本科毕业论文-一种川味苦荞芽菜的开发研制.doc

本 科 毕 业 论 文题 目 一种川味苦荞芽菜的开发研制 学院(部) 生物产业学院 专 业 食品质量与安全 学生姓名 刘 辉 学 号 200910518113 年级 2009 指导教师 赵 江 林 职称 讲 师 2013年 5 月 27日 一种川味苦荞芽菜的开发研制专 业：食品质量与安全 学 号：200910518113学 生： 刘 辉 指导教师：赵江林摘要：苦荞麦是一种具有很好营养价值和保健功能的药食同源作物。本研究以优质苦荞为原料，进行了新型功能蔬菜-川味苦荞芽菜的开发研制。首先建立了苦荞芽菜的生长动态曲线，结果表明苦荞芽在生长至1012天时为适宜采收时间，其鲜重达到最大值8.15g/50粒，相应其干重为0.58g/50粒，黄酮含量高达27.97 mg/g。然后利用单因素方差法和正交试验设计对川味苦荞芽菜的制作工艺进行了筛选优化。分别确定出了苦荞芽菜的硬化条件：在0.5% 氯化钙和1.0% 的氯化钠溶液中浸泡30min；杀青条件：0.3%的柠檬酸和0.07%的抗坏血酸溶液中，100下处理3min；调料配方为：100g苦荞芽菜，1.0g味精，1.5g白砂糖，5g辣椒油，0.5g花椒粉。然后将其装袋密封，在6065巴氏杀菌30min中即可得到“川味苦荞芽菜”。该产品营养丰富，适口性好，且具有一定的保健功能。本研究结果为川味苦荞芽菜的开发生产奠定了基础，同时也有利于苦荞芽的进一步开发利用。关键词: 苦荞麦；苦荞芽；黄酮类物质；生产工艺；功能食品Development on a kind of Sichuan flavor vegetable of Tartary buckwheat sproutsSpecialty：Food Quality and Safety Student Number：200910518114Student：Liu Hui Supervisor：Zhao Jiang linAbstract: Tartary buckwheat is a pronounced medicinal and edible plant with high nutritional value and healthy function. The purpose of this study was to develop on a novel kind of functional vegetable-Sichuan flavor of tartary buckwheat sprouts. At first, the time courses of sprout growth and flavonoids accumulation was established, and the maximum fresh weight of buckwheat sprout was about 8.15g/50 sprouts when the cultured on days 1012. Corresponding, the sprouts dry weight was 0.58g/50 sprouts. And the highest flavonoid of buckwheat sprouts was 27.97 mg/g obtained on day 11. Moreover, the processing technology of Sichuan flavor vegetable of tartary buckwheat was optimized through the one-way ONOVA method and orthogonal design test. The optimal processing conditions were determined as follows, Hardening: immerging the buckwheat sprouts into 0.5% CaCl2 and 1.0% NaCl solutions for 30 min; Killing out: soaking the sprouts in 0.3% citrate and 0.07% ascorbic acid solutions for 3 min under 100; Spices composition: 100 g buckwheat sprouts, 1.0g gourmet powder, 1.5g sucrose, 5.0g capsicol, and 0.5g pepper powder. Then, the product was packaged, and submitted for sterilization at 6065 for 30min. According to the optimal conditions, the prepared buckwheat sprouts was full of nutriments, and tasted suitable, as well as healthy functional activity. These results obtained from present study could provide promising baseline information for the production of Sichuan flavor vegetable of tartary buckwheat, and more helpful for the application of tartary buckwheat sprouts in the future. Key words: Tartary buckwheat; Buckwheat sprout; Flavonoids; Processing technology; Functional food 目 录 绪 论1第1章 实验部分21.1 实验仪器21.2 实验材料31.3 苦荞芽菜的萌发31.3.1 选种31.3.2 消毒41.3.3 置种51.3.4 喷水51.3.5 取样 51.4 苦荞总黄酮含量的测定三氯化铝比色法61.5 川味苦荞芽菜的生产工艺61.5.1 川味苦荞芽菜生产的主要工艺流程61.5.2 原料清洗71.5.3 硬化71.5.4 杀青81.5.5 漂洗91.5.6 干燥91.5.7 拌料91.5.8 封袋91.5.9 杀菌101.6 川味苦荞芽菜的感官评价标准101.7 本章小结10第2章 实验结果112.1 苦荞芽菜收集时间的确定112.1.1 芦丁标准曲线122.2 苦荞芽生长动态结果122.3 苦荞芽生长动态曲线及苦荞中类黄酮生物活性物质含量的动态曲线122.3.1 苦荞芽生长过程中鲜重的动态曲线132.3.2 苦荞芽生长过程中其干重含量动态曲线图132.4 苦荞芽菜硬化条件的优化132.5 对苦荞芽菜杀青的条件优化142.6 川味苦荞芽菜配方的确定142.7 产品在贮藏过程中的品质分析142.8 本章小结14第3章 总结与展望15参考文献16致 谢161 绪 论 苦荞（Tartary buckwheat）又名鞑靼，属蓼科（Polygonaceae）荞麦属双子叶植物1。在我国西南的高寒山区资源较为丰富，是一独特的食药两用经济作物。利用苦荞麦子粒培育出的苦养菜（幼茎、叶），具有特殊的烹饪风味和良好的保健效果。随着人民生活水平的提高，无公害蔬菜、绿色天然蔬菜、食药兼用蔬菜已成为美味佳肴。苦荞菜属食药兼用绿色蔬菜，具有很好的营养与疗效作用，有利于改善人类膳食结构，促进人体健康。有研究表明26，苦荞麦芽中芦丁和懈皮素含量分别是其籽粒中含量的3.5倍和6.5倍；VB1+B6和VC含量为其籽粒的2.7倍和16倍；芦丁具有软化血管、改善微循环、类雌激素、抗氧化、清除自由基、抑菌消炎、抗癌、降血糖、降血脂作用等功效。研究发现芦丁、槲皮素还具有抗紫外线作用。此外，苦荞类黄酮还有利尿、解痉、镇咳、强心、止咳、平喘等方面的作用7。 并且苦荞麦芽在萌芽过程中，可以将微量元素由无机态转化为有机态，易于为人体所吸收。近年来，人们膳食理念已转变，绿色天然蔬菜已是人类健康的理想选择。我国部分农村，早已将其作为野菜食用，被认为是高血压发病率低的一个原因。随着人们对其价值的逐步深入认识，苦荞菜这一特殊蔬菜会很快成为都市人生活的理想蔬菜。苦养菜有广阔的市场开发利用前景。传统的苦荞加工利用基本上是纯手工操作，口感风味地域性较强的食品，如：凉粉、猫耳朵、荞丝、荞耙等，不易于商品化，消费区域也受到了一定限制。近年来，随着对苦荞开发研究的深入，逐渐开发出了苦荞挂面8，苦荞方便面、苦荞黄酒、苦荞茶（籽粒茶、叶芽茶、胚芽茶等），而关于苦荞芽菜制品尚未见报道9。本研发旨在以丰富苦荞芽菜产品类型，为苦荞芽菜的开发提供依据，为工业化量产提供思路。 在本实验中，我们主要从以下几个方面进行研究。第一，苦荞芽菜的萌发10与采收；第二，苦荞芽菜黄酮提取分析条件的建立；第三,苦荞芽菜生产工艺的完善；第四，苦荞芽菜产品分析。第1章 实验部分1.1 实验仪器 DHG-9246电热恒温鼓风干燥箱；UV-3200S紫外可见分光光度计；ESJ-4电子天平；苏泊尔电磁炉；脱气机；LDZX-50KB立式压力高压蒸汽灭菌锅；铝锅、温度计、 纱布培养盘 、人工气候箱、 喷水壶。1.2 实验材料 苦荞（西荞1号）；无水氯化钙 、柠檬酸、 抗坏血酸、辣椒、蔗糖、花椒粉、味精 均为食用级； 芦丁标准品（中国药品生物制品检定所, 批号：100080- 200707）；氯化钠；无菌水；三氯化铝；60%乙醇（分析纯）等。 1.3 苦荞芽菜的萌发 1.3.1 选种： 选择成熟饱满、大小适中、均匀一致、无霉变、健康的苦荞麦种子（西荞一号）作为萌发材料。 1.3.2 消毒： 将挑选好的供试苦荞麦种子用0.2%氯化钠溶液消毒30min，用无菌水洗净。 1.3.3 置种： 将消毒好的苦荞麦种子浸泡在无菌水中（约2小时），然后将其置于铺有3层滤纸（滤纸用无菌水浸透，以浸透滤纸并稍有剩余为宜，约20mL）的培养盘中，每盘300粒，放置均匀，（若是大规模制备苦荞芽原料，则可浸泡后的苦荞麦种子置于铺有3层纱布的发芽盘内），然后将发芽盘置于人工气候箱内，温度控制在25，湿度控制在75%，每天光照约12h（或直接将盛有种子的发芽盘置于实验室工作台桌面上，根据季节、温度而定）。 1.3.4 喷水： 实验周期内，每天定期向其中加入约30mL无菌水（可用喷水壶均匀喷洒），以尽量较少水势变动为宜（可根据发芽盒中具体的水量，每天添加的水可有少量的增减，发芽盛期3-7天需水量相对较大）。 1.3.5 取样： 试验周期大致为1012天，若是建立苦荞麦生长动态及黄酮类成分生物合成动态曲线，则从出芽第一天起，每天取样，每个发芽盘中的种子（约4060粒）为一个重复，每天取23个重复（应根据实际情况而定）。 1.4 苦荞总黄酮含量的测定三氯化铝比色法111.4.1 标准曲线的建立（以芦丁为代表苦荞芽中总黄酮物质）芦丁标准品的制备：称取0.005g芦丁标准品于烧杯中，加60%的乙醇溶液溶解，转移到25mL容量瓶中，再用60%的乙醇溶液定容至刻度，得到0.05mg/mL的芦丁标准溶液。测定波长的选择： 取上述芦丁标准液1.00mL于10mL容量瓶中，加入0.1mol的三氯化铝溶液2mL和1mol/L的醋酸钾溶液3mL，用60%乙醇溶液定容至刻度，同时做空白试验，放置30分钟后，在270500nm波长范围内进行扫描，确定最大波长为420nm。标准曲线的绘制：分别取上述芦丁标准液（0.25mL、0.500mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL）于10mL容量瓶中，加入0.1mol/L的三氯化铝溶液2mL和1mol/L的醋酸钾溶液3mL，用60%乙醇溶液定容至刻度，同时做空白试验，放置30分钟后，在最大波长处测定吸光度值。记录不同浓度下对应的吸光度值，绘制成标准曲线。1.4.2 苦荞芽总黄酮的提取及含量测定采用超声法提取苦荞芽总黄酮：称取苦荞芽粉末0.2g，精密称量，加入60%的乙醇定容至25mL，超声处理30分钟，超声后过滤，分别取1mL待测滤液于10mL容量瓶中，加入0.1mol/L的三氯化铝溶液2mL和1mol/L的醋酸钾溶液3mL，用60%乙醇溶液定容至，同时做空白试验，放置30分钟后，在最大波长处测定吸光度值。结合标准曲线及样品检测结果，分析计算苦荞芽中总黄酮物质的含量。黄酮得率的计算方法为：黄酮得率（%）=C分取倍数V/W100式中 C被测提取液的浓度（g/mL）； V提取液体积（mL）； W加入的物料量（g）1.4.3苦荞芽生长动态的建立（鲜重、干重、总黄酮） 从出芽第一 天起每天取3个培养盘，每个培养盘中随机取30株苦荞芽测量其胚根、胚芽长度，其每个培养皿中的苦荞芽取出称量湿重后，烘干，再称量干重，记录数据。制作苦荞芽生长动态结果统计表。1.4.4苦荞芽生长动态曲线绘制 根据表2-2绘制苦荞芽生长动态曲线。 1.5 川味苦荞芽菜的生产工艺12-13 1.5.1 川味苦荞芽菜生产的主要工艺流程 1.5.2 原料清洗 选择颜色一致无腐烂无病虫害的新鲜苦荞芽菜，剪去老根后进行分级然后在清水中漂洗干净捞起控干水。 1.5.3 硬化 果蔬当中含有的果胶类物质为亲水性物质，在杀青过程中容易受到破坏使组织软化，降低产品的脆嫩度因此芽菜在加工前有必要进行硬化处理将含有果胶的原料在一定浓度Ca2+ 的溶液中浸泡一段时间，通过高离子与果胶的相互作用形成凝胶，可以增加原料的硬度和脆度，对制品进行增硬保脆。按1:3 的料液比将芽菜于浓度为0.1%1.0%氯化钙和0.5%1.5% 的氯化钠溶液中浸泡10min30min 捞出控水 ,硬化的正交实验见表1-1. 表1-1 硬化条件正交试验因素水平选择表水平A 氯化钙浓度（%）B 氯化钠浓度（%）C 浸泡时间（min）1230.10.51.00.51.01.5102030 1.5.4 杀青 果蔬当中含有多种酶类，尤其是多酚氧化酶的存在，使果蔬在加工过程中出现褐变现象。为防止果蔬在加工过程的褐变，可以采取四种方法：【1】加热破坏酶的活力；【2】调pH降低酶的活力；【3】加抗氧化剂；【4】与氧隔绝。 本研究采取用柠檬酸和抗坏血酸溶液漂烫的方法，合并使用几种措施，以期达到有效防止褐变的效果。经单因素实验发现，过高的柠檬酸和抗坏血酸浓度虽然护色效果好，但酸浸入芽菜组织较多，不易漂洗出来，使产品有酸味，影响口感，而过低的浓度护色效果较差；0.2%0.4% 的柠檬酸和0.05%0.07%的抗坏血酸为适宜的浓度，漂烫时间过长会使苦荞芽菜变软，且可溶物损失较大，而时间过短使芽菜组织内部温度达不到要求，护色效果不理想，13min 的漂烫时间较为适宜。杀青的正交因素表见表1-2. 表1-2 杀青条件正交试验因素水平选择表水平A 柠檬酸（%）B 抗坏血酸（%）C 漂烫时间（min）1230.20.30.40.060.070.08123 1.5.5 漂洗 杀青苦荞芽菜立即捞出于冷水中漂洗冷透并于流水中冲洗10min。 1.5.6 干燥 芽菜的含水率非常高达90% ，在拌料前需用脱去一部分水分有利于产品保藏和防止拌料后油水分离，但同时还要保证产品脆嫩的口感。1.5.7 拌料 据查阅资料得知：影响川味苦荞芽菜的口感的主要因素为：辣椒油用量，花椒粉用量，食盐用量和蔗糖用量。配方的正交试验表见表1-3. 表1-3 配方的正交试验因素水平选择表水平A 辣椒油（g）B 糖（g）C 盐（g）D 花椒粉（g）140.520.5251.030.6 361.540.7 1.5.8 封袋 一般大袋装100g，小袋装50g。 1.5.9 杀菌 采用巴氏杀菌的方式，将产品放置于水浴锅中加热到6265，保持30分钟。 1.5.10 贮藏 其成品在干燥、阴凉的地方贮存。 1.6 川味苦荞芽菜的感官评价标准评分标准特征描述及评分细则色泽（20分）芽菜体与新鲜芽菜色泽相近，汤汁色泽鲜亮，清澈（1820分）芽菜体色泽略暗且不一致，汤汁色泽鲜亮（1517分）芽菜体与新鲜芽菜色泽差别较大，汤汁有浑浊（14分）组织形态（20分）组织脆嫩，菜体完整（1820分）组织较脆嫩，菜体较完整（1517分）组织不完整，菜体不完整（14分）滋味气味（40分）具有产品应有的滋味与气味，无异味（3640分）滋味、气味较佳（2935分）滋味、气味欠佳（28分）外观（20分）密封完好，无胀袋漏气，无油水分离现象（1820分）密封完好，略有油水分离现象（1517分）密封完好，有油水分离现象（14分） 注：综合评分=色泽0.3+组织形态0.3+滋味气味0.2+外观0.2（产品品质评价采用加权评分检验法总分为100分评价，方法为：随机选择16 人 组成评定组对产品进行感官评定，评定结果作为产品最终方案。）1.7 本章小结为了更好地利用苦荞芽菜中的黄酮类功能成分，我们对其浸提条件进行控制，采用三氯化铝法对其进行总黄酮的测量，并采用单因素结合正交设计的方法，对其进行分析测定，从而确定测量黄酮的最优条件。关于苦荞芽菜的配方，我们同样采用正交设计的试验，根据已定的苦荞芽菜感官评价标准，对其进行综合评分从而判定最优配方，再加入蔗糖，进一步确定苦荞芽菜的配方。下面将进一步的介绍各步骤的优化细节。 第2章 实验结果 2.1 苦荞芽菜收集时间的确定 2.1.1 芦丁标准曲线按照1.4.的方法绘制芦丁标准曲线，当芦丁浓度为0.00125、0.0025、0.005、0.010、0.015、0.020和0.025mg/mL时，其对应的吸光值A分别为0.043、0.087、0.161、0.324、0.478、0.665和0.817。如下表2-1所示： 表2-1不同浓度的芦丁标准液对应的吸光值芦丁浓度（mg/mL）吸光值（A）0.001250.0430.00250.0870.0050.1610.010.3240.0150.4780.020.6650.0250.817以芦丁浓度C为横坐标，吸光值A为纵坐标，用Excel做最小二乘法的线性回归得芦丁浓度C与吸光值A的关系曲线的回归方程为A=32.689C+0.0001，R2=0.9994。如图2-1： 图2-1 芦丁标准曲线 2.2 苦荞芽生长动态结果表2-2. 苦荞芽生长动态结果统计表时间（d）鲜重（50粒/ g）干重（50粒/ g）总黄酮含量（mg/g）11.33040.37521.21621.73060.4122.40132.20.43216.37643.25060.4257.91254.17170.446110.54465.13830.459113.94676.34220.48515.43786.3270.513219.14397.19240.54123.415107.74160.566827.212118.01340.577227.967128.1460.55526.731137.9120.60926.654147.4320.71226.631157.3410.808425.847由表可知，在培养的前12天，苦荞芽菜的鲜重、黄酮量都随着增加并趋渐平稳；但随着培养的继续，苦荞芽菜的鲜重、黄酮量又有所降低。特别是在11天的时候达到最大，其中总黄酮量达到了27.967 mg/g2.3 苦荞芽生长动态曲线及苦荞中类黄酮生物活性物质含量的动态曲线2.3.1 苦荞芽生长过程中鲜重的动态曲线图 2-22.3.2 苦荞芽生长过程中其干重含量动态曲线图 图 2-32.3.3 苦荞2.3.2 苦芽生长过程中其总黄酮含量动态曲线 图2-4 2.4 苦荞芽菜硬化条件的优化表2-3 硬化条件的 L9(34)正交试验结果实验号A（氯化钙浓度）B（氯化钠浓度）C（浸泡时间）综合评分11（0.1%）1（0.5%）1(10min)80212（1.0%)2(20min)83313(1.5%)3(30min)8842（0.5%）129452239762319273（1.0%）1393832186933290K1J251267258K2J283270267K3J269266278RJ10.71.36.7硬化条件的选择：研究表明，过低的氯化钙浓度增脆效果差，过高的浓度对护色有影响，且使产品发苦。氯化钙适宜浓度为0.1% 1.5%，再辅以0.1% 2.0% 的氯化钠，既起到良好的护色增脆效果，又不影响产品的风味和口感。 由图表可知：硬化条件理想组合为A2B2C3，即0.5% 氯化钙和1.0% 的氯化钠溶液中浸泡30min。据验证所得，在这样的条件下所得到的苦荞芽菜脆硬适宜。2.5 对苦荞芽菜杀青的条件优化 表2-4 杀青条件的 L9(33)正交试验结果实验号A 柠檬酸浓度B 抗坏血酸浓度C漂烫时间综合得分11（0.2%）1(0.06%)1(1min)70212(0.07%)2(2min)73313(0.08%)3(3min)7842(0.3%)128452238762318273(0.4%)1383832176933280K1J157176158K2J179180167K3J165171178RJ5.31.33.5由图表可知：0.3%的柠檬酸和0.07%的抗坏血酸为适宜浓度，杀青时间控制在3分钟左右。而且实验也表明，在这样的组合下，护色效果好，口感也好。 2.6 川味苦荞芽菜配方的确定 试验号A辣椒油B 糖C 盐D花椒粉感观评分11（4g）1 (0.5g)1 (2g)1 (0.5g)85.3212 (1.0g)2 (3g)2 (0.6g)88.3313 (1.5g)3 (4g)3 (0.7g)86.542 (5g)12391.15223184.56231289.373 (6g)13284.48321384.59332183.2K186.663 86.950 86.693 84.327 K288.340 86.060 87.513 87.357 K384.380 86.373 85.177 87.700 R3.960 0.890 2.336 3.373 表2-5 配方条件的 L9(34)正交试验结果由表的极差分析结果可知，各因素对产品品质，口感的影响主次顺序为：ADCB，即辣椒油花椒粉盐糖。据表所得，最优配方为A2B1C2D3，即每100g干燥苦荞芽菜中添加3.0g 盐，1.5g糖，5g 辣椒油，0.5g 花椒粉。再通过单因素实验确定加入1.0g的味精后使产品的口感得到了一个提升。故最终配方为：每100g苦荞芽菜中添加3.0g 盐，1.5g糖，5g 辣椒油，0.5g 花椒粉，1.0g味精。 2.7 产品在贮藏过程中的品质分析 作为一种快速消费品，我们必须要考虑产品的保质期问题，为此我们进行了比较常规的检测，即随机选取5袋100g的川味苦荞芽菜，然后检测了产品在一个月时间内的品质的变化，结果如下表： 表2-6 川味苦荞芽菜产品的后期品质分析时间（d）色香味质地描述微生物是否超标1410菜体颜色与新鲜芽菜无异，汤水油亮具有产品应有的气味，无异味麻辣适中，稍有酸味乃材料自带菜体完整，无油水分离现象否15菜体颜色与新鲜芽菜无异，汤水油亮具有产品应有的气味，无异味麻辣适中，稍有酸味乃材料自带菜体完整，无油水分离现象否20菜体颜色与新鲜芽菜无异，汤水油亮具有产品应有的气味，无异味麻辣适中，稍有酸味乃材料自带菜体完整，无油水分离现象否25菜体颜色与新鲜芽菜无异，汤水油亮具有产品应有的气味，无异味麻辣适中，稍有酸味乃材料自带菜体完整，无油水分离现象否30菜体颜色与新鲜芽菜无异，汤水油亮具有产品应有的气味，无异味麻辣适中，稍有酸味乃材料自带菜体完整，无油水分离现象否 2.8 本章小结通过实验分析，我们得到了收获苦荞芽菜的最佳时期为10-12天，对苦荞芽菜的杀青、硬化等的条件选择加上正交试验使我们得到硬化条件：在0.5% 氯化钙和1.0% 的氯化钠溶液中浸泡30min；杀青条件：0.3%的柠檬酸和0.07%的抗坏血酸中杀青时间3分钟；配方：每100g苦荞芽菜中添加3.0g 盐，1.5g糖，5g 辣椒油，0.5g 花椒粉，1.0g味精；最后通过对配方的不断完善，通过食品感观评价，最终得到一款适合我们大家口味又富含营养的“川味苦荞芽菜”。 第3章 总结与展望 在川味苦荞芽菜的开发研制中，我们首先进行了苦荞芽菜的萌发，由于此次需要的原材料较多，所以我们选择用培养盘进行萌发，每盘定量在300粒左右。然后是每天的喷水与测量（包括测黄酮含量和生长高度），以确定苦荞芽菜的采收时机。接着我们将满足实验需求的苦荞芽进行一系列拌料前处理，包括剪去老根，用0.5% 氯化钙和1.0% 的氯化钠溶液浸泡，用0.3%的柠檬酸和0.07%的抗坏血酸为其杀青，杀青时间控制在3分钟左右，杀青后的口感，保存时间都得到了提高。最后通过单因素、多因素正交实验的方法，得到拌制川味苦荞芽菜的最佳配方；后通过对工艺流程的完善制成具有保健功能，营养价值丰富且品质良好的川味苦荞芽菜。 在已有研究内容的基础上，还有如下内容值得进一步研究和完善。首先，还应对川味苦荞芽菜营养品质进行分析研究。其次，由于川味苦荞芽菜的研制是在实验室中完成，条件有限，如若要进行工业化生产，需对其生产工艺进一步完善。最后，我们还可以对川味苦荞芽菜进行功能性评价（抗氧化、降血糖、抗疲劳等），以更好的评价其开发利用价值15。在世界性的肥胖、高血糖、高血脂人数明显增加的情况下，苦荞由于其明显的降血糖、血脂作用，以及纤维素和灰分含量高等特点，正好可以满足人们对食品营养、健康和安全的基