（食品科学专业论文）速溶香蕉粉制备工艺研究.pdf

摘要 论文题目：速溶香蕉粉制备工艺研究 学科专业：食品科学 研究生姓名：李丹 导师老师：许学勤副教授 摘要 入学时间：2 0 0 7 年9 月 答辩时间：2 0 0 9 年1 2 月 授予学位时间： 香蕉是世界主要水果作物之一，但以其为原料的工业化深加工产品较少，开发高品 质具有竞争力的香蕉深加工产品值得关注，香蕉粉即是其中一种。香蕉粉的市场前景广 阔，但香蕉粉加工具有其独特的难点，因此我国目前成熟的香蕉粉产品较少。本研究从 实现香蕉可食部分的全利用出发，研究了利用酶处理辅助提汁制备速溶香蕉粉的工艺， 初步探索利用酶解不溶物制备含纤维香蕉粉的技术。 首先研究了香蕉粉制备过程中的护色工艺，比较了柠檬酸、抗坏血酸、柠檬酸亚锡 二钠、亚硫酸氢钠四种护色剂对香蕉切片的护色效果，确定了护色工艺参数，结果表明： 相同浓度的护色剂，柠檬酸亚锡二钠与抗坏血酸对香蕉切片的护色效果优于柠檬酸与亚 硫酸氢钠；选择含0 0 5 柠檬酸亚锡二钠与0 0 5 抗坏血酸的溶液作为复合护色剂，护 色温度8 5 9 0 。c 褐变得到明显抑制；护色时间9 m i n 后，再延长作用时间，护色效果变化 不大，通过正交试验确定最佳护色工艺为添加0 0 5 柠檬酸亚锡二钠，0 0 5 抗坏血酸， 护色温度8 5 ，护色时间9 m i n 。 其次研究了0 【淀粉酶、果胶酶对香蕉果浆的作用效果，确定香蕉粉加工过程中的最 佳酶解工艺。以香蕉酶解液的黏度、固形物得率、褐变程度为考察指标，进行单因素及 正交试验，结果表明：香蕉果浆的料水比( 香蕉果肉：水) 1 ：1 5 ( w w ) 可保证酶解反应 顺利进行；预糊化有利于0 【淀粉酶的作用，糊化条件为1 0 0 5m i n ；正交试验结果表 明在香蕉果浆自然p h ( 4 5 5 o ) 下，加入o 1 ( w w ) 果胶酶、o 1 ( w w ) q 一淀粉酶， 酶解温度7 0 ，酶解时间6 0m i n 可达到较好的酶解效果，得到适宜干燥的酶解物；酶 解后香蕉果浆黏度下降到1 0m p a s 平均固形物得率达到7 9 ，酶解液无明显褐变。 最后本文本着最大程度利用原料的思路，进行香蕉粉制备技术研究。酶处理后的香 蕉果浆经离心分离，上清液中的可溶性固形物经喷雾干燥可制得速溶香蕉粉；滤渣即剩 余的不溶性固形物通过其他方法加以利用。以含水量、吸湿性、溶解性、粒径、颗粒微 观结构为指标考察麦芽糊精d e 值、麦芽糊精添加量、果汁浓度及不同抗结剂对喷雾干 燥产品的影响。结果表明，最佳喷雾干燥工艺为：果汁浓缩至2 0 0 b f i x ，添加0 6 ( k g k g 香蕉固形物) d e l 5 2 0 麦芽糊精做干燥助剂，0 0 1 5 ( k g k g 香蕉固形物) s i 0 2 做抗结剂， 进风温度1 8 0 ，出风温度8 0 。所得速溶香蕉粉含水量为小于4 ，颗粒微观结构较 完整，复水性良好，模拟包装条件下常温贮藏4 个月颜色无明显劣变。果渣经过冷冻干 燥后粉碎，得到一种粗纤维含量约为1 7 的香蕉粉。 关键词：香蕉粉；护色；酶处理；喷雾干燥；速溶：粗纤维 a b s t r a c t a b s t r a c t b a n a n ai so n eo ft h em a i nc r o p si nt h ew o r l d 。b u tt h e r ea r ev e r yf e wi n d u s t r i a lp r o c e s s e d p r o d u c t sm a k i n gf r o mt h i st r o p i c a lf r u i t t h e r e f o r e ，i ti sw o r t h t of o c u so nt h ed e v e l o p m e n to f d e e pp r o c e s s i n gp r o d u c t sw i t hh i g hq u a l i t ya n dc o m p e t i t i o ns u c ha sb a n a n ap o w d e r b a n a n a p o w d e rh a sap r o m i s i n gm a r k e t h o w e v e rd u et o d i f f e r e n td i f f i c u l t i e si nt h ep r o c e s s i n g ， b a n a n ap o w d e rp r o d u c t sa r ev e r yf e wi no u rc o u n t r yn o w a d a y s f r o mt h ep o i n to ff u l l u t i l i z a t i o no fb a n a n ae d i b l ep a r t ，t h et e c h n i q u ef o rp r o c e s s i n gi n s t a n tb a n a n ap o w d e rw a s d e v e l o p e dw i t he n z y m et r e a t m e n to ff r a g m e n t i z e db a n a n ap u l pa n di n s o l u b l eb a n a n am a r c a f t e re n z y m a t i ct r e a t m e n tw a sp r o c e s s e dt oo b t a i naf i b e r - r i c hp o w d e r f i r s t l y ，t h eb a n a n a sc o l o rp r o t e c t i o nt e c h n i q u ew a ss t u d i e d f o u rc o l o rr e t e n t i o na g e n t s s u c ha sc i t r i ca c i d ，a s c o r b i ca c i d ，d i s o d i u ms t a n n o u sc i t r a t e ( d s c ) a n ds o d i u mb i s u l f i t ew e r e c o m p a r e do nt h ec o l o rp r o t e c t i o ne f f e c to fb a n a n as l i c e s t h ec o l o rp r o t e c tc o n d i t i o nw a s o p t i m i z e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ec o l o rp r o t e c t i o ne f f e c to f d s ca n da s c o r b i ca c i dw e r e b e t t e rt h a nc i t r i ca c i da n ds o d i u mb i s u l f i t ew h e nt h e i rc o n c e n t r a t i o nw e r et h es a m e 0 0 5 d s ca n d0 0 5 a s c o r b i ca c i dw e r es e l e c t e da sc o m p l e xc o l o rp r o t e c t i o na g e n t sa n db r o w n i n g c o u l db ep r o t e c t e do b v i o u s l ya tt e m p e r a t u r ef r o m8 5 。ct o9 0 。c i ft h et i m eo fc o l o rp r o t e c t i o n w a sm o r et h a n9m i n u t e s t h ee f f e c to fc o l o rp r o t e c t i o nw o u l db e c o m el e s s t h eo p t i m a lc o l o r p r o t e c t i o nt e c h n i q u ew a sa sf o l l o w s ：a d d i n g0 0 5 d s ca n d0 0 5 a s c o r b i ca c i d ，t h ec o l o r p r o t e c t i o nt e m p e r a t u r ew a s8 5 。ca n dt h ec o l o rp r o t e c t i o nt i m ew a s9m i n u t e s s e c o n d l y , t h ee n z y m a t i ct r e a t m e n te f f e c to fa a m y l a s ea n dp e c t i n a s eo nt h eb a n a n ap u l p w a ss t u d i e da n dt h ee n z y m a t i ct r e a t m e n tp r o c e s so fi n s t a n tb a n a n ap o w d e rw a so p t i m i z e d t h ee f f e c to ft h ee n z y m a t i ct r e a t m e n t sw a se s t i m a t e db yv i s c o s i t y , s o l u b l es o l i dy i e l da n d b r o w n i n gd e g r e eo ft h ep u l p t h eo p t i m a le n z y m a t i ct e c h n i q u ew a sd e t e r m i n e db yt h es i n g l e f a c t o ra n do r t h o r h o m b i ce x p e r i m e n t s t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h er a t i oo fl ：1 5 ( p u l p ：w a t e r , w w ) w a su t i l i z e di nt h em a s h i n gp r o c e s s g e l a t i n i z a t i o nw a sh e l p f u lt oh y d r o l y z et h es t a r c h w i t h 伐a m y l a s ea n dg e l a t i n i z a t i o nc o n d i t i o nw a sa t 10 0 f o r10 m i n t l 埔o r t h o r h o m b i c e x p e r i m e n tr e s u l t ss h o w e dt h a tb a n a n ap u l pw a st r e a t e dw i t h0 1 ( w w ) p e c t i n a s ee n z y m e a n d0 1 a a m y l a s e ( w w ) a t7 0 a n dn a t u r a lp h ( 4 5 5 o ) f o r6 0 m i n a f t e rt h i se n z y m a t i c t r e a t m e n t ，t h ev i s c o s i t yo ft h ep u l pd e c r e a s e d10 m p a s ，t h es o l u b l es o l i dy i e l dg o t 锄a v e r a g e o f7 9 ，a n dw i t h o u ts i g n i f i c a n tb r o w n i n g a tl a s t t h i sw o r kw a sc o n d u c t e dt om a x i m i z et h eu t i l i z a t i o no fr a wm a t e r i a li no r d e rt o m a x i m i z et h ep r o d u c t i o nd e g r e e ，a n dt os t u d yt h ep r o c e s s i n gt e c h n i q u eo fb a n a n ap o w d e r b a n a n ap u l pw a sf i r s t l ys e p a r a t e di n t oj u i c ea n dm a r cb yc e n t r i f u g a t i o na f t e re n z y m a t i c t r e a t m e n t t h e nb a n a n aj u i c ew a s “e db ys p r a y - d r y i n gt op r e p a r e di n s t a n tb a n a n aj u i c e p o w d e r t h eq u a l i t yo fs p r a y - d r y i n gp r o d u c t sw a se v a l u a t e db yw a t e rc o n t e n t ，h y g r o s c o p i c i t y , d i s s o l u b i l i t y , a v e r a g ed i a m e t e ra n dm i c r o s t r u c t u r eb yc h e c k i n ga d d e dv a r i o u sd ev a l u ea n d l e v e l so fm a l t o d e x t r i n ( m d ) t ot h ep u l p ，v a r i o u sj u i c ec o n c e n t r a t i o na n dd i f f e r e n ta n t i c a k i n g a g e n t t h eo p t i m u ms p r a y - d r y i n gc o n d i t i o n sw e r e t h ej u i c ew a sc o n c e n t r a t e dt o2 0 0 b r i x ，t h e a d d i t i o no fm d ( d e l5 - 2 0 ) a n ds i 0 2w a sf o u n dt ob e0 6a n d0 0 15 ( k gp e rk gb a n a n as o l i d s ) t h ei n l e tt e m p e r a t u r ew a sl8 0 a n do u t l e tt e m p e r a t u r ew a s8 0 t h ew a t e rc o n t e n to f i i 型坠坚型i 一一 b a n a n ap o w d e rp r o d u c tw a sl e s st h a n4 m i c r o s t r u c t u r eo f b a n a n ap o w d e rw a si n t e g r i t y t h e r e h y d r a t i o no fp r o d u c tw a sb e t t e ra n dt h ec o l o rw a sn o td e t e r i o r a t e da f t e r4m o n t h s s t o r a g ea t r o o mt e m p e r a t u r es t i m u l a t i n gt h ep a c k a g i n gc o n d i t i o n t h em a r cw a sd d e db vf r e e z e - d r y e r a n dg r i n d e du pt og e tak i n do ff i b e r - r i c hb a n a n ap o w d e ru s e da sa f o o da d d i t i v e w h i c hh a da c o n t e n to fc r u d ef i b e ra r o u n d17 k e y w o r d s ：b a n a n ap o w d e r ；c o l o rp r o t e c t i o n ；e n z y m a t i ct r e a t m e n t ；s p r a y d r y i n g ；i n s t a n t p o w d e r ；c r u d ef i b e r i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本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，也不包含本人为获得江南 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已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名： 牙嗣 日 期： 矽口j 牵1 ) ，目t 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致 保密的学位论文在解密后也遵守此规定 签名： 座再导师签名： q! 日 期： 兰翌呈幸! 兰且盘目 1 引言 董引言 1 1 立题依据及意义 1 1 1 立题依据 香蕉是我国南亚热带地区最大宗的水果，箕产镂量一壹屠南方题大水果之嚣，且生 长不受季节影响可四季供应【堙】。网前我国香蕉的消费方式主要以鲜食为主，然而香蕉作 为一种呼吸跃变型果实，容易腐烂不耐储藏，采摘艨损失率较高，造成经济损失和资源 浪费。因此，开发高品质具有竞争力的香蕉深加工产品有助于我国香蕉产业的持续健康 发展。 香蕉是一秭高热量低脂肪的水果，富含氨基酸、维生素和矿物质，特别是钾含量较 高，每1 0 0 9 干重含钾元素4 1 0 5 5 5 m g ，同时还含有2 的膳食纤维【3 l ，香蕉的抗氧化性也 越来越孳l 起研究者的关注1 4 , s , 6 1 ，s 蝴e y a 等认为香蕉应定义为一种良好的营养、抗氧化食 品f 7 】，因此利用其为原料开发健康、营养、食用方便、便予贮藏的深加工产品市场前景 广阔。但是香蕉富含果胶、淀粉、糖类、单宁及各种酶类，具有加工过程易褐变、果浆 流动性差、不易干燥等特点，存在难以保证产品质量、保持天然风味和色泽等关键技术 难点，同时缺少去皮及系列加工技术与设备【8 】，果汁类产品贮藏过程中还会发生后浑浊 9 1 ，影响产晶的品质，这些可煞是导致香蕉深加工工业落后的主要原因。 广东省是香蕉的原产地之一，是我国主要的香蕉产区，香蕉产销、加工同样存在上 述问题。鉴于香蕉在我国粤嚣地区水果产业中可持续发展的重要性及当前所存在的技术 瓶颈，开发工业化生产的加工产晶，综合利用香蕉资源重要且迫切，需要引起食品工作 者的关注。 速溶香蕉粉是一种优良的香蕉深加工产品，营养丰富，风味浓郁，兼其一定的保健 功能与治疗功能。不仅可以作为固体饮料直接饮用，还可以作为风味剂或功能性添加剂 加入其他食品中，其高能低脂易吸收的特点可用于运动食品及婴歹0 食品，因此具有很大 的研究价值。 本课题为广东省教育郝产学研结合项圈：粤魏地区南甄热带果汁加工关键技术、新 产品的开发及综合利用( 2 0 0 7 8 0 9 0 1 0 0 0 0 9 ) 。 1 1 2 立题意义 本项目旨在建立起粤西南地区亚热带特色水果精深加工、新产晶开发和综合利用的 关键性技术平台，提供技术支持】以充分有效地开发广东省南亚热带特色的水果资源。本 研究以粤西地区的特色水果之一香蕉为原料，探讨速溶香蕉粉的制备工艺，寻找适 合工业化生产的香蕉深加工技术，并综合利用加工过程中的下脚料开发其他产品，最大 程度实现原料的有效利用。本研究一方面将探索具有高附加值的香蕉深加工产晶的生产 工艺，对香蕉产业开发具有现实意义，另一方面尝试在加工过程中实现原料的综食利用， 为热带亚热带水果的加工新技术提供创新性理论支撑。 江南大学硕上学位论文 1 2 国内外对香蕉粉及相关加工技术的研究进展及存在的问题 1 2 1 香蕉深加工产品的研究进展 国外对香蕉加工及综合利用仍以家庭制作或地方小规模加工产品为主，工业化的产 品刚刚起步，仍在研究开发中。主要产品有去皮后整体烘干的香蕉干、香蕉脆片、香蕉 果泥、果酱、香蕉酒、香蕉醋、香蕉露、以绿熟期香蕉加工的香蕉淀粉，喷雾干燥香蕉 粉，以及含有香蕉成分的点心馅皮、冰激凌、果汁冰糕、奶酪，有营养、易消化的婴儿 食品等。也有利用香蕉的高热量值、高维生素和矿物质含量( 特别是钾和镁) 开发的运 动饮品，绿熟期香蕉也用于动物饲料 1 0 , 1 1 , 1 2 , 1 3 , 1 4 , 1 5 】。香蕉淀粉以抗性淀粉为主，不利于 人体消化吸收，因此通过改性使之适于食用也是目前的一个研究热点u 6 1 7 1 。 我国市场上常见的香蕉加工产品为油炸香蕉脆片，也有糖水香蕉罐头、香蕉果脯等， 虽然对香蕉汁、香蕉酒、香蕉果酱、香蕉醋、香蕉露、香蕉粉等的加工也有一定报道， 但市售产品较少见【1 1 1 , 1 9 1 。 1 2 2 香蕉粉的研究进展 国内外可见的香蕉粉按其性质和用途主要分为两类，分别介绍如下： 第一类是以绿熟期的香蕉为原料生产的香蕉粉，或称香蕉淀粉，以及以该香蕉粉为 原料二次加工制备或提取的其他物质，这类产品多作为食品配料用于焙烤食品、冰激凌、 面条等食品中2 0 , 2 1 , 2 2 , 2 3 】。原料选择绿熟期香蕉是由于香蕉中的淀粉在成熟过程中，在内 水解淀粉酶的作用下会逐步水解为仅一葡聚糖链，含量大幅降低【2 4 j 。 s l r o d r i g u e z a m b r i z 等【2 5 】首先将未成熟香蕉去皮后切成l c m 左右的薄片，在0 3 ( w v ) 柠檬酸溶液中浸泡护色，5 0 下干燥后粉碎，过5 0 目筛，得到香蕉全粉。之后 再将该香蕉粉溶解，于8 0 下糊化1 0 m i n ，冷却至7 0 后调p h 至7 3 ，加入0 2 ( v v ) 伍淀粉酶水解3 h 终止反应，离心分离得到的滤渣于4 0 干燥4 8 h ，得到了一种富含纤 维的香蕉粉，其膳食纤维含量为3 1 84 - 2 1 ，总酚含量约2 m g g 。同时研究了其主要的 化学组分和抗氧化性。 刘兰英等【2 6 】将香蕉切成3m m 5m n l 厚的薄片，在4 0 c 、质量分数为1 的亚硫酸 钠溶液中浸泡5 1 0m i n 护色，置于烘箱中5 0 干燥，磨粉，过1 0 0 目筛。磨好的香蕉粉 用一定量的水溶解离心分离，弃去上清液，反复操作以除去大部分果胶、纤维素等杂质 后，缓慢加入质量分数为0 2 的n a o h 溶液，搅拌均匀并多次离心水洗，以去除淀粉中 的蛋白，将沉淀物在室温条件下干燥即得淀粉产品。 程燕锋等【2 7 】在赵国建等【2 8 】的基础上进行优化，将鲜香蕉彻底清洗干净后去皮、切片 并置于一定比例的柠檬酸和亚硫酸氢钠溶液中浸泡l o m i n ，将香蕉肉与护色液按一定比 例混合后液氮打浆，调节p h 3 5 ，加入0 1 果浆酶，3 5 酶解2 5 h ，以降解除去浆液中的 果胶、纤维素、蛋白质和可消化淀粉等大分子物质。离心分离，去上清液，下层沉淀用 蒸馏水清洗，再离心，反复清洗离心分离3 次后于4 5 烘箱中烘干，最后过1 0 0 目筛，即 得实验用的香蕉淀粉。 第二类产品则是以成熟香蕉为原料制备的冲调式即食香蕉粉产品，即速溶香蕉粉。 2 1 引青 目前，这类香蕉粉的制备工艺可分为冷干燥工艺和热干燥工艺，对应的产品主要有三种： 第一种是冷冻干燥香蕉或香蕉果浆得到的香蕉全粉；第二种是真空干燥香蕉果浆或香蕉 汁制备香蕉粉；第三种是香蕉果肉经过酶解液化后制得香蕉汁再干燥得到的速溶香蕉粉 2 9 】。其中，冷冻干燥得到的香蕉全粉较好的保鼷了香蕉原有的风味及色泽，但一般速溶 性差，成本较高；速溶粉又多舍弃了香蕉中的不溶部分，对香蕉的利用率较低；真空干 燥易造成香蕉颜色的劣变，影响产品躁质。尽前各实验室采用的工艺多为干燥酶解后的 澄清香蕉汁，制备速溶香蕉粉。1 9 6 7 年就有在香蕉果汁中添加大豆分离鬃白，喷雾干燥 制备香蕉粉的报道【3 0 1 。喷雾干燥成本较低，易于实现大规模产业化生产，是研究的一个 重要方向。 王娟，李远志，陈人人等【3 1 , 3 2 , 3 3 ，3 4 ，3 5 1 研究了微波真空干燥法干燥酶解后的澄清型香 蕉汁，制作速溶香蕉粉的工艺，并与热风干燥产品比较。结果表暖：微波真空干燥产品 的色泽、v c 保留率优于热风干燥的产品，溶解性低于后者。较佳工艺是6 0 0 9 香蕉汁中添 加1 5 p e r - 2 0 0 3 变性淀粉，在1 5 0 0 w 微波功率下干燥3 0 m i n ，产晶色泽良好，水分含量 为4 。7 。同时研究采用带式连续真空干燥加工香蕉粉的工艺，采用g z d s 型真空带式连 续干燥试验装置干燥香蕉果浆，对各加热板温度、真空度、进料量、传输带速度进行回 归分析，研究了香蕉果浆干燥过程中的失永规律及真空度对干燥的影响，比较了真空干 燥、真空冷冻干燥及热风干燥所得的番蕉粉，前两者在结构上略有差异，品质都明显优 于第三者。 李亮等p q 通过微囊化制备速溶香蕉粉。酶解分离后的澄清果汁制备乳状液，喷雾干 燥得到速溶香蕉粉。结果表明：最佳料液比为i ：i 打浆，果浆酶及淀粉酶用量分别为 0 0 8 m l k g 与0 0 4 ，酶解温度4 0 ，酶解时闯9 0 m i n ，果汁得率可达8 q 2 。分离后 的上清液中加入淀粉糖浆、1 5 玉米油和适量乳化剂，高压均质得到稳定乳状液，喷雾 干燥得到速溶香蕉粉产品。喷雾干燥的进风温度1 8 5 c ，出风温度8 0 ，得到的速溶香 蕉粉有良好的速溶性和乳化稳定性，较好的复水性。 张勇p7 j 以酶解羼香蕉果汁中的有效成分为蕊材，以麦芽糊精和大豆蛋自的复合物为 壁材，喷雾干燥制备微胶囊化香蕉果汁粉。结果表明：香蕉切片后微波灭酶，条件为 8 0 0 w 3 6 - 4 5 s ：果浆酶液化香蕉浆的最佳条件是果浆酶添加量0 0 3 ，酶解温度4 5 ，酶 解时闻1 2 0 m i r a 麦芽糊精和大豆蛋自琵比为4 ：l ，喷雾干燥参数为原料液圆形物含量 2 0 ，芯材添加量为1 8 ( 芯材占壁材的百分比) ，均质压力3 0 m p a ，均质数4 次，雾 化压力为0 。4 0 5 m p a ，进料速度5 4 0 m l h ，进风温度16 0 4 c ，出风溢度7 0 ，在上述条件 下，得到的香蕉粉包埋率为9 2 3 4 。 e v e l i nm a r y p s i 等进行了喷雾干燥香蕉粉在室温下的包装和贮藏研究。结果表明：香 蕉粉制备工艺为，香蕉打浆后过筛，果浆j j i l , h 5 0 0 m l k g 的水并与0 1 偏亚硫酸氢钾混合， 添加d e 2 0 的麦芽糊精和可溶性淀粉，巴氏杀菌( 8 0 。c 1 0 m i n ) ，三级均质后得到可溶性 固形物含量为1 4 6 。b r i x 、p h 4 5 、黏度3 0 0 0 c p 的梁浆，喷雾干燥进风温度1 5 0 c ，如风温 度1 0 0 。c 。该产品吸湿的临界湿度为4 8 ，采用铝箔袋包装，常温下货架期为一年，充 氮包装最有利于保持产品的质量和感富品质。该香蕉粉可作为食箍成分或风味剂。同时 3 江南大学硕：l ? 学位论文 该文还提到该国国家乳品研究中心正在开发速溶香蕉牛奶粉产品。 迄今为止，关予速溶香蕉粉的报道不多，市场上销售的产晶也较少见，霉蓊国内可 见的产品有合生元天然香蕉粉，伊威香蕉猕猴桃粉等，1 2 9 x 1 5 包的包装售价多在4 0 5 0 元左右，价格偏高，二者都作为婴儿食品销售。开发价格较低适合大众消费的速溶香蕉 粉有待进步研究。 薹。2 3 麦芽糊精用于速溶霹体饮耩的研究进展 水果汁特别是经过酶解处理的果汁，通常含糖量较高，三糖以下的小分子糖较多， 其玻璃化转变温度( 疋) 较低，当用喷雾干燥快速除去水分时，会导致无定形的或一些 不同糖类的粘结，原料在干燥塔壁上不易干燥或已干燥粉粒又熔化，难于喷雾成粉【3 9 1 。 升高含糖物料的疋值可使喷雾干燥顺利进行。高分子量聚合物具有较高的五值，故可 升高混合物的足值。我国些采用喷雾干燥的企业通常灞添加麦芽糊精等来升高混合 物的疋值【4 0 】。麦芽糊精具有流动性好、溶解性好，无淀粉味和异味、界臭，吸瀑性小， 不易褐变，耐酸碱、耐热，极易被人体吸收等优点，且浓厚状态下使用也不会掩盖其他 原有风味，被以水果为原料的固体饮料普遍采用。国内外有许多相关报道，如麦芽糊精 用于喷雾干燥珏瓜汁、梨汁、杨梅汁、黑莓汁、杏汁、榴莲汁、橙汁等【4 1 , 4 2 , 4 3 州 4 5 】。 1 2 4 存在的问题 现有的速溶香蕉粉加工工艺一般是：将酶解后的香蕉果浆分离，土清液与其他物质 混合，喷雾干燥得到产品。喷雾前多添加具有较高瑶值的物质，以缓和香蕉汁液单独喷 雾的困难 4 0 , 4 3 1 。目前的添加物分为两类：一类是加入食用油及乳化剂，形成微胶囊，如 添加玉米油、淀粉糖浆、单甘酯等瑟6 1 ；另一类是添加淀粉、糊精及蛋自类载体，如添加 大豆蛋白和麦芽糊精的混合物【3 7 1 、麦芽糊精与淀粉的混合物等【3 8 】，第一类添加物需要制 备稳定的乳状液，增加了加工难度盟易掩盖香蕉固有的风味；第二类添加物中，存在添 加物种类较多，产晶有效成分比例降低的问题，并且添加变性淀粉易使产品发自或有异 昧，丽蛋白类添加物的等电点接近香蕉果汁的p h ，溶解性降低易沉淀析出。 香蕉粉制备过程中的其他相关闷题还未得到有效根本的解决。例如，很多产品采用 含硫护色剂；酶解工艺耗时较长，单纯追求最大圆形物得率：产品存在易结块、颗粒结 擒不完整的闻题。网时采用酶解澄清香蕉汁喷雾干燥制粉，多舍弃了不溶部分，造成一 定的浪费。 1 3 研究褥的争主要研究内容 1 3 1 研究目的 本文的研究目的是探讨种速溶香蕉粉的制备方法，并探讨香蕉粉加工过程中的主 要技术难题，如抑制褐变，降低果浆黏度等问题，同时初步探索不溶性成分的综合利用， 得到适宜商监化生产的香蕉粉产品。 1 3 2 主要研究内容 ( 1 ) 研究香蕉切片的护色工艺，以柠檬酸、抗坏血酸、柠檬酸亚锡二钠和亚硫酸氢 4 1 引言 钠作为护色剂，比较对香蕉切片的护色效果，选择适宜种类及浓度的护色剂进行复配， 确定护色温度及时闻，通过正交试验得到最佳护色工艺； ( 2 ) 研究香蕉果浆的酶解工艺，采用伐淀粉酶、果胶酶对香蕉果浆进行作用，通过 单因素试验和覆交试验确定适宜的料水比、酶用量、酶解温度及时闻，得到适宜干燥的 酶解物； ( 3 ) 研究香蕉果浆的干燥工艺，拟将酶解物离心分离，得到上清液( 果汁) 与下层 沉淀( 果渣) 两部分，上清液部分拟采用喷雾干燥，选择适宜的助干燥剂、抗结剂、果 汁浓度，得到复水性良好的速溶香蕉粉。 ( 4 ) 初步探索下层不溶性果渣的综合利用，实现香蕉可食部分的全利用。 5 2 材料与方法 2 材料与方法 2 1 材料 2 1 1 原料与试剂 香蕉：购于永安超市；柠檬酸亚锡二钠：食品级汕头市西陇化工厂有限公司；柠 檬酸，抗坏血酸，亚硫酸氢钠，儿茶酚，磷酸氢二钠，磷酸二氢钠，蔗糖，氢氧化钠， 盐酸，氯化钠，十六烷基三甲基磺酸钠，丙酮，硫酸铜：a r 中国医药集团上海化学试 剂公司；次甲基红，亚甲基蓝a r 上海试剂三厂；果胶酶、精制g t 一淀粉酶：无锡杰能 生物科技有限公司；其中实验测定果胶酶酶活为4 5 0 0 u 吕精制仅一淀粉酶酶活1 5 7 0 u g 。 麦芽糊精( d e 8 1 0 ，d e l 0 1 5 ，d e l 5 2 0 ) ：山东保龄宝生物科技有限公司；s i 0 2 ，可溶 性纤维：食品级本实验室自有。 2 1 2 仪器与设备 d s 1 高速组织捣碎机：上海标本模型厂；u v l 0 0 0 紫外可见分光光度计：上海天美 科学仪器有限公司：4 k 1 5 冷冻离心机：德国s i g m a 公司；w s c s 测色色差计：上海精 密科学仪器有限公司；s b x z 1 a 电热恒温水浴锅：上海申波仪器公司：s q 2 11 9 d x 多 功能食品加工机：上海帅佳电子科技有限公司；d k z 4 5 0 b 电热恒温振荡水槽：上海森 信实验仪器有限公司；w z s i 阿贝折光仪，上海第二分析仪器厂；n d j 7 9 旋转式粘度 计：同济大学机电厂；l x j i i 离心沉淀机：上海医用分析仪器厂；r 系列旋转蒸发器： 无锡星海王生化设备有限公司；q z 5 离心喷雾干燥机；无锡林州干燥器厂；f d 5 真空 冷冻干燥机：上海离心机械仪器厂；m a s t e r s i z e r 2 0 0 0 激光粒度仪：英国马尔文公司； q u a n t a - 2 0 0 0 扫描电子显微镜：荷兰飞利浦公司；0 4 6 0 电热恒温真空干燥箱：上海医疗 器械七厂；1 0 1 1 b s 电热恒温鼓风干燥箱：上海跃进医疗器械厂；s h b i i i 循环水式多 用真空泵：郑州长城科工贸有限公司；a r l l 4 0 电子分析天平：上海梅特勒托利多仪器 公司；e p l 8 4 智能多功能电磁炉：广东美的生活电器制造有限公司； 7 江南人学硕士学位论文 2 2 方法 2 2 1 香蕉粉加工工艺流程 香蕉粉加工工艺流程如下： 各工艺的操作要点如下： l 预处理：香蕉成熟度选择八至九分熟，此时香蕉中的淀粉含量较绿熟期香蕉大幅 下降，糖含量升高，有利于获得良好口感。香蕉清洗、去皮，除去筋络后切片( 厚度约 o 5 1 c m ) 。 2 护色：香蕉切片后立刻浸入护色液中，一定温度下保持一定时问钝化多酚氧化酶 和过氧化物酶，防止酶促褐变及氧化。 3 打浆、胶磨：香蕉片与护色液共同用多功能食品加工机打浆，所得香蕉果浆通过 胶体磨，得到均匀细腻不易分层的香蕉果浆。 4 酶处理：将以上制备得到的香蕉果浆，选择适当的酶及酶解条件进行水解。酶解 反应结束后对酶解液进行灭酶处理，灭酶条件：在8 0 , - , 1 0 0 。c 水浴中加热5 1 0 m i n ，用 冷水将酶解液冷却到室温。 5 分离、浓缩、压滤：香蕉酶解液3 0 0 0 r m i n 离心分离，得到上清液( 果汁) 及下层沉 淀( 果渣) 。果渣部分压滤除去大部分水分，滤出的果汁并入上清液中。果汁部分真空 浓缩至一定浓度供干燥用。 6 调配：在香蕉果汁中加入适量添加物，包括助干燥剂和抗结剂，均质使体系均一 稳定。 7 喷雾干燥：将调配好的香蕉汁喷雾干燥，确定合适的进料条件。 8 冷冻干燥：半干的果渣冷冻干燥后粉碎制粉。 2 2 2 香蕉护色工艺研究 2 2 2 1 香蕉中多酚氧化酶( p p o ) 的提取及活力测定 在卡塔基【4 6 】的方法上进行简化，取1 0 0 9 香蕉果肉加入含i p v p 的0 2 m o l l 、p h 7 0 r ! ：蹩型皇查鲨 磷酸缓冲液2 5 0 m l ，高速组织捣碎机1 0 0 0 0 r m i n 捣碎3 m i n ，所得糊状香蕉混合物4 c 下 冷冻离心1 5 m i n ，清液中缓慢加入1 8 c - f 冷却的丙酮5 0 0 m l ，边加边搅拌，加入后保持 1 5 m i n ，抽滤；所得沉淀加入5 0 0 m l 含1 吐温8 0 的0 2 m o l l 、p h 7 0 磷酸缓冲液，组 织捣碎机捣碎5 s ，磁力搅拌机3 。c 下搅拌疆，冷冻离心( 条件同上) ，所得清液即为多 酚氧化酶( p p o ) 酶液。测定时，比色皿中加入o 1 m o l l 邻苯二酚溶液1 8 m l ，0 0 5 m o l l 、 p h 7 0 磷酸盐缓冲液l m l ，p p o 酶液0 2 m l 混匀，从酶液加入后开始计时，波长4 2 0 n m 下每1 0 s 读一次吸光度值。空白为不加酶液的底物溶液。酶活力定义为单位时间内吸光 值的改变【4 7 4 8 4 9 1 。 2 2 2 2p p o 作用温度确定 将提取的p p o 酶液分别在2 0 ，3 0 ，4 0 ，5 0 ，6 0 ，7 0 ，8 0 ，9 0 ，1 0 0 下保温1 0 m i n ，吸 取0 2m l 保温后的p p o 酶液。按2 2 2 1 方法测定酶活力，绘制香蕉p p o 活性随温度的变 化曲线。以此指导原料热烫条件。 2 2 2 3 热烫时间对p p o 活性的影响 香蕉去皮后切成0 5 1 e m 的薄片，于沸水浴中热烫3 、5 、7 、9 m i n ，迅速冷却，按2 2 2 1 方法提取p p o 酶液，测定酶活力，结果以p p o 的相对残余酶活表示，比较热烫时闻对p p o 酶的抑制效果。相对残余酶活的计算方法为： 相对残余酶活= 栗篙军景淼 2 。2 。2 0 不同护包剂对香蕉护色效果的比较 实验选择了四种文献报道中对于p p o 有较好抑制作用的护色剂柠檬酸、抗坏 盘酸、柠檬酸贬锡二钠、亚硫酸氢钠作为备选护色剂5 0 , 5 1 , 5 2 s 粥，分别配制质量分数o 。1 的溶液。香蕉去皮后切成0 5 1 c m 左右的薄片，迅速浸入2 倍体积的上述四种护色液中， 8 0 c 保温1 0 m i n ，迅速冷却，打浆，置于磁力搅拌器上保持2 h ，用色差计测其颜色变化， 采用综合指标e 值表示其褐变程度弼，e 值越大，褐变程度越高。e 值的计算方法为： e ：丽， 其中a 表示红度，b 表示黄度，l 表示白度。 2 2 2 5 护色荆浓度的选择 分别配黄0 0 1 、o 0 3 、0 0 5 、0 0 8 、o 1 ( w w ) 的抗坏血酸溶液与柠檬酸亚锡 二钠溶液作为护色液，按2 2 。2 4 中的方法操作，分别比较不同浓度的两种护色剂的护色 效采。 2 2 2 6 香蕉复合护色温度的确定 采用0 0 5 ( w w ) 抗坏血酸溶液与0 0 5 ( w w ) 柠檬酸亚锡二钠溶液作为复合护 色液，香蕉片浸入护色液后，二分别于6 0 、7 0 、8 0 、9 0 、1 0 0 保温1 0 m i n ，其他操作同 2 2 。2 。4 。 9 江南大学硕士学能论文 2 2 2 7 香蕉复合护色时间的确定 采用0 0 5 ( w w ) 抗坏血酸溶液与0 0 5 ( w w ) 柠檬酸亚锡二钠溶液作为复合护 色液，香蕉片浸入护色液后，予8 0 c 下分别保温3 、5 、7 、9 m i n ，其他操作同2 2 2 4 。 2 2 2 8 香蕉护色工艺的正交试验 透过表2 - 1 所示四因素三水平正交试验确定香蕉护色的最佳工艺条件。操作同 2 2 2 4 。以综合指标e 值评定护色效果。 表2 - 1 护色正交试验因素水平表 t a b 。2 - 1f a c t o r sa n dl e v e l so f c o l o rp r o t e c t i n go r t h o g o n a le x p e r i m e n t 2 2 3 香蕉果浆的酶解工艺研究 2 2 3 。1 耩水比对香蕉果浆酶解效果的影响 经护色处理的香蕉，分别按料水比( 香蕉果肉：水，w w ) 1 ：o 5 ，1 ：1 ，1 ：1 5 ，1 ：2 打浆，加入0 0 8 ( w w ) 果胶酶，5 0 酶解1h ，测定果浆黏度。将酶解焉的果浆离心 分离，测定上清液的可溶性固形物含量( s s ) 和香蕉的总固形物含量( t s ) ，以黏度和 固形物得率为指标，确定适宜的料水比。固形物得率按下式计算： a c 固形物得率( ) = 罴1 0 0 岱5 l3 2 。2 3 2 静淀粉酶酶解试验 l 预糊化效应 ( 1 ) 糊纯温度：取一定质量的香蕉果浆，搅拌条件下分别子6 0 ，7 0 ，趵，9 0 ，1 0 0 水浴中保温2 0m i n ，迅速冷却，加入o 1 ( w w ) a 淀粉酶，7 5 酶解lh ，以固形物 得率为指标确定糊化温度。 ( 2 ) 糊化时间：取一定质量的香蕉果浆，予( 1 ) 中确定的糊化温度下分别保温0 ， 5 ，l o ，2 0 ，3 0 ，4 0m i n ，迅速冷却，加入0 1 ( w w ) t l - 淀粉酶，于7 5 下酶解lh ， 以固形物得率为指标确定糊化时闻。 2 舭淀粉酶作用p h 条件