马蹄(荸荠)产品深加工研究进展2016年4月.ppt

,马蹄深加工技术研究现状,马蹄 又 名 荸荠、 地 栗、 乌 芋、通天草等，属单子叶莎草科，学名Heleocharis Tuberose Schult，为多年生宿根性草本植物，原产于中国南部及印度。现我国主要分布于江苏、安徽、浙江、广西、广东、福建等生的水泽地区。 （陈亦辉，全国水生蔬菜学术及产业化研讨会，2013；中国科学院研究所，中国植物志，1961）,1.1马蹄简介,图1 荸荠植株及果实,荸荠不仅清甜可口，其球茎还具有一定的药用价值，苗秧、根、果实均可入药。中医认为荸荠性寒、味甘，无毒，具有清热、生津、开胃、消食、化痰、润燥、明目、清音、醒酒等功效。 (李作美等，中国食物与营养，2009；蔡健， 中国食物与营养，2005）,1.2荸荠功效与成分,表1 荸荠的成分组成（每100 g 鲜品）,（王薇，食品与药品，2005）,由于马蹄特殊的营养价值和保健价值，其产品种类很多。包括马蹄果脯马蹄罐头、马蹄糕、马蹄饮料等。,2 马蹄加工产品,图2 马蹄加工产品,2.1 马蹄淀粉 马蹄淀粉加工流程： 马蹄预处理破碎粉渣分离脱水干燥 粉碎成品 荸荠淀粉成品洁白、均匀，可制成其他荸荠产品，如马蹄糕，马蹄糊，马蹄饼干等。 （李正涛等，农牧产品开发，1999）,2 马蹄加工产品,2.1.1马蹄糊 以马蹄粉为主料，辅以马蹄皮提取物及其它添加剂制成即食马蹄糊，因产品中添加的马蹄皮提取物含有丰富的膳食纤维和黄酮，故具有促进胃肠蠕动和改善血液循环等功能 （李少华，功能性即食马蹄糊及其生产方法，2009.）,2 马蹄加工产品,图3 马蹄糕加工工艺,2.1.2马蹄糕 由于炒制砂糖时发生了焦糖化反应，可使产品具有金黄的色泽和独特的甜香味。马蹄糕富含淀粉、蛋白质等营养物质，易腐败，必须对成品进行灭菌处理。宜采用高温短时杀菌。 （杨君等，广东农工商职业技术学院学报, 2008）,2.1.3马蹄饼干 仰振中研究了荸荠饼干的加工工艺流程及操作参数，并以感官评分和质构特性为标准，确定了最佳的荸荠饼干配方：小麦粉80份、荸荠全粉20份、白砂糖12.5份、大豆油8份、酵母1.2份、小苏打1.5份、盐0.5份。 (仰振中，安徽农业大学, 2013),2 马蹄加工产品,图4 马蹄罐头加工工艺,2.2 马蹄罐头 马蹄罐头具有肉质脆嫩、清爽的口感，很受人们欢迎。采用化学方法去皮比人工去皮法可显著提高出肉率，但口感较差；而人工削皮则采肉率较低，削切易导致红心现象，这些都是影响马蹄采肉率和形态的关键因素。荸荠去皮后易发生黄化褐变，可参考荸荠或其他鲜切水果的护色方法（天然植物抗菌抗氧化剂以及钙离子作用、水杨酸等）进行护色。实际生产中预煮至荸荠果肉切片中心淀粉开始糊化为宜，荸荠罐头采用高温短时杀菌方法。 （Pan Y G等，Food Chemistry, 2015；Peng Y等，International Journal of Food Science & Technology, 2013；Oms-Oliu G等，Postharvest Biology & Technology, 2010；Jian S等，Food Chemistry, 2010；Peng L等，Food Chemistry, 2006；鲍智鸿，保鲜与加工, 2003）,2.3 马蹄果脯 马蹄预处理第一次烘干煮制第二次烘干拌糖 灭菌 检验真空包装成品（常温贮存） 目前市售果脯大多是高糖果脯，然而开发甜度低，原果味浓，维生素等营养物质含量高的低糖荸荠，是目前荸荠果脯的开发趋势，也是传统果脯的新一代产品，这不仅对果脯的质量和味道提出更新的要求，而且适用于各种消费者食用，包括肥胖症和禁食高糖患者。 （余芳等， 一种荸荠果脯的制作方法，2013） （罗杨合等，食品研究与开发, 2008）,2 马蹄加工产品,2.4 .1 马蹄澄清饮料 荸荠含有大量的水分，取汁容易，其汁清甜可口，是一种理想的饮料原料。通过荸荠汁和其他原料的果汁进行复配，可生产出一系列马蹄风味的复合饮料，荸荠汁中因含有果胶、蛋白质、淀粉等胶体物质而呈现浑浊状态，影响感官品质，加入壳聚糖、琼脂可以起到较好的澄清效果。（张莉等，中外食品加工技术，2003） 荸荠饮料工艺流程： 马蹄清洗去皮切片加水煮汁/榨汁过滤滤液调配澄清过滤脱气灌装、封盖杀菌分段冷却检验贴标成品马蹄汁,2 马蹄加工产品,2.4.2 马蹄果醋饮料 丁兴华等利用响应面法优化发酵的最佳工艺条件：起始酒精浓度为76，醋酸菌的接种量为10.9，醋酸菌的适宜生长温度为32，酸度达到 0.045 gmL以上。 （丁兴华，江苏调味副食品，2012） 2.4.3 马蹄酒精发酵饮料 将荸荠去皮制得荸荠汁，调整糖分和酸度后接种2.03.0的酵母培养液，25下发酵培养两天可制得含酒精4.2%,，清澈透明，口感较好的风味荸荠汁酒精饮料。潘百明等以新鲜的马蹄皮为原料，经过清洗、干燥、粉碎，酶解取汁制成发酵液，经发酵制成马蹄皮果酒，研究发酵温度，酵母菌接种量和发酵液的糖度对酵母菌发酵的影响，最后得出马蹄皮发酵液的最佳发酵工艺条件：糖度为12，发酵温度为32，接种量为1。 （潘百明，酿酒科技, 2012；韩明等，现代食品科技, 2004）,2 马蹄加工产品,马蹄产品在生产加工中，都要去掉果皮，产生的大量马蹄皮一般都被直接扔掉或者作为动物饲料，造成马蹄资源无法充分利用，研究发现马蹄中含有棕色素、抗菌物质和抗氧化物质，有待发掘利用。,3 马蹄皮加工产品,图5 马蹄皮提取加工产品,膳食纤维,其他,3.1棕色素 马蹄皮中棕色素为天然水溶性色素，具有较高的安全性，开发前景广阔。 马蹄中棕色素可采用溶剂提取法（乙醇和水为较理想的浸提溶剂）、超声波辅助提取法、微波辅助提取法、树脂提取法 等提取。 （罗杨合等，应用化工, 2008；周耀明等，农产品加工学刊, 2014；罗杨合等，中国调味品, 2009；李行任等，食品与发酵工业, 2014）,3 马蹄皮加工产品,3.2 抗菌物质 马蹄中含有丰富的抗菌物质。可采用溶剂浸提法、超声辅助溶剂浸提法等进行提取；曾莹等发现，酸醇浸提法制得的马蹄皮抗菌物质对凝结芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、变形杆菌 、大肠杆菌、啤酒酵母 、汉逊氏酵母 、假丝酵母、米曲霉等具有较强的抗菌效力，且热稳定性能良好；罗杨合等发现，在37 下 36 h内 , 0.4%的马蹄皮提取物对熟肉制品 、豆奶、鲜奶的抑菌率都能保持在 95%以上。马蹄皮提取物对鲜肉、豆腐 、土豆泥 、蛋糕等多数食品都有明显的抗菌效果 , 能有效延长食品的保质期。 （罗杨合，应用化工, 2009；张全军等，食品与机械, 2007；赵力超等， 食品科学, 2005；曾莹等，食品工业，2004；曾莹等，食品科学，1996）,3 马蹄皮加工产品,3.3抗氧化物质 研究表明，荸荠皮的提取物具有强大的抗氧化活性，马蹄皮提取物具有可清除 DPPH自由基、超氧离子自由基、羟自由基，及阻断致癌物质亚硝胺的合成和清除亚硝酸盐的功效。 3.3.1黄酮：含 黄 酮 类 化 合 物1.59%（以干物质计），可采用微波提取法、溶剂提取法、超声辅助提取法、超声、微波协同提取法等提取。 3.3.2酚类：马蹄皮中含多酚类物质 3.31%(以 干 物 质 计 )，可采用溶剂提取法、超声辅助提取法等提取； （Luo Y 等，Food chemistry, 2014；罗杨合等，食品研究与开发, 2009；李行任等，天然产物研究与开发, 2013；罗杨合等，江西师范大学学报:自然科学版, 2008；李婕姝等，氨基酸和生物资源, 2008；郭艳华等，食品与机械, 2008；贾冬英等，天然产物研究与开发, 2007; 郭艳华等，食品与发酵工业, 2007）,3 马蹄皮加工产品,3 马蹄皮加工产品,3.3.2酚类 You Y.L. 等人通过HPLC法对荸荠组织中主要酚类进行了提取与鉴定，发现提取了荸荠中的三种主要酚类化合物为： (-)-儿茶素酸酯, (-)-表儿茶素没食子酸盐 (+)-儿茶素没食子酸盐。 （You Y.L.等，Molecules, 2007）,图6 荸荠中三种主要酚类物质 （HPLC方法检测）,3 马蹄皮加工产品,3.3.2酚类 You Y.L. 等人对荸荠组织中酚类提取物的抗氧化活性进行了研究。 由图7 可知，荸荠组织的酚类提取物可以显著抑制亚油酸过氧化反应,降低氢过氧化物的形成,表明其具有抗氧化活性。并且荸荠组织酚类提取物的抗氧化活性高于抗坏血酸。 （You Y.L.等，Molecules, 2007）,图 7 荸荠组织酚类提取物抑制亚油酸过氧化的抗氧化活性图（硫氰酸铁法测定）,3.4 果胶 从马蹄皮中可以提取果胶。果胶是一种天然的添加剂，具有良好的生理功能和理化功能，在食品行业中被广泛应用。汪英以荸荠皮为原料，采用超声波辅助提取法提取果胶，确定最佳工艺条件为：料液比1：30，时间40min，pH值1.0，温度70，所提取出的荸荠皮果胶属于高酯小分 子果胶，适合用于开发果胶类食品增稠剂。 （汪英，南昌大学, 2013.）,3 马蹄皮加工产品,3.5 膳食纤维 高志明等发现，通过超微粉碎，荸荠皮总膳食纤维质量分数提高了8.57，同时，不溶性膳食纤维质量分数下降了2119，而可溶性膳食纤维能提高了137.84。此外，通过超微粉碎处理，荸荠皮可溶性膳食纤维的溶出速度能得到显著提高。 （高志明，湖北农业科学, 2012）,3.6 单细胞蛋白 潘百明等以粗蛋白、总糖和还原糖含量为指标，研究了初始pH、酵母与根霉菌种比例、培养时间、装液量对发酵产单细胞蛋白的影响，并 通过正交试验优化了马蹄皮发酵生产单细胞蛋白的工艺条件。结果表明：马蹄皮液态发酵生产单细胞蛋白的最优条件为初始pH5.0，酵母与根霉的菌种比例为2：1，发酵时间2 d，装液量为70 mL250 mL。在该条件下发酵的粗蛋白为64. 25，总糖为19.8，还原糖为5.0，粗纤维为00，灰分为8.04。 （潘百明等，贵州农业科学, 2014）,3 马蹄皮加工产品,荸荠淀粉具有优良的凝胶特性和冻融稳定性，可以与其他来源的淀粉进行复配以改善食品的质构品质，也可以制成食品胶替代其他高成本的食品胶。,荸荠加工废料中含有大量的纤维素、荸荠英、棕色素等可利用资源，有待进一步发掘利用。,4存在问题及展望,我国荸荠资源种类多样，受地区、气候等影响，品种之间在营养成分及加工适应性上有很大差别，因此对荸荠不同品种的加工适应性方面有待进一步研究。,1.陈亦辉. 我国荸荠生产、采收和加工技术研究进展C/ 全国水生蔬菜学术及产业化研讨会. 2013. 2.中国科学院研究所.中国植物志：第十一卷M.北京：科学出版社，1961：49. 3.李作美, 邵杰. 荸荠皮中生物活性物质的研究进展J. 中国食物与营养, 2009(6):60-62. 4.蔡健.荸荠的营养保健和加工利用J.中国食物与营养，2005(2)：40. 5.王薇.荸荠的保健功能及加工利用J.食品与药品，2005，7（4A）:45-48. 6.李正涛, 张文武. 荸荠淀粉的生产及其利用J. 农牧产品开发, 1999(4):11-12. 7.李少华, 赵力超. 功能性即食马蹄糊及其生产方法: CN101584440P. 2009. 8.杨君, 林丹琼. 不同生产工艺对炒糖马蹄糕保存效果的研究J. 广东农工商职业技术学院学报, 2008, 24(1):7-9. 9.仰振中. 荸荠全粉的生产、品质与应用研究D. 安徽农业大学, 2013.,5 参考文献,10.鲍智鸿. 荸荠罐头加工技术J. 保鲜与加工, 2003, 3(3):22-23. 11.Pan Y G, Li Y X, Yuan M Q. 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