（食品科学专业论文）榛子蛋白饮料工艺及特性研究.pdf

本论文以承德地区野生榛子为主要原料，研究了榛子蛋自饮料与主剂的加工工艺 及特性，建立了主剂贮藏期预测动力学模型及颜色变化的动力学模型。 实验以蛋白质含量、得率及浸泡时间为主要考察指标，得出榛子仁浸泡的最佳工 艺条件为：静水浸泡1 5 h ：采用不同的去皮方法及去皮剂进行去皮工艺研究，考察了 色泽及得率等指标，确定了榛子的最佳去皮工艺为：1 的n a o h 溶液，1 0 0 。c 处理 0 5 m i n 。 从乳化剂、稳定剂、均质条件、杀菌条件等方面分析探讨影响榛子蛋白饮料稳定 性的各因素，得出了使榛予蛋白饮料保持稳定的最佳工艺条件为：添加0 5 6 3 的复配 稳定剂，8 0 、3 呱口北0 m p a 、2 次均质，5 1 5 m i n 1 2 1 杀菌。通过响应面设计与 分析，得出了榛子蛋白饮料的最优配方。从粘度、浓缩比等指标研究了榛子主剂的流 变学特性，并确定了主剂的浓缩工艺条件。 榛子主剂的流变学特性表现为假塑性体系，其表观粘度会随剪切速率的不断增加 而降低，出现剪切稀化现象。温度和浓度对其粘度的影响可分别用模型；n = k o e x p ( l 倒t ) 和铲磁( c a ) 来描述。 通过保温试验，检测过氧化值、色泽角、明度等指标，建立了主剂贮藏期预测及 其颜色变化的动力学模型分别为： 培0 铷0 2 2 2 c + 2 3 9 1 3 、y = 4 t 3 + 4 f 2 + 4 f + b 。 关键词：榛子：主剂：稳定性；流变性：粘度 a b s t r a c t t h en m n u f a c t u r et e c h n o l o g ya n dp r o p e r t yo fh a z e l n u tp m t d nb e v e r a g ea n dc o n d e n s e d l i q u i dm a d e f r o m c h e n g d ew e r er e s e a r c h e di nt h i sp a p e r t h ed y n a m i l i cm o d e lo fl i f e - t i m e p r e d i c a t i o n a n dc o l o rc h a n g e d u r i n g c o n s e r v a t i o nw e r ee s t a b l i s h e d t h eb e s ts o a k i n gt e c h n i c a lc o n d i t i o n so f h a z e l n u tw e l eo b t a i n e dm a i n l yb yt h ea n a l y s i s o f p r o t e i l l y i e l d a n d t i m e ，w h i c h w e r es o a k i n g i n s t a t i o n a r y w a t e r a t i n d o o r t e m p e r a t t u e f o r1 5 h o u r s ；n 哟u g h t h er e s e a r c h b yu s i n gd i f f e r e n tf l a y i n gw a y s a n dd o s e s ，a n db yt h ea n a l y s i so f c o l o ra n d y i e l d , t h eo n m t nf l a y i n gt e c l m o l o g i e sw e r e c o n f i r m e d 嬲f o l l o w s ：d o s eo f n a o h , 1 ；t e m p e r a t u r e , 1 0 0 * c ；r e a c t i o nl i n e ，0 5 m i n d i f f e r e n te f f e c t st ot h es t a b i l i t yo f h a z e l n u t p r o t e i nb e v e m g e w e r e a n a l y z e da n dd i s c u s s e & s u c ha se m u l s i f i e r , s t a b i l i z e r , h o m o g e n i z ec o o d i f i o n , s t e r i l i z ec o n d i t i o ne t c , t h eb e s tt e c h n o l o g yt o k e e pi ts i a b j 】j 五n gf o rl o n gw e r eo b t a i n e d , t h a t w a sd o s eo fc o m p o u n ds t a b i l i z e r , o 5 6 3 ； h o m o g e n i z ec o n d i t i o n , 8 0 c 、3 0 m p a r 2 ( h i f f a 、2 t i m e s ；s t e r i l i z ec o n d i t i o n , 5 1 5 m i n 1 2 1 c t h eo p t i m i z e df o r m u l a t i o no fh a z e l n m p r o t e i nb e v e r a g ew e r ed e t e r m i n e dt l 砌坞bt h er s a d e s i g na n da n a l y s i s t h et h e o l o g i c a lp r o p e r t i e so f c o n d e n s e dl i q u i dw e r es t u d i e da n dt h e c o n d e n s ec o n d i t i o n sw e r ea c h i e v e d b y t h ea n a l y s i s o f v i s c o s i t y a n de o n e 咖m t i o n m u l t i p l e t h e r h e o l o g i c a lp r o p e r t i e so f h a z e l n u tc o n d e n s e dl i q u i ds h o w e d o u t p s e u d o p l a s l i c f l u i d i t s a p p a r e n tv i s c o s i t yw e n td o w na st h er i s e o ft e m p e r a t u r e t h ee f f e c tt ov i s c o s i t yb y t e m p e r a t u r e a n dc o n e 删r a t i o nc a nb ed i r e c t e d r e s p e c t i v e l yb yt h ef o l l o w i n g 唧l f l t i o n ： 睁( 觯嘏i ) ，r l = k 0 ( c “) t h r o u g ht h ee x p e r i m e n to f a c c e l e r a l i n gd e t e r i o r a t i o na n dc o m e r v a f i o n , t e s t i l l gp e r o x i d e v a l u e ，h u oa n dl i g h m e s so f t h eh a z e l n u tc o n d e n s e d u q u i d ，t h ed y n m r f i t i em o d e lo f l i f e - t i m e p r e c t i c a t i o na n dc o l o rc h a n g ed u r j i 坞s t o r ew e r ea sf o l l o w s ：l g0 = - 0 0 2 2 2 c + 2 3 9 1 3 、 y = 4 ，+ a 2 f 2 + 4 f + b k e y w o r d ：h a z e l n u t ；c o n d e n s e dl i q u i d ；s t a b i l i t y ；r h e o l o g i c a lp r o p e r t i e s ；v i s c o s i t y 天津科技大学硕士学位论文 1 前言 1 1 榛子 1 1 1 榇子简介 榛子，别名榛栗、山板栗、锤子等，学名c o r y t u sh e t e r o p h y t l a , 是灌木榛子树的种 子，起源于欧洲、亚洲和北美洲，年产量4 3 万吨，居世界坚果作物第四位。榛树为落 叶灌木或小乔木。高1 7 m ，喜丛生，生于山地阴坡丛林间，小坚果近球形，果实成 熟后极易脱落，应及时采摘i l j 。 榛子仁营养丰富，风味独特，不含胆固醇，除含有蛋白质、脂肪、碳水化合物外， 胡萝h 素、维生素b l 、b 2 、e 、烟酸含量丰富、还含有多种微量元素。榛子中人体九 种必需氨基酸样样俱全，其含量i 霾远高过核桃，所以吃起来特别香美，余味绵绵，而 且没有核桃嫩皮的涩味，尤其是对儿童比较重要的氨基酸一精氨酸含量之高是植物蛋 白资源中很难见到的。榛子中钙、磷、铁含量也高于其它坚果，含油脂仅次于核桃， 其脂肪也多由不饱和脂肪酸组成，是健身益寿的佳品1 2 i 。 榛子还有很高的药用价值。中医认为榛子味甘性平，具有开胃、调中、明目、健 脾、止泻、驱虫之功效，可医治体弱和肠胃不适等症卿四 毋。另据b b c 报道，榛子还可 作为提供制抗癌药物红豆杉醇的化学原料。美国研究人员已发现榛子里包含着抗癌化 学成分紫杉醇( t a x 0 1 ) ，它是红豆杉醇中的活跃成分。这种药可以治疗卵巢癌和乳腺癌， 以及其他一些癌症可延长病人年的生命。因此榛子既可生食也可加工成榛子乳、榛 子油、榛粉等，是一种营养价值很高的补养品。 世界榛子产量居前列的国家有土耳其、意六利、西班牙和塞浦路斯等，目前我国 有2 2 个省( 区) 有榛属分布，仅东北三省就有榛林1 7 0 万姘，但多为野生或半野生状 态，国内榛仁加工几乎是空白问f 7 】哪。因此，将榛仁加工成饮料，研究开发榛子深加工， 具有重要的意义。 1 1 2 撩予的营养组成 1 1 2 1 榛予的营养成分 榛子的营养成分见表卜1 所示。 表1 - 11 0 0 克天然榛子的营养 营养i蕾 蛋白质 g 1 5 总脂肪g 6 1 碳水化合物 g 1 7 1 6 ：0 棕榈酸 g 3 膳食纤维 g 1 0 1 8 ：0 硬脂酸 g 1 总的糖份 g 4 1 8 ：1 油酸 g 4 6 1 8 ：2 亚油酸 g 8 ( 续表1 1 ) 钙 m g 1 1 4 维他命cm g 6 铁 m g 5 维他命b 1m g 0 6 镁 m g 1 6 3 维他命b 2m g 0 1 磷 m g 2 9 0 烟酸m g 2 铡 m g 6 8 0 维他命b 5m g l 锌 m g 2 维他命b 6m g 0 6 锰 m g 6 维他命a i u4 0 硒 m g 4 维他命em g 1 5 植物固醇类 m g 9 6 胆固醇m g o 氨基酸 色氨酸 g 0 1 9 苏氨酸 g 0 5 异亮氨酸 g 0 5 5 组氨酸 g 0 4 3 赖氨酸 g 0 4 2 丙氨酸 g 0 7 3 亮氨酸 g 1 0 6 天冬氨酸g 1 6 8 蛋氨酸 g o 2 2 谷氨酸 g 3 7 1 胱氨酸 g o 2 8 氨酸脯 g o 5 8 苯基丙氨酸 g o 6 6 丝氨酸 g 0 7 4 酪氨酸 g o 3 6 精氨酸 g 2 2 l 缬氨酸 g o 7 0 1 1 2 2 主要营养组成及其生理功能 ( 1 ) 蛋白质占1 5 以上。其生理作用是：维护身体组织，制造身体新组织， 包括皮肤、头发、指甲、骨骼、肌肉、器官等，促进身体生长。带雌确圾激素，促 进身体各种机能。制造抗体，加强免疫力，抵抗细菌和感染。调节人体内的平衡， 维持体温。帮助输送氧气和养分。 ( 2 ) 需氨基酸占7 9 6 以上，为人体内本身不能合成或极不容易合成，必须从 外界食物中摄取的氨基酸。其中赖氨酸：含0 4 2 ，它是合成脑神经、生殖细胞等 细胞核及血红蛋白的必要成分，缺乏时易出现皮下脂肪消瘦、骨的钙化失常等现象。 蛋氨酸：含0 。2 2 9 6 ，它是必需氨基酸中难一含有硫的氨基酸，在体内几乎都被用作 体蛋白质的合成，也有少部分在体内代谢分解，转化成与发育有关的重要物质。缺乏 时表现为发育不良，体重减轻，肝、肾机能受到破坏。异亮氨酸：含0 5 5 ，缺乏 时会影响体蛋白的合成，使体重下降，严重时可致死。亮氨酸：含1 0 6 ，是合成 体组织蛋白与血浆蛋白的必需原料。能促进食欲和增加体重。缬氨酸：含0 7 ，具 有保持神经系统机能正常运转的作用，不足时易使生长停滞、运动失调。苏氨酸： 含0 5 ，缺乏时会使体重迅速下降。苯丙氨酸：含0 6 6 ，参与甲状腺素和肾上腺 素的合成，缺乏时也会使体重降眠。色氨酸：含0 1 9 ，参与血浆蛋白质的更新， 促进核黄素发挥作用，还有助于烟酸、血红素的合成。缺乏时表现为生长停滞、脂肪 天津科技_ 人学硕士学位论文 积累刚氐等。组氨酸：含0 4 3 ，也是儿童必需氨基酸，参与机体的能且f 弋谢，缺 乏时会使生长受阻。 ( 3 ) 脂类占6 0 以上，其生理功能是：供给和贮存热能保护身体组织供 给必需脂肪酸促进脂溶性维生素的吸收维持体温提高膳食的饱腹感和美味感。 1 1 3 榛子的分型”o 按榛子的形状分 ( 1 ) 角榛子：又称毛榛，呈锥圆形，形状稍长，皮薄有细微茸毛，果仁甘醇而 香，油分低于圆形榛子，且表皮很难去除。 ( 2 ) 榛子：又称平榛，呈扁圆形，皮厚外表光滑，果仁香甜。圆榛子具有最好 的品质，与尖角榛子相比，圆榛子具有高含量的油分和独特的风味( 如图卜l 所示) 。 圆榛子 图卜l 尖角榛子 1 1 4 糠子加工现状与发展前景 榛仁营养丰富，不仅是受人喜欢的千果食品，也可以加工成多种营养品，还可以 榨油、入药等，市场前景好。且前，我国在榛子琴i j 用方面，虽然有的地方建立了垦复 榛园，但大量的还是利用野生榛林。1 9 8 0 年以前我国每年都有部分榛仁出口，近年来 由于榛仁质量下降、产量低、个小、虫口多，一直没有出口。相反，国外的大果欧榛 及其加工产品却越来越多地涌入我国市场，使我国的榛子加工生产面临严峻挑战。 平榛是我国目前利用最好的榛子品种，现在市场上出售最多的也是这个品种。平 榛风味香，略带甜味，过去曾用于加工糕点，现在主要用于干果直接食用。为改变我 国榛予生产的野生状态，可以种植杂交大果榛予。杂交大果榛子具有欧榛个大、丰产、 皮薄的特点，克服了欧榛不耐寒的弱点，又具有野生榛子抗寒、抗旱，有野生榛子香 味的特点，是一种优良的经济品种【lo j 。 榛仁经加工可制成各种巧克力、糖果、糕点等食品以及榛子粉、榛子乳等各种营 养品。在制油工业中，榛仁是榨取食用油及各种工业用油的原料，含有量约为大豆的 2 3 倍，其油色清味香，是优质的食用油。 我国榛子加工产业落后的原因是多方面的：榛子野生果实为干果，许多地方现 有的加工技术还比较落后，有的即便加工也存在科技含量低、产品单一、规模小、国 际市场竞争力弱等问题。榛子在国际市场上一直供不应求，价格居高不下，在一定 程度上制约了榛子加工业的发展。国内对榛子丰产栽培、加工利用等的研究很少， 己见报道的有常学东的野生榛子乳的工艺研究、苗影志的脱日旨榛子乳饮料生产工 艺、及苗影志的水化法制取榛子油。造成榛予低消费和加工业落后的另一原因 还在于该产品缺乏使用上的多样性。基于以上一些原因，加上榛子本身的营养保健特 性及其独特风味，研究开发榛子产品，不仅具有广阔的市场前景，而且还会给消费者 带来更多的、消费者喜爱的健康食品，引导消费者的健康消费模式【1 3 1 4 】。 1 2 植物蛋白饮料 1 2 1 植物蛋白饮料概念与现状 植物蛋白饮料是以植物果仁、果肉及大豆等为主要原料( 如大豆、花生、杏仁、 核桃仁、椰子、榛子) ，经加工制成的以植物蛋白为主体的乳状液体饮品。以其不含或 较少的胆固醇含量，富含蛋白质和氨基酸，适量的不饱和脂肪酸，营养成分较全等特 点，深受消费者欢迎。近几年来，在我国的饮料市场上，植物蛋白饮料开始崭露头角 【i l 】。 我国食品结构的突出缺陷是蛋白质偏低，奶源严重缺乏，人均牛乳占有率不足发 达国家的1 1 0 。另外，在乳制品中，奶粉占7 5 左右，新的领域亟待开拓。开发含乳 饮料蛋白新品种，适合我国消费者的嗜好，丰富乳制品市场，是食品工业的重要任务。 蛋白饮糊匠十年在我国得到迅速发展，主要原因是随着大中城市生活水平的不断 提高和健康意识的不断增强，消费者从单纯的满足消暑解渴的碳酸饮料逐步转向营养、 保健、功能的要求，这也是软饮料发展之必然。二是有一些企业，如娃哈哈、乐百氏、 均瑶等依靠自己的品牌效应渗透到各个领域，经营灵活，品种多样。三是一些有固定 奶源的企业，如三鹿、夏进、海河等，成为中国乳品市场支不可忽视的主力军。目 前，中国人均奶消费量远低于国际平均水平，潜力犬。因地带蚯i ，合理布局，在发 展含乳饮料的同时，大力发展植物蛋白饮料是我国饮料工业发展的重要产业政策。随 着人们消费水平的提高，对饮料的要求趋于营养、保健、安全卫生、回归自然。目前， 我国的植物蛋白饮料每年以3 碱的速度增长，可以说植物蛋白饮料正处于一个发展最 佳时期，自8 0 年代初广东引进第一条豆奶生产线至今，国内已有数千家豆奶加工厂。 而且我国植物蛋白资源从北到南极为丰富，以大豆为例，我国是世界四大大豆生产国 之一，所以发展植物蛋白饮料是适合国情、提高国民蛋白质摄入量的一个补充措施。 另一方面，植物蛋白饮料如豆奶营养丰富，营养素组成合理，其特殊的色香g 拳均适合 中国广大消费者，是一种物美价廉的健康型营养饮料【”】。 1 2 2 饮料的分类及植物蛋白饮料在饮料中的位置田l 饮料可分为含酒精饮料和不含酒精饮料。不含酒精饮料习惯上又称软饮料，根据 4 天津科技大学硕士学位论文 国家标准，按原辅或产品的形式分，软饮料可分为以下几大类。 ( 1 ) 碳酸饮料类：汽水；果汁型；果味型：可乐型 ( 2 ) 果汁( 浆) 及果汁饮料类：原果汁；原果浆；浓缩果汁；浓缩果浆：果汁饮料； 果肉果汁饮料；果粒果汁饮料；高糖果汁饮料 ( 3 ) 蔬菜汁饮料类：蔬菜汁；混合蔬菜汁；混合果蔬汁：发酵蔬菜汁和其他蔬菜汁饮 料 ( 4 ) 含乳饮料类：乳饮料；乳酸菌类乳饮料：乳酸饮料及乳酸菌类饮料 ( 5 ) 植物蛋白饮料类：豆乳饮料；椰子乳( 汁) 饮料；杏仁乳( 露) 饮料和其他植物 蛋白饮料 ( 6 ) 瓶装饮用水类：天然矿泉水；饮用纯净水 ( 7 ) 茶饮料类：茶饮料：果汁茶饮料；果味茶饮料；和其他茶饮料 ( 8 ) 固体类饮料：果香型固体饮料；蛋白型固体饮料和其他型固体饮料 ( 9 ) 特殊用途饮料类：运动饮料；营养素饮料和其他特殊用途饮料 其他饮料类：高糖果味饮料；非果蔬类的植物饮料；其他水饮料和其他饮料 根据加工特性，市场e 出现的植物蛋白饮料也可分为：天然植物蛋白饮料、调制 植物蛋白饮料、果蔬复合植物蛋白饮料，以及发酵植物蛋白饮料等。 1 2 3 槽耀白留c 料钓营养自娴【1 4 j i l 司 植物蛋白饮料的主要原料为植物核果类及油料植物的种籽，这些籽仁含有大量的 脂防、蛋白质、维生素、矿物质等，是人体生命活动中不可缺少的营养物质。植物蛋 白及其制品内含有大量亚油酸和亚麻酸，但却不含胆固醇，长期食用不会造成血管壁 上的胆固醇沉积，而且还能帮助溶解已沉降的胆固醇。植物籽中含有较多的维生素e ， 可防止不饱和脂肪酸氧化、去除过剩的胆固醇、防止血管硬化、减少褐斑，并且有预 防老年病发生的作用【l m 。植物蛋白饮料还富含钙、锌、铁等多种矿物质和微量元素， 为碱性食品，可以缓冲肉类、蛋、鱼、家禽和谷物等酸性食品的不良作用。部分人尤 其是亚洲人大多体内不含乳糖酶，饮用牛奶有过敏问题，而植物蛋白因不含乳糖，则 没有这个问题，有利于消化吸收。 l & 4 生产原理及发展前刺嘲 由于植物种籽各部分的细胞大小、形状以及化学组成极不相同：因此，植物蛋白 饮料的加工工艺比较复杂，把不同植物的籽仁加工成蛋白饮料，其加艺都不相同， 而同种原料也可采用不同的加工工艺，然而植物籽仁的基本结构相似，其细胞系由 原生质体和外围的细胞壁组成，因此植物蛋白饮料在加工上又存在了共性。 植物蛋白饮料的加工，主要是根据各种植物蛋白的营养价值与功能特性所定，籽 仁经过浸泡、破碎、磨浆、均质、灭菌等自日工工序，避开蛋白质等电点和热交性温度 及通过加入各种乳化稳定剂，使之形成“蛋白一油脂、蛋白一卵磷脂”或“蛋白一油 脂一卵磷脂”的均匀乳浊液。 植物蛋白饮料的生产是今后饮料工业发展趋向，它是一种良好饮料，经过近几年 前言 销售，如豆奶、椰子汁、杏仁汁等深受广大消费者欢迎，它具有良好的营养与保健作 用，同时可作为冷饮及热饮。 我国农村幅员辽阔，植物蛋白资源极其丰富，花生、大豆、核桃、榛子、葵花子 等都是发展植物蛋白饮料的好原料。小型饮料厂利用其原有设备，进行必要的改造， 就可生产出质优价廉的蛋白饮料。 1 3 植物蛋白饮料稳定性 1 3 1 稳定性及其机趔1 6 1 植物蛋白饮料中，稳定| 生是衡量饮料质量的一个重要指标。沉淀、油析分层等现 象不但影响产品的外观，还造成其保质期的缩短。因此提高植物蛋白饮料的稳定性， 延长其保质期，是当前植物蛋白饮料生产技术的当务之急。就其稳定机理而言，主要 可从以下五个方面加以论述。 1 3 1 1 胶体颗粒的总位能 胶体稳定性理论认为，胶体悬浮体系的稳定性主要与胶体颗粒之间两个独立的相 互作用的相对距离有关。该距离的大小是由分散体系中分散相的多少，即胶体的浓度 决定的。在蛋白饮料单位体积里，蛋白质、脂肪微粒越多，浓度越大，颗粒间的相互 距离越小；反之，颗粒间的相互距离越大。 o r = q b + 中r 中厂胶体颗粒的总位能 中一范德华引力； o r - 一双电层斥力。 当。一大于巾一的绝对值时，胶体溶液是稳定的；当小于呱的绝对值时，蛋白质 粒子彼此接近，易产生沉淀。 1 3 1 2 固斜燃的稳定作用 固体颗粒( 如蛋白饮料中常用的乳化剂单甘酯) 的界面吸附可以在液滴的周围形 成物理垒，使乳浊液保持稳定。 1 3 1 3 高分子物质的稳定作用 各种高分子物质，都能在乳浊液液滴的周围形成厚膜，聚结产生物理垒，从而稳 定蛋白饮料。多数大分子乳化剂是水溶性蛋白质( 乳酪蛋白酸钠等) ，它们一般有助于 o a v 型乳浊液的形成，并使其保持稳定。 1 3 1 4 表面话性剂的稳定作用 表面活 生剂是具有两亲结构的中等分子量的化合物，可强烈吸附在油水界面上， 使界面张力明显降低，i i 而促使乳化过程。 1 3 1 5 斯托克斯法则 a 根据斯托克斯法则，p i g = p 2 9 + 6 n r r f u jj r 粒子半径： n 介质粘度； 天津科技大学硕士学位论文 p 广粒子密度； p 广价质密度： u 沉降速度。 可见，沉降速度与粒子直径、粒子密度、介质粘度、介质密度有关。对于特定的 蛋白饮料，粒子密度、介质密度一般变化不大，可近似视为常量。这样，粒子直径、 介质粘度是决定沉降速度的变量，两者决定粒子沉降的速度。添加适量的增稠剂增加 粘度，改进技术与设备，刚氐粒子直径，可增加蛋白饮料的稳定性。 1 3 2 稳定性影响因素n 胡 植物蛋白饮料中均含有一定量的蛋白质和脂肪，这就决定了饮料乳状液具有热不 稳定陛。且植物蛋白饮料是以水为分散介质，以蛋白质、脂肪为主要分散相的宏观分 散体系，呈乳状液态，是一种复杂的不稳定体系，既有蛋白质形成的悬浮液，又有脂 肪形成的乳浊液，还有以糖、盐形成的真溶液。贮存时间稍长，便有蛋白质及固体颗 粒聚沉和脂肪的上浮现象。 影响植物蛋白饮料稳定性的因素很多，但总的因素不外乎三个方面：物理原因、 化学原因和微生物原因。造成这些原因包括原材料的影响、设备的影响、生产工艺、 配方的影响等。 1 3 2 1 浓度对饮| 障鼬定| 性的影响 胶体稳定性的基本理论认为，胶体悬浮体系的稳定性，主要与胶体颗粒间两个独 立的相互作用的相对距离有关。该相对距离的大小，是由分散体系中分散相的多少， 即胶体的浓度决定的。在植物蛋白乳状液中，单位俸祆里的蛋白质粒子越多，浓度越 大，蛋白质粒子间的相对距离越小；反之，蛋白质粒子间的相对距离就越大。胶体粒 子间的相互作用力主要是范德华引力和相同符号的双电层之间的静电斥力。而在植物 蛋白饮料中，溶液的浓度是决定范德华引力和双电层斥力的关键因素。不同原料制成 的植物蛋白饮料，有其不同的最佳稳定浓度值。 1 3 2 2 粒度对饮料稳定性的影响c 魁1 3 1 5 ) 1 3 2 3 p l i 值对饮料稳定性的影响 蛋白j 贾分子表面的极性基团与水分子之间的吸引力，使蛋白质分子在水溶液中高 度水化。在其分子周围结成一层水化膜，形成稳定的蛋白质胶体溶液。溶液的p h 值 对蛋白质的水化作用有显著影响。在等电点附近，水化作用最弱，蛋白质的溶解度最 小。溶液的p h 值离蛋白质的等电点越远，则水化作用越强，溶液越稳定。 不同的植物蛋白质，等电点各不相同同种植物的蛋白质，随着结构与环境条件 的不同，等电点也有差异。多数蛋白质等电点的p h 值在4 6 之间，有的到6 5 左右， 甚至有接近7 者。为促使植物蛋白质充分解离，提高其水化能力，保证植物蛋白饮料 的稳定，在不影响1 3 感和风味的前提下，乳状液的p h 值应远离该植物蛋白的等电点。 1 3 2 4 电解质对饮料稳定性的影响 植物蛋白饮料在生产过程中，须特别注意钙、镁等二价金属离子和其它多价电解 7 质，避免因电解质引起的蛋白质凝聚沉淀。 1 3 2 5 水质 水中的空气、有害物质微生物的含量以及水的硬度等，直接关系到水的性质和应 用价值。 ( 1 ) 空气的影响 如果饮料含有空气，易使蛋白饮料中脂肪、维生素、香料等成分发生氧化作用， 会使滋味、气味劣化，从而影响饮料的稳定性，并会缩短成品的贮存期。为此，在饮 料装瓶之前，要通过加热排气或真空排气的方法，把水中空气排出。 ( 2 ) 硬度的影响 蛋白饮料配料用水的硬度不应高于8 5 度，最好剧氐于4 度的软水。用硬度过高 的水生产的蛋白饮料，容易产生破乳、奶酪化等现象而影响稳定性。 ( 3 ) 悬浮物的影响 水中的固体颗粒和悬浮物等杂质，会影响蛋白饮料的外观。这些杂质在成品储存 期内缓l 曼下降或沉浮，并促使蛋白饮料的蛋白质、脂肪、淀粉组分凝聚加快，形成大 颗粒沉淀或脂肪层。 ( 4 ) 微生物的影响 蛋白饮料在灌装后，一般经过杀菌工序，但调和水中若存在过多的微生物，会导 致调和过程中蛋白饮料变味、变质。轻者，最终产品变味发酸；重者，产品在生产过 程中或产品一出杀菌釜即成豆花状而分层沉淀下来。 1 , 3 2 6 原辅材料 ( 1 ) 原料 用于生产植物蛋白饮料的植物蛋白原料的品质如何对蛋白饮料的影响很大。由于 原料产地、品种、等级的不同，蛋白质等成分的含量有显著的差异；由于气候、保藏 条件的影响，使原料在储存期内质量产生波动：由于人为因素使霉烂变质或劣质原料 混入配料中等，都可能对质量产生影响。 ( 2 ) 糖 要求白砂糖洁白、松爽、干燥，不得有添加剂、酵母剂、胶质和其它有机物质， 更不能有泥沙杂质。 1 3 2 7 稳定剂及乳化j f ! | 1 1 7 删 添加稳定剂和乳化剂能有效地稳定蛋白质和脂肪，防止蛋白质沉淀和脂肪上浮， 增加蛋白饮料的稳定性。常用稳定齐呖曙缔惰： ( 1 ) 变性淀粉 又称淀粉衍生物，是指在某些谷物或天然淀粉固有特性的基础上，利用物理或化 学方法，改善天然淀粉的性质，增加其某些性能或引进新的特性而制备的类淀粉衍 生物。制备变l 生淀粉的目的是为改善淀粉的加工性能和扩大淀粉的应用范围。 变l 生淀粉般为白色或近白色、无味、无臭、粉末或颗粒、薄片。常见的品种有 8 天津科技大学硕士学位论文 糊精、漂白淀粉、磷酸单( 双) 淀粉、醋酸淀粉、羟丙基淀粉等。目前，一些变性淀 粉品种已开始在蛋白饮料中使用。 用量：按g b 2 7 6 0 8 6 规定，在不同食品饮料中的最大使用量为8 - , - 3 0 9 k g 。 ( 2 ) 果胶 果胶主要成分是部分甲酯化的n ( 1 ，4 ) 一聚半乳糖醛酸。残留的羧基单元以游离 酸的形式存在或形成铵、钾、钠和钙等盐类。 果胶是一种天然水解胶体，具有良好的凝瞍生及增稠性。果胶为白色或带黄色的 浅灰色，或浅棕色的粗至细粉。几乎无臭，口感粘滑。水溶液呈弱酸性，耐热性强： 几乎不溶于乙醇及其它有机溶剂；在酸l 生溶液中稳定。 果胶的平均分子量约为扣1 5 万，其凝胶强度与分子量有关，也与分子结构的酯 化度( d e 值) 有关。 用量：按g b 2 7 6 0 - 8 6 规定，最大使用量为正常生产需要。 ( 3 ) 卡拉胶 卡拉胶又名角叉菜胶、鹿藻角胶，其主要成分为由半乳糖及脱水半乳糖所组成的 多糖类硫酸酯的钙、钾、钠、铵盐。由于其中硫酸酯结合形态的不同，可分为k - 型、卜 型和n 型等。在静型卡拉胶中，相对的硫酸基团较少，故亲水性弱，溶解度差，所形 成的是强而脆的凝胶，有收缩脱水作用，不宜单独使用。而卜型因在2 - 位t 有硫酸基 团，亲水性强。k 型分子中有多数的硫酸基，在多数情况下均较易溶解。卡拉胶为白 色或浅褐色颗粒或粉末。无臭或微臭。口感粘滑。与水结合粘度增加。与蛋白质反应 起乳化作用，使乳化液稳定。 用量：按g b 2 7 6 0 8 6 规定，最大使用量为6 9 k g 。 ( 4 ) 海藻酸钠 海藻酸钠又名藻朊酸钠、褐藻酸钠，其主要成分为一种直链糖醛酸聚糖，它完全 由d _ 甘露糖醛酸和l _ 古洛糖醛酸组成。海藻酸钠为白色至黄白色纤维状颗粒及粉末。 无臭、无味，或有轻微特殊气味或味感。溶于水呈粘稠状胶状液体。1 水溶液p h 为 融8 。用量：按g b - 2 7 6 0 - 8 6 规定，最大使用量为按正常生产需要。 ( 5 ) 酪朊酸钠 酪朊酸钠即酪蛋白酸钠，为白色至浅黄色片状体、颗粒或粉末，无臭，无味或微有 特异香气和口味。易溶于水。水溶液呈中性，加酸产生酪蛋白沉淀。酪朊酸钠有良好 的乳化作用和稳定作用，能起增粘、粘结、发泡、稳定气泡等作用，也常用于蛋白质 强化。 g b 2 7 6 0 - 9 6 规定，各类食品按生产需要适量使用。 ( 6 ) 单硬脂酸甘油酯( 单甘酯) 单甘酯为微黄色蜡状固体物。凝固点不低于5 4 。溶于乙醇、油和烃类。h l b = 3 8 。 不溶于水，与热水强烈震荡混合时可分散在其中。单甘酯具有良好的亲油性，为w o 型乳化剂；由于其本身的乳化性很强，也可作为o w 型乳化剂。 前言 用途：乳化剂；消泡剂。使用范围为：糖果、巧克力、饼干、面包等。最大使用 量6 0 9 a g 。 ( 7 ) 聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯( 土温8 0 ) 淡黄至橙色油状液体( 2 5 ) ，有轻微特殊气味，略苦：易溶于水，溶于乙醇及 甲苯，不溶于石油醚；凝固温度小于8 0 ；i l b = 1 5 0 常温下耐酸、碱、盐，为o w 型 乳化剂。 用途：乳化剂、稳定剂、分散剂。g b 2 7 6 0 - 9 6 规定本品使用范围和最大使用量为： 雪糕、冰淇淋1 0 9 k g ；牛乳1 5 k g ；乳化天然色素1 0 0g k g 。 ( 8 ) 蔗糖脂肪酸酯 蔗糖脂肪酸酯又称蔗糖酯，s e 。 根据蔗糖酯中脂肪酸的组成和酯化度，蔗糖脂肪酸为白色至微黄粉末、蜡样块状 或无色至微黄色稠厚凝胶，无臭或微臭；溶于乙醇、也溶于水：水溶液有粘性和湿润 性，有表面活性，乳化作用良好；软化点5 0 。c 7 0 v ，1 4 5 c 以上可分解，在酸性或碱 性条件下加热可皂化；有旋光陛，对淀粉有特殊的防老化作用( 使淀粉的特殊碘反应 消失，糊化温度明显上升) 。 ( 9 ) 羧甲基纤维素钠( 祀) c m c 为葡萄糖聚合度为1 0 0 - - - 2 0 0 的纤维素衍生物；为白色或浅黄色纤维性粉末， 无味、几乎无臭；有吸湿性：易分散于水中成胶体溶液；1 含水悬浮p h 为6 5 8 5 。 c m c 在p h 值为7 的条件下保护胶体性很好，耐热性较稳定；2 0 c 以上粘度迅速 上升，4 5 左右则变化缓慢，8 0 以上长时间加热可致胶体变性粘度下降，2 5 保持 一周可无变化。 用途：增稠剂；稳定剂。 0 0 ) 微晶纤维素( m c c ) m c c 是天然提取、高度纯化的n 纤维素，其单体为脱水葡萄糖，它们通过b l ，4 糖苷键连接起来。胶体所形成的网络结构体现了以下几个方面的特性与功能： a 触变性 纤维素胶形成的溶液在剪切的情况下粘度下降，当剪切力消失时，粘度与原来相 比没什么变化( 或略为刚氐) 。 b 热稳定性 温度的变化对胶体只产生一点点或几乎没变化。 c 增白性 胶体的不溶性可以对食品增白。 d 使口感清爽 微晶纤维素可减少淀粉产品中糊状的口感，提供清爽的口感，且不会遮盖食品的 香味。 e 稳定气泡 天津科技大学硕士学位论文 纤维素胶是一种很强的气泡稳定剂，微晶纤维素形成的网络使在空气分子之间水 相增稠，作为物理载体使空气分子悬浮。 f 稳定乳化作用 纤维素胶在水中经过适当的分散亚微颗粒组成一个胶态的网状结构。因此，纤维 素胶和水中的增稠剂一样起着稳定乳化的作用。 g 代替油脂 在乳化型食品中纤维素胶可以代替部分或全部油脂。在油状的食品中纤维素胶可 以模仿流变性的特性。 h 强粘联眭 纤维素胶可以提高淀粉类沙司和装饰的粘联性。 i 延展淀粉 用4 份的淀粉和1 份的纤维素胶混合使用，会使整体的粘度刚氐2 5 ，在较长的 加工流程中，纤维素胶还可以提高热和剪切稳定性。 j 抑制冰晶生长 在冷冻食品中，m c c 能有效抑制冰晶的生长，提供一个稳定的体系，即水分重吸 收和内中组分的重分散。这可以抑制蛋白质或其它固形物的再次聚集。 k 悬浮脂肪颗粒的功能 m c c 的稳定性和触变生使得它是种很有用的悬浮助剂，仅用0 7 的微晶纤维素 胶就能在分散的水溶液中建立一个稳定的三维模型。 l 增稠蔗糖糖浆 微晶纤维素胶还能使蔗糖糖浆增稠。 m c c 的应用要点：a 聚集在一起形成网络，与浓度有关_ b 水合时间需要剪切力； c 通过氢键结合，不受温度影响；d 假塑l 生流体；e 低p h 影响m c c 分散，p h 小于 4 ，需添加保护胶体；高浓度的赫，影响m c c 分散。 1 4 饮料主剂 1 4 1 饮料主剂的概念与简介 饮料主剂被誉为“饮料和冷饮的灵魂”，它是饮料和冷饮等生产企业的主要原料 之一。采用饮料主剂生产饮料和冷饮产品是我国饮料工业重要的生产方式之一，尤其 适合于中小城镇和广大农村地区的中小型饮料企业生产饮料和冷饮产品。 饮料主剂即饮料的主要成分，俗称浓缩液，就是将饮料配方中有关的配料，经过 特殊加工，成为一个独特的工业产品。它在饮料成品中所占的比例很小，约占2 5 左右，但却是饮料口昧好坏的决定性因素。饮料灌装厂利用它加上糖、碳酸水等灌装 成不同的饮料产品。1 9 8 7 年4 月在全国第二届饮料工业f 办作会上，原国家轻工部正式 提出了发展我国饮料工业的“集中生产主剂，分散灌装饮料”的产业政策，在饮料行 业中提倡施行“特许灌装制度”，实行统一质量、统一标准、统包装、统一商标、统 一广告，以促进我国饮料j ：业的发展。要实行“集中生产主剂，分散灌装饮料”的产 前言 业政策，搞“特许灌装”，首要的是先实现饮料配料的主剂化，在灌装饮料时不是按“配 方”现场配制，而是使用饮料主剂来灌装饮料，以确保饮料的质量的稳定眭。同时在 生产饮料主剂时，不是在饮料灌装厂的配料车间随便生产，而是在专业的饮料主i i ) 一 中进行现代的工业化生产【1 9 。 1 4 2 饮料主剂的分类 饮料主剂可分为果汁饮料主剂、果味饮料主剂、碳酸饮料主剂、茶味饮料主剂、 含乳饮料主剂、功能性饮料主剂、冷饮主剂等品种，通俗叫法有果汁浓浆、水果浓浆、 茶浓浆、果汁粉、果味粉、茶汁粉、茶味粉、奶酪粉、冰淇淋粉，分别可用于生产各 种不同类型的饮料产品【”j 。 1 4 3 使用饮料主剂生产饮料的优点 第一，保证了饮料产品质量的稳定。饮料主剂公司全面负责主剂中所有成分的采 购、检验年n i n 工工作，在加工主剂时严格按照工艺规程和质量保证程序进行全过程的 质量控制检测工作，保证了主剂产品质量的稳定。 第二，简化了灌装厂的工作。使用饮料主剂生产饮料，灌装厂可以节省采购、检 验、管理和生产等工作上的人力和物力，这样灌装厂就可以集中精力致力于灌装生产 技术方面的工作。 第三，节省了研制产品的费用。主剂公司设有产品研究中心，专门进行市场调查， 收集广大消费者的口味要求和反映，研制适合当地消费1 ：3 味的主剂新产品，提供给灌 装厂使用，灌装厂无须在研制产品上花费精力和财力，节省了产品的研制费用。 第四，减少流动资金占用，降低生产成本。由于无需采购众多的原料，灌装厂可 以真正实现生产原料的零库存，不仅可以减少流动资金的占用，还可以缩短生产周期， 大幅度降低生产成本例。 1 4 4 饮料主剂发展现状与前景 在改革开放以前，我国没有饮料主剂这个产品。8 0 年代初，我国一些老饮料厂， 利用汽水配料设备生产汽水浓浆进行销售，但它的浓缩倍数很低，实际上是配制好的 汽水糖浆，仅仅是把各种配料融化于糖浆中，灌装在般的塑料大桶里，包装、i n z 等各方面都比较简陋。8 0 年代末9 0 年代初，我国引进了可口可乐公司的饮料主剂生 产技术，合资建立了我国第个饮料主剂专业化生产厂一天津津美饮料有限公司， 又相继建立了几个独资的或合作性质的主剂车间，初步形成了我国的饮料主剂工业。 近年来，又有几个专营饮料主剂的生产厂建成投产，饮料主剂工业得到进一步发展。 在碳酸饮料方面，已被全国厂家广泛认可接受“分散灌装饮料”，预计在“十五”期间， 可基本实现全部碳酸饮料使用主剂来生产。但在果汁饮料、茶饮料等其它饮料方面， 要实现主剂化生产，尚需时日。虽然天津滓美饮料有限公司在这方面已经开了个头， 但还需要全国饮料厂家，共同努力，积极开发果汁饮料主剂、茶饮料主剂等新主剂产 品，以贯彻落实“集中生产主剂，分散灌装饮料”的产业政策【1 9 】。 1 2 天滓科技大学硕士学位论文 1 5 研究日的与内容 1 5 1 目的与意：；c 榛子蛋白饮料的研制以榛子、白砂糖为主要原料，以保持天然榛子的营养成分和 特有的风味为宗旨，根据榛子蛋白质、脂肪的营养价值与功能特性，经过去壳、脱皮、 磨浆、乳化、杀菌等工艺手段，典l 生状要求与天然成分相似，而产生不脱脂的榛子饮品。 开发榛子蛋白饮料，建立完整的工艺路线，优化各种工艺条件，并提出品质标准， 为今后的工业化生产作基础的研究l 生工作。 榛子蛋白饮料的研制，可以填补我国在榛予工业化生产中的空白，缓解蛋白质资 源不足的局面，有着变地方资源优势为产品优势和经济效益优势的重要意义，也适应 了开发植物蛋白饮料新品种的发展方向。榛子蛋白饮料既保留了榛子蛋白等丰富的营 养物质，又具有独特的风味，应该具有广阔的市场。 主剂的研究与开发，既可降低榛子工业化生产中的科研、运输等费用，又可保证 成品质量的稳定，推行“集中生产主剂，分散灌装饮料”产业政策的实旌，以促进我 国饮料工业的主剂化进程。 1 5 2 研究的主要内容 ( 1 ) 研究分析原料榛子及成品中主要成分含量测定的方法，建立定性、定量的分析 方法，研究加工工艺对主要成分的影响。 ( 2 ) 进行榛子去皮工艺的选择与优化。 ( 3 ) 研究影响榛子饮料稳定陛的因素，提出改善饮料稳定性的切实有效措施。 ( 4 ) 建立榛子饮料合适的生产工艺路线。 ( 5 ) 研究主剂的浓缩工艺条件 ( 6 ) 研究主剂的流变特性 ( 7 ) 建立主剂的贮存期预测模型 材料与方法 2 材料与方法 2 1 原料、试剂与仪器 2 1 1 原科 榛子购自河北承德，榛实饱满，籽粒大小均匀，无虫蛀。 白砂糖产自广西农垦 脱脂奶粉市售 2 1 2 主要试剂 分子蒸馏单甘酯( 食用级) 蔗糖酯( 食用级) 吐温8 0 ( 食用级) 变性淀粉( 食用级) 卡拉胶( 食用级、纯粉) 酪朊酸钠( 食用级) m c c ( 食用级) 黄原胶( 食用级) 果胶( 食用级) 海藻酸钠( 食用级) 羧甲基纤维素钠( 食用级) 乙醇( 分析纯) 乙醚( 分析纯) 石油醚( 分析纯) 丙酮( 分析纯) 氢氧化钠( 分析纯) 硫酸( 分析纯) 双氧水( 分析纯) 硫酸铜( 分析纯) 硫酸钾( 分析纯) 甲基红( 分析纯) 溴甲基兰( 分析纯) 硼酸( 分析纯) 碘粉( 分析纯) 氯仿( 分析纯) 冰乙酸( 分析纯) 天律泰道科贸有限公司 天津泰道科贸有限公司 天津化学试剂批发部 天津顶峰淀粉有限公司 天津唐朝公司 天津泰道科贸有限公司 杭州统园公司 江苏金湖黄原胶厂 天津泰道科贸有限公司 上海化学试斋嗡分装厂 河南天冠华工集团 天津市天大化工实验厂 天津市天大化工实验厂 天津市四通化工机械厂 天津北华精细化工厂 天津市河北红星化工厂 天津市天大化工厂 天津市化学试剂公司 北京五七六0 一化工厂 天津市四通化工厂 天津市科密欧化学试剂开发中心 上海化学试剂总厂所属上海试剂三厂 北京朝阳区金盏化工厂 天津市天大化工实验厂 天津市天大化工实验厂 天津市化学试剂六厂三分厂 天津科技大学硕士学位论文 碘化钾( 分析纯) 碳酸氢钠( 分析纯) 氧化钙( 分析纯) 磷酸氢二钾( 分析纯) 柠檬