（农产品加工及贮藏工程专业论文）复合蔬菜汁发酵饮料的加工工艺研究.pdf

复合蔬菜汁发酵饮料的加工工艺研究 摘要 南瓜、苦瓜、洋葱、胡萝卜都是营养价值丰富，在国内种植面积大的蔬菜， 其中我国南瓜和胡萝卜的产量在世界是居第一位。有诸多资料报道：常吃南瓜、 苦瓜、洋葱、胡萝卜可预防、治疗糖尿病和高糖症，主要原因是含有一些多糖、 苦瓜甙、类胡萝卜素、果胶和一些微量元素，因此具有很高的营养价值和药用价 值。 虽然我国的这四种蔬菜资源丰富，但加工的方法却比较落后，产品形式单 一，附加值低。提高蔬菜的加工技术，丰富产品的种类，扩大其利用价值，是食 品科技工作者和消费者共同关注的问题。 本试验以这四种蔬菜为原料，开发风味独特、有保健功能的复合蔬菜汁发 酵饮料，可为工业化规模生产蔬菜汁发酵饮料提供理论依据和工艺参数，对开发 蔬菜资料、提高经济价值有重要的实践意义。 本试验中研究复合蔬菜汁发酵饮料的加工工艺，试验研究了原料的处理方 法，通过研究菌种的特性，确定了发酵的菌种，获得了复合蔬菜汁发酵的工艺条 件及参数，筛选出适宜复合蔬菜汁发酵饮料使用的稳定剂和甜味剂。该产品色泽 亮丽、酸甜适宜、风味怡人、营养丰富。本论文试验研究主要获得如下结果： 1 、通过对不同比例的蔬菜浆发酵后的产品进行感官评定，得出最适宜乳酸 发酵的复合蔬菜浆浓度为复合蔬菜：水( 重量) = l ：2 。 2 、对蔬菜浆选择两种不同的杀菌条件，根据蔬菜浆颜色的变化，确定蔬菜 浆的最适宜杀菌方式为1 0 0 ，5 m i n 。 3 、在单因素试验的基础上，通过正交试验得到复合蔬菜浆乳酸发酵的最佳 工艺参数为：发酵温度3 7 ，接种量5 ，菌种配比l a l p = l ：1 ，发酵时间1 2 h 。 4 、用单一稳定齐i j c m c n a 、黄原胶、海藻酸钠对复合蔬菜汁发酵饮料稳定性 的影响进行试验，得到最佳稳定剂为黄原胶，使用量o 2 。 5 、通过对蛋白糖、甜赛糖、木糖醇等甜味剂进行综合评价，优选出适合复合 蔬菜汁乳酸发酵饮料使用的甜味剂为木糖醇，使用量为8 。 6 、具有新鲜的橙黄色，具有乳酸发酵的香味，酸甜适口，质地细腻、柔和爽 口，无异味，均匀细腻、无分层、无凝块。 关键词复合蔬菜汁发酵饮料加工工艺 s t u d yo nt h ep r o c e s s i n gt e c h n o l o g yo fc o m p o s i t e v e g e t a b l e sju i c ef e r m e n t e db e v e r a g e t h en u t n t i o n a lv a l u eo f p u m p k i n ，b a l s a mp e a r , o n i o na n dc a r r o t si s a b u n d a n t t h e s e v e g e t a b l e sa r ep l a n t e di nav e r yl a r g ea r e ai no u rc o u n t r y i ti sr e p o r t e di nal o to fi n f o r m a t i o nt h a te a t i n go f t e np u m p k i n ，b a l s a m p e a r ，o n i o na n dc a r r o t sc a l lp r e v e n ta n dt h e r a p yd i a b e t e sm e l l i t u sa n d h i g hs u g a rs y m p t o m t h em a i nr e a s o ni st h a t t h e y c o n m i ns o m e p o l y s a c c h a r i d e s ，c h a r a n t i n ，c a r o t e n o i d ，p e c t i na n dt r a c ee l e m e n t s ，s oi ti s o f h i g hn u t r i t i o n a lv a l u ea n dm e d i c i n a lv a l u e t h e s ef o u rv e g e t a b l e sa r ea b u n d a n ti n r e s o u r c e s ，b u ts t r a g g l i n g p r o c e s s i n gm e t h o d ，u n i t a r yf o r m ，l o wa d d e dv a l u e i ti sac o m m o n c o n c e r no fs c i e n t if i cw o r k e r sa n dc o n s u m e r st h a ti m p r o v et h ep r o c e s s i n g t e c h n o l o g y ，r i c ht h ep r o d u c tr a n g ea n de x p a n dt h eu t i l i z a t i o nv a l u e t h i se x p e r i m e n tu s e st h ef o u rv e g e t a b l e sa sr a wm a t e r i a l st od e v e l o p ak i n do fu n i q u ea n dh e a l t h c o m p o s i t ev e g e t a b l e si u i c e f e r m e n t e d b e v e r a g e i tc a np r o v i d eat h e o r e t i c a lb a s i sa n dt e c h n o l o g i c a lp a r a m e t e r s f o ri n d u s t r i a ls c a l ep r o d u c t i o no fv e g e t a b l e sf e r m e n t e db e v e r a g e s t h e r e i sp r a c t i c es i g n i f i c a n c ep r a c t i c es i g n i f i c a n c ef o r d e v e l o p i n gv e g e t a b l e d a t aa n da i s i n gi m p o r t a n te c o n o m i cv a l u e t h i st e s tr e s e a r c h e st h e p r o c e s s i n gt e c h n o l o g y o f c o m p o s i t e v e g e t a b l e sju i c ef e r m e n t e db e v e r a g ea n dt h ew a y so ft r e a t i n gr a w m a t e r i a l s t h ep r o c e s sc o n d i t i o n sa n d p a r a m e t e r so ff e r m e n t e dv e g e t a b l e s i sg o tb yt h es t u d yo ft h eb a c t e r i a ，w h i c hd e t e r m i n et h eb a c t e r i aa n dt h e s u i t a b l es t a b i l i z e ra n ds w e e t e n e r sf o r c o m p o s i t ev e g e t a b l e s ju i c e f e r m e n t e db e v e r a g e t h ep r o d u c t se q u i p p e dw i t hb r i g h tc o l o r ，a p p r o p r i a t e s o u rt a s t ea n ds w e e tt a s t e ，p l e a s a n tf l a v o r ，a n dn u t r i e n t r i c h t h er e s u l t so ft h i sp a p e ra r ea sf o l l o w s ： 1 t h eo p t i m u mc o n c e n t r a t i o no fc o m p o s i t ev e g e t a b l ea n dw a t e ri n m a s h e dv e g e t a b l ew a sg o t t e nb yo r g a n o l e p t i ct e s tf o rc o m p o s i t em a s h e d v e g e t a b l ew i t hd i f f e r e n tp r o p o r t i o n t h er e s u l tw a sc o m p o s i t ev e g e t a b l e ： w a t e r ( w e i g h t ) = 1 ：2 2 t h em a s h e dv e g e t a b l ew e r es t e r i l i z e dw i t ht w om e t h o d s ，a n d a c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n c e so fm a s h e dv e g e t a b l ec o l o u r s ，t h eo p t i m u m s t e r i l i z a t i o nc o n d i t i o ni s1o o 。c ，5 m i n 3 。b a s eo nt h es i n g l ef a c t o re x a m i n a t i o n ，t h eo p t i m u ms t e r i l i z a t i o n c o n d i t i o n g o t t e nb yo r t h o g o n a le x p e r i m e n t o fc o m p o s i t em a s h e d v e g e t a b l ei s ：t h ef e r m e n t a t i o nt e m p e r a t u r ei s37 ，t h ei n o c u l u ms i z e i s 5 t h er a t i oo fl a c t o b a c i l l u ss t r a i ni sl a ：l p = l ：1a n dt h ef e r m e n t a t i o n t i m ei s1 2 h 4 t h es t a b i l i t yo fc o m p o s i t ev e g e t a b l e sf e r m e n t a t db e v e r a g ew a s t e s t e dw i t hs i m p l e xs t a b i l i z i n ga g e n ta sc m c - n a ，x a n t h a ng u m o rs o d i u m a l g i n a t e a c c o r d i n g t ot h er e s u l t s ，t h eo p t i m u ms t a b i l i z i n ga g e n ti s x a n t h a ng u m ，t h eo p t i m u md o s a g ei s0 2 5 t h eo p t i m u ms w e e ta g e n tw a ss i n g l e do u tb ye v a l u a t i n gt h ee f f e c t s o fa l b u m e ns u g a r 、t r 5 0 a n dx y l i t 0 1 t h er e s u l ti sx y l i t o l ，t h eo p t i m u m d o s a g ei s0 2 6 t h ep r o d u c t i o ni sf l a s ho r a n g e ，i th a v ea r o m am a d eb ym a l o l a c t i c f e r m e n t a t i o n ，a n dt h es o u rt a s t ea n ds w e e tt a s t ea r em o d e r a t i o n t h e c h a r a c t e r i s t i c so fp r o d u c t i o na r ed e l i c a t e 、s o f ta n dr e f r e s h i n g i th a v en o s m e l l 、n o n h i e r a r c h i c a la n dn oc l o t s k e y w o r d s ：c o m p o s i t ev e g e t a b l e sj u i c e ；f e r m e n t e d b e v e r a g e ； p r o c e s s i n gt e c h n o l o g y 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，也不包含为获得吉林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。 学位做作者签名：很钇 签字日期： 咖宫年岁月占日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解吉林农业大学有关保留、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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保 存、汇编学位论文。同意吉林农业大学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。 学位论文作者签名：哥p 锰钇 签字日期： 湖年多月皇同 导师签名： 签字同期：雌洎蛹 吉林农业人学顾十学位论文 复合蔬菜汁发酵饮料的加工工艺研究 日i j舌 1 研究的目的意义 1 1 果蔬汁饮料的概述 水果和蔬菜是人类重要的食品，自古人类就开始用简单的方法如挤压、浸提等方法获 得蔬菜的汁液，但由于不了解蔬菜汁易破坏的原因，当时也只限于饮用前直接制造。 1 8 0 9 年，法国人a p p e r t 研究了著名的阿佩尔杀菌法( a p p e r t i z a t i o n ) ，并实际应用到食 品工业的食品保藏中。法国科学家l u i sp a s t e u r 发明的通过加热来杀死食品中微生物的方 法被称为巴氏杀菌法或巴斯德杀菌法( p a s t e u r i z a t i o n ) 。这开创一了工业生产无酒精果蔬汁 饮料的新纪元。美国人w e l c h 于1 8 6 9 年，德国人w e t t e r h a h n 于1 8 7 6 年和意大利人g i o v a n n i a p r a t o 于18 9 2 年分别在小型果蔬加工厂中制造出了水果原汁并成功地用巴氏杀菌法对其进 行了保藏作业【。 传统上人们早已认识到谷类和肉类中含有的磷、硫等物质会在人体中形成各种酸而起 酸性作用，我们把这些食品称为“酸性食品”；水果及蔬菜中富含钾、钠等矿物质，进入人 体后呈碱性作用，我们称之为“碱性食品”，这对人体有着重要生理意义【2 j 。 所谓果汁( 或蔬菜汁) 是指未添加任何外来物质，直接从新鲜水果( 或蔬菜) 中用压榨或 其他方法取得的汁液。以果汁( 或蔬菜汁) 为基料，加水、糖、酸或香料调配而成的饮品称 为果汁饮料( 或蔬菜汁饮料) 。 果汁饮料分为果汁、浓缩果汁、果汁类饮料三大类【2 】，蔬菜汁饮料分为蔬菜汁、混合 菜汁、发酵菜汁、酸化菜汁等四大类【3 】。 1 2 果蔬汁饮料的生产情况 果蔬汁的需求变化主要取决于收入、人口和价格的变化，随着社会文明的不断进步， 世界果蔬汁生产及贸易量一直呈上升趋势。但这些增长多集中于欧、美、日三大市场。随 着人类进入一二十一世纪，发展中国家经济条件改善，有望成为果蔬汁另一大消费市场【i j 。 从生产的品种看，目前主要是桔汁、柠檬汁、橙汁、苹果汁、葡萄汁、及其它果汁。 蔬菜汁的消费一改以往以番茄汁为主单一品种状况，新品种有所增加；但销售量仅限于发 达国家，许多发展中国家蔬菜汁市场一直处于开发、尝试阶段。随着人们重天然、保健， 讲求清淡、清凉口味的消费潮流，世界软饮料中，果蔬汁起着重要作用。而在果蔬汁国际 市场上，欧美同新产品市场成为引导果蔬汁新产品、新技术的开发与应用的先锋。 另外还有一些值得开发的品种、例如南瓜、苦瓜、洋葱、胡萝卜等。 1 2 1 南瓜的概述 南瓜，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。南瓜是人类最早栽培的古老作物之一，原产 于亚洲南部、非洲和南美洲地区，现在世界各地均有种植。它在我国己经有一千多年的栽 吉林农业人学硕士学位论文 复合蔬菜汁发酵饮料的加工丁艺研究 培历史，因其祖籍在南方，故取名日南瓜，南瓜具有“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。 从2 0 0 1 2 0 0 5 年的5 年间，全球南瓜总产量增加了1 0 9 ，其中加拿大增加5 5 1 ， 中国增加5 1 9 ，美国增加1 1 4 ，墨西哥下降8 2 ：同时各国的种植面积也在不断扩大， 这5 年问增加了1 0 9 ，中国增幅最大为2 5 9 ，韩国增幅1 3 7 。这是因为南瓜特有的 营养与保健功能已经引起各国重视的结果。但是单产情况却表现出仅有中国、美国、加拿 大在数量上有少许增加；中国增幅较大为1 9 7 ；单产量最高的荷兰数量保持平稳；单产 最低的加拿大增加1 8 3 ，大多数国家呈下降的趋势。但是单产下降这一问题己成为一个 全球性的问题，应该引起人们足够的重视。 表1 南瓜的基本营养成分 t a b l e1t h en u t r i t i o ne l e m e n ti nb a s i so fp u m p k i n 拄：每1 0 0 9 鲜甬j 艮中营乔成分及再售m r a g 南瓜果肉营养成分丰富而且全面，含有多种氨基酸【4 蚓，包括8 种必须氨基酸和儿童 必须的组氨酸，另外，还含有葫芦巴碱、戊聚糖、果胶、甘露醇、瓜氨酸【7 】、可溶性纤维 素、胡萝卜素【8 1 和磷、钾、钙、镁、锌、硅【9 】等。南瓜中还含有微量元素铬、镁和硒。南 瓜中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， 另外这些纤维素也不能被人体吸收。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【10 1 。王萍 1 l 】等( 2 0 0 2 ) 对南瓜果实的营养成分进行了测定，干物质含量在 1 1 4 2 1 5 2 3 之间，与其它瓜类蔬菜相比，干物质含量较高；可溶性糖含量达到了 5 5 7 - 7 5 2 ，与西瓜、甜瓜接近；果胶含量为7 1 7 ，占干重的9 9 8 - - 1 5 4 9 ， 比通常认为富含果胶丰富的胡萝卜( 8 1 0 b w ) 和番茄( 2 , - - - 7 9 d w ) 都高，是提取果 胶的一种重要原料；淀粉含量为1 3 4 - - 2 4 1 。南瓜果实所含维生素中p 胡萝卜素含量 很高，达到o 8 0 9 - - 5 4 2 2 m g 1 0 0 9 f w ，高于富含p 一胡萝卜素的胡萝b ( 4 7 9 m g 1 0 0 9 。f w ) 和 2 吉林农业大学硕十学位论文复合蔬菜汁发酵饮料的加丁t 艺研究 菠菜( 3 2 5 m g 1 0 0 9 f w ) 【1 2 】。南瓜属于高膳食纤维、低脂肪食物，富含可溶性膳食纤维果胶 【1 3 1 4 1 。s a n g m o o n j a n g ( 2 0 0 1 ) 【6 】等比较南瓜果皮、果肉的可溶性糖含量，发现果皮可溶性 糖含量为2 3 3 0 ，果肉3 9 3 0 。南瓜中有丰富的蔗糖，果糖和葡萄糖等低聚糖及南瓜多 糖。叶盛英等【1 5 1 ( 2 0 0 3 ) 研究表明，南瓜多糖( p u m p k i np o l y s a c c h a r i d e ，p p ) 由d 葡萄糖、d 一 半乳糖、l 阿拉伯糖、木糖和d 葡萄糖醛酸组成，为棕色粉末，溶于水，尤其易溶于热 水，不溶于高浓度的乙醇、丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂。 南瓜中含有8 m g 1 0 0 9 镁。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。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。 除此之外，南瓜中还含有f e ，能增强人体造血功能，提高多种酶的活力以及防止细 胞衰老，是预防高脂血症和调节血脂的良好食物。 1 2 2 苦瓜的概述 苦瓜( m o m o r d i c ac h a r a n t i al ) 是一种药食兼用的蔬菜。自古以来，苦瓜就被用于医药， 传统上它被用于治疗消化道溃疡。苦瓜的种子和果实具有明显的降血糖作用【l 酬。人们对其 在各种疾病( 糖尿病、痛经、湿疹、黄疸、腹痛、。肾结石、麻风病、痔疮、肺炎、牛皮癣、 泻剂、风湿、发热等) 的治疗方面进行了大量研究。近年来的研究表明，苦瓜具有抑制幽 门螺旋杆菌的活性，研究还表明它对多种癌症，如淋巴白血病、绒毛膜癌、恶性黑素瘤、 乳腺癌、皮肤癌、前列腺癌、膀胱癌等具有一定的预防和治疗效果【1 7 1 引。 苦瓜的根、茎、叶、花、果实及种子皆可药用。每1 0 0 9 苦瓜中除含水分9 3 - - 一9 4 9 外， 主要营养成分为蛋白质0 9 1 0 9 、脂肪0 1 0 2 卧碳水化合物2 6 3 5 9 、粗纤维1 1 1 4 9 、维生素b 2 0 0 3 m g 、维生素c 5 6 - 1 2 0 m g 、维生素e 0 8 5 r a g 、尼克酸0 3 0 4 m g 、胡 萝卜素0 0 8 - 0 1 m g 、钙1 8 2 2 m g 、磷1 9 一- 3 5 m g 、铁0 6 - - 0 7 m g 、钾2 5 6 m g 。此外，苦 瓜中还含有谷氨酸、赖氨酸、亮氨酸等多种氨基酸和镁、锰、铜、锌、硒等多种人体必需 矿物元素。苦瓜中v c 含量居于瓜类蔬菜之首，是黄瓜的1 4 倍，冬瓜的5 倍，西红柿的7 倍，与号称水果v c 之王的猕猴桃含量相当，而且蛋白质含量较高，并含多种氨基酸和矿 物质，是一种理想的绿色食品。 1 2 3 洋葱的概述 洋葱( a l l i u mc e p al ) ，又名葱头，元葱，玉葱，属百合科葱属，二年生草本植物。 洋葱几千年前就有栽种，在世界各国均有种植。近1 0 年来，洋葱市场发展迅速，世 界洋葱产量至少增加了2 5 ，目前产量约4 4 0 0 万t ，仅次于西红柿，约占世界蔬菜总量的 1 0 ，我国目前洋葱产量约1 8 0 0 万t 1 19 2 0 1 。 洋葱的基本成分为：每l o o g 洋葱可食部分中含水分8 8 3 9 ，蛋白质1 8 9 ，碳水化合物 吉林农业人学硕t ：q - 位论文复合蔬菜汁发酵饮料的加工t 艺研究 8 9 ，粗纤维1 1 9 ，脂肪o 1 9 ，灰分0 8 9 ，维生素c 2 0 m g ，维生素b i 0 0 3 m g ，b 2 0 0 2 m g ， 尼克酸0 2 0 9 及钙4 0 m g ，磷5 0 m g ，铁1 8 m g ，硒2 3 6 m g ，磷5 3 r a g ，热量1 6 3 k j 。此外， 还有泛酸、硫胺素、桂皮酸、咖啡酸、阿桂酸、芥子酸等。洋葱还是目前所知唯一含有前 列腺素a 的植物【2 1 2 2 1 。这种物质是一种较强的血管扩张剂，能舒张血管，降低血液的粘 度，增加冠状动脉血流量，还具有降低和预防血栓形成的作用，并可对抗体内儿茶酚胺的 升压作用，从而稳定血压。 洋葱中含有很少量的精油物质，主要是各种含硫化合物，约0 0 5 左右。虽然量很少， 但却构成了洋葱特有的风味和催泪作用。洋葱还含有类黄酮化合物，因品种的不同含量也 不同，在0 0 1 - - - 1 的范围内变化。此外，各种苯丙素酚类化合物、甾体皂苷类化合物、 含氮化合物、前列腺素类及其它成分也是构成洋葱的基本成分。这些物质对于洋葱的生理 活性有重要的作用【2 3 1 ，是目前对洋葱生理活性研究的焦点。 1 2 4 胡萝i 、的概述 胡萝卜( d a u c u sc a r u t a l v a r s a t i v a d c ) 为伞形花科，属二年生蔬菜作物，以肥大的肉根 供食用。原产于中西亚一带，主要分布在欧洲与亚洲，以俄罗斯和中国栽培面积最大。我 国栽培历史悠久，分布南北各地，尤其以宁夏、陕西、四j i i 、山西、江苏等省( 区) 栽培更 多，已成为世界上胡萝卜第一生产大国。在美国、日本以及欧洲许多国家，胡萝卜是主要 蔬菜品种之一f 2 4 。2 6 j 。 我国胡萝卜种植面积发展迅速，主要作为胡萝卜汁的加工用。用于制汁的胡萝卜一般 选择脆嫩，味甜，含纤维素少，色彩艳丽的，剔除病虫害和腐烂者。目前主要采用的品种 有“黑田五寸”、“红芯五号、六号”及“加工一号”等【2 7 j 。 胡萝卜是一种重要的蔬菜，具有较高的营养价值，维生素类可达1 ，特别是含有丰 富的胡萝卜素和钙、磷、铁等矿物质，享有“小人参”的美誉。经营养成分分析：每1 0 0 9 鲜 重含水分8 8 3 9 ，蛋白质0 7 4 1 9 ，粗纤维1 7 1 4 9 ，碳水化合物4 9 4 9 ，可溶性糖2 5 5 9 ，钙4 5 5 m g ， 磷5 7 1 m g ，钾7 5 3 m g ，铁0 2 7 2 m g ，胡萝卜素4 3 4 m g ，维生素b 2 0 0 1 4 m g ，维生素c 4 7 4 m g 。 橙色胡萝卜营养成分要比其它颜色含量高，尤其是胡萝卜素的含量。胡萝卜素主要有d 一 胡萝卜素和q 胡萝卜素两种，而对品质来说，仅p 胡萝卜素是重要的，橙色胡萝卜是含维 生素a 源( 胡萝卜素) 的主要蔬菜，人体中较少的维生素a 可从蔬菜和水果中取得，胡萝 卜素含量高的胡萝卜可增加人体营养中的维生素a 。 1 3 南瓜、苦瓜、洋葱、胡萝l 、的加工现状 1 3 1 南瓜的加工现状 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。一该产品问世 以来即以其独特的营养、药用和保健价值受到国内外市场的欢迎，特别是在f 1 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业的进一步发展。据统 4 吉林农业人学硕仁学位论文复合蔬菜汁发酵饮料的加工工艺研究 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为1 0 0 0 多吨，主要是原料出口 r 本和韩国，而我国的南瓜产品年生产能力不足2 0 0 吨【2 引。经过了近二十年的努力，我国 南瓜工业的加工工艺和加工设备日趋完善，产品质量及稳定性有了很大提高，产品花色和 品种也越来越多。 随着人们对南瓜认识的不断深入，国内外逐渐开始对南瓜进行综合开发利用，目前市 场上出现的系列南瓜加工产品有南瓜粉、南瓜酱、南瓜罐头、南瓜果脯、三合味南瓜片、 南瓜蜜饯、南瓜千、南瓜糊、南瓜糕点、南瓜饮料、南瓜晶、南瓜冰淇淋、什锦瓜果、南 瓜果冻、南瓜酱油、南瓜营养汁、南瓜火腿、南瓜面条、南瓜饼干等多种品种 2 9 1 。 1 3 2 苦瓜的加工现状 苦瓜加工制品的研究在国内已有一些报道，这些产品大多为苦瓜汁饮料、低糖苦瓜脯 等。汝医等以一定的苦瓜干和绿茶为配比，一通过高温( 9 0 ) 浸提，而后再经降温、精滤、 杀菌等工艺流程，除去大部分“茶乳凝”制得了色泽浅黄、清亮的苦瓜凉茶，为当今人们夏 季茶饮料的消费增加了一个新品种3 0 】；另外郑立红进行了将苦瓜汁替代水加入内酯豆腐的 研究。此外还有低糖苦瓜脯、速冻苦瓜、苦瓜粉、西瓜番茄苦瓜复合汁饮料等加工产品【j h 3 2 】 o 1 3 3 洋葱的加工现状 洋葱可作为辣椒酱、番茄酱、蒜蓉酱的辛香料，还可制成糖醋洋葱、酒腌洋葱、脱水 洋葱等，是重要的出口产品；还有研究洋葱油 3 3 】、洋葱饮料和洋葱醋【3 4 】等产品的。 1 3 4 胡萝i 、的加工现状 在国内已有对胡萝卜汁、胡萝卜乳酸发酵饮料以及胡萝卜橙复合饮料的研究报道，市 场上也可以买到部分产品。 1 4 研究目的 本文以南瓜、苦瓜、洋葱、胡萝卜为原料，研制复合蔬菜汁发酵饮料，利用了多种蔬 菜的营养保健功能和乳酸菌的发酵优势，研究复合蔬菜汁饮料的乳酸发酵饮料加工工艺， 试验以市场上的常见蔬菜为原料，确定复合蔬菜汁饮料的乳酸菌生长种子培养基，获得了 复合蔬菜汁发酵的工艺条件及参数，筛选出适宜复合蔬菜汁发酵饮料使用的稳定剂、甜味 剂等添加剂。 1 5 研究意义 ( 1 ) 南瓜、苦瓜、洋葱、胡萝卜均含有丰富的维生素和多种营养物质，而且各种原料均 含有一种或多种物质对糖尿病有良好的效果，而且由于原料本身都是低热量食品，因此加 工出的产品也是低热量产品。 ( 2 ) 这几种原料都是平时大家食用量不大，多数人对原料的1 5 1 感不喜欢，长期不食品这 些原料，易患有糖尿病或其他疾病，而本产品虽然以这四种为原料，但经过乳酸发酵，产 生人们熟悉的乳酸香味和微酸的味道，通过对本产品的食用，可以提高人们对这四种原料 吉林农业大学硕l 二学位论文复合蔬菜汁发酵饮科的力i j q - _ t _ 艺研究 中营养成分的吸收，并起到了防止或治疗糖尿病的效果，因此具有很大的开发价值。 ( 3 ) 丰富了南瓜、苦瓜、洋葱、胡萝卜四种蔬菜品种的加工方法。 ( 4 ) 推动了种植量较少的苦瓜、洋葱的蔬菜产业化。 ( 5 ) 为蔬菜的多种加工方式提供了新的思路，为乳酸发酵蔬菜工业化打下坚实的基础。 2 国内外研究现状 2 1 国外研究现状 2 1 1 南瓜的国外研究现状 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。 南瓜作为食物和药物资源，j e k i u sd j a 3 5 ( 1 9 9 7 ) 研究发现，其可食部分的氯仿、乙酸 乙酯提取物在经典途径的补体系统中显示出重要的抗补体活性，而且成熟南瓜的抗补体活 性高于未成熟南瓜。使用硅胶、葡聚糖凝胶( s e p h a d e x ) 、薄层层析( t l c ) 和高效液相层析 ( h p l c ) 分离技术实现南瓜中抗补体物质的分离【3 6 1 ，经核磁共振( n m r ) 和气质联用( g m ) 鉴 定，发现南瓜中的芹菜昔配基( a p i g e n i n ) ，植物甾醇( p h y t o s t e r o l s ) 和混合脂肪酸( m i x t u r ef a t t y a c i d s ) j 忌有较强的抗补体活性【3 7 3 羽，能够抑制病理性炎症反应，促进机体康复。研究证明 d 一谷甾醇有较强的抗炎作用，豆甾醇也有一定的消炎功能，且副作用少，因而可作为辅 助抗炎症药物而长期使用【3 9 j 。 2 1 2 苦瓜的国外研究现状 苦瓜为葫芦科植物( c u c u r b i t m o s c h a t a d u c h ) 的果实，生长在亚洲、亚马逊、东非和 加勒比海的热带地区，因具有苦味而得名，它是夏令的佳菜，其营养成分全面而独特，是 大众的蔬菜和保健食品。苦瓜在中国、印度、古巴、墨西哥、马来西亚、新西兰、尼加拉 瓜、巴拿马和秘鲁等发展中国家常被作为药物使用。在这些国家大多把其用于治疗糖尿病， 排出胃肠气体和治疗疝气。在土耳其民间，使用苦瓜成熟果实快速处理外伤和处理消化系 统溃疡。在印度苦瓜用于抗糖尿病、驱虫、抗疟【4 0 “。在印度和非洲苦瓜和a i d s 都普遍 存在的地方，苦瓜能为这种痛楚带来巨大的希望，成为被提倡的食物【4 2 | 。 此外，国外尚有两种苦瓜清凉饮料：一种是苦瓜低度饮料酒，酒精度为2 5 + 3 0 ；另一 种是苦瓜甜叶菊糖浆饮料，制法是将苦瓜原汁与1 1 5 9 l 浓度的甜叶菊糖浆溶液按1 0 2 0 体 积比配成。加工方法有浸提、挤压取汁最后混合汁液。两种饮料色泽橙黄、味佳，具清热 解毒、润喉祛痰的功能【4 3 1 。 2 1 3 洋葱的国外研究现状 据悉，国外对洋葱的研究主要集中在闩本、印度、德国和美国等国家【删。但由于洋葱 的特有气味，在临床试验时往往被西方国家禁止使用。随着中草药市场的国际化，许多中 草药将走向国际药品市场。因此，对洋葱的深入研究将会为降血糖、降血脂、抗血栓、抗 6 吉林农业大学硕土i 学位论文复合蔬菜汁发酵饮料的加t 丁艺研究 菌抗癌等天然药物的开发利用提供新的线索。 对于洋葱提取物降血糖的作用早在1 9 2 3 年就有报道。但对于洋葱降血糖的功能因子 尚未有统一的结论。1 9 9 2 年s h e e l a 等【4 5 l 首次从洋葱中分离出具有降血糖作用的s 2 烯丙基 半胱氨酸亚砜( s a c s ) 。k u m u d 等【4 64 7 l 证实了洋葱中的s 2 甲基半胱氨酸亚砜( s m c s ) 对四 氧嘧啶型糖尿病老鼠有降血糖和降高血脂的作用。b l o c k t 4 8 】发现洋葱等葱属植物中的含硫 化合物能调节脂肪代谢、抑制血小板凝聚和抑菌抗癌等生理活性作用。a u g u s t i 等 4 9 - 5 1 报 道了洋葱中的烯丙基丙基二硫醚、甲丙二硫醚和丙硫醇等硫化物的降血糖、降血脂、溶血 纤、抗菌和抗血小板凝聚等方面的治疗作用。 s h u n r o 等【5 2 】报道了洋葱油中的1 2 甲硫酰2 甲丙二硫醚能抑制人体内血小板的凝聚。 y a s u j i r o 等【5 3 】发现洋葱中含有丙烯基的二硫醚、腺苷和蒜氨酸能抑制胶原蛋白诱发的血小 板凝聚和调节花生四烯酸代谢的作用。还有人报道了洋葱原汁通过提高血小板中环腺苷酸 的含量来抑制血小板凝聚，并能抑制血小板中由二磷酸腺苷导致的钙离子( c a 2 + ) 含量的升 高和血栓素的形成，从而达到预防。t l , 血管疾的目的。 2 1 4 胡萝i 、的国外研究现状 在国外，大多学者则侧重于饮料的功能性研究和生产中新技术的应用，对果蔬汁加工 工艺方面的报道较少。如t o r r e g r o s a ， ee s t e v e ，m j 【5 4 j 对高脉冲电压杀菌和巴氏杀菌 的胡萝卜橙汁在冷藏期间的抗坏血酸稳定性进行了研究和比较，得出经过高脉冲杀菌的胡 萝卜橙汁在贮藏期间抗坏血酸的保存率高于经巴氏杀菌制得的胡萝卜橙汁。c l a r ac o r t e s ， m a r f aj e s t e v e ，a r i af r i g o l a 55 1 ，对胡萝卜橙汁在冷藏中类胡萝卜素几何异构体和v c 的 含量作了研究，得出在冷藏中v c 降低了4 。1 ，1 4 种胡萝卜素被鉴别出来。 2 2 国内研究现状 2 2 1 南瓜的国内研究现状 国内许多研究人员( 陈智民，1 9 9 6 ；金桂英，1 9 9 8 ；孔庆胜，2 0 0 0 ；王琳，1 9 9 3 ；吴 寿金，1 9 9 2 ；熊学敏，2 0 0 0 ；张之佳，1 9 9 8 ；张拥军，2 0 0 2 ) 对南瓜中的多糖( p p ) 进行了制 备纯化和功能鉴定，发现南瓜多糖并不增加胰岛素的分泌，而是作用于糖代谢的酶。通过 调节糖代谢酶的活性，抑制糖异生，促进葡萄糖的利用，达到改善糖代谢紊乱和胰岛素抵 抗的目的。通过动物模型实验，发现南瓜多糖具有降血糖的功能。 王福悌等【5 6 1 ( 2 0 0 4 ) 发现，硒和( 或) v e 有调节血脂代谢、阻止脂肪肝形成及提高机体氧 化能力的作用。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 ) 功活性明显高于对照组。有资料表明，胰岛易于受到过氧化损伤的影响。另一方面胰岛的 内分泌细胞含有丰富的内质网系统，由大量不饱和脂肪酸构成的内质网膜是自由基攻击的 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。 张桂珍等1 57 j 指出，硒缺乏引起的过氧化损伤可能是胰岛1 3 细胞功能障碍的主要机制。 7 吉林农业大学硕 ：学位论文 复合蔬菜汁发酵饮料的加t t 艺研究 张桂珍等( 2 0 0 3 ) 的研究报告指出，硒和v e 对胰岛1 3 细胞具有保护作用，因而在临床上治疗 糖尿病时提供适量的硒和v e 对改善胰岛机能是有益的，硒和v e 在南瓜中的含量都比较丰 富。 目前，以南瓜果肉加工成的南瓜粉已被人们视为糖尿病的“克星”d 引。 南瓜中1 3 - 胡萝卜素含量是决定南瓜营养价值和品质的重要因素【5 9 1 。p 胡萝卜素分子在 人体内可转化成2 分子的维生素a ，维生素a 对保护视力，预防眼疾有重要作用，还具有 减肥美容之功效【6 0 】。胡萝卜素还是一种有效的生物抗氧化剂【6 l 】，它能清除体内自由基，具 有较高的免疫能力，与v c 可阻断致癌物质亚硝胺在体内合成，抑制癌细胞增生1 5 嚣1 ，阻止 肿瘤生成，而且南瓜中含有的某些酶，也能催化分解亚硝胺和食品中某些农药残留的有毒 物。南瓜中含有的甘露醇，有通大便的作用，可以减少粪便中的毒素对人体的危害，有防 止结肠癌发生的功效( 柳春红，1 9 9 5 ) 。因此，南瓜已被公认为“防癌食物”【6 2 | 。 2 2 2 苦瓜的国内研究现状 苦瓜作为治疗糖尿病的传统草药历史悠久，对四氧嘧啶或链脲霉素( s t z ) 诱导及遗 传型的糖尿病都具有抗高血糖作用。对四氧嘧啶型糖尿病家兔灌服苦瓜浆汁后，观察到其 血糖水平明显降低【6 引。对链脲霉素诱导型糖尿病鼠连续使用5 0 的苦瓜汁5 d ，其血糖含 量大幅度降低，实验结果表明苦瓜果实中含有降血糖功能的活性成分咿】。在葡萄糖灌鼠的 模型中，灌喂5 0 0 9 & g 体重的苦瓜汁，数小时内使血糖水平下降1 0 - - 1 5 ，在相同条件下， 灌喂抗糖尿病药物甲糖宁l o o g k g 体重，使血糖下降4 0 ，苦瓜的降血糖功效是甲糖宁的 2 5 - 3 0 。喂食苦瓜汁还改善了口服葡萄糖的最大容许量，是糖尿病治疗药物甲福明二甲 胍治疗效果的5 0 ，长期服用糖尿病治疗药物会产生抗药性和副作用，而苦瓜汁却不存在 这些问题【65 。 尽管苦瓜含有多种有益成分，但由于其口味问题一直没能很好的解决，所以一直以来 大多只是被能适应苦味的消费者以蔬菜形式食用。随着近年来食品加工技术的提高，苦瓜 的加工也开始逐渐被研究。越来越多的研究显示，苦瓜适合制作成饮料、果脯等具有预防 和治疗作用的保健食品。 2 2 3 洋葱的国内研究现状 目前国内对洋葱的研究主要集中在含硫化合物上，类黄酮化合物、前列腺素类和氨基 酸类等的药理研究还有待进一步的研究【硎。目前国内对洋葱的研究较少，国外资料对洋葱 中类黄酮含量的报道也不尽一致，从 1 0 0 0 m g k g 【67 1 ，这与洋葱的品种、产地、 生长期长短，生长条件等都有关系，但主要与洋葱品种有关。由于注意到洋葱中类黄酮的 含量较高，而且类黄酮种类为具有广泛生理活性的槲皮素及其糖甙，美国、日本以及欧洲 一些国家对洋葱中类黄酮的研究非常重视。目前，己有研究者在进行高槲皮素含量的洋葱 品种的培育研究【6 引。对洋葱中生理活性成分的应用研究将是新药开发的一个十分重要的课 题。 吉林农业人学颁l ：学位论文复会蔬菜汁发酵饮料的加下t 艺研究 2 2 4 胡萝i 、的国内研究现状 中医学认为，胡萝卜性味甘平、具有“下气补中，利脾隔、润肠胃，安五脏”之功效， 素有“入参”、“金笋”之美称。胡萝i - 中含有丰富的胡萝卜素，在入体内通过酶的作粥可 转化成人体必需的维生素a ，并在肠道内被吸收。维生素a 能促进儿童生长发育，维持视 觉和防止夜盲症，现代医学认为维生素a 还可以抑制癌细胞生长，起到防癌抗癌的作用岬 m j ；胡萝i - 中含有大量的抗氧化剂，如类胡萝卜素、多酚类和维生素c 它们都能起到防止 心血管疾病的作用；胡萝卜的食入，能够骥显降低入体内膣固醉的含量和减少甘油三酸酯 的含量，并能提高血浆中维生素e 的水平和血浆中铁的还原能力，更好的保护心血管，因 而对治疗高血压、心脏病和肾脏病等均有一定疗效1 7 1 】胡萝卜中含有多种矿物质，如钙、 磷等可促进骨髂生长，铜、铁能够合成血红素，氟可以增加牙齿的抗腐蚀能力；胡萝i - 中 还含有一种能降低血糖豹成分，有利于防止糖尿病1 7 2 1 。 综合国内外的研究现状，我们可以看出，南瓜、苦瓜、洋葱、胡萝卜都是营养价值丰 富，并都具有降血糖的功效，而且在囡内外对它们的研究局限于简单加工，或者是原料直 接制粉、制干，也有制作原汁饮料的，但是把这四种产品满合之后利用发酵技术宪成加工 的还