硕士论文-即食南瓜粉加工工艺的研究.pdf

中国农业大学 硕士学位论文 即食南瓜粉加工工艺的研究 姓名：唐遵峰 申请学位级别：硕士 专业：食品科学与工程 指导教师：张绍英 2002.3.1 摘要 丁5 ，7 本文介绍了我国南瓜加工利用的现状，指出了目前南瓜加工中存在的问题，并在此基础上提 出了一种新的加工方法：将南瓜千粉碎后进行膨化加工，全面利用南瓜中的各种营养成分，同时 通过挤压膨化改善南瓜粉冲调性和适口性，使其成为种价格低廉、食用方便、营养完整的天然 保健食品一即食南瓜粉。 本课题对即食南瓜粉的生产工艺进行了试验研究，对影响即食南瓜粉膨化度的主要因素1 膨化机螺杆配置，2 膨化温度，3 原料配方，4 原料含水量，进行了理论分析和优化试验研究， 提出了在p 4 0 0 膨化机上生产即食南瓜粉的最佳工艺参数。 本课题在对粉类食品冲调性和结块机理的研究基础上，提出了即食南瓜粉冲调性的测定方法，并 对即食南瓜粉的粉碎粒度对其冲调性的影响进行了试验研究，最后对即食南瓜粉进行了营养成分 含量的测定。 关键词：膨化，南瓜粉，加工工艺 a b s t r a c t i nt h i sp a p e gs t a t u sq u oa b o u tt h ep r o c e s s i n ga n du t i l i z a t i o no f p u m p k i ni nc h i n aw a si n t r o d u c e d a n dt h ep r o b l e ma b o u tw h i c hw a sp u ta w a r d b a s e do nt h e m ，an e wp r o c e s s i n gw a yw a sp r o v i d e d t h e d r 3p o w d e r 、a sc o m m i n u t e da n de x p a n d e d t h en u t r i t i o n a ls u b s t a n c e si np u m p k i nw e r eu s e dr i c h l y ， a n dt h ec h a r a c t e r so fd i s s o l u t i o na n dd a i n t yw e r ei m p r o v e db yt h ee x t r u s i o ne x p a n d e dp r o c e s s t h e i n s t a n te d i b l ep u m p k i np o w d e r al o wp r i c e ，c o n v e n i e n te d i b l e ，w h o l en u t r i t i o n ，c r u d e ，h e a l t hc a r ef o o d a sg e t t h a t 、7 a si n s t a n te d i b l ep o w d e n t h ep r o c e s s i n go fi n s t a n te d i b l ep o w d e rw a ss t u d i e d t h em a i nf a c t o r st h a te f f e c t e dt h ee x p a n d e d d e g r e e o fi n s t a n te d i b l ep o w d e rw e r et h es t a t i o no fe x p a n d e r s s c r e w , e x p a n d e dt e m p e r a t u r e ，t h e i o r m u l ao ft h er a wm a t e r i a la n dt h ew a t e rc o n t e n to ft h er a wm a t e r i a l t h e yw e r ei n v e s t i g a t e db yt h e a n a l y s i s i nt h e o r ya n do p t i m i z i n ge x p e r i m e n t s ，a n dt h eo p t i m u m p a r a m e t e r sa b o u tt h ep r o d u c t i o no f i n s t a n te d i b l ei nm o d e lp 4 0 0 e x p a n d e r w e r ei n d i c a t e d b a s e do nt h es t u d i e so ft h e p r i n c i p l e a b o u tt h ed i s s o l u t i o nc h a r a c t e r sa n da g g l o m e r a t i o no f p o w d e r y f o o d s ，t h em e n s u r a t i o no f d i s s o l u t i o nc h a r a c t e r so f i n s t a n te d i b l ep u m p k i np o w d e r w a sb r o u g h t f o r w a r d t h ee f f e c t so f t h e c o m m i n u t i n gg r a n u l a r i t yo fi n s t a n te d i b l ep u m p k i np o w d e r o ni t sd i s s o l u t i o n c h a r a c t e r sw e r es t u d i e dv i ae x p e r i m e n t s i nt h ee n d ，t h ec o n t e n to fn u t r i t i o n a ls u b s t a n c e si ni n s t a n t e d i b l ep u m p k i np o w d e rw a sd e t e r m i n e d k e y w o r d s e x p a n d e d i n s t a n te d i b l ep u m p k i np o w d e r , p r o c e s s i n g 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果尽我 所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研 究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意a 研究生签名 时间：2 0 0 2 年3 月1 5 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论 文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅：学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：房葱吁导师签名秀童铝旃时间曲僻罗月胂 硕士学位论文 1 我嗣南瓜的加工利用及存在的问题 i 我国南瓜的加工利用及存在的问题 i i 概述 南瓜( p u m p k i n ；c u s h a w ) ，一年生草本爬蔓植物，茎的横断面呈五角形，叶子心脏形，开黄色 喇叭形花。果实圆形或梨形，嫩时绿色，成熟时赤褐色。它在我国已有一千多年的历史，原产 于亚洲南部、非洲和南美洲地区。因其祖籍在南方，故取名日南瓜，它具有“四海为家、随遇而 安”的独特风格，种植不择水土，适应能力很强。据植物学家测定：南瓜根系极为发达，深深扎 在土壤之中，一株普通南瓜的主根，扎根地下的厚度在四米以上，既抗干旱、又耐贫瘠。农家们 都爱在屋前屋后或荒山野坡实行栽植。南瓜尤其喜爱阳光和温暖，在朝阳的地方种植，瓜多肥而 且大。 南瓜产量高，价格低，一般视为粗贱食品。近几年来，日本却兴起了南瓜热，普遍提倡吃南 瓜，东京和大阪城市中的餐馆都供应多种南瓜菜，如南瓜色拉和南瓜汤等，颁受顾客欢迎。它还 用于饼干、蛋糕或雪糕中，因其含热量低，很多妇女以此为美容食品，相当走俏。 1 2 我国南瓜加工的现状 南瓜在我国广泛种植，极易栽培，一直被认为是粗放蔬菜，大部分被直接食用。我国规 模化南瓜加工始于八十年代末期，最初的产品主要是南瓜全粉。该产品问世以来即以其独特 的营养、保健和药用价值受到国内外市场的欢迎特别是在日本、韩国、香港和北欧市场上 备受青睐，从而使我国由南瓜生产大国成为南瓜粉出口大国。近年来国内外市场对南瓜产品 需求量不断扩大，极大地促进了我国南瓜加工工业的进步发展。据统计南瓜粉世界年需求 量为2 0 0 0 多吨，我国南瓜的年贸易量约1 0 0 0 多吨，主要是原料出口日本和韩国，而我国的 肓瓜产品年生产能力不足2 0 0 吨口i 。经过近二十年的努力，我国南瓜工业的加工工艺和加工设 备日趋完善产品质量及稳定眭有了很大提高，产品花包和品种也越来越多。有代表性的南 旺产品可归纳如下： 1 2 1 南瓜全粉【2 3 4 】 选无变质的南瓜，清洗后整理( 去静、去皮、去瓤、去籽) ，将瓜肉切成3 - 5 m m 厚的瓜片， 6 0 8 0 “ c 烘干使含水量小于1 0 ，经粉碎机粉碎后过1 2 0 目筛，筛下的均匀粉末密封包装，便 为南瓜全粉。 南瓜全粉因保留了全部成分，产品口感粗糙，但这种产品有效保留了南瓜中的可溶性膳食纤 维、果胶等营养成分，产品营养丰富、全面，而且加工工艺、设备简单，产品价格低廉，一般作 为精深加工产品的原料。 1 2 2 榨汁南瓜粉f 4 】 选成熟南瓜，清洗后去蒂、去皮、去瓤、去籽，粉碎后用螺旋压榨机榨汁，然后用1 0 0 目的 筛予过滤。待滤液沉淀后倒出上清夜，将沉淀在下面的南瓜粉，晾干压碎后即为榨汁南瓜粉。 1 2 3 速溶南瓜精粉口。l 将洗净成熟南瓜去蒂、皮、瓤、籽，粉碎机粉碎螺旋压榨机榨汁后过滤，在滤液中加入增 i 硕士学位论文 1 我国南瓜的加工利用及存在的问麓 稠剂、甜味剂适量，调整p h 值为4 。南瓜渣用酒精萃取，加助滤剂过滤两次滤液合并迅速 升温至9 5 “ c 杀菌3 0 秒后冷却至6 0 “ c t t 存。将瓜汁进入真空浓缩缸进行浓缩，当可溶性固形物 达1 3 - 1 8 时，即可出料。采用喷雾式喷雾干燥器干燥成粉状，进风口温度为1 3 0 1 4 0 “ c 。出风 口温度7 0 “ c 。进料浓度控制在1 8 左右。筛分、包装后便是速溶南瓜粉 速溶南瓜粉色泽金黄，具有天然南瓜的清香，粉粒细小疏松、具有蜂窝状小孔，速溶无杂质 由于南瓜在加工过程中经水溶法和醇溶法提取，其中的有效成分和辅助成分，如果胶、生物碱等 均得到充分、彻底提取，所以该产品精纯度高，人体吸收快，直接服用保健作用较为显著。 1 2 4 南瓜果脯州 选老熟南瓜，清洗后去蒂、去皮、去瓤、去籽，将瓜肉切成4 x1 l m m 的瓜条，投入2 石 灰水中浸泡5 8 小时，再用大量清水漂去石灰质，沸煮1 0 分钟后沥干。按1 0 ：6 的料糖比糖渍、 煮沸浓缩至糖液成拉丝状后加入o 3 的柠檬酸调味。沥去糖液的瓜条再送入烘箱6 0 - 8 0 “ c 烘干。 使含水量小于1 0 ，即为南瓜果脯。 南瓜果脯色泽均匀、肉质柔韧，具有耐咀嚼性。酸甜适口，消食开胃，并具有南瓜独特的药 理作用，是一种较有开发潜力的休闲保健食品。 1 2 5 南瓜奶粉例 南瓜清洗整理后打浆，采用酿酒酵母发酵。南瓜原汁需经两次活化然后发酵，第一次活化条 件为1 2 麦芽汁，2 5 ，2 天；第二次活化条件为含0 1 5 c r c l 3 、5 0 m l 5 m l 空间v c 的麦芽汁， 2 5 ，2 h ：南瓜原汁的发酵条件为：接种量3 、温度2 5 、时间7 2 h 。发酵后的原汁培养液用 n a o h 溶液调整p h 值为7 。然后与牛奶混合，用高压均质机均质，真空浓缩，在1 6 0 、1 0 m p a 下喷雾干燥排风温度为7 5 ，所得产品即为南瓜奶粉。 1 3 我国南瓜加工存在的问题 在过去二十年的发曩历程中，我国南瓜加工业的加工工艺和加工设备日趋完善，产品质 量及其稳定性有了很大提高，产品花色和品种也越来越多尤其是它独特的营养保健作用越 来越受到消费者的重视国内外市场对南瓜粉的需求量日益增大。但是，我国的南瓜制品由 于受南瓜物抖特性的制约，原有几种产品在加工工艺及产品特性等方面差强人意， 1 南瓜全粉原料利用率高，产品成本低，同时也有效保留了可溶性膳食纤维、果胶等营养成分。 但南瓜全粉正因为保留了南瓜中的全部粗分，致使南瓜全粉口感粗谴、溶解| 生差，影响产品 的冲调性、适口性，另外产品中淀粉糊化度较低，不能直接使用，一般作为精深加工产品的 原料。南瓜全粉的加工工艺、设备简单，不利于保证产品质量。 2 榨汁南瓜粉在加工过程中经过长时间的水溶提取，南瓜中还原糖、甘露醇、维生素等溶于水 的营养成分上清夜被分离出去；另外榨汁南瓜粉在渣汁分离单元操作过程中绝大部分纤维 素被分离这也不利于榨汁南瓜粉营养特性的提高。同时，上述操作都会降低南瓜粉的得率， 不利于降低产品的成本。 3 速溶南瓜粉具有蜂窝状疏松组织，产品复水性好，同时这种结构也宜于人体消化和吸收由 于南瓜在加工过程中经水溶法和醇溶法提取，其中的有效成分和辅助成分，如果胶、生物碱 等均得到充分、彻底提取，所以该产品精纯度高，人体吸收快，直接服用保健作用较为显著。 2 硕士学位论文 i 我田南瓜的加工利用及存在的闯置 但是南瓜中未被提取出来的还原糖、甘露醇、维生素等营养成分随着滤渣被分离出去，绝大 部分纤维素也被分离，这不利于南瓜粉营养特性的提高，同时也会降低南瓜粉的得率，造成 产品价格昂贵，很难形成大众消费，不利于提高产品的市场竞争力。 综上所述，我国南瓜加工在改善风味和营养配方以及加i i 艺、降低成本等方面，仍有很大 的开发潜力。研制开发以南瓜为主原料的系列产品。不断推出新产品既能适合市场需要，又能 提高附加值，从而增加收益。因此，本研究课题拟采用膨化技术对南瓜全粉进行再加工，全面保 留南瓜中营养成分。同时又能改善南瓜粉的冲调性和适口性，从而使南瓜粉成为一种食用方便、 营养全面均衡的天然保健食品。 1 4 研究目的与意义 随着我国经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，越来越多的消费者开始重视食物的营 养及合理的膳食结构。因此，开发研究方便、经济、营养、功能性新型食品是当前食品市场的发 展趋势。据法国巴黎食品展览( s i a l 9 9 ) 当局公布的一项调查报告指出，食品市场有四项新趋势： 一是消费者更加重视便利性：二是纯天然食品深受消费者的青睐；三是复合营养保健食品、功能 性食品成为食品开发的主要方向；四是老年人及婴幼儿食品市场增长迅速。目前我国正进入老年 型国家的行列，我国药学专家廖清江教授在对2 1 世纪有突破性意义的新药研制选题中专题倡议； 研究开发老年人常见病与多发病用药，诸如心脑血管瘸、糖尿病、骨质疏松等，其社会效益与经 济效益必将十分显著。有关统计资料表明：目前全世界糖尿病的发病率为3 - 5 i 6 。】，约有1 5 亿 糖尿病患者，在经济发达国家该病发病率呈增长趋势：在中国，由于膳食结构不合理，营养元素 摄取不平衡，糖尿病患者约占0 7 1 2 。南瓜果肉中含有一种有效成分c y t l 8 1 可增加g l u t - 2 的含 量，促进人体胰岛素的分泌，降低血糖水平，对糖尿病患者有惊人的疗效。因此开发南瓜保健食 品汉对糖尿瘸患者的保健食疗一项，就具有不可估量的社会经济效益。 目前南瓜作为保涎食品，以其独特的营养保健作用，越来越受到消费者的重视，国内外市 场对南瓜粉的需求量日益增大。据统计南瓜粉世界年需求量为1 2 0 0 0 多吨，我国南瓜的年贸易量 约1 0 0 0 多吨主要是原料出口日本和韩国，而我国的南瓜产品年生产能力不足2 0 0 吨口l 。虽然南 瓜制品市场需求旺盛，但品种单调、口味欠佳，因此在改善风味和营养配方以及加工工艺、降低 成本等方面，仍需做大量工作。 1 5 研究任务 l 研究确定南瓜利用的新方法。 2 研究确定即食南瓜粉的加工工艺并优化其工艺参数。 3 研究提高即食南瓜粉；中调性的加工方法。 4 检测即食南瓜粉的主要营养成分的含量。 3 硕士学位论文 2 南瓜的营莽、功用及其新的利用方法 2 南瓜的营养、功用及其新的利用方法 2 1 南瓜的营养成分 南瓜由皮( 占1 7 ) 、肉( 占7 3 ) 和瓤和种子( 占1 0 ) 组成，其热量为9 2 k j l o o g ，属 低热能食品南瓜含有蛋白质、脂肪、葡萄糖、淀粉、1 9 种氨基酸( 内含人体必需的8 种氨基酸 和儿童必需的组氨酸) 、葫芦巴碱、戊聚糖、果胶、甘露醇、瓜氨酸、天门冬氨酸、腺嘌呤、可 溶性膳食纤维、叶红素、叶黄素及c ，、p 、z i i 、f e 、c 。等多种微量元素( 见表3 - 1 ) ，营养价值很 高，既丰富又全面。据测定，每l o o g 南瓜果肉中含瓜氨酸2 0 9 m g ，果胶含量为南瓜干物质的 7 1 7 。此外，南瓜果肉中富含维生素，像胡萝h 紊、v b 、v c 、v e 、v a 、v p p 、等几种对人体 代谢最为重要而在其他食品中含量又往往不足的维生素，在南瓜中的含量都很高，尤其果肉中 v 。含量居瓜菜之首。 表3 1 南瓜的营养成分( 每1 0 0 9 ) 2 1 1 纤维素和木质素 南瓜中纤维素和木质素的含量高达1 2 5 4 p l ，而这些纤维素和木质素绝大部分为不溶性膳食 纤维，它使南瓜全粉口感粗糙，冲调性变差，另外这些纤维也不能被人体吸收。 现代医学表明，膳食纤维在食品营养和临床医学上有着非常重要的作用i ”】： 1 膳食纤维可以改善末梢组织对胰岛素的感受性，降低对胰岛素的要求，从而调节糖尿病 患者的血糖水平。 4 硕士学位论文 2 南瓜的营养、功用及其新的利用方法 2 膳食纤维可与胆酸结合加快胆酸的排泄，同时也能促使胆固醇向胆酸的转变，从而降低 胆固醇水平，防止和治疗高血压、冠心病 3 膳食纤维可以改善人体对脂肪的吸收，预防和治疗肥胖症。 2 1 2 果胶 南瓜中含有较多的果胶物质，特别是靠近外皮的果肉中更多。南瓜中的果胶为低甲氧基低脂 果胶，在没有糖存在的情况下也能形成稳定的凝胶，是一种较好的稳定剂，有利于改善南瓜粉的 冲调性。 另外，南瓜果胶在食品营养和临床医学上也有着非常重要的作用【i o j ： 1 果胶能增加食物糜团的粘稠度，凝胶物在小肠中阻碍糖的吸收，降低胰岛素的分泌。加 上果胶在胃中停留的时间较长从而延缓了糖的吸收过程。因此南瓜果胶可以降低人体血液中血 糖的浓度。 2 果胶在小肠内能吸收由肝脏分泌的胆汁。胆汁是以人体内贮存的胆固醇为原料合成的， 当胆汁被用于消化食物后，这些胆圃醇就会再次被吸收和贮存，以备重新制造胆汁。但如果果胶 与胆汁混合后，小肠就无法重新吸收胆固醇而是将其排泄出体外。当体内的胆固醇含量越高 果胶这种消除胆固醇的作用就越明显，如体内胆固醇含量趋于正常，果胶的作用相应降低。另外 果咬还可与人体中多余的胆固醇粘结在一起，防止动脉粥样硬化。 3 南瓜果胶可保护胃肠等消化道黏膜免受粗糙食物刺激，促进溃疡愈合，对消化道溃疡有 一定疗效。 4 南瓜果胶为低甲氧基低脂果胶，它能与铅、汞等重金属形成人体不能吸收的不溶物，因 此南瓜果胶是一种良好的金属中毒解毒剂和预防剂。 2 1 3 微量元素硒( s e ) p o 】 南瓜粉中含有微量元素硒。硒具有胰岛素样作用。体外实验表明，硒能刺激脂肪细胞膜上葡 萄褚载体的转运过程提高c a 加，磷酸二酯酶的活性，但对咦岛素受体激酶活性没有影响，而当 姨岛素存在的条件下，硒可以提高胰岛素受体激酶的活陛，这表明硒的胰岛素样作用是通过受体 舌机制而引起的。硒缺乏条件下，胰岛素对脂肪细胞内葡萄褚氧化的促进作用降低。硒具有胰岛 袭祥作用，又具有与碳岛素协同的作用。 王福悌等发现，硒和( 或) v e 有调节血脂代谢、阻止脂肪旰形成及提高机体氧化能力的作用。 张磕珍等指出，硒缺乏引起的过氧化损伤可能是胰岛b 细胞功能障碍的主要机制。a s a y m a h 等用 硒和v e 缺乏食品喂养大鼠时，发现胰岛素自由基清除系统功能发生明显的改变，胰岛内含锰的 超氧化物歧化酶( s o d ) 活性显著降低，胰岛素的分泌贮备减少，糖耐量异常。王福悌等也发现， 补硒组成年雄性w i s t a r 大鼠血浆超氧化物歧化酶( s o d ) 活性明显高于对照组。有资科表明。胰 岛易于受过氧化损伤的影响。另一方面胰岛的内分泌细胞含有丰富的内质网系统，由大量不饱和 脂骑酸构成的内质网嗅是自由基攻击的主要目标。内质网又是合成多肽类激素的场所，其受损后 可直接减少激素的合成与分泌，使血清及胰岛内激素含量下降。 张挂珍等的研究报告指出。硒和v e 对胰岛8 细胞具有保护作用。因而在临床上治疗糖尿病 硕士学位论文 2 南瓜的营养、功用及其新的利用方法 时提供适量的硒和v e 对改善胰岛机能是有益的。硒和v e 在南瓜粉中的含量都比较丰富 2 1 4 微量元素镁( m g ) 1 u j 镁是人体不可缺乏的一种常量元素。它是细胞内液的主要成分之一是人体合成卵磷脂的激 活剂，也是蛋白质合成和核酸合成中不可缺乏的金属离子。它能激活体内多种酶，维持核酸结构 的稳定性，还可调节神经系统和肌肉的活动。 近年来观察到，人体如缺乏镁元素，可产生胰岛素抵抗、碳水化合物耐受性降低动脉粥状 硬化加速，血脂异常、高血压等不良后果。 2 1 5 微量元素铬( c r ) 1 5 1 0 】 铬是一种具有多种原子价的元素，三价铬是人体必需的微量元素，人体内的铬几乎全是三价， 它的形式最稳定，在正常的糖代谢和脂肪代谢中具有重要的作用。三价铬是糖耐量因子具有生物 活性的金属成分。一般认为，在胰岛素敏感组织内，铬可能是通过硫氢键使胰岛素结合到膜受体 上，从而实现增强胰岛素效应的作用。有研究证实，对糖尿病小鼠和糖尿病人进行补铬常能缓解 其高血糖症状。 2 1 6 葡萄糖和甘露糖【i o l 胰岛素分泌主要是根据胰腺中的血糖水平的反馈效应来进行控制的。葡萄糖能比较容易渗透 进胰岛中，它进入的速率不受胰岛素的影响。当胰腺中血糖的水平提高时，胰腺中静脉血中的胰 岛素分泌量也随之增加：当血糖水平正常或较低时，胰岛素的分泌速率也比较低。 2 2 南瓜的药用价值 根据我国传统医学记载，南瓜性甘温，味甜适口【lj 。有补中益气、消炎止痛、解毒杀虫等功 能。国内外最近研究表明，南瓜有广泛的医疗和保健作用。 2 2 1 防病治病 南瓜果肉中的果胶有极好的吸附性，能粘合与消除人体内细菌性毒物和其他毒物，保持胃肠 等消化道黏膜免受刺激，促进溃疡愈合，对消化道溃疡病患者有一定的疗效；果胶还可与人体中 多余胆固醇粘合在一起防止动脉硬化。 特别值得一提的是南瓜果肉中含有种有效成分c y t 【sj ，据美国糖尿病研究中心发现，糖尿 瘸的病因是患者缺乏一种g l u t 2 蛋白质，该物质能促进胰岛素将血液中的葡萄糖输送到b 细胞， 降低血糖水平。由此发现南瓜中的有效成分c y t 可增加g l u t 2 的含量，促进人体胰岛素的分泌， 因而对糖尿病患者有惊人的疗效。临床证明，糖尿病患者每天进食南瓜1 0 0 9 ，经l o 天后检查， 患者都有不同程度的好转有的甚至痊愈。目前。由南瓜果肉加工成的南瓜粉已被人们视为糖尿 病的“克星”。 美国科学家鲁达勤经过多年研究。发现南瓜中含有一种活性生物触媒剂成份，可称为男性荷 尔蒙元素能消除前列腺的初期肿胀，并有预防前列腺癌的作用1 6 l 。经调查发现，凡年过5 0 岁的 男子排尿情况多不正常，起初排尿时有轻微困难由以往一觉睡到天亮，变得起床小便一至二次， 或背部下方持久地疼痛，久而久之，尿线变细，断续或分叉，这些都是前列腺肿大的症状表现 6 硕士学位论文 2 南瓜的营养、功用及其新的利用方法 前列腺长在尿道两侧，前列腺肥大时，压迫尿道，如压迫过甚，则导致尿潴留，甚至影响肾功能 据统计，男子过了5 0 岁，约6 0 的人遭受此项困扰，6 0 岁以后，则有8 0 的人会发生前列腺体 积增大，导致荷尔蒙活动的衰弱。美国不少前列腺肥大患者，在食用南瓜籽后，症状都有明显改 善匈牙利的吉h 赛人、小亚细亚的土耳其人等，都知道南瓜籽可以保养前列腺及男子肾脏精力 在这些国家男人们普遍食用南瓜子他们很少发生前列腺肥大。 此外，由于南瓜果肉中的胡萝h 素是v 。的前体，对保护视力、预防眼病有重要作用，它还 具有减肥美容的功效”“。 2 2 2 防癌治癌 南瓜含有的酶，能催化分解亚硝胺和食品中某些农药残留的有毒物。它含有的甘露醇，有通 大便作用，可以减少粪便中毒素对人体危害，有防止结肠癌发生的功效。南瓜所含丰富的维生素 a 源，对防治癌症有显著疗效，因此南瓜又被称为“防癌食物”【l ”。 2 2 3 保健作用 根据现代医学研究，南瓜中含有胨化酶、瓜氨酸等几种药用成分，具有补中、补肝气、益心 气、益精气等功效，能增强人体防病和抗癌功能，能维持人体上皮组织的健康，能促进少年儿童 生长发育。 南瓜中果胶、食用纤维素和类胡萝h 素的含量较高。果胶含量占干物质的7 - 1 7 。果胶是一 种水溶 生食物纤维。它在制药、食品加工等方面有很高价值，近年医学研究发现果胶具有降低 血糖和胆固醇的作用，可用于治疗糖尿病和心血管硬化。果胶还具有抗癌降脂作用防止动脉粥 样硬化，可保护胃肠等消化道免受粗糙食物刺激，能粘结和消除体内细菌毒性和其它有毒物质。 食用纤维素被称之为“第七营养素”，它是平衡膳食结构的必需营养素之一，主要功能是防治“现 心病”，如冠心病、脑血管病、胆结石、糖尿病、肥胖病等。类胡萝i - 素同0 一胡萝i - 素一样， 具有消除自由基、抑制肿瘤形成及动脉粥样硬化等功能。类胡萝l - 素是很强的抗氧化剂，可以预 防机体的氧化损伤。 2 3 南瓜利用的新方法 通过对肓瓜的营养及其功用的分析可以看出，南瓜的营养价值既丰富叉全面，并有着广泛的 丢疗和保健作用。目前，南瓜作为保健食品，以其独特的营养保健作用，越来越受到消费者的重 疆国内外市场对南瓜粉的需求量日益增大。虽然南瓜制品有很好的市场需求，但我国的南瓜制 品由于受南物料特性的制约，原有几种产品在加工工艺及产品特性等方面差强人意。主要表现 在南瓜全粉产品质量不稳定，品种单调、口感粗糙；速溶南瓜粉原料出汁率低，加工过程中营养 损失较大，产品加工成本高，价格昂贵，难以接近广大普通消费者。因此应在改善产品营养的全 面性、提高产品品质、方便应用、降低成本等方面，探索南瓜利用的新方法和新形式，进一步促 进南瓜加工业的发展。 为此，本课题在参考、分析其他南瓜加工产品工艺特性、产品特性、营养特性和商品特性的 基础上，提出了将南瓜干制后。对其进行膨化加工，开发成一种新产品一一即食南瓜粉，全面保 留南瓜中的各种营养成分，同时通过挤压膨化改善南瓜粉冲调性和适口性，使即食南瓜粉成为一 种价格低廉、食用方便、营养完整的天然保健食品。 7 硕士学位论文 2 南瓜的营养、功用及其新的利用方法 1 即食南瓜粉是一种价格低廉的食品 首先，南瓜在我国种植广泛，并且产量高，即食南瓜粉的原料比较容易获得，有利于降低产 品成本。其次，即食南瓜粉以南瓜干粉为原料进行再加工，南瓜中除瓜瓤和瓜子以外的部分都用 于加工，原料利用率离，产品的得率高也有利于降低产品的成本最后，膨化加工技术将供料、 输送、加热、成型、熟化、杀菌、干燥等连为一体。避免了串联多台单功能机种，极大的简化了 加工工艺，提高了能源的利用率( 通常吨成品能源消耗是传统加工方法的6 0 _ _ 8 0 ) ，能连续生产 生产效率高，因此能降低南瓜粉的生产成本，提高即食南瓜粉的市场竞争能力。 2 即食南瓜粉是一种食用方便的食品 尽管南瓜在我国种植广泛，南北各地均有栽培，但南瓜收获毕竟有季节性，另外，在南瓜的 贮存、运输过程中都会造成较大的人员和资源浪费。在即食南瓜粉加工过程中，南瓜淀粉可充分 糊化，提高了吸收率和利用率，而且干制的产品有效延长了南瓜产品的货架期。另外。即食南瓜 粉可即冲即饮，食用方便，。 3 即食南瓜粉是一种营养全面、均衡的食品 即食南瓜粉以南瓜干粉为原料进行再加工，南瓜中除瓜瓤和瓜子以外的部分都可利用，使南 瓜中的营养成分得到最大限度的保留。膨化过程是典型的高温短时( h t s t ) 过程，对南瓜粉中的 类胡萝i - 素、维生素等热敏性营养成分破坏程度很低，有利于提商整个产品的营养价值。另外在 产品的加工过程中没有水溶和醇溶单元操作，避免了南瓜中固形物的损失。 4 即食南瓜粉是一种具有医疗功效的保健食品 通过挤压膨化即食南瓜粉中部分纤维素、木质素微粒化，可溶性膳食纤维含量增加这不仅 能有效改善南瓜粉的冲调性和口感，同时也能提高降血糖、降胆固醇的医疗作用。在膨化过程中 南瓜淀粉颗粒受高强度的挤压、剪切、摩擦作用，在水分含量较低的情况下，充分溶胀、糊化， 南瓜粉中还原糖含量增加，产品的还原能力增强，有利于提高产品治疗“糖尿病”的功效。另外 物料在挤出模具时，由于高温高压状态突降到常温常压状态，物料发生瞬间“闪蒸”，失去部分 水分形成多孔的疏松质结构，该结构有利于消化酶的作用，使产品易消化吸收。 毫 硕士学位论文 3 即食南瓜粉加工工艺的确定 ! _ _ _ _ _ _ _ _ - _ l - _ l _ l _ - - _ - - _ - _ _ l _ - _ _ l _ - - _ - - _ _ - _ _ _ l - _ _ i i i i _ 3 即食南瓜粉加工工艺的确定 3 1 膨化加工的理论基础 所谓膨化加工就是利用相变和气体的热压效应原理。使被加工物料内部的液体迅速升温汽 化、增压膨胀，并依靠气体的膨胀力，带动组分中高分子物质的结构变化，从而使之成为具有蜂 窝状组织结构特征、定型的多孔状物质的过程。依靠该工艺过程生产的食品统称为膨化食品。 为研究分析方便，将整个膨化过程分为三个阶段( 参见图3 一1 ) ，第一阶段为挤压段，此时物料内 部的液体因吸热或过热发生汽化：第二个阶段为高温高压段，汽化后的气体快速增压并开始带动 物料膨胀：第三阶段为模板固化段，当物料内部的 瞬间增压达到和超过极限时，气体迅速外溢，内部 因失水而被高温干燥固化，最终形成泡沫状的膨化 产品。 挤压膨化技术是将一般的挤压与蒸煮食品的功 能合并于一机完成的。含有淀粉或蛋白质的原料， 在膨化腔内由转动的螺杆进行输送、挤压，物料在 此过程中获得和积累能量而达到高温高压、带有流图3 1膨化过程 动性的凝胶状态。此时所有的成分均积累了大量的能量，水分呈过热状态：当骤释至常压时，这 两种高能状态体系即朝向混乱度增大( 即熵值增大) 的方向进行，而发生膨化。膨化使过热状态 的水分瞬间汽化而发生强烈爆炸，水分子约膨胀2 0 0 0 倍；物料组织受到强大的爆破伸张作用而 形成无数细致多孔的海绵体体积增加几倍到几十倍，组织结构和理化性质也发生了变化。高温、 高压和机械剪切力的联合作用，使淀粉糊化、蛋白质变性、酶钝化。同时，也使杀菌充分。在挤 压膨化时，物料的温度高达1 8 0 2 0 0 “ c ”j 。而物料在膨化机中的滞留时间仅5 1 0 s 。因此，挤压膨 f 皂加工为典型的高温瞬时加工，它对保存食品营养成分保存，形成食品良好的质地、风味和口感 都十分有利，在微生物方面也是安全可靠的。斯坦布( s t u m b o ) 曾说：“食品工业史上，最重要 的发现之一是采用短时间的高温，在杀菌值上与应用长时间的低温是等效的。” 从膨化的发生过程分忻物料特性和其外界环境与膨化直接关联。换言之，只有当物料与环 境同时符合嘭化所需的特定条件时，膨化才有可能得以顺利进行。所谓特定条件就是： 1 在膨化发生以前，物料内部必须均匀含有安全的汽化剂，即可汽化的液体： 2 从相变段到增压段物料内部能广泛形成相对密闭的弹性气体小室，同时，要保证小室 内气体的增压速度大于气体外泄造成的减压速度，以满足气体增压的需要： 3 构成气阵小室的内壁材料，必须具备拉伸成膜特性，且能在固化段蒸汽外溢后，迅速干 燥并固化成膨化制成品的相对不回缩结构网架。而成品的网架材料除淀粉、蛋白质外 少量其它高分子物质亦可充填其间，如纤维素等。 4 外界要提供足以完成膨化全过程的能量，包括相变段的液体升温需能、汽化需能、膨胀 需能和干燥需能等。 9 硕士学位论文 3 即食南瓜粉加i n - 艺的确定 3 2 膨化加工过程中物料营养成分的变化 3 2 1 膨化过程中淀粉的变化 淀粉在挤压进程中的变化主要是糊化、糊精化和降解。最明显的变化是糊化( 即a 化) 糊 化后淀粉的口感、营养、存贮及冲调速食性能均有显著提高，淀粉分子在膨化过程中可断裂为短 链糊精和降解为可溶性还原糖，而使溶解度、冲调性、消化率和风味口感得到提高，表3 一i 以 玉米和黍米为例给出有关参数在挤压膨化后的变化【l “。一般情况下，当淀粉在水中加热糊化时， 淀粉粒依靠大量吸收水分而膨胀，使淀粉胶束成平行排列，淀粉粒破裂而糊化，所以当物体脱水 干缩和降温时，淀粉又回复到糊化前状态，出现“返生”现象。对于膨化淀粉，因物料水分含量 并不很高( 2 0 3 5 ) 1 1 7 j ，故其并不是依靠大量吸水膨胀，而是依靠挤压机内的高温高压使其 分子运动加剧水分子强烈渗透，发生位移重排，然后在挤压机模上产生瞬间卸压汽化爆裂，使 淀粉粒破裂，淀粉分子缔合氢键被破坏，淀粉发生不可逆膨胀而糊化，并且膨化与脱水( 干燥) 几 乎是同一瞬间完成，故其不存在失水、干缩、返生问题。 淀粉在挤压过程中糊化度的大小受挤压温度、物料水分、剪切力、螺杆结构及在挤压机内的 滞留时间、模头形状等因素影响。一般规律是高水分、低温挤压使淀粉部分糊化；低水分、高温 挤压有利于提高淀粉的糊化度且使淀粉部分裂解为糊精。 淀粉有直链淀粉与支链淀粉之分，它们在挤压过程中表现出不同的特性。m a r r a g 等研究认 为，淀粉中直链淀粉与支链淀粉的比别会影响挤压制品的质构特性。支链淀粉能促进膨化，使产 品变轻、变松脆。相反直链淀粉含量高的原料制成的产品质地较硬，膨化度较小i l ”，报道说 5 0 直链淀粉与5 0 支链淀粉混合挤压可得到最佳的膨化效果；另外，来源不同的淀粉其挤压效 果也存在差异，小麦、玉米、大米中的谷物淀粉具有较好的膨化效果，块茎淀粉不仅具有很好的 嘭化性能而且又具有十分好的粘结能力。 表3 - 1谷物挤压膨化后有关参数的变化”i 3 2 2 膨化过程中纤维的变化 纤维包括纤维素、半纤维素和木质素，它们在食品中通常充当填充剂。由于用于挤压的纤维 原料及挤压采用的设备和工艺条件不同。对挤压过程中纤维数量的变化文献报道差异较大。f o m a l 等对养麦与大麦的挤压研究，w a n g 与合作者对小麦和小麦麸皮的研究表明，挤压后的纤维数量 降低而b j o r c k ( 1 9 8 4 ) 、o s t e r g a r d ( 1 9 8 9 ) 分别对全麦粉及全大麦粉的挤压研究结果正好同上述相反； i o 硕士学位论文 3 即食南瓜粉加工工艺的确定 至于s i l i j e s t m n ( 1 9 8 6 ) 及s c h w e i z e r ( 1 9 8 6 ) 则研究认为全麦粉在挤压过程中其总纤维含量不发生变 化。但对挤压过程中纤维质量变化的研究结果较为一致，均表明纤维经挤压后其可溶性膳食纤维 的量相对增加，一般增加量在3 左右，表3 - - 2 是w a n g 与合作者在不同条件下分别对整粒小麦 与小麦麸皮挤压后纤维变化的结果。这种结果是挤压过程中的高温、高压、高剪切作用促使纤维 分子间价键断裂，分子裂解及分子极性变化所致由于可溶性膳食纤维对人体健康具有特殊的生 理作用( g o r d o n ，r h u b e r ，1 9 9 1 ：c u m m i n g s 。j h 。1 9 7 8 ) ，因此采用挤压手段开发膳食性纤维无 疑是一个很好的方法。 食品工业中的纤维原料主要来源于玉米、饼粕、糠麸及糟渣。在挤压过程中纤维主要是影响 挤压食品的膨化度，其规律一般是膨化度随纤维添加量增加而降低，但不同来源的纤维或纤维纯 度不同对膨化度的影响均有明显差异，其中以豌豆和大豆纤维的膨化能力为好，它们在以淀粉为 主原料的食品中添加量达到3 0 对最终产品的膨化度也无显著影响，而像燕麦麸及米糠，由于它 们含有较高的蛋白质及脂肪，其膨化能力就很差。 表3 - 2 挤压对纤维品质的影响 膳食纤维( ) 处理条件 总纤维不溶性纤维可溶性膳食纤维 整粒小麦 未处理小麦 1 4 01 2 8 d1 2 5 d 2 0 0 r r a i n 1 0 3 2 1 1 3 3 c1 1 3 c19 7 c d 3 0 0 r r a i n 1 1 7 ，2 0 1 3 ，l c1 1 2 c1 9 4 c d 4 0 0 r r a i n 1 1 9 ，2 1 1 3 ，4 c 1 1 2 c2 1 9 b c 麸皮 未处理麸皮 5 5 4 a5 3 7 a17 2 c d 1 2 0 0 r m i n 1 0 9 ，2 0 5 5 4 0 b ，5 1 0 b c2 9 6 b 3 0 0 r m i n 1 3 7 ，1 8 二 5 4 7 a b5 1 8 b2 8 9 b | 4 0 0 r m i n 1 4 0 2 1 8 5 4 4 a b5 0 2 c4 2 5 a i 注：1 上述挤压条件分剐为挤压机螺杆转速、出模料温及出模物料水分； 2 圊一列后有不i 主l 字母的表示其差异显著蛀( p a b 。最佳工艺条 件为a 2 8 3 c 3 ，即物料水分1 8 ，玉米粉含量4 0 ，挤压温度1 3 0 。 由于玉米粉含量高于2 5 时，即食南瓜粉所特有的香味反而减弱。所以，最后确定即食南瓜 粉的最优工艺参数为物料水分1 8 ，玉米粉含量2 5 ，挤压温度1 3 0 “ c 。并且，用上述参数试验 得到了比较理想的产品。 硕士学位论文4 即食南瓜粉膨化工艺的试验研究 衰4 - 7 挤压膨化试验方案及结果 a 物料水分b 玉米粉含量c 挤压温度d 喂料速度膨化度 试验号 ( )( )( 3 2 )k g 1 1 “ ( c m 3 g ) 优化水平 a 2b 2c 2 1 a 1 ( 1 2 )b 1 f 1 6 6 7 )c 1 ( 8 0 )d o s 0 ) 1 6 2 2 a 1 ( 1 2 )b 2 ( 2 5 )c 2 ( 1 1 0 1d ( 3 5 0 ) 1 9 6 3 a 1 ( 1 2 )b 3 ( 4 0 )c 3 ( 1 3 0 )d ( 3 5 0 ) 2 2 l 4 a 2 ( 1 8 1 b 1 ( 1 6 6 7 )c 2 ( 1 1 0 1d ( 3 5 0 ) 1 9 8 5 a 2 ( 1 8 1b 2 ( 2 5 )c 3 ( 1 3 0 ) d ( 3 5 0 ) 2 4 0 6 a 2 ( 1 8 、b 3 ( 4 0 )c l ( 8 0 )d ( 3 5 0 )1 9 5 7 a 3 ( 2 2 )b 1 ( 1 6 6 7 )c 3 ( 1 3 0 )d ( 3 5 0 ) 1 6 9 8 a 3 ( 2 2 )b 2 ( 2 5 )c 1 ( 8 0 ) d ( 3 5 0 ) 1 6 0 9 a 3 ( 2 2 )b 3 ( 4 0 )c 2 0 1 0 1 d ( 9 5 0 ) i 9 2 k 1 1 9 31 7 61 7 2 融3 1 11 9 9i 9 5 k 3i 7 4 2 0 32 1 极差r 0 3 702 70 3 8 4 5 小结 通过上述膨化工艺试验得出以下结论： 1 当原料配比南瓜粉：玉米粉= 3 ：1 ，原料含水量为1 8 时即食南瓜粉的膨化度为2 4 0 c m 3 g ， 香气、色泽、味道等综合指标较理想。 2 添加玉米粉能有效改善即食南瓜粉的酥脆性，但添加量低于2 0 时对产品的膨化度影响不 大，但过高( 大于3 0 ) 会明显降低即食南瓜粉所特有的香味。添加量宜控制在2 5 左右。 3 加工即食南瓜粉的p 4 0 0 膨化机最优螺杆配置为： 单+ 单+ 单+ 单+ 单+ 1 1 0 汽塞+ 1 4 模头 4 试验得出的p 4 0 0 膨化机生产南瓜粉的较优工艺参数为：螺杆螺距( 3 7 r a m ) 、螺杆与膨化腔 的间隙( 1 m m ) 、螺杆轴转速( 6 0 0 r p m ) 、模孔直径( 1 4 m m ) ，膨化温度为1 9 0 3 2 ，汽塞选 用3 # 汽塞( 直径由1 1 0 r a m ) 。 硕士学位论文 5 即食南瓜粉冲调性的涓定及其主要影响因素 _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ - _ _ _ _ _ _ - _ _ - _ _ _ _ - - - - - - - _ _ _ _ _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ 5 即食南瓜粉冲调性的调整及测定 5 1 即食南瓜粉的冲调性 此处所言即食南瓜粉的冲调性包含颗粒的复水性、分散性和可溶性固性物的溶解性等多 重意义，为一综合考核指标。其中各分项指标制定的依据主要参照即食南瓜粉的使用要求 由于即食南瓜粉产品定性为方便食品，使用时加入温开水冲调后即食南瓜粉颗粒应该 能够迅速吸水、膨胀、软化：在适当搅拌下即食南瓜粉颗粒能够均匀分散；原有的果胶、糖 类等溶解性物质能充分溶解并起到增稠和稳定作用；冲调后得到质构均匀细腻、成糊性好、 口感丰满的方便食品。 5 2 粉状产品结块的机理分析 在对粉状产品的调查中发现，几乎所有的产品都存在冲调结块现象。当前对冲调性研究 比较多的是奶粉2 ”，工艺