,或截留分子量大于300,000道尔顿的微孔膜就应该定义为微滤膜或精滤膜。一般用于水处理的超滤膜标称截留分子量为30,000-300,000道尔顿,而截留分子量为6,000-30,000道尔顿的超滤膜大多用于物料的分离、浓缩、除菌和除热源等领域[17]。
与传统分离方法相比,超滤技术具有以下特点:1. 滤过程是在常温下进行,条件温和无成分破坏,因而特别适宜对热敏感的物质,如药物、酶、果汁等的分离、分级、浓缩与富集;2. 超滤过程不发生相变化,无需加热,能耗低,无需添加化学试剂,无污染,是一种节能环保的分离技术;3. 超滤技术分离效率高,对稀溶液中的微量成分的回收、低浓度溶液的浓缩均非常有效;4. 超滤过程仅采用压力作为膜分离的动力,因此分离装置简单、流程短、操作简便、易于控制和维护;5. 超滤法也有一定的局限性,它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液,一般只能得到10%~50%的浓度。
1.4.3 脱色技术
目前,应用比较广泛的脱色方法主要有:活性炭脱色法、双氧水脱色法和树脂脱色法。
活性炭脱色是利用活性炭发达的细孔结构(平均孔径0.01 ~ 0.03μm)和巨大的比表面积(比表面积500 ~ 2 500m2/g)将色素物质予以吸附的一种脱色技术。张晨[18]等提取柚皮提取果胶的脱色实验发现:在60℃温度下,添加0.3%活性炭脱色30min,就能达到较好的脱色效果。如继续增大活性炭用量并延长反映时间,果胶色泽则无明显变化且得率却不断下降,这是由于脱色的同时果胶不可避免被吸附造成的。由于活性炭颗粒细小,比表面积大,会使果胶中混入少量活性炭,从而使果胶质量下降,如果增加过滤次数,又降低了果胶的收率,增加生产成本。因此,活性炭脱色一般都与其他脱色技术混合使用。
双氧水脱色法是一种化学脱色法,主要是利用双氧水的氧化功能将果胶中有色物质的发色基团破坏去色。这种破坏是不可逆地化学反应,因此脱色后不会返色[19]。
吸附树脂是一种新型的高分子分离材料,利用树脂的离子交换或吸附功能将溶液中的色素或离子予以去除的一种脱色方法。其优点主要是处理能力大, 脱色容量高, 能除
去各种不同的离子和色素, 树脂可以反复再生使用, 使用寿命长,因此运行费用较低[21]。王思新等[22]利用树脂吸附法对苹果浓缩清汁进行了脱色研究,结果表明,采用树脂吸附处理的苹果汁,其透光率和色值均得到大幅提高。
综上所述,脱色采用活性碳易造成过滤困难而使得产品中混入杂质,影响产品质量。双氧水法脱色是基于氧化机理,容易导致果胶质量下降,而且双氧水脱色成本较高、脱色时间较长,设备利用率不高;大孔吸附树脂法具有良好的吸附性能,树脂可再生利用、设备抗冲击性好、可连续使用、适于自动化控制,再生的乙醇溶液可以循环使用,废水产生少,而且随着专一性树脂的种类越来越多,吸附效率会越来越高。因此,应用树脂法对果胶进行脱色是目前发展的趋势,也是脱色领域研发的热点。
1.5 研究的意义及目的
近年来,我国枣树品种越来越多,枣树栽种面积不断扩大,红枣的产量大幅度提高。新疆绿洲垦区光热资源丰富,昼夜温差大,气候干燥,病虫害发生少,具有发展新疆特色林果产业的天然优势。据估计,―十二五‖期间,新疆包括葡萄、红枣、杏、核桃等在内的特色林果的种植面积将达到2500万亩,果品产量达到1000万吨以上。由于红鲜枣含有约80%的水分,不易保存,不易运输,据近十年资料统计,鲜枣每年因腐烂损失的数量达20%~30%,因此红枣的加工尤为重要。
枣的营养丰富,具有较高的滋补作用核药用价值。传统加工往往只注重色泽风味及外观形状,而对有效营养成分的最大限度保存及相应加工方法与工艺改进研究与实践不多,限制了资源丰富的大枣生产的产业化和有效开发利用。
近年来,随着对红枣功能成分及其保健作用的深入研究和不断宣传,越来越多的消费者逐渐认识到红枣及其加工产品的营养保健作用。因此,不论在国内还是国际市场上,红枣产品都将具有广阔的贸易发展空间。随着技术进步和加工工艺的不断完善,全方位、 多层次开发的红枣深加工产品以及具有特定功能的保健产品,既可保存红枣的营养和功能,又可使产品的口感得到很大改善,因此其将逐渐显示出日益明显的产品优势和广阔的市场前景。
1.6 研究内容及创新点
1.6.1项目研究开发内容
本项目主要是以红枣的残次果等外果为原料,通过先进的原料前处理(脱苦、护色、酶水解)工艺、超滤,树脂吸附脱色等技术工艺,对次品枣进行深加工,延长产业链,提高附加值。其主要研究内容包括:
(1) 浓缩红枣汁工艺条件优化
其主要技术工艺如下:
红枣→精选→洗果→预煮→打浆→浸提→灭酶→离心→精滤→超滤→透过液→脱色→浓缩→杀菌→成品
(2) 红枣片工艺条件优化
其主要技术工艺如下:
原料→选择→清洗→预煮→去核→打浆→去皮→枣浆→熬制浓缩→装盘→刮片→烘干→揭片→炯片→切片→包装→成品
(3) 红枣果肉粒工艺条件优化
调配(混合胶,白糖,水)—溶解
︱
选料—清洗—脱苦—蒸煮—榨汁—枣泥—混合—灌装—封口—杀菌—冷却—成品
1.6.2 技术关键,包括技术难点、创新点
技术难点:
(1)红枣汁的预煮脱苦工艺参数的确定
(2)红枣汁浸提时间及温度的确定
(3)红枣汁酶解时间、温度、pH及酶制剂种类的确定
(4)红枣片粘合剂的选择、烘干温度的确定。
(5)红枣果肉粒稳定剂的选择以及复配使用。
创新点:
(1)使用酶解工艺促进红枣中糖分的浸出
(2)使用超滤技术处理红枣汁,提高其品质
(3)使用有机树脂对红枣清汁进行脱色纯化
第二章 红枣浓缩汁工艺条件优化
红枣浓缩汁以其丰富的营养、红枣特有的风味与色泽等特点,正在逐渐被越来越多的食品制造商应用于糕点、冷饮以及饮料当中。本部分主要研究使用酶制剂(主要是果胶酶、淀粉酶及果汁澄清酶)来降解红枣果肉中的果胶及纤维素以提高红枣出汁率;使用超滤设备,将红枣汁强制通过截留分子量为400000-600000的纳米超滤膜,去除红枣汁中部分色素、蛋白质及细菌等杂质,以提高其品质;最后,利用大孔吸附树脂去除部分红枣汁中的有机色素物质,改善其外观并提高产品的稳定性。通过以上技术的应用,加上预煮工艺、酶解条件的优化,可以使红枣的出汁率达到64.94%,透光率99%以上,枣香浓郁,浓缩到70Bix常温保存可达2年以上。
2.1 材料和仪器
2.1.1实验原料
红枣:新疆若羌灰枣
2.1.2 实验试剂
果胶酶、淀粉酶、澄清酶、次甲基兰、五水硫酸铜、酒石酸钾钠、亚铁氰化钾、酚酞、95%的乙醇溶液、邻苯二甲酸氢钾、碳酸氢钠 氢氧化钠等(以上试剂均为分析纯)葡萄糖、柠檬酸(食品级)。
2.1.3 仪器设备
表2-1 仪器设备
(Table2-1 Equipments)
其它器材:三角瓶、烧杯、试管、量筒、玻璃棒、移液管、吸量管、试剂瓶、滤 纸、纱布、温度计、容量瓶等。
2.2 试验方法
2.2.1 工艺流程
红枣→精选→洗果→预煮→打浆→浸提→粗虑→灭酶→精滤→超滤→透过液→脱色→浓缩→杀菌→成品
2.2.2 操作要点
2.2.2.1 精选:选择无霉烂,无病虫害的红枣。
2.2.2.2 清洗:用流动水清洗红枣,除去红枣上粘着的泥土。
2.2.2.3 预煮:按照料水比1:7,加热温度为100℃对红枣进行预煮,预煮时间16min。
2.2.2.4 打浆:将预煮后的红枣去核,倒入榨汁机中进行打浆。
2.2.2.5 浸提:浸提是枣汁加工过程中最为重要的步骤之一,直接影响枣汁的营养价值、提取率等,应该尽可能完全的提取出红枣中的营养保健物质。本试验采用酶解浸提法,酶解浸提的最佳工艺条件为:加酶量:25mg/kg,pH值3.0,酶解时间2.5h,酶解温度50℃。
2.2.2.6 粗虑:用200目的纱布进行一次粗虑,去除枣皮、枣渣。
2.2.2.7 灭酶:把经过粗虑的红枣汁,放在95℃下的恒温水浴锅中灭酶15min。
2.2.2.8 精滤:用板框过滤机进行精滤。
2.2.2.9 超滤:用超滤机进行超滤。
果汁进入超滤机前必须要测定可溶性固形物含量,确保可溶性固形物含量<10%,以提高超滤效果,同时达到保护超滤膜和提高使用次数。超滤机使用后要及时用蒸馏水清洗,短时间内不使用超滤机,可将蒸馏水保留在超滤机中。若长时间不使用超滤机,可以用碱液或消毒液清洗,然后再用蒸馏水将碱液或消毒液冲洗干净,确保超滤膜上无细菌及其他微生物生长,并将蒸馏水排干。
2.2.2.10 脱色:使用湿法树脂脱色,脱色后透光率达到99%以上。本实验脱色后透光率达到99.6%。
2.2.2.11 浓缩:在旋转蒸发仪中进行真空浓缩(转速为:60转/min;温度为:55℃;真空度为:-0.078Mpa)。浓缩后的果汁可溶性固形物达到70%以上。
2.2.2.12 杀菌:在100℃下杀菌20min。
2.2.3 理化指标测定方法
2.2.3.1 气味、色泽:感官评定
2.2.3.2 还原糖的测定(直接滴定法:以葡萄糖计)
2.2.3.2.1 试剂
(1)碱性酒石酸铜甲液:称取15g硫酸铜(CuSO4•5H2O)及0.05g次甲基蓝,溶于水中并稀释1000mL。
(2)碱性酒石酸铜乙液:称取50g酒石酸钾钠及75g氢氧化钠,溶于水中,再加入4g亚铁氰化钾,完全溶解后,用水稀释至1000mL,贮存于橡胶塞玻璃瓶内。
(3)葡萄糖标准溶液(1mg/mL):精密称取1.000g经过98~100℃干燥至恒量的纯葡萄糖,加水溶解后加入5mL盐酸,并以水稀释至1000mL。此溶液每毫升相当于1mg葡萄糖。
(4)盐酸:比重:1.18
2.2.3.2.2 操作步骤
(1)样品处理:称取均匀果汁25g用蒸馏水稀释至250mL,摇匀。吸取此稀释果汁25~50mL(根据总酸含量定)于250mL锥形瓶中。
(2)标定碱性酒石酸铜溶液:吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL乙液,置于150mL锥形瓶中,加水10mL,加入玻璃珠2粒,从滴定管滴加约9mL葡萄糖标准溶液,控制在2min内加热至沸,趁沸以每两秒1滴的速度继续滴加葡萄糖标准溶液,直至溶液蓝色刚好褪去为终点,记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积,同时平行操作三份,取其平均值,计算每10mL(甲、乙液各5mL)碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量(mg)。
(3)样品溶液预测:吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL乙液,置于150mL锥形瓶中,加水10mL,加入玻璃珠2粒,控制在2min内加热至沸,趁沸以先快后慢的速度,从滴定管中滴加样品溶液,并保持溶液沸腾状态,待溶液颜色变浅时,以每两秒1滴的速度滴定,直至溶液蓝色刚好褪去为终点,记录样液消耗体积。
(4)样品溶液测定:吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL乙液,置于150mL锥形瓶中,加水10mL,加入玻璃珠2粒,从滴定管滴加比预测体积少1mL的样品溶液,使在2min内加热至沸,趁沸继续以每两秒1滴的速度滴定,直至蓝色刚好褪去为终点,记录样液消耗体积,同法平行操作三份,得出平均消耗体积。
2.2.3.2.3 结果计算
按下式计算枣汁中还原糖的含量:
m1X100 m2v/2501000
式中:m1——10mL酒石酸铜溶液相当于还原糖的量mg;
m2——试样的质量mg;
V——消耗试样的体积mL。
2.2.3.3 总酸的测定(酸碱滴定法)
2.2.3.3.1 液体试样
总酸含量小于或等于4g/kg的液体试样直接测定;大于4g/kg的液体试样取10~50g精确至0.001g,置100mL烧杯中。用80℃热蒸馏水将烧杯中的内容物转移到250mL容量瓶中(总体积约150mL)。置于沸水浴中煮沸30min(摇动2~3次,使固体中的有机酸全部溶解于溶液中),取出,冷却至室温(约20℃),用快速滤纸过滤。收集滤液备测。
2.2.3.3.2 试剂的配制
(1)1%的酚酞试剂的配制:1g酚酞溶于99ml 95%的乙醇溶液。
(2)0.1mol/L NaOH标准溶液的配制:4gNaOH溶于1000mL水中。
2.2.3.3.3 NaOH的标定
在电子天平上准确称取0.4~0.6g(精确到0.1mg),邻苯二甲酸氢钾三份,分别放入三个做好标记的250mL的烧杯中,然后分别加入30mL蒸馏水溶解,再加入2滴酚酞指
示剂。用待标定的NaOH溶液润洗碱式滴定管,然后将NaOH溶液直接装入滴定管,赶走气泡,调液面至0.00刻度。
用待标定的NaOH溶液滴定烧杯中的邻苯二甲酸氢钾溶液至溶液刚好出现微红色,30s不褪色,即为终点。重复三次,记录VNaOH。
2.2.3.3.4 分析步骤
称取均匀果汁25g用蒸馏水稀释至250mL,摇匀。吸取此稀释果汁25~50mL(根据总酸含量定)于250mL锥形瓶中,加入1%酚酞2~3滴,用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至微红色30s不退色为终点。平行试验两次,同时作空白试验。
空白试验:用水代替试液。以下操作同上。记录消耗0.1mol/L氢氧化钠标准滴定溶液的毫升数(V2)。
2.2.3.3.5分析结果表述
总酸以每公斤(或每斤)样品中酸的克数表示,按式(1)计算:
c(V1V2)KF X=×1000·····················(1) m(V0)
式中:X——每公斤(或每斤)样品中酸的克数,g/kg(或g/L);c——氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L;V1——滴定试液时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL;V2——空白试验时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL;F——试液的稀释倍数; m(V0)——试样的取样量,g或mL;K——酸的换算系数。各种酸的换算系数分别为:苹果酸,0.067;乙酸,0.060;酒石酸, 0.075;柠檬酸,0.064;柠檬酸,0.070(含一分子结晶水);乳酸,0.090;盐酸,0.036;磷酸,0.049。计算结果精确到小数点后第二位。 如两次测定结果差在允许范围内,则取两次测定结果的算术平均值报告结果。
允许差:同一样品的两次测定值之差,不得超过两次测定平均值的2%。
2.2.3.4 可溶性固形物含量:阿贝折射仪测定
2.2.3.5 透光率:用紫外分光光度计在波长为660nm处测透光率。
2.3 结果与分析
提取率的计算:提取率=枣汁中可溶性固形物含量×枣汁重(g)/干枣重(g)
2.3.1 预煮工艺对提取率的影响
将红枣经拣选、清洗、破碎后按一定料水比于室温下浸泡,然后与浸泡液一起预煮,使红枣软化便于打浆,改变预煮时间、预煮温度、料水比的工艺参数条件,经相同的打浆、酶解浸提、粗虑等工艺处理,所得原枣汁测定其可溶性固形物含量,计算提取率,研究预煮时间、预煮温度、料水比对提取率的影响。
2.3.1.1 预煮温度的确定
将清洗好的红枣分成等量的五份,分别在80℃、85℃、90℃、95℃、100℃下预煮(料水比1:6预煮时间:15min)。预煮后的红枣在同一浸提工艺下浸提(浸提条件均为: T=50℃,t=40min),粗虑。计算浸提后的提取率。结果如图2-1所示。
图2-1 预煮时间的确定
(Fig.2-1 Determine the precooked time)
由图2-1可知,提取率随预煮温度的升高而增加,预煮温度为100℃时,可获得较高的提取率,这是由于温度高可使红枣充分软化,便于打浆,且可溶性成分易被浸提出来。因此确定100℃为最佳预煮温度。
2.3.1.2 料水比的确定
将清洗好的红枣分成等量的五份,分别在1:5、1:6、1:7、1:8、1:9下预煮(预煮时间:15min;预煮温度:100℃)。预煮后的红枣在同一浸提工艺下浸提(浸提条件均为: T=50
℃,t=40min),粗虑。计算浸提后的提取率。结果如图2-2所示。
(Fig.2-2 Effect of solid-liquid ratio on obtaining rate )
由图2-2可以看出,提取率随料水比的增加而上升,当料水比增加至1∶7以上时,提取率的增加不明显,且料水比过大会造成生产成本增加,因此确定1∶7为最佳料水比。
2.3.1.3 预煮时间的确定
将清洗好的红枣分成等量的五份,分别在4min、8min、12min、16min、20min下预煮(预煮温度:100℃,料水比:1:7)。预煮后的红枣在同一浸提工艺下浸提(浸提条件
图2-3预煮时间对提取率的影响
(Fig.2-3 Effect of precooked time on obtaining rate)
由图2-3可看出,提取率随预煮时间的增加而上升,当预煮时间增加至16min以上时,提取率的增加较缓慢,过长的预煮时间不仅增加能源消耗和生产成本,且会破坏枣中的营养活性成分,因此确定预煮时间为16min。
通过上述实验结果可以确定最佳预煮条件为:预煮温度为:100℃,预煮时间:16min,料水比:1:7。 2.3.2 提取方法的选择
称取500g清洗过的红枣,按料水比1:7,温度100℃,预煮时间16min进行预煮。然后将预煮后的红枣去核,打浆。补充至原体积。测定可溶性固形物含量。分成等量的两份。一份加热40min,然后再加入25mg/kg的果胶酶浸提2h(浸提温度:50℃);另一份直接加入25mg/kg的果胶酶浸提2h(浸提温度:50℃)。记录浸提前后的可溶性固形物含量和浸提后的提取率。结果如图2-4所示。
图2-4 浸提方法的比较
(Fig.2-4 Comparison of extraction methods)
结果如图2-4所示,经过酶解浸提与复合浸提法后的提取率相差微小,耗时相当对较短,所以本文采取酶解法浸提法。 2.3.3 酶解浸提工艺参数的确定
将红枣经拣选、清洗、然后在最佳预煮工艺条件预煮后打浆,并对浆液进行酶解处理,改变酶添加量、浸提温度、浸提时间、和pH值的工艺参数条件,所得原枣汁测定其可溶性固形物含量,计算提取率,研究上述各工艺参数对提取率的影响。根据上述单因素试验结果安排正交试验,确定最佳工艺参数[23~25]。 2.3.3.1.1 浸提时间的确定
将710g清洗过的红枣预煮,预煮后打浆并分成等量的五份。在1.5h、2h、3h、4h、5h下浸提(浸提温度:50℃;加酶量:25mg/kg)、粗虑。计算浸提后每个时间下的提取率。结果如图2-5所示。
2.3.3.1 最佳提取工艺的单因素实验
图2-5 浸提时间对提取率的影响
(Fig.2-5 Effect of extraction time on obtaining rate)
由图2-5可看出,提取率随酶解时间的延长而增加,当酶解时间达到2h以上时,提取率的增加较缓慢,说明酶解反应已基本完成,考虑到节省生产时间,初步确定最佳酶解时间为2h。 2.3.3.1.2 浸提温度的确定
对红枣进行预煮、去核,打浆。然后分成等量的五份,分别在40℃、45℃、50℃、55℃、60℃下浸提(浸提时间:2h,加酶量:25mg/kg)。结果如图2-6所示。
图2-6 浸提温度对提取率的影响 (Effect of extract temprature on obtaining rate)
由图2-6可看出,提取率在浸提温度为50℃时达到最高,说明果胶酶的最适温度 在50℃附近,因此初步确定最佳酶解浸提温度为50℃。 2.3.3.1.3 加酶量的确定
对红枣进行预煮、去核、打浆,然后分成等量的五份,分别加入0mg/kg、12.5mg/kg、25mg/kg、37.5mg/kg、50mg/kg的果胶酶、淀粉酶和果汁澄清酶。在浸提温度为50℃,
图2-7 加酶量对提取率的影响 (Effect of enzyme dosage on obtaining rate)
由图2-7的结果可以看出,随着加酶量的增加,提取率也在增加。当添加量超过25mg/kg时,提取率的增加趋于平缓。说明再增加酶试剂的含量对提高提取率的帮助不
大。所以初步把加酶量确定为25mg/kg。
2.3.3.1.4 pH的确定
对红枣进行预煮、去核、打浆,分成等量的五份,用柠檬酸和碳酸氢钠调pH值。分别在pH为:3.0、3.5、4.0、4.5、5.0下浸提(浸提温度:50℃,浸提时间:2h,加酶量:25mg/kg)。结果如图2-8所示。
图2-8 pH对提取率的影响 (Effect of pH on obtainning rate)
由图2-8可以看出,pH值越小,提取率越大。说明酶的最适pH较小,但所加的柠檬酸会大幅度的增加酸味。所以初步确定pH为4。
2.4 正交试验
根据上述单因素实验,加酶量、浸提时间、浸提温度、pH值均会对提取率的提高有影响。因此对加酶量、酶解时间、pH值、温度这四个因素选取如下水平进行四因素三水平正交试验[26],结果见表2-1、表2-2。
表2-1 因素水平表
(Table 2-1 Factors and levels table)
因素
水平 1 2 3
加酶量(mg/kg)
12.5
25 37.5
时间(h)
1.5 2 2.5
4
3 4 5
温度(℃)
45 50 55
表2-2 L9(3)正交试验结果
(Table 2-2 Othogonal design of L9(3))
A加酶量
B时间(h) C pH值 D温度(℃) 提取率(%)
(mg/kg) 12.5 12.5 12.5 25 25 25 37.5 37.5 37.5 177.10 177.25 179.92 59.03 59.08 59.97 0.94
1.5 2.0 2.5 1.5 2.0 2.5 1.5 2.0 2.5 179.11 175.91 178.99 59.70 58.64 59.66 1.06
3 4 5 4 5 3 5 3 4 190.92 175.53 167.56 63.64 58.51 58.85 5.13
45 50 55 55 45 50 50 55 45 175.23 181.68 177.47 58.41 60.56 59.16 2.15
62.57 58.65 55.62 58.45 53.86 64.94 58.09 63.40 58.43
4
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 极差R
根据表2-2的正交试验结果及极差分析结果显示,pH值是影响提取率的最主要因素,加酶量和浸提时间对提取率的影响较小。各因素最佳水平为:A2B3C1D2,即加酶量25mg/kg、酶解时间2.5h、pH值3、温度50℃。枣汁提取率为64.94%。
2.5 浓缩前处理
将经过最佳浸提工艺浸提过的红枣汁用200目的纱布粗虑,去除枣皮、枣渣,将经过粗虑的红枣汁在恒温水浴锅中灭酶,工艺条件为:95℃,15min。所得红枣汁用板框过滤机精滤。枣汁进入超滤机前,加入一定的蒸馏水,确保可溶性固形物含量<10%,超滤工艺参数为:膜进口压力:0.37Mpa;膜出口压力:0.36Mpa;温度:39.1℃;膜通量:66ml/30s;膜表面积:0.12㎡。在超滤后测定还原糖含量和总酸含量。测定结果为:还原糖:33.43%,总酸:2.08g/L,将超滤后的枣汁在蠕动泵转速为81.3转/min时进行脱色,脱色后的枣汁在660nm处测得透光率为:99.6%,如图2-9所示
图2-9 红枣浓缩汁
(Fig.2-9 Jujube juice concentrate)
2.6 浓缩
将脱色后的红枣汁抽进旋转蒸发仪中,查阅相关资料,得出在55℃下,浓缩果汁,使得浓缩过程中的枣汁不易发生美拉德反应,保持枣汁原有的香味,所以在55℃,-0.078Mpa时,浓缩10~12h。果汁的可溶性固形物含量达到71.4%,达到标准要求。
2.7 理化指标的测定结果
表2-3 评定指标
(Table 2-3 Evaluation indicators)
项目 色泽 香气及滋味 外观形态 可溶性固形物(%) 透光率(%)
指标 拥有较深的枣红色
具有枣固有的滋味和香气。枣香味浓郁。
呈透明状,无沉淀物、悬浮物
71.4 99.6
2.8 结论
本文通过实验比较了先热水浸提后酶解浸提法(提取率:44.75%)和酶解浸提法(44.46%),这两种提取枣汁的工艺的枣汁提取率相差微小。本文采取酶解浸提法。通过实验,确定了最佳预煮工艺和酶解工艺的最佳条件。最佳预煮条件为:预煮时间16min;预煮温度100℃、料水比1:7,酶解浸提的最佳工艺条件为:pH为3;浸提温度为50℃;浸提时间为2.5h;加酶量为25mg/kg。提取率达到了64.94%。浸提后所得枣汁色泽为枣红色,风味自然、枣香浓郁。澄清工艺采用了超虑法澄清。使枣汁保持了良好的稳定性。浓缩采用真空浓缩,既保持了枣汁的浓郁枣香味,又达到了浓缩的目的。
第三章 红枣枣片工艺技术研究
红枣片外形似口香糖,携带方便且具备红枣的香气和滋味,是近几年悄然兴起的一种时尚休闲食品。本实验是将红枣蒸煮、酶解、过滤清汁后,产生的枣渣及枣皮回收利用生产出红枣片产品。其中关键部分是粘合剂的选择以及配比、烘烤时间的确定,值得一提的是在配方中加入杏酱,赋予产品浓郁的果香、且晶莹剔透富有韧性。加入一定粒度的回收枣皮,节约了资源又改善了产品外观。
3.1 试验材料与方法
3.1.1 试验用主要原辅材料和试剂
表3-1 试验用主要原辅材料和试剂
(Tabel 3-1 The main raw materials and reagents )
原料 红枣 果葡糖浆 马铃薯淀粉
杏酱 柠檬酸 琼脂 乙基麦芽酚 各类水果香精
地点 产于新疆若羌县
新疆冠农果茸集团股份有限公司提供 新疆冠农果茸集团股份有限公司提供 新疆冠农果茸集团股份有限公司提供 新疆冠农果茸集团股份有限公司提供 新疆冠农果茸集团股份有限公司提供 新疆冠农果茸集团股份有限公司提供 新疆冠农果茸集团股份有限公司提供
表3-2 试验用主要设备 (Table 3-2 The main equipments )
序号 1 2 3 4 5 6
设备名称 电子万用炉 电子天平 榨汁机 阿贝折射仪 电热鼓风干燥箱
电子秤
型号 DL-1 AL 204 WF-A3000 ZWA-J HN101-3型 BS2000
生产厂家
北京市永光明医疗仪器厂 梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司
永康市天歌电器有限公司
上海光学仪器厂
南通沪南科学仪器有限公司制造 北京赛多利益斯天平有限公司
3.1.2 试验设备及仪器
试验用仪器有:烧杯、玻璃棒、温度计、蒸煮锅
3.2 试验方法
3.2.1 工艺流程
果葡糖浆、柠檬酸、马铃薯淀粉、琼脂┐
红枣清洗→挑选→蒸煮 →去核→打浆→枣浆→熬制浓缩→装盘→烘干→揭片→切片→包装→成品[7]
3.2.2 操作要点
3.2.2.1 红枣的清洗:用清水将枣果洗净,去掉泥沙污物,并根据枣面污染程度,根据受污染因素(农药残留的种类、微生物)等,采用一般在500mL清水中加入食用碱5~10g配制成碱水,将初步冲洗后的红枣置入碱水中,浸泡5~15min后,用清水冲洗,重复洗涤3次左右效果更好。
3.2.2.2 红枣的挑选:选择无裂口、无病虫害、无霉烂的干红枣,剔除有病虫害果、霉烂、腐败果和其他杂质。
3.2.2.3 蒸煮:将挑选好的红枣称重按1:7的料水比,加入0.5%柠檬酸,一起倒入不锈钢锅中,保持水温95~100℃,蒸煮16min,保证枣的果肉煮透。
3.2.2.4 去核、去皮、打浆:将煮好的红枣捞出,手工去除枣核,将去好核的红枣用榨汁机打浆,打浆过程中添加的水为蒸煮液,这样可以将蒸煮时损失的可容固形物再次利用,同时向蒸煮液中加入0.5%的异Vc-Na护色。
3.2.2.5 熬制浓缩:称取一定量的枣浆加热浓缩,分别加入0.4%柠檬酸、14%果葡糖浆、4%土豆淀粉和1%琼脂。为了防止枣浆褐变,在加热之前就加入柠檬酸,随后加入果葡糖浆、琼脂和土豆淀粉。琼脂和3倍的糖搅拌均匀,用30mL煮沸的水溶解。土豆淀粉用5倍40~50℃的水溶解,在枣浆的可容固形物达到30~32%时加入淀粉,继续加热5~10min,至枣浆可固达到32~34%时即可。
3.2.2.6 装盘:将熬制好的枣浆倒入盘中,成厚度1mm左右。盘子底部要先刷好油,防止烘干结束后枣片无法揭下。
3.2.2.7 烘干:将装好盘的枣浆放入烘箱中,保持50~60℃,烘制6~7h即可。
3.2.2.8 揭片、切片。将烘好的枣片揭下,用刀把揭下的枣片切成口香糖大小,规格为(长×宽)15mm~16mm即为成品[29,30]。
3.3 试验结果与分析
3.3.1 料水比和蒸煮时间对红枣可溶固形物的影响 3.3.1.1 料水比对红枣蒸煮时可溶固形物损失的影响
试验采用不同的料水比对红枣进行蒸煮,蒸煮时间16min,通过测定蒸煮液可溶固形物的含量确定最佳料水比。
表3-3 料水比对红枣蒸煮时可溶固形物损失的影响
(Table3-3 Effect of material and water ratio on dissolved solid of cooking jujube) 料水比 1:3 1:5 1:7 1:9
蒸煮时间 16min 16min 16min 16min
蒸煮液中可溶固形物损失
0.800 0.700 0.500 0.625
由表3-3可知,当料水比在1:7时,可溶性固形物损失最少,因此确定料水比为1:7。 3.3.1.2 蒸煮时间对红枣可溶固形物损失的影响
本试验采用料水比为1:7,以可溶性固形物损失判断煮制多长时间最适宜。结果见表3-4。
表3-4 蒸煮时间对红枣可溶固形物损失的影响 (Table3-4 Effect of cooking time on dissolved solid of jujube)
14min 16min 18min 20min
1:7 1:7 1:7 1:7
0.50 0.50 0.55 0.75
由表3-4可知,料水比为1:7,蒸煮时间为16min时,红枣可溶性固形物损失较小,同时苦味物质的去除量也最多。红枣中的苦味物质主要为红枣皂甙,通过对红枣进行蒸煮可以去除红枣中一定量的苦味物质。通过称重法粗略的测得本次试验红枣中皂甙的含量为0.03376%,用同样的方法测得在料水比1:7、蒸煮时间16min时红枣皂甙的去除量0.024307%,为总皂甙含量的72%,基本去除了红枣中大部分苦味物质。最佳蒸煮时间越长红枣的可溶固形物会损失的越多,同时又要保证红枣蒸煮的程度能更容易打浆,所以选择蒸煮时间为16min为最宜。 3.3.2 胶凝剂对枣片口感的影响 3.3.2.1 淀粉的选择
淀粉在枣片的制作过程中起着增稠和凝胶作用,淀粉溶于水后溶胀并搅拌加热,支链淀粉便分散成很强的胶体溶液,这种胶体溶液在冷凉后也很稳定,所以选择淀粉作为试验的稳定剂。可供选择的淀粉有绿豆淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、玉米淀粉。通过试验成品的感官评分来判断那种淀粉较合适作为枣片的稳定剂。
表3-5 不同淀粉的特性
(Table3-5 Different properties of starch)
淀粉种类 绿豆淀粉 小麦淀粉 马铃薯淀粉 红薯淀粉
淀粉特性
粘性足,吸水性小,色泽白而有光泽
色泽白,但光泽较差,质量不如马铃薯淀粉,易形成沉淀 粘性足,质地细腻,色泽白,光泽优于绿豆淀粉,但吸水性较差
吸水能力较强,但粘性较差,无光泽,色泽暗红带黑
由表3-5可知,为了使枣片的颜色呈现捎带透明的枣红色,烘干时保持完整的形状,不开裂,要选择色泽较白、粘性好的淀粉,有此特性的淀粉有绿豆淀粉和马铃薯淀粉。因此,在试验熬煮浓缩的过程中分别使用绿豆淀粉和马铃薯淀粉。由于绿豆淀粉的吸水性很强,所以在熬煮过程中使枣浆很浓稠,在烧杯底部发生焦糊现象,此外熬煮浓缩完成倒盘时,由于枣浆较浓稠,水分低,倒成的制品表面不光滑平整,在烘干的过程中还易发生开裂现象。相比较之下,马铃薯淀粉就不会出现这些现象,而且马铃薯淀粉在烘培枣片的过程中还能起到一定的保持水分的作用。所以选择马铃薯淀粉作为本试验的增稠剂。
3.3.2.2 凝固剂的选择
为了枣片能更好的凝固成形同时具有更有韧性的口感所以在枣片的制作过程中要加入合适的凝固剂。可以选择的凝固剂有琼脂、黄原胶、卡拉胶、果胶、CMC-Na。
表3-6 不同凝固剂的特性
(Table3-6 Characteristics of diffetent coagulants)
种类 果胶 卡拉胶 黄原胶 琼脂 CMC-Na
产品特征
需要高浓度的糖和较低的PH才能凝固,影响红枣枣片的口味,因此不适宜做枣片。
易形成凝胶,颜色透明度较其他胶较好,韧性大,但弹性较小。
色泽不够透亮,但弹性、韧性均较好。
凝结速度快,但口感胶绵,弹性差、但硬度好、有光泽
透明度较好,弹性、韧性较差。
由表3-6可知,试验过程中在其他条件都相同的情况下,在四组试验中分别加入1%的琼脂、黄原胶、卡拉胶和果胶,从试验成品可发现用果胶做出来的枣片虽然韧性和透明度都要强于其它的胶,但是果胶只有在高浓度的糖和适当的pH值才能凝固,而且用果胶价格昂贵[31,32]。添加琼脂制成的枣片在口感、颜色、透明度上都优于其他的凝固剂,同时也符合本产品的要求,所以选择琼脂为凝固剂,也起到稳定剂、增稠剂、乳化剂的作用[33,34,35]。
3.3.3 甜味剂对枣片口感的影响
本试验选择的甜味剂是果葡糖浆,果葡糖浆的甜度接近于同浓度的蔗糖,风味有点类似天然果汁,由于果糖的存在,具有清香、爽口的感觉。果葡糖浆最大的优点在于它具有良好的保湿性,具有良好的保水分能力和耐干燥能力,这一特性可使产品保持新鲜,从而延长了产品货架期。另外,果葡糖浆其中的果糖、葡萄糖可直接被吸收,甜度为蔗糖的0.8~0.9倍,摄入后不产生热量,为非能源物质,也不会合成脂肪和刺激胆固醇的形成,是心血管疾病和糖尿病等患者的医疗食品的理想保健甜味剂[15]。
3.3.4 烘干时间和烘干温度对枣片质量的影响
烘干对枣片成形及口感有很大的影响,为了获得口感最佳的枣片,对不同的烘干温度和时间下的枣片做感官评价来确定最佳的烘干条件,见表3-7。
表3-8 烘干时间和烘干温度对枣片质量影响感官评价表
(Table3-8 Sensory evaluation form of effect of drying time and drying temperature on jujube quality)
项目 色泽 口味 质地
内容
棕褐色,半透明,有光泽 酸甜适中,无苦味 半透明,有韧性,软硬适中
感官评分 1-3分 3-6分 6-10分
根据表3-8中的感官评价标准对在不同烘干温度和烘干时间下制得的枣片进行感官评分,所得的结果见表3-9。
表3-9 烘干时间和烘干温度对枣片质量影响感官评价结果分析表
(Table3-9 Sensory evaluation results analysis table of drying time and drying temperature on jujube
quality)
烘干时间(h)
5 6 7 8 5 6 7 8 5 6 7 8 5
6 烘干温度(℃)
烘干时间(h)
5 6 7 8 5 6 7 8 5 6 7 8 5 6 感官评分(分)
4.7 5.8 6.8 6.5 6.5 7.3 8.3 7.0 7.0 7.2 6.8 6.2 6.8 6.2 40~50
50~60
60~70
(Fig.3-1 Effect of drying time and drying temperature on jujube quality)
根据表3-9和图3-1可知最佳的烘干温度为50~60℃,合适烘干温度为6~7h,在这样的烘干条件下制得的枣片感官评价得分最高,枣片的色泽、口感和质地都较符合感官标准。
3.4 确定枣片加工配方的正交试验的内容与分析
3.4.1 感官评分标准
为了确定枣片加工时配方的最佳添加量,减少各因素之间的影响,设计了枣片的感官评分标准和正交试验,枣片的感官评分标准见表3-10。
表3-10 枣片的感官评分标准
(Table3-10 Sensory score of jujube tablets)
项目 内容 深褐色,无光泽
感官评分/分
0~5 5~10 10~15 15~20 30~40 40~50 50~60 0~5 5~10 10~15 15~20
颜色 (20分)
深褐色,有光泽 棕褐色,无光泽 棕褐色,有光泽
偏酸
口感 (60分)
偏甜 酸甜适中
不透明,不均质,无韧性
质地 (20分)
透明,不均质,无韧性 透明,均质,无韧性 透明,均质,有韧性
3.4.2 正交试验的水平因素表
通过以上单因素试验,可得知甜味剂、酸味剂、淀粉、琼脂的大致添加量,考虑到各因素之间的影响,设计了以下正交试验。正交试验因素水平表及正交试验表L9(3
4
)见表3-11和表3-12。
表3-11 正交试验的水平因素表
(Table 3-11 Orthogonal horizontal factor table)
因素
水平
A果葡糖浆
1 2 3
8% 14% 20%
B柠檬酸用量
0.2% 0.4% 0.6%
C马铃薯淀粉用量
2% 4% 6%
D琼脂用量 0.6% 0.8% 1%
表3-12 L9 (34) 的正交试验结果 (Table 3-12 Orthogonal test results of L9 (34))
因 素
试验号
A 果葡糖浆(%)
1 1 1 2
B
柠檬酸(%) 1 2 3 1
感官评分
C
马铃薯淀粉(%)
1 2 3 2
D
琼脂(%)
1 2 3 3
(分) 56.00 75.75 64.50 90.25
1 2 3 4
5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 R 较优水平 主次顺序 最优组合
2 2 3 3 3 196.25 245.00 224.25 65.42 81.67 74.75 16.25 A2
2 3 1 2 3 215.25 238.00 212.25 71.75 79.33 70.75 8.58 B2
3 1 3 1 2 211.50 239.75 214.25 70.50 79.92 71.42 9.42 C2
A>C>B=D A2B2C2D3
1 2 2 3 1 210.50 218.75 236.25 70.17 72.92 78.75 8.58 D3
80.75 74.00 69.00 81.50 73.75 T=665.50
X=73.94
R——极差,即ki的最大值减ki的最小值; T——正交试验所有感官评定得分之和。
由表3-12可知,最优水平组合为A2B2C2D3,即枣片的加工工艺中果葡糖浆、柠檬酸、马铃薯淀粉、琼脂在每100g枣浆中添加量为14%、0.4%、4%、1%。根据极差R的大小排列顺序:RA>RC>RB=RD可判断各因素对本试验影响的主次为:A>C>B=D。即,试验中果葡糖浆的添加量对试验结果的影响最大,其次是淀粉的添加量,最后是柠檬酸和琼脂的添加量的影响。
图3-2红枣片
3.5 结论
本次试验选用的新疆的若羌灰枣,其皮薄肉厚、果实饱满、肉质细腻、含糖量高、细嫩爽口且营养丰富。经初步测定,试验用的红枣含水量为28%,可溶性固形物的含量为65%。经过一系列的单因素试验和正交试验最终确定红枣枣片的最佳工艺参数为:果葡糖浆用量14%,柠檬酸用量0.4%,马铃薯淀粉用量4%,琼脂用量1%。在这个配方的基础之上为了更加完善枣片的感官性质,另外添加了以下物质,见表3-13。
表3-13 枣片中丰富口感的物质
(Table3-13 Rich texture of material in jujube tablets)
添加物
添加量
作用
杏酱富含丰富的粗纤维,可以增加枣片的韧性和硬度;同时,
杏酱
4%
杏酱有很清新的果香味,在合适的添加量下,既不会掩盖红枣的味道也为枣片在口感和气味上增添了特有的香味。 主要起到增香剂的作用,对食品的香味改善和增强具有显著效果,对甜食起着增甜作用,且能延长食品储存期。
向枣片中添加苹果(C为0.05%)、葡萄(C为0.02%)、水蜜
香精
0.5mL
桃(C为0.02%)香精不仅可以丰富枣片的口味,增加香气,产品的销售中也丰富了产品的种类,迎合了消费者的需求。 在枣片中加入打浆时剩下的枣皮渣不仅可以增加枣片的硬度,
枣皮渣
1%
使之有更好的口感,而且可以增加原料的利用率,同时枣皮中也有很多人类所需的元素。
乙基麦芽酚 0.01%
第四章 红枣果肉粒工艺技术研究
我国红枣资源丰富,红枣中含有丰富的营养成分,并具有一定的保健作用。将红枣用于果肉粒生产,研制一种新型的营养保健果肉粒既充分利用了我国的红枣资源,同时用红枣生产出高品质的果肉粒也满足了现代消费者对果肉粒较高的要求,创造了经济价值。
尽管红枣果肉粒具有营养价值,多重保健功能,但市面上能看到的红枣果肉粒产品却不多,原因是红枣果肉粒的研制中还有一些问题没有给予很好的解决,特别是对红枣果肉粒中存在的果肉粒凝胶强度不够、析水量大、生产成本较高等还没有很好的解决。最近的研究重点也转向对这些问题的解决上。本实验所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种红枣果肉粒加工方法。经过①选料;②清洗;③预煮;④打浆;⑤混合胶调配;⑥混合;⑦烘烤:烘烤温度为50℃,时间5h;经过冷却,包装制成成品。红枣与其他几种食用胶复配制得的混合胶具有较好的凝胶性、韧弹性、爽口性等,使红枣果肉粒的品质有较大的提高,另外通过添加该性淀粉于混合胶中,能使果肉粒的口感和品质更佳。多胶复配是利用多糖类物质协同增效的原理,同时可以使混合胶能在不添加碱性试剂的条件下形成凝胶,满足生产果肉粒的所有条件。
4.1材料与设备
4.1.1 材料
红枣(新疆若羌红枣);果糖浆(新疆冠农股份提供);杏浆(新疆冠农股份提供);凝胶剂(果胶、卡拉胶、黄原胶、明胶、海藻酸钠、琼脂和CMC-Na);柠檬酸;乙基麦芽酚;食用香精。
4.2 设备
表4-1 仪器设备
4.3 试验内容与方法
4.3.1 工艺流程
调配(混合胶,糖,酸)→溶解 ↓
选料→清洗→蒸煮→打浆→枣浆→混合→冷却→切块→烘烤→冷却→成品 4.3.2 操作要点
4.3.2.1 蒸煮:产品的主要成分是红枣,如红枣处理不当,枣果梗处的苦味物质易影响成品风味,所以制枣浆前要先进行脱苦处理。通过蒸煮去除红枣中一定量得苦味物质,减
少其对产品风味的影响。红枣在蒸煮的过程中容易氧化而发生褐变,为防止褐变发生,红枣在蒸煮的过程中加入0.2%的柠檬酸。
4.3.2.2 打浆:将蒸煮过的红枣去核进行打浆,打浆时加入0.5%的异Vc钠防止发生褐变,将枣浆的可溶性固形物调到18%,加入一定量得果糖浆和柠檬酸进行调配。
4.3.2.3 复合凝胶剂的调配:将卡拉胶和黄原胶按一定比例混合,加入5倍凝胶剂量的果糖浆充分混合均匀,再加入20倍凝胶剂量的水,加热至沸,搅拌,使凝胶剂充分溶解。 4.3.2.4 凝胶剂的加入:将充分溶解的凝胶剂加入微沸的枣浆中,将枣浆保持微沸状态并且不断的搅拌,4min后可溶性固形物达到25%时,停止搅拌,用逐步降温法冷却至室温。
4.3.2.5 产品口味调整:在凝胶剂和枣浆混合煮制即将结束时,加入一定量的杏浆、乙基麦芽酚、香精进行调味,混合均匀。
4.3.2.6 烘烤:将凝结后的红枣冻切成大小适宜的颗粒放入烘箱中,在50℃下烘烤5h,每30min翻一次面,烧烤完毕后冷却至室温。 4.3.3 感官评分标准
试验样品均采用评分检验法进行评价,由20位人员组成评价小组,每组5人,共分4组,由主观评判。先明确本试验的目的和意义以及感官评定的指标和注意事项。成品质量主要包括感官指标及理化指标(糖度,pH值)。本试验对红枣果肉粒采用100分的评定方法,评定项目为:色泽、组织状态、气味及口感,对整体可接受性打分。对不同处理取样,对其进行感官评定。每次评定由每个评定员单独进行,相互不接触交流,样品评定之间用清水漱口。
参照制定的产品综合评分标准,并根据标准进行评分,对试验结果加以判定,优选配比。各感官评定满分为100分,产品综合评分标准见表4-2。
表4-2 红枣果肉粒感官指标评分标准
(Table 4-2 Sensory index score of jujube puip tablets)
感官
项目 不均匀,无光泽
色泽
一般均匀,一般有光泽 很均匀,有光泽
结构不均匀、不完整,有杂质,无弹性
组织状态
结构较均匀、较完整,略有杂质,较有弹性
结构均匀、完整,无杂质,有弹性 有较重的胶味,枣香味较淡
气味
略有胶味,有一定的枣香味 无明显的胶味,枣香浓郁
评分标准 0~15分 15~25分 25~30分 0~10分 10~15分 15~20分 0~10分 10~15分 15~20分
味道一般,酸甜味奇怪,韧性较差
口感
味道较好,酸甜比例不适,韧性一般 味道很好,酸甜适中,韧性较好
0~15分 15~25分 25~30分
4.4 结果与分析
4.4.1 红枣蒸煮时间及料水比的确定
本次试验用的红枣含有的水分为35%,可溶性固形物的含量为65%。蒸煮可以使红枣持有更多的水分,便于后续的打浆处理,还可以去除红枣中的苦味物质,改善其风味。蒸煮时间越长,料水比越大,苦味物质去除的越好,但可溶性固形物有效成分的损失也越明显,因此,需要确定红枣蒸煮的时间及料水比。
分别选用蒸煮时间16min、18min、20min;料水比1:5、1:7、1:9进行蒸煮。每次试验称取50g红枣,结果如表4-3所示。
表4-3 红枣蒸煮时间及料水比与可溶性固形物损失的关系
(Table 4-3 The relation of cooking time and material and water ratio with the losse of soluble solid) 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
料水比 1:5 1:7 1:9 1:5 1:7 1:9 1:5 1:7 1:9
蒸煮时间(min)
16 16 16 18 18 18 20 20 20
可溶性固形物损失(%)
0.5 0.5 0.6 0.7 0.6 0.7 0.7 0.75 0.8
从表4-3可知,料水比为1:7,蒸煮时间为16min时红枣可溶性固形物损失较小,同时苦味物质的去除量也为较多。红枣中的苦味物质主要为红枣皂甙,通过对红枣进行蒸煮可以去除红枣中一定量的苦味物质。通过称重法粗略的测得本次试验红枣中皂甙的含量为0.03376%,用同样的方法测得在料水比1:7、蒸煮时间16min时红枣皂甙的去除量0.024307%,为总皂甙含量的72%,基本去除了红枣中大部分苦味物质。因此,选料水比为1:7,蒸煮时间为16min为最佳。 4.4.2 凝胶剂的选择及添加量的确定
凝胶剂是果肉粒中必须添加的食品添加剂。凝胶剂可以通过提高食品的黏稠度从而形成凝胶,可以改变食品的物理性状,能使食品有润滑适口的感觉,并兼使食品稳定或之使呈悬浮状态的作用。不同的凝胶剂其理化性质及作用机理均不同,添加到食品里,
对食品的凝胶性也不同,因此,凝胶剂对食品的凝胶性极为重要。口感的润滑度、韧性、及弹性均取决于凝胶剂的选择,所以果肉粒口感的好坏主要决定于凝胶剂的种类及添加量。因此,凝胶剂的选择及用量也成为本产品好坏的主要决定因素。 4.4.2.1 凝胶剂的选择
本试验主要选择了果胶、卡拉胶、黄原胶、明胶、海藻酸钠、琼脂和CMC-Na七种常用的凝胶剂进行试验。选择出色泽及性能较合适,弹性、韧性均较好,最为适合添加到枣浆中做红枣果肉粒的凝胶剂。因此,通过不同凝胶剂的特性选择合适的胶体来制作红枣果肉粒,如表4-4所示。
表4-4 单一胶的特性
(Table 4-4 Characteristic of single gel)
种类 果胶 卡拉胶 黄原胶 明胶 海藻酸钠 琼脂 CMC-Na
产品特征
需要高浓度的糖和较低的pH才能凝固,影响红枣果肉粒的口味,因
此不适宜做红枣果肉粒。
易形成凝胶,颜色透明度较其它胶较好,韧性大,但弹性较小。
色泽不够透亮,但弹性、韧性均较好。
有特殊的臭味,凝固性较差。
果肉粒透明度较好,弹性较大,但韧性不好。 凝结速度快,但口感绵软,弹性差,果肉粒易碎。
透明度较好,弹性、韧性较差。
由表4-4可知,从色泽、弹性、韧性及凝固性等方面考虑可以确定最适合用于制作红枣果肉粒的两种胶为卡拉胶和黄原胶。但由于使用单一种类的凝胶剂制作出来的红枣果肉粒感官性能较差,需选用复合凝胶剂,由于胶体间的协同增效作用使其性能达到互补,效果达到最好。
4.4.2.2 复合凝胶剂用量的确定
将卡拉胶、黄原胶以不同比例混合进行试验,结果如表4-5所示。
表4-5 复合凝胶剂用量的确定
(Table4-5 Determination of composite gel dosage)
试验号 1 2 3 4 5 6
拉卡胶% 1.6 1.8 2.0 1.6 1.8 2.0
黄原胶% 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2
感官评定 有韧性,结构组织松散 韧性较好,但弹性差 韧性好,但弹性差 韧性较好,弹性略差 韧性好,弹性略差 韧性好,弹性略差,胶味略重
7 8 9
1.6 1.8 2.0
0.4 0.4 0.4
韧性好,弹性好 韧性好,弹性好,胶味略重 韧性好,弹性好,胶味重
通过表4-5可知,卡拉胶1.6%,黄原胶0.4%时红枣果肉粒的弹性、韧性以及口感都最佳,即复合凝胶剂的用量2.0%,其中卡拉胶和黄原胶的比例为8:2。 4.4.3 糖酸用量的确定
糖酸是调整产品口味的重要因素,确定糖酸比也是制作红枣果肉粒的重要指标之一。本产品中糖选用的是果糖浆,果糖浆口感香醇,有清新的果香味而且具有一定的粘稠性,对红枣果肉粒的凝胶性也有一定的作用。酸选用的是柠檬酸。将糖酸选取不同比例进行混合,试验结果如表4-6所示。
表4-6 糖酸用量的确定
(Table4-6 Determination of amount of sugar and acid)
试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
糖的用量%
10 15 20 10 15 20 10 15 20
酸的用量%
0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3
感官评定 酸味较淡,甜味较淡 酸味较,淡甜味适中
甜味较重 酸味适中,甜味较淡
酸甜适宜 甜味较重
酸味较重,有淡淡的甜味
酸味较重 酸味重,甜味浓
枣浆的可溶性固形物为25%。 4.4.4 煮胶时间及温度的确定
卡拉胶在酸性溶液中,尤其是pH在4以下时易发生酸催化水解,而使凝胶强度和粘度下降。生产中为了减轻含有卡拉胶的酸性食品在消毒加热时可能发生的水解,常采用高温,短时的消毒方法[6]。黄原胶最重要的性能是具有控制液体流变性质的能力,它溶于热水和冷水中,在低浓度时可形成高粘度溶液,并且受温度和pH的影响较小[39]。根据卡拉胶的溶解性质,在冷水中易溶胀,在80℃水中可溶解,所以溶解卡拉胶时需要在80℃以上,卡拉胶与一定量的糖混合目的是让卡拉胶充分溶解而不结成粒状。加水量应是卡拉胶的20倍左右,加水少,卡拉胶溶解不完全;加水多,既增加能耗,又影响产品质量[38]。
在煮胶时采用卡拉胶:黄原胶=8:2的量,加入5倍复合凝胶剂量的果糖浆,混合均匀。将20倍复合凝胶剂量的水加热至80℃,倒入复合凝胶剂中,不断搅拌使复合凝胶剂充分溶解,再倒入微沸的枣浆中,搅拌,混合均匀,保持枣浆微沸,加热一定时间,冷却即可。
不同加热时间的复合凝胶剂对枣浆的凝结性不同,由于不同的煮胶时间,复合凝胶剂作用于枣浆的凝胶性和粘度也不同,同时煮胶的时间不同枣浆中水分的蒸发量也不同,所以对果肉粒的形成有很大的影响,试验结果如表4-7所示。
表4-7 煮胶时间的确定
(Table4-7 Determination of cooking gel time)
试验号 1 2 3 4
煮胶时间(min)
3 4 5 6
感官评定
含有水分较多,结构组织较为松散 含有水分适中,弹性、韧性较好 含有水分较少,韧性较好,弹性差 含有水分较少,韧性弹性均较差
由表4-7可知,煮胶时间在4min时,枣浆凝结成果肉粒的性质最好。 4.4.5 产品口味的调整
枣浆与复合凝胶剂混合,冷却后,产品已基本形成,但由于多方面的因素产品的口味并不是很好,首先,红枣本身带有的苦味物质虽然在蒸煮时已去除大部分,但仍有部分残留,所以产品在后味中会感到有略微的苦味;其次,红枣在蒸煮、打浆的过程中使红枣中的香气成分损失较多,因此,产品的枣香味会显的有所不足;最后,由于枣浆中有纤维物质及细小的枣肉粒,影响复合凝胶剂对枣浆的凝胶性,如果增加复合凝胶剂的加入量,又会使产品中凝胶剂的味道加重,影响产品口感。
对产品口味的调整,本试验采用了加入杏浆和乙基麦芽酚的方法。杏浆色泽清亮,为黄色,有较浓的果香味,且清香爽口。加入杏浆不但可以掩盖复合凝胶剂的味道,减弱红枣本身带有的苦味,还可以增加产品的果香味,使果肉粒更加香甜,爽口。乙基麦芽酚是良好的香味增效剂,对食品的香味改善和增强具有显著效果,对甜食起着增甜作用,且能延长食品储存期。因此加入乙基麦芽酚可以提升红枣和杏浆的香味,使产品的果香味更加浓郁。
表4-8 加入杏浆及乙基麦芽酚对产品口味的影响
(Table 4-8 Effect on product taste of apricot puree and ethyl mathol )
试验号 1 2 3
杏浆的量%
8 10 12
乙基麦芽酚%
0.01 — —
感官评定
有清新的果香味,枣香适宜 杏味较重,枣香味较淡 杏味重,枣香味淡
4 8 — 有果香味,枣香不足,略有胶味
由表4-8可知,杏浆的加入量为8%时最为合适,在杏浆的加入量为8%时,分别加入0.01%乙基麦芽酚和不加乙基麦芽酚进行比较试验,结果表明,加入0.01%乙基麦芽酚的产品比不加乙基麦芽酚的产品香味更突出,口味更好。 4.4.6 烘烤时间的确定
由于枣浆和复合凝胶剂混合冷却后得到的果肉粒含有的水分较多,结构组织较为松散,可以采用烘箱进行适当的烘烤,使水分蒸发,结构组织更加紧密,有弹性。因为果肉粒中含有复合凝胶剂,而复合凝胶剂在较高的温度下会溶解,使果肉粒变形,因此,烘烤果肉粒时在50℃的温度下进行较为合适。烘烤时间如表4-9所示。
表4-9烘烤时间的确定
(Table 4-9 Determination of baking time)
试验号 1 2 3 4
烘烤时间(h)
3
4 5 6
感官评定 弹性较差,含水分较多 有弹性,韧性不好 弹性,韧性均较好,色泽为褐色 弹性,韧性均较好,但有糖分析出
由表4-9可知,烘烤时间在5h时,果肉粒的色泽,口感都为最好。因此,烘烤时间5h为最佳。
4.4.7 红枣果肉粒的正交试验
红枣加工过程是多因素相互作用的复杂过程,探讨各单因素和多因素交互作用对产品指标的影响可以更加清楚的了解各工艺条件对产品品质的影响,为更加直观的分析其过程,确定红枣果肉粒的最佳工艺参数,本试验选择了枣浆可溶性固形物的含量,果糖浆的用量,柠檬酸的用量和复合凝胶剂的用量四个因素设计了L9(34)正交试验,因素水平表如表4-10所示,试验结果及分析如表4-11所示。
表4-10 L9(3)正交试验因素与水平表
(Table 4-10 Orthogonal horizontal factors and levels table)
因 素
水平
枣浆可溶性固形物含量%
17 18 19
果糖浆的用量%
14 15 16
柠檬酸的用量% 凝胶剂的用量%
0.15 0.20 0.25
1.8 2.0 2.2
4
1 2 3
表4-11 L9(3)正交试验结果及分析
(Table 4-11 Orthogonal test results and analysis of L9 (34))
试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 R
A 1 1 1 2 2 2 3 3 3 213.00 250.99 240.32 71.00 84.66 80.11 13.66
B 1 2 3 1 2 3 1 2 3 227.99 226.99 252.33 75.99 75.66 84.11 8.45
C 1 2 3 2 3 1 3 1 2 231.33 225.66 250.32 77.11 75.22 83.44 8.22
D 1 2 3 3 1 2 2 3 1 247.00 230.66 229.67 82.33 76.88 76.55 5.78
x=78.59 T=707.31 综合评分 70.67 63.00 79.33 76.66 90.33 87.00 80.66 73.66 86.00
4
通过L9(34)正交试验,对红枣果肉粒品质进行了综合评定。由表4-11中R值可知,对产品品质影响程度最大的为A,其次为B,再次为C、D,即各因素影响次序依次为枣浆可溶性固形物的含量>果糖浆的用量>柠檬酸的用量>复合凝胶剂的用量。红枣果肉粒的最优组合为A2B2C3D1,即枣浆可溶性固形物为18%,果糖浆的用量为15%,柠檬酸的用量为0.25%,复合凝胶剂的用量为1.8%。
图4-1 红枣果肉粒
4.5 结论
本次试验选用的新疆的若羌灰枣,其皮薄肉厚、果实饱满、肉质细腻、含糖量高、细嫩爽口且营养丰富。经初步测定,试验用的红枣含水量为25%,可溶性固形物的含量为65%。本试验对红枣果肉粒的制作过程进行了研究,制作出适合人们口味的红枣果肉粒,尤其是从果肉粒的口感,弹性、韧性方面进行了研究,同时也系统的研究了一些关键因素对红枣果肉粒加工品质的影响规律,优化了生产工艺参数。通过试验,得出以下结论:
4.5.1 最佳工艺参数的确定
4.5.1.1通过关键因素的试验对红枣果肉粒的显著性的影响,确定了红枣果肉粒加工工艺过程中蒸煮时间16min,料水比1:7;凝胶剂选用卡拉胶和黄原胶,其比例为8:2;杏浆的添加量为8%;乙基麦芽酚的添加量为0.01%;煮胶的时间4min;烘烤的温度50℃,时间5h。
4.5.1.2 红枣加工过程是多因素相互作用的复杂过程,为了更加直观的分析复杂过程,确定红枣果肉粒的最佳工艺参数,本试验设计了L9(34)正交试验。通过对各因素的K、k及R值的大小进行有关分析,得出对产品品质影响的主次顺序依次为枣浆可溶性固形物的含量>果糖浆的用量>柠檬酸的用量>复合凝胶剂的用量,同时也确定了最佳工艺参数,即枣浆可溶性固形物为18%,果糖浆的用量为15%,柠檬酸的用量为0.25%,复合凝胶剂的用量为1.8%。 4.5.2 红枣果肉粒的理化指标
可溶性固形物≤28(20℃,折光计法);pH≥4.5;
本试验制作的红枣果肉粒的质量标准及卫生指标均符合国家标准。
第五章 结论与展望
5.1 结论
本项目主要是以红枣的残次果等外果为原料,通过先进的原料前处理(脱苦、护色、酶水解)工艺、超滤,树脂吸附脱色等技术工艺,对次品枣进行深加工,延长产业链,提高附加值,主要得到以下结论:
(1)浓缩红枣汁的制备采取酶解浸提法。通过实验,确定了最佳预煮工艺和酶解工艺的最佳条件。最佳预煮条件为:预煮时间16min;预煮温度100℃、料水比1:7,酶解浸提的最佳工艺条件为:pH为3;浸提温度为50℃;浸提时间为2.5h;加酶量为25mg/kg。提取率达到了64.94%。浸提后所得枣汁色泽为枣红色,风味自然、枣香浓郁。澄清工艺采用了超虑法澄清。使枣汁保持了良好的稳定性。浓缩采用真空浓缩,既保持了枣汁的浓郁枣香味,又达到了浓缩的目的。
(2)红枣片选用的新疆的若羌灰枣为原料,其皮薄肉厚、果实饱满、肉质细腻、含糖量高、细嫩爽口且营养丰富。经初步测定,试验用的红枣含水量为28%,可溶性固形物的含量为65%。经过一系列的单因素试验和正交试验最终确定红枣枣片的最佳工艺参数为:果葡糖浆用量14%,柠檬酸用量0.4%,马铃薯淀粉用量4%,琼脂用量1%。在这个配方的基础之上为了更加完善枣片的感官性质,另外添加了以下物质。
添加物
添加量
作用
杏酱富含丰富的粗纤维,可以增加枣片的韧性和硬度;同时,
杏酱
4%
杏酱有很清新的果香味,在合适的添加量下,既不会掩盖红枣的味道也为枣片在口感和气味上增添了特有的香味。
乙基麦芽酚
0.01%
主要起到增香剂的作用,对食品的香味改善和增强具有显著效果,对甜食起着增甜作用,且能延长食品储存期。
向枣片中添加苹果(C为0.05%)、葡萄(C为0.02%)、水蜜
香精
0.5mL
桃(C为0.02%)香精不仅可以丰富枣片的口味,增加香气,产品的销售中也丰富了产品的种类,迎合了消费者的需求。 在枣片中加入打浆时剩下的枣皮渣不仅可以增加枣片的硬度,
枣皮渣
1%
使之有更好的口感,而且可以增加原料的利用率,同时枣皮中也有很多人类所需的元素。
(3)通过关键因素的试验对红枣果肉粒的显著性的影响,确定了红枣果肉粒加工工艺过程中蒸煮时间16min,料水比1:7;凝胶剂选用卡拉胶和黄原胶,其比例为8:2;杏浆的添加量为8%;乙基麦芽酚的添加量为0.01%;煮胶的时间4min;烘烤的温度50℃,时间5h。
红枣加工过程是多因素相互作用的复杂过程,为了更加直观的分析复杂过程,确定红枣果肉粒的最佳工艺参数,即枣浆可溶性固形物为18%,果糖浆的用量为15%,柠檬
酸的用量为0.25%,复合凝胶剂的用量为1.8%。
5.2 创新点
本试验的创新点在于:(1)使用酶解工艺促进红枣中糖分的浸出;由于红枣果肉纤维含量极高,制备红枣清汁极其困难。本实验汲取果蔬汁加工的先进经验,通过添加果胶酶、纤维素酶以及果汁澄清酶等酶制剂,并优化酶解工艺,使红枣汁的出汁率大大提高。(2)使用超滤技术处理红枣汁,提高其品质;采用先进的超滤技术对红枣汁进行过滤,极大地减少了红枣汁的杂质,提高了产品品质。(3)使用大孔吸附树脂对红枣清汁进行脱色纯化,改善了外观及色泽。
5.3 展望
红枣作为我国的特色果品之一,具有很高的营养价值和保健功能。红枣营养丰富,医药价值很高,是优质的保健品,但其产品单一、生产设备简单、产量也不高,在食品工业生产中仍停留在制作枣干、枣片等工艺上。目前, 红枣的消费大部分属于直接食用阶段, 粗加工较多如罐头、干制品等,深加工、精加工很少, 总体上讲,枣加工水平亟待提高。因此,改进原有的生产工艺和开发新型的红枣产品显得尤为重要[39]。
新疆红枣资源丰富且品质优良,但是目前红枣加工业深度开发不够,还没有真正充分体现出红枣自身的价值,并且高糖产品较多,效益不高,制约了加工业的发展。因此必需加大红枣深度开发力度,结合市场需求大力开发相关产品,综合利用,加大国内外的红枣市场,提高红枣的附加值[40]。
从市场发展情况和红枣加工状况来看,红枣的深加工以及红枣食品的工业化生产将有很大的发展前景。人们对红枣产品的需求也越来越多,现在的红枣产品已远远不能满足国际市场的需要,所以开发红枣系列产品有着广阔的国际和国内市场。
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参考文献有些少,且硕士论文要求100篇左右的论文中有30篇左右的英文文献,不清楚在职硕士什么要求
致 谢
本论文是在导师李应彪教授的悉心指导下完成的,从论文选题、方案制定、实验实施到论文撰写都无不凝聚着导师的心血和汗水。导师严谨踏实的治学态度、广博的学术知识深深的影响和教育着我,而且在潜移默化中,使我对科研产生了浓厚的兴趣。导师宽容、诚信的待人原则,无一不透露出他高尚的人格魅力。三年来,不仅跟导师学到很多知识,而且学会了为人处世之道,这将使我受益终生。值此论文完成之际,谨向导师致以崇高的敬意和衷心的感谢!感谢导师三年来在生活和学习上给予我的无微不至的关怀和帮助!
感谢许程剑老师、吴超老师在生活和学习上给予的帮助,以及在试验过程中提供的热情帮助。
感谢2007级本科生周焕琼、奎雪、姜贞珍同学在试验中付出的艰辛劳动。 衷心感谢父母在生活上给予的无私帮助!
最后向所有关心我的老师、同学、朋友和亲人们致以最诚挚的谢意!
作者简介
王陈强,男,生于1982年5月,籍贯山东宁津。2002年进入中国农业大学食品学院,2004年作为国际交流留学生进入日本国立佐贺大学学习,并获得应用生物学士学位。2007中国农业大学毕业,并获得食品科学与工程学士学位。2011年3月起在石河子大学食品工程专业学习。
在学期间主要参与的研究项目
1主持完成农二师青年创新基金项目《红枣深加工工艺技术研究》(QNCX-001)相关研究工作。
2参与库尔勒市重大科技攻关项目《库尔勒香梨果糖浆关键工艺技术研究》(KKJ2011-8)的研究工作。
3.参与国家科技部科技人员服务企业行动项目《新疆特色林果香梨、杏深加工及产品开发》(SQ2009GJG4102041)的研究工作。
在学期间发表的文章
1.《果胶酶酶解库尔勒香梨果汁工艺条件优化》 食品工业 2012(6) 第一作者 2.《红枣浓缩汁的加工工艺研究》 农产品加工 2013(9) 第一作者 3.《果胶酶处理浓缩杏浆的工艺条件优化》 价值工程 2011(11) 第二作者 在学期间申报的专利
《一种红枣浓缩汁加工方法》 [1**********]7.6 《一种红枣枣片加工方法》 [1**********]6.7 《一种红枣果肉粒加工方法》 [1**********]2.X 《一种浓缩辣椒浆的制备方法》 [1**********]9.9