（食品科学专业论文）板栗粉的制备及应用研究.pdf

摘要 摘要 本论文主要研究了板栗褐变的抑制、板栗粉的制备和性质及即食板栗粉的研制。本 文以邻苯二酚为底物，板栗多酚氧化酶( p p o ) 存在同工酶，最适p h 为5 0 ，肩峰在p h8 0 ， 最适温度为3 0 。板栗多酚氧化酶在碱性范围内较稳定，而且较耐热。与温度相比，板 栗p p o 对p h 的变化更为敏感。板栗在水中长时间受热，会严重褐变，故不适合湿法热 如工，考虑用干法加工。 通过单因素实验所选择的护色剂有柠檬酸，抗坏血酸，半胱氨酸( c y s ) 。由正交实验 确立板栗的最佳护色条件为：以抗坏血酸浓度为3m m o l l ，柠檬酸浓度为3 5m m o l l ， c y s 浓度为0 7 5m m o l l 配比的护色液浸泡板栗仁。 随着温度的升高，板栗熟风干燥速率越大；随着切片的厚度越大，板栗干燥速率越 小。厚度越小时，5 0 - , 6 0 干燥曲线越相似；而7 0 8 0 干燥曲线越接近。为缩短干燥 时间，获得色泽质地良好的板栗粉可选择板栗切片小于o 3c m ，在5 0 - , 6 0 下干燥乱8h 。 不同干燥方法加工成的板栗粉在化学成分、物理性质和功能性质上有一定的差异， 咀影响不大。故考虑到干燥成本和时间，宜采用热风干燥。除淀粉和还原糖外，其它成 分差别不大。且在板栗粉干法加工过程中褐变的程度都不严重，都具有较好的色泽，但 流动性很差，粘结性也都很高。冷冻干燥粉的吸油能力和起泡能力最高，微波真空干燥 粉的吸水能力最好。三种板栗粉的起泡稳定性是一样的。 将板栗粉与大米粉和脱脂麦胚粉复配，可制得色香味俱佳的即食板栗粉。制作即食 皈栗粉成分配比为板栗粉6 5 ，大米粉1 9 2 ，脱脂麦胚粉1 5 8 ，挤压膨化工艺是水分 为1 2 3 3 ，挤压温度为1 2 0 。通过添加单甘酯和麦芽糊精改善即食板栗粉的冲调，单 干酯稍降低了板栗即食粉的结块率，对即食板栗粉的粘度也有较大影响。添加麦芽糊精 后，峰值粘度、谷值粘度、崩解值和终粘度都呈下降趋势，但使结块率更大。 单甘酯和麦芽糊精添加量分别为0 3 ，4 时，冲调得到进一步改善。 关键词：板栗褐变抑制即食挤压应用 a b s t r a c t a b s t r a c t sr e s e a r c hm a i n l ys t u d i e dt h eb r o w n i n gi n h i b i t i o no fc h i n e s ec h e s t n u t ，t h e p r e p a r a t i o no fc h i n e s ec h e s t n u tp o w d e ra n dt h ep r o d u c t i o no fi n s t a n t c h i n e s ec h e s t n u t p o w d e r t a k i n gc a t e c h o la st h es u b s t r a t e ，t h ec h i n e s ec h e s t n u tp o l y p h e n o l o x i d a s e ( p p o ) e x i s t e di s o z y m e n l eo p t i m u mp hw a s5 0w i t has h o u l d e rp e a l ( a tp h8 0a n dt h eo p t i m u m t e m p e r a t u r ew a s3 0 t h ec h i n e s ec h e s t n u tp o l y p h e n o l o x i d a s ew a ss t a b l ei nt h er a n g eo f a l k a l i na n dw a sh e a t - r e s i s t i n g c h i n e s ec h e s t n u tp p ow a sm o r es e n s i t i v et op h t h ec h i n e s e c h e s t n u tw a sn o ts u i t a b l ef o rl o n g t i m eh e a t i n gi nw a t e rf o rt h es e r i o u sb r o w n i n g s oc h i n e s e c h e s t n u tp o w d e rw a sp r e p a r e db yd r yp r o c e s s t h ei n h i b i t o r sw h i c hc h o s et h r o u g ht h es i n g l ef a c t o re x p e r i m e n tw e r ec i t r i ca c i d ， a s c o r b i ca c i da n dc y s t e i n e ( c y s ) a n do nt h eb a s eo fo r t h o g o n a le x p e r i m e n t ，t h eo p t i m u m c o l o r - k e e p i n gc o n d i t i o nw a so b t a i n e da sf o l l o w s ：t h ec o n c e n t r a t i o no fa s c o r b i ca c i df o r3 m m o l l ，t h ec o n c e n t r a t i o no fc i t r i ca c i d f o r3 5m m o l l ，c y sf o r0 7 5m m o l l c h i n e s e c h e s t n u tk e m e lw a sd i p p e di nt h ec o l o r - k e e p i n gs o l u t i o n a l o n gw i t ht h ee l e v a t i o no ft e m p e r a t u r e ，t h ed r y i n gr a t eo fc h i n e s ec h e s t n u td r i e db y h o t a i rw a sb i g g e r ，n l ed r y i n gr a t eo fc h i n e s ec h e s t n u tw a ss m a l l e ra st h es l i c et h i c k n e s s a s r e d u c i n gt h et h i c k n e s s ，t h ed r y i n gc u r v e sa t5 0 ，6 0 ( 2w a s m o r es i m i l a ra n dt h ed r y i n gc u r v e s a t7 0 ，8 0 w a sc l o s e r i no r d e rt or e d u c et h ed r y i n gt i m ea n do b t a i nc h i n e s ec h e s t n u tp o w d e r o fh i g hq u a l i t y ，m ec h i n e s ec h e s t n u tw h i c hw a ss m a l l e rt h a no 3 c mw a sd r i e da t5 0 6 0 cb y h o t a i rf o r6 8h 砀ec h i n e s ec h e s t n u tp o w d e rp r o c e s s e db yd i f f e r e n td r y i n gm e t h o d sw a sd i f f e r e n ti n t h ec h e m i c a lc o m p o s i t i o n ，t h ep h y s i c a la n df u n c t i o np r o p e r t i e s ，b u tt h ei n f l u e n c ew a sn o t o b v i o u s t h e r e f o r ec o n s i d e r i n gt h ed r y i n gc o s ta n dt i m e ，h o t a i rd r y i n gw a ss u i t a b l e a l lo t h e r c h e m i c a lc o m p o s i t i o nw a ss i m i l a rb e s i d e st h ec o n t e n to fs t a r c ha n dr e d u c t i v es u g a r c h i n e s e c h e s t n u tp o w d e rp r o c e s s e db yd i f f e r e n td r y i n gm e t h o d sh a df a v o r a b l ec o l o r , b a df l u i d i t ya n d l l i g hc o h e s i v e n e s s t h eo i la b s o r p t i o na n df o a m i n gp r o p e r t yo fc h i n e s ec h e s t n u tp o w d e rd r i e d b yf r e e z ew a st h eh i g h e s ta n dt h ew a t e ra b s o r p t i o nc a p a c i t yo fp o w d e rd r i e db ym i c r o w a v e v a c u u mw a st h eb e s t t h ef o a m i n gs t a b i l i t yo ft h e s et h r e ep o w d e rw a st h es a m e t h ei n s t a n tc h i n e s ec h e s t n u tp o w d e rw h i c hh a df a v o r a b l ec o l o ra n dt a s t e dd e l i c i o u s w a sm a d eo fc h i n e s ec h e s t n u tp o w d e r , r i c ep o w d e ra n dd e g r e a s e dw h e a te m b r y op o w d e rt h e i n s t a n tc h i n e s ec h e s t n u tp o w d e rw a sp r o d u c e da sf o l l o w s ：c h i n e s ec h e s t n u tp o w d e r6 5 ，r i c e p o w d e r1 9 2 ，d e g r e a s e dw h e a te m b r y op o w d e r15 8 ，t h ee x t r u s i o nm o i s t u r ec o n t e n t 12 3 3 ，t h ee x t r u s i o nt e m p e r a t u r e12 0 c m o n o g l y c e r i d ea n dm a l t o d e x t r i nw e r ea d d e di n t ot h ei n s t a n tp o w d e rt oi m p r o v et h e i n s t a n tp r o p e r t y m o n o g l y c e r i d er e d u c e dt h ea g g l o m e r a t i o nr a t eo ft h ei n s t a n tc h i n e s e c h e s t n u tp o w d e rs l i g h t l ya n da f f e c ti t sv i s c o s i t yg r e a t l y a f t e ri n c r e a s i n gt h em a l t o d e x t r i n ，t h e p e a kv i s c o s i t y , t h ev a l l e yv i s c o s i t y , t h er u p t u r ev a l u ea n dt h ev i s c o s i t yw e r e d e c l i n e d b u tt h e a g g l o m e r a t i o n r a t ew a si n c r e a s e d t h ei n s t a n tp r o p e r t yo fi n s t a n tc h i n e s ec h e s t n u tp o w d e rw a si m p r o v e dw i t ht h e a b s t r a c t a d d i t i o no fm o n o g l y c e r i d ea n dm a l t o d e x t r i nf o ro 3 ，4 r e s p e c t i v e l y k e y w o r d s ：c h i n e s ec h e s t n u tb r o w n i n gi n h i b i t i o n i n s t a n te x t r u s i o n a p p l i c a t i o n i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人雀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：摩群 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： 茎薹导师签名： 日 期： 第一章绪论 第一章绪论 1 1 板栗资源的概况 1 1 1 板栗的品种和分布 板栗( c a s t a n e am o l l i s s i m ab l u m e ) 为山毛榉科( f a g a c e a e ) 栗属( c a s t a n e am i l l e r ) 坚果类 植物，全世界栗属植物约有1 0 多种，广泛分布于北半球的亚洲、欧洲、非洲及美洲大陆。 作为经济栽培的有中国板栗( c a s t a n e am o l l i s s i m ab l u m ) 、日本栗( c a s t a n e ac r e n a t a ) 、欧 洲栗( c a s t a n e as a t i v em i l l e r ) 和美洲栗( c a s t a n e ad e n t a t e ) 4 种。其它栗仅有少量人工栽培， 或作为森林树种，或作为植物育种材料【l 】。 板栗在我国分布很广。它的经济栽培区最北到北纬4 0 3 0 ，即辽宁省的凤城县及河 北省的青龙县一带；最南到北纬1 8 3 0 ，包括广东、广西和海南各省、自治区；西起甘 肃、陕西；东至江苏、浙江、福建沿海各地。全国2 0 多个省、直辖市、自治区都有板 栗栽培【2 1 。按其分布区域，基本上可划分为两大品种群，即北方品种群( 华北地方品种群) 和南方品种群( 长江流域地方品种群) 。此外还有丹东栗品种群( 属日本栗系统) 及一些矮 生野板栗1 3 j 。 板栗原产我国，已有3 0 0 0 余年栽培历史，素有木本粮食、干果之王、铁杆庄稼之 美称【4 】，是我国传统的农副产品，世界上重要的干果之一。我国板栗不仅栽培历史悠久， 分布区域广泛，品种丰富，而且品质高居世界食用栗的首位。从栽培上看，中国板栗与 欧洲板栗相比，果实大，抗火疫病和抗寒( 2 9 ) ，因此，中国板栗正成为美国密苏里及 中西部地区的新果树品种【5 1 。尤其在欧美和日本栗遭受疫病、墨水病两种病害毁灭性的 打击下，中国板栗变得尤为抢手【6 】。以坚果品种而论，中国板栗风味隽美、香甜可口， 其品质远高于日本栗和欧洲栗。另外，在栗果加工时，往往要剥除种皮( 涩皮) ，日本栗 和欧洲栗在这一加工品质方面有着很大缺陷涩皮不容易剥除，而中国板栗的涩皮很 容易剥除【。 根据粮农组织报告，板栗为南欧、东亚、亚洲西南部及北美东北部重要的粮食作物。 2 0 0 3 年全球栗产量9 2 2 5 万吨，种植面积3 1 1 9 万公顷，2 0 0 4 年全球板栗产量为1 0 4 2 7 4 3 万吨。其中以亚洲栽培最多，产量最高，面积达1 4 5 万公顷，产量6 7 万吨。2 0 0 3 年中国 板栗产量近6 0 万吨，面积达1 1 0 万公顷，占世界总产量的6 4 9 ，居世界首位，蛰j 2 0 0 5 年底，种植面积达1 2 5 万公顷，占世界种植面积的3 8 ；总产量达8 2 5 万吨，约占世界产 量的3 4 。 目前，中国为第一大产栗国，其次为韩国，意大利，土尔其，玻利维亚，葡萄牙， 日本。其中，日本是最大的板栗消费和进口的国家，中国1 3 和韩国4 0 的板栗出口到日 本【7 堋。新西兰、澳大利亚和南美亦开始种植板栗，而且由于世界范围内的板栗需求大 于供应，其板栗产量也有增加趋势【9 】。 江南大学顸士学位论文 1 1 2 板栗的营养和药用价值 板栗的营养成分及含量比例，因种类、品种、成熟度和产地不同也有所差异。板栗 的主要营养成分是淀粉和糖类，与粮谷、豆类相似。经测定，每1 0 0g 鲜板栗仁( 浏阳板 栗) 含水分4 9 2g 、蛋白质6 2g 、脂肪1 4g 、淀粉3 9 1g 、粗纤维2 2g 、还原糖1 9 7g 、总 糖9 6g 、灰分1 0g 、c a4 2 7m g 、v c3 0m g 、p6 3 4m g 等。正是这些营养成分，形成了 板栗果实肉质细腻、香甜可口、风味独特的品质与风格。 板栗蛋白质含量接近面粉而且比白薯高1 倍以上；脂肪是面粉或大米的2 倍；v c 含量 高于柑橘、苹果和梨子，c a 、k 、z n 的含量高于山楂，c a 、m g 、z n 、v b 的含量高于红 枣【1 0 】。还含有米面中所缺乏的抗坏血酸和胡萝b 素等成分。蛋白质中氨基酸的含量较大 米、玉米、面粉高1 5 倍，赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、蛋氨酸等氨基酸的含量超过f a o w h o 的标准，而赖氨酸是大米、小麦、玉米、大豆的第一限制氨基酸，苏氨酸是大米、小麦 的第二限制氨基酸，色氨酸和蛋氨酸分别是玉米和豆类的第二限制氨基酸，食用板栗可 以补充谷类和豆类中限制氨基酸的不足，有利于改良谷类和豆类的第二限制性氨基酸， 经常食用板栗对改善人们的营养水平具有重要作用】。 除此之外，板栗还具有较高的药用价值，可与人参、黄芪、当归相媲美，尤其对肾 虚病人有良好的疗效。中医认为：栗果有养胃健脾、补肾强筋、活血止血的功效，并有 益于高血压、冠心病的防治。在临床上，板栗还可以用于治疗反胃、泄泻、腰腿软弱、 吐血、便血、金疮等症。此外，板栗辅加其它中药或食品原材料还可以制成药膳，治疗 气管炎、肾虚、消化不良、腹泻、中风等疾病【1 2 1 。现代医学认为，板栗所含不饱和脂肪 酸对高血压、冠- i i , 病、动脉硬化患者具有调养之功效。陈和生【l3 】分析等报道，板栗多糖 对小鼠具有明显的抗凝血、升高白细胞的生物活性。板栗不含面筋，可以作为小麦替代 品，适用于对小麦制品敏感的人群1 4 j 。 1 2 板栗研究的加工现状 1 2 1 板栗制品加工中存在的问题 1 2 1 1 贮藏保鲜研究 由于板栗属于具有高呼吸率的果实，采收后生理代谢活动旺盛，同时栗果易发生小 象鼻虫、桃蛀螟等虫害，且采摘时不易发现，加之栗果水分含量较高，形态结构不利于 贮藏，板栗采收后损失较大，贮藏保鲜一直是制约我国板栗资源利用的重要因素。特别 是南方板栗，贮藏保鲜尤为困难。板栗水分含量相对较高，鲜果质构与坚果相比更象水 果。收获后处理要求也应与果蔬相似l i 引。 故国内对板栗的贮藏进行了大量的研究和应用实验，要解决板栗贮藏中出现的问题， 必须综合注意从采收到贮藏中一系列的环节。正确的贮减方法【l 引，首先是选用耐贮藏品 种，并适时采收，提高其耐贮性。其次是做好贮藏前处理，目的是防虫、防腐及防止发 芽。关于这方面研究，已有不少成果，如化学试剂处理f 明、微波处理f 1 8 】、气调f 1 9 - 2 0 、涂 液膜【2 l l 、射线辐射处型2 2 1 、离子空气技术【2 3 】。再次应采用适当的贮藏方法。贮藏环境 要保持一定的湿度和温度。正常情况下，贮藏环境的相对湿度为6 5 0 o - 8 5 ，温度为l 5 ， 2 第一苹绪论 过高过低都会影响贮藏效果。板栗的贮藏主要有4 种贮藏方法：沙藏法、冷藏法、木屑 贮藏法和干贮法。沙藏法是我国传统的贮藏板栗的方法，在整个贮藏期间，应严格控制 沙的湿度。低温冷藏法能显著抑制板栗的代谢活力，有利于板栗的长期保鲜。目前该法 仍然是板栗贮藏保鲜效果较好的方法之一。王贵禧【2 4 l 等采用变温冷藏并用保鲜袋包装， 既降低了板栗营养物质的消耗，又保持了板栗的新鲜度，其贮藏期达9 个月以上，好果 率为9 2 1 ，发芽率为0 。 就目前情况看，效果较好能够被产地接受的方法是沙藏法，商业性贮藏效果较好的 是冷藏法，且此法适宜气温较高的南方。但沙藏的板栗后期发芽率高，贮藏量受到限制， 冷库贮藏具有抑制板栗果发芽、贮藏量、管理方便等优点，但贮藏成本增加，效果不如 沙藏【2 5 】。 国外对板栗贮藏和应用研究较多的是日本。他们采用5 0 6 0 温水浸果，置于c 0 2 与0 2 比为9 8 ：2 的多层聚己烯袋中贮藏，获得了国家专利，但大量贮藏还是采用冷藏法。 韩国采用塑料袋打孔贮藏，控制袋内c 0 2 与0 2 比为5 7 ：7 0 0 - - , 9 ，于常温下贮藏8 个 月损失少于2 0 。除此之外，法国、意大利等国对板栗贮藏的温度、湿度、c 0 2 浓度作 了研究，取得一定效果。我国台湾也采用湿锯屑加杀菌剂贮藏板栗，效果比较理想。 其实，保藏板栗可以有不同的方法思路，包括保藏，食品消费和加工。传统方法是 冷藏，冻藏和干燥。某些国家常将板栗干燥转化成粉或加工成其它食品进行保藏【2 6 1 。贮 藏与加工技术环环相扣，互相促进。 1 2 1 2 剥壳去衣 板栗外有坚硬致密的果壳，紧贴果肉有薄层红衣( 涩皮) ，剥皮去衣是板栗加工的首 道工序。现有的板栗脱壳方法主要有手工、化学、热力、机械、能量法等。后两种方法 是近年来为了适应板栗大规模深加工而兴起的。但据资料显示，不论采用上述的哪一种 方法，其结果都不理想。通常伴随有栗仁的损伤或褐变的发生，不能得到高质量被脱壳 的栗仁，阻碍了后续深加工产品的开发。目前【2 7 1 我国大多数加工厂的板栗剥壳工艺以人 工剥壳为主，有生剥和热剥两种方法，费工费时，加工成本较高。我国传统的板栗去衣 工艺采用热碱法，但存在使栗果褐变、污染环境等明显弊病。 世界很多国家都在研究板栗脱壳去衣技术，其中在欧洲以法国和意大利这两个板栗 消费大国技术最为先进，而在亚洲日本则是最先开展这项研究的国家，其板栗脱壳去衣 加工技术在亚洲也处于领先地位1 2 引。其技术是主要采用不加热干燥的常温机械剥壳，用 高压蒸汽快速旋转脱去红衣的旋转脱皮机。这种设备剥壳率较高，破碎率较小，但红衣 去净低，一般需要增设专门的红衣二次去除设备。这种机组结构复杂，部件制造精度要 求高，价格昂贵。欧洲技术以法国为代表，用火烧法去壳，然后对未烧尽的板栗进行挤 压刮皮，使板栗的仁、衣分离。这种方法脱壳率很高，但燃烧温度较难控制，很容易使 板栗熟化、甚至焦化，磨去栗仁表面，有一定损耗。这种板栗脱壳技术工艺独特，属国 外技术专利，故整套设备价格昂贵，在国内推广使用的可能性不大。 我国板栗脱壳技术研究起步较晚，但发展较快。浙江大学化工机械研究所1 9 9 8 年所 研制的板栗脱壳机可采用双排双向高速刀辊对板栗进行高速切削和高速击打脱壳。虽脱 江南大学硕士学位论文 壳率较高，但栗仁损伤严重，工序复杂，造价高。陕西科技大学先采用板栗真空爆壳技 术研制脱壳机【2 9 1 ，后辅以揉搓式剥壳方式相结合的板栗脱壳技术研制脱壳机 3 0 l ，又改进 利用微波能使板栗脱壳去衣的新工艺新方法研究p 。但是微波能在板栗脱壳的同时，也 会使栗仁不同程度的褐变和熟化。 1 2 1 3 褐变护色研究 一般来说，引起食品褐变的原因可以归结为两大类：酶促褐变和非酶促褐变。酶褐 变是在有氧的情况下经酶催化酚类物质氧化而呈褐色；非酶褐变包括美拉德反应、酚类 物质氧化变色、焦糖化反应和抗坏血酸反应几类【3 2 1 。对于板栗而言，其典型的酚类物质 是多酚聚合物单宁，酶褐变主要是由多酚氧化酶( p p o ) 作用使板栗仁中的多酚物质氧化 生成黑色素。非酶褐变则存在多样性：首先排除焦糖化反应的可能性，因为焦糖化反应 是糖类在没有含氨基化合物存在的情况下加热到1 5 0 2 0 0 以上，生成粘稠状的深褐色 物质的过程。板栗仁的加工方式中温度最高的是炒制的方式，测定了中心温度为 1 0 0 1 1 0 ，达不到焦糖化所需的温度；其次排除抗坏血酸反应的可能，因为板栗仁中 抗坏血酸含量不足以引起板栗仁表皮和心部的明显褐型捌。故最大可能即是美拉德褐变 和酚类物质自氧化变色。大部分学者认为板栗褐变主要是由于多酚氧化酶酶促褐变和美 拉德反应引起。板栗是淀粉和糖含量较高的果实，在贮藏中一部分淀粉还会降解为还原 糖，板栗中游离的氨基酸也占一定比例，在板栗热加工处理中，美拉德反应不可避免。 朱钰铃、苏勇、段杉等【3 4 舶】研究证明热加工下褐变作用是板栗中酚类物质在高温下的自 氧化和美拉德反应。 褐变是板栗加工过程中的一个突出问题，严重影响产品的感官、风味和营养价值， 大大降低了它的商业价值，制约了板栗的深加工发展，因此护色技术一直是板栗加工的 一个难题。实际情况是，板栗在受到机械损伤后，在有氧条件下发生酶促褐变，但褐变 速度与苹果、桃等果品相比显得缓慢；而栗仁在沸水中3m i n 臣o 发生褐变，高温下的非 酶褐变是导致板栗褐变的主要原斟明。 前人做了一些关于板栗酶促褐变机理的研究，陶月良【3 8 】等研究板栗p p o 活力，实验 表d y j p p o 在p h5 5 达到最大，并在“之间活力相当，龚秀红则认为板栗p p o 最适p h 为 7 o 。而叶兴乾【3 9 j 等对板栗果肉中p p o 性质研究表明该酶适宜温度为4 0 6 0 ，最适p h 为 4 0 和7 0 。而x uj i ns e n e 4 0 则认为酶适宜温度为4 0 c ，最适p h 为5 0 。关于p p o 性质的研究 资料较混乱，而导致p p o 性质结果不同的原因可能是在于板栗品种和测定方法的差异。 关于抑制栗仁褐变的护色方法报道较多，各有所长，同时也存在许多不足。对于酶 促褐变，主要采取除氧和抑制多酚氧化酶的活性，有加热、加亚硫酸盐、抗坏血酸、调 节p h 值等方法。沸水浴对p p o 和p o d 的抑制效果很好，也是生产工艺中不可缺少的关键 一环。目前，护色处理中化学试剂应用最多的就是用e d t a 和亚硫酸盐以及部分有机酸 类，但是e d t a 会影响人体内钙的代谢1 4 ，亚硫酸盐一直存在对人体有负作用的异议， 有的国家已禁止使用【3 6 1 。鉴于此原因，不少研究者都致力于无硫的护色研究，并努力开 发替代e d t a 的护色剂。如杨芙莲等在板栗饮料的加工中为了防止栗浆褐变，得到护色 液的最佳配比是柠檬酸0 1 l 、v c0 0 5 、e d t a 2 n a0 0 2 5 4 列。陈明之【4 3 】研究了不同 4 第一苹绪论 温度、水分、p h 值条件下对板栗糊化过程中褐变的影响，通过钝化酶处理，并确定护色 液最佳配方为：抗坏血酸0 5 、植酸0 3 、柠檬酸0 5 和e d t a 2 n ao 1 5 ，但总体护 色效果也不如意。綦菁华【删非硫护色板栗仁，将板栗仁于0 5 4 抗坏血酸、0 8 6 柠檬酸 和1 0 1 3 氯化钠混合液中浸泡3 0m i n 。董英【4 5 】等研究了p h 值、壳聚糖的脱乙酰度和浓度 对抑制板栗褐变效果的影响，并得出结论，壳聚糖对水煮板栗褐变有明显抑制作用，仅 次于e d t a 。但是也有报道称壳聚糖实际对p p o 并没有抑制作用m 】。 对于非酶促褐变，加工的水质、温度、时间、p h 值等因素都对板栗仁的褐变有影响， 主要采取避免在高温下长时间处理物料、避免使用还原糖、加入e d t a 螯和剂等方法减 轻褐变程度【4 n 。 虽然板栗加工有了很大发展，但尚未从根本上解决问题。因产品护色技术难度大( 多 方面的褐变因素) ，在产品品种和产品质量方面还存在一些不尽人意的地方。国内有些 板栗加工厂只是生产糖水板栗、栗子糕等容易护色或对护色要求不高的产品。加工的板 栗仁有的用糖渍，有的制成板栗罐头浸于护色防腐液中。有些企业生产的速冻板栗仁或 板栗粉护色采用亚硫酸处理，其结果是使产品出口受影响( 同时，国内销售也同样存在 使用亚硫酸有异议的问题) ，而且被漂成灰白色，影响产品外观【4 8 1 。 综上所述，目前科研工作必须要解决的关键问题有：1 如何正确使用护色剂或少使 用化学试剂，使板栗加工产品色泽风味与新鲜板栗仁相同；2 根据不同产品的护色要求 和加工工序寻求适当的护色方法。 1 2 1 4 干燥工艺研究现状 板栗的深加工中不同程度涉及到板栗的干燥工序，而板栗对干燥温度十分敏感，控 制不好会使板栗褐变、熟化，影响产品品质【4 9 5 0 】。如新西兰的板栗要在3 0 干燥，否则 会出现褐变【9 】。因此，板栗的干燥就成为板栗深加工中关键的单元操作之一。郑传祥【4 9 j 研究了浙江毛板红板栗( 带壳) 热风干燥特性，认为在6 5 以下干燥几乎不会发生品质改 变，但温度太低板栗干燥速度太慢。故一般在5 0 , - , 6 5 干燥较为合适。叶兴榭5 1 】等( 2 0 0 1 ) 研究了毛板红板栗经自然干燥、热风干燥、微波干燥和高温蒸煮后热风干燥等不同干燥 方法对栗粉的理化性质与功能特性的影响，证明不同干燥方法加工栗粉的理化性质与功 能特性有一定的差异。 近年来，国内报道板栗干燥方法的研究较多，其中对板栗干燥特性比较系统研究的 是天津科技大学的常学东【5 2 1 ，主要研究了京东板栗烘干、真空干燥、微波干燥的失水特 性和其对营养的影响及板栗的喷雾干燥工艺。结果表明，其失水特性主要表现为降速干 燥过程。干燥过程属于内部扩散控制。不同切片( 料层) 厚度具有相同的变化趋势，但对 干燥速率的大小影响程度却存在差异。切片厚度越小，干燥速率的变化就越剧烈。真空 干燥保存赖氨酸和黄酮含量最高，而微波干燥淀粉损失最大，所得多糖含量最多。喷雾 干燥最佳工艺为：料液浓度1 1 5 8 、进口温度1 2 1 8 。c 、出口温度8 0 8 。其中进口温度 对板栗粉得率影响最明显，其次是料液温度。张会坡【5 3 】等将迁西板栗在真空冷冻干燥下 得到冻干板栗仁，基本保持原有的色、香、味、形，而且复水性在5 0 水中8 砸n 能达 到1 0 0 。尽管冷冻干燥所得产品质量高，但因价格昂贵，要求的成本太高，不能应用 江南大学硕士学位论文 于板栗生产的工业化。为更好的提高干燥效率，提高经济效益，可采用两种或多种方法 的联合应用。如先板栗渗透脱水作为前处理步骤，然后用对流热风干燥达到终产品干燥 的要求m 1 。李云燕【5 5 1 用微波真空组合干燥法制备脱水板栗片，既缩短了干燥时间，又制 得性状良好的板栗片。 国外目前主要通过人工控制通风来干燥整粒板栗得到板栗干。此种生产工艺耗时 长，加工效率低。而且栗仁表面易褐变，色泽较深，影响产品品质。 虽然板栗的干燥方法多种多样，但由于板栗加工产品品种很少，而且以上干燥加工 成本高，目前一般的干燥方法仍然是烘干法，而且是整粒( 带壳或不带) 干燥。 1 2 2 国外板栗深加工产品的现状 国外的板栗深加工产品主要有板栗酱、板栗膏、板栗粉等产品形式，大多也是传统 产品。以板栗膏为例，主要有瑞士，法国和意大利的产品，都是符合西方人饮食习惯的 产品。板栗膏的销量比较大，它可以用于做蛋糕的原料，也可用于作甜点和沙拉酱的食 品原料，比较受西方人的欢迎。该产品在国内也有很大市场潜力，如做一些食品的馅料 ( 板栗月饼) 和其它食品的原料。 意大利是生产糖渍坚果，m a r r o n eg l a c 6 和其它加工板栗产品最大的国家。也只有少 部分( 1 5 , - - 2 0 ) 的板栗和玛隆加工成半成品或成品。去皮的整粒板栗有通过水封罐装 的，也有干常i j 后用玻璃瓶装或真空包装的。最好的板栗和玛隆则经去皮后冷冻，糖渍生 产i t l a r r o r l eg l a c d ，酒浸生产栗子酒，或生产栗子浆液。m a r r o n eg l a c d 是一种保存在糖液 中的蜜饯类栗子。一盒m a r r o n eg l a c d 甚至比一盒精制的巧克力更贵。随着奶制品甜点需 求的增加，还常用板栗酱制成板栗乳。干制板栗和板栗粉则包装后全年销售。目前，意 大利国内使用干制板栗和板栗粉制作的传统食品正在减少，但世晃上其他国家却很流行 这些或类似的产品，特别是美副5 每5 7 1 。 1 2 3 国内板栗深加工产品的现状 目前我国板栗仍多以生板栗原料销售，加工量少。我国板栗加工转化率平均为 2 0 - 3 0 ，而发达国家为9 0 , - 9 5 1 s 8 】。年加工量以四川为例5 9 1 ，2 0 0 0 年板栗总产量9 ， 3 2 1 1 3 吨，年加工量为1 0 0 吨，仅占1 。即使加工也主要是粗加工，产品品种较少，出 口产品以简单的粗加工品为主。我国板栗加工制品由于缺乏较高水平的科学指导，附加 值低，缺乏市场竞争力。以丹东市主要出口产品栗肉为例f 6 0 l ，日本进口商从中国进口栗 仁到岸价是产地收购价的二三倍，加工成小包装的零售价是栗仁进口价的七八倍。还有 就是，一些产品的质量难以保证，不同程度地存在褐变及淀粉老化等问题，这也是一些 发达国家禁止或限制进口中国板栗产品的借口【6 i l 。 9 0 年代后期，我国板栗深加工产品开发研究有了较大发展。以板栗为主原料开发出 的品种较多。如板栗羹，速冻板栗仁，板栗奶，板栗脆片，板栗发酵乳1 6 2 1 ，板栗酒，板 栗粉等。但多未能转化为生产，目前市场上的板栗制品主要还是糖炒栗子，板栗罐头， 速冻板栗仁和软包装板栗仁等。 6 第一章绪论 1 2 4 国内外板栗粉的加工应用现状 目前，板栗粉的加工和应用已有一些报道。板栗加工成粉生产成传统食品，古代既 有。板栗粉粉质细腻、香糯可口、风味极佳，既是终产品，可袋装销售；也是初级产品， 可作为制作板栗酱，板栗羹，板栗乳，面包、甜品等的原料。 近年来，板栗制粉成为国内外食品加工界的热点。板栗粉的制备可分为干法和湿法 两种。其中干法包括热风干燥、微波干燥、冷冻干燥等，湿法有喷雾干燥，滚筒干燥等。 但目前国内外仍主要采用干法加工，特别是热风干燥，而且是整粒( 带壳或不带) 干燥。 技术方面重点主要集中在褐变控制和普通的粗粉碎工艺及设备上，且取得了一定进 展。但由于产品的粒度较大，其生理功能和人体对营养成分的吸收率较低，终产品的质 构和口感较差。同时，现代化的食品分离重组高新技术在板栗加工中应用甚少【5 2 】。 板栗粉在国内市场上的应用较少，市面上也少见板栗粉的销售，一般只是文献研究 报道较多。这可能与国内人民的饮食结构和习惯相关。常学东【6 3 】等以板栗粉为主要原料 辅以适量的白砂糖、食盐、蛋黄粉以及n a h c 0 3 ，采用热风干燥与微波相结合的方法加 工成板栗脆片。用板栗粉制作板栗面包【2 5 l ，不仅增加了面包的营养成分，而且提高了面 包的色、香、味和口感。也可将板栗粉制作板栗酥饼m j 等。 板栗粉在国外市场上的应用较多，但其加工在国外也并未形成规模化，主要是受到 板栗的干燥方式影响。例如意大利、韩国等国家主要生产板栗粉，生产方法是制成整栗 干后通过反复磨碎制得。传统栗干产区p i m o n t e 、t u s c a n y t 和c a l a b r i c a 等在干制房内用闷 火烘烤加工栗干，这过程需1 5 2 0 天【6 5 侧，韩国的a h n 等实验，人工控制通风干燥加工整 栗干( 不护色) 需1 0 0h t d 丌。这种通过整栗干燥加工栗粉的生产工艺耗时长，加工效率低。 但目前国外销售的大部分袋装板栗粉均以此种方式干燥。不过，板栗粉在国外市场上十 分畅销，并且其卖点是无面筋，香甜可口。袋装板栗粉同面粉一样，可作为家庭制作面 包、汤羹、甜点的原料。这些都是符合西方人民的饮食结构和习惯的食品。 1 3 立题依据和研究内容 1 3 1 立题依据 首先，我国是世界上最大的板栗生产国。n 0 5 年底，板栗产量占世界总产量的3 4 。 但以0 4 年为例，出口只占总产量的6 7 t 6 8 1 。板栗的消费市场大部分在国内，而国内市场 大部分板栗是糖炒和菜食时令销售，消费形式的单一，使得国内市场供过于求，板栗价 格下跌，栗农经济利益受到极大损伤，同时也造成了我国优质板栗资源的严重浪费。实 际上，根据国家林业局【6 9 】有关专家的调查和国际对板栗需求预测：板栗营养性绿色食品 需求量将逐年增加，2 0 0 0 年的需求量是5 7 万吨，2 0 0 5 年需求量为1 0 0 万吨，2 0 1 0 年需求 量将达到1 3 0 万吨。要使我国板栗产业稳步发展，必须开拓国际市场，提高我国板栗制 品质量竞争力和附加值，丰富板栗制品花色。板栗制粉及其丰富的后续加工产品前景广 阔，是一条不错的出路。 再次，由于板栗贮藏保鲜难度大，部分板栗采收后不能及时加工，霉烂严重，造成 严重的经济损失。板栗加工一般仅能到3 4 月份，不能全年生产。即使可以保藏较长时 江南大学硕士学位论文 间，板栗加工产品品质也必然大打折扣。板栗制粉是板栗保藏和加工的另一种途径，它 既可以省掉罐头产品护色、防褐、防腐工序，便于运输贮藏与销售，又便于生产。板栗 粉可以以任意贮藏比例添加在其它面食中，派生出众多特色食品、保健食品、快餐食品、 膨化休闲食品等，还可制成发酵粉进入千家万户，改善民众的饮食结构。但板栗粉的应 用在国内较少，一般文献研究报道较多，市面上也少见板栗粉的销售。这可能与国内人 民的饮食结构和习惯相关。而将板栗粉制成即食板栗粉的成品形式，方便快捷，符合我 国人民生活习惯和现代化生活发展的要求，是拓宽板栗附加值的较好出路。 1 3 2 主要研究内容 本论文的目的在于通过实验研究板栗多酚氧化酶的部分性质，确定最佳护色方法； 得到板栗制粉的工艺条件，制备优质板栗粉；通过板栗粉，大米粉和脱脂麦胚粉的复配， 制作品质优良的即食板栗粉。 论文的研究主要内容包括以下几方面： ( 1 ) 研究板栗多酚氧化酶的部分性质，通过正交实验确定最佳护色液； ( 2 ) 得到板栗热风干燥制粉的工艺条件，并与其它干燥方法制备的板栗粉的理化功 能特性进行比较； ( 3 ) 将板栗粉、大米粉和脱脂麦胚粉通过挤压工艺，制备即食板栗粉； ( 4 ) 即食板栗粉的冲调的改善。 8 第二章板栗多酚氧化酶的性质及褐变抑制 第二章板栗多酚氧化酶的性质及褐变抑制 2 1 引言 多酚氧化酶( p p o ) 是植物体内普遍存在的一类含铜的氧化酶。在高等植物中，正常 情况下多酚氧化酶与底物二者是分离的，只有当植物受到伤害如动物啃食、昆虫噬咬、 病原菌入侵打破隔离，p p o 才会与底物接触相互作用，氧化底物产生活性的醌，醌自发 聚合并和细胞内的蛋白质氨基酸基团反应，产生黑色和褐色物质，这也是组织中酶促褐 变的主要原因【7 0 l 。板栗组织中的多酚氧化酶( p p o ) 及多酚类物质含量比较高。板栗在贮 藏及加工过程中尤其是去皮、切块、加热后会产生褐变。这严重影响制品的营养、风味 及外观品质，p p o 对板栗等果蔬原料深加工及储存起重要作用，研究其酶学性质及有效 抑制剂将对板栗的深加工起促进作用。 目前对苹果【7 1 1 、香蕉1 7 2 】和马铃薯【7 3 】等果蔬的褐变特性以及抑制方法等已有较多研 究。相对板栗酶促褐变也有一些研究，但大多着重影响因素与护色方法或板栗p p o 特性， 单一抑制剂对褐变控制效果方面的研究。抑制剂对板栗褐变的控制需要进一步的深入研 究。 本章的目的是确立板栗的最佳护色条件。测定板栗中多酚氧化酶的最适p h 及最适温 度，考察p p o 抑制剂对p p o 的抑制作用；研究不同护色液组成对板栗多酚氧化酶的抑制 作用，通过正交实验确立板栗的最佳护色条件。通过研究，可以为板栗的护色工艺及后 文深加工研究提供有益参考数据。 2 2 材料和方法 2 2 1 实验材料与药品 板栗 盐酸 丙酮 磷酸二氢钾 磷酸氢二钾 醋酸、醋酸钠 甘氨酸 三甲基羟基氨基甲烷 邻苯二酚 抗坏血酸 半胱氨酸( c y s ) n a h s 0 3