（食品科学专业论文）风味低糖笋脯加工技术研究.pdf

独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕业) 论文，是在指导教师的指导下，通过我的努力 取得的成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作了答谢 的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本研究做出贡 献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯他人知识产权的 行为，由本人承担应有的责任。 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名：暂玉兰 日期：如z 彳f 0 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学校 有权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 学位( 毕业) 论 指导教师亲笔签 保密i 在年后解密可适用本授权书。口 不保密，本论文属于不保密。留 五兰 日期：彩正o 嘞严萍稠2 矽 福建农林人学硕士学位论文 摘要 由于低糖果脯含糖量降低，存在颜色褐变、透明度低和保质期短等问题，严重 影响其质量。针对低糖果脯加工中的有关理论和技术难点，本文以麻竹笋为原料开 展了较系统的实验分析。首先，以含糖量和感官品质为指标对风味低糖麻笋晡的工 艺参数进行优选。接着，对气调干燥效果进行研究，分析并比较气调干燥与热风干 燥低糖笋脯品质特性。最后，从水分活性、脉冲强光杀菌两方面对低糖笋脯的贮存 稳定性进行系统研究，旨在提高低糖果脯质量和延长保质期。 结果表明： ( 1 ) 以罐头麻竹笋为原料加工含糖量在5 0 左右的甜咸味低糖麻笋脯，从产品含 糖量和感官品质两方面综合考虑，得出较佳工艺参数为：糖液浓度4 5 ，煮制时间 1 5 m i n ，食盐浓度1 ，水分含量1 8 2 0 。 ( 2 ) 采用自制的小型气调干燥设备对低糖笋脯进行气调干制试验，以n 2 或c 0 2 为介质，降低干燥过程气体的0 2 含量，可明显抑制颜色褐变和提高总糖含量：在 干燥室气体的0 2 含量相同状态下，以n 2 置换空气效果最好。 ( 3 ) a w 是影响低糖笋脯贮存安全性的重要因素，不同a w 低糖笋脯的贮存实验 发现：a w 在0 8 0 0 左右，细菌生长繁殖受到抑制。但霉菌、酵母菌容易生长繁殖， 易引起低糖笋脯霉变；控制低糖笋脯a w f l a ed i s t a n c e o fp u l s el i g h t ；o r i g i n a ln u m b e r o fm i c r o b eo f l o w - s u g a rd r e s e r v e ds i n o c o l a m u sl a t i f l o r u sa f f e c tp u l s el i g h ts t e r i l i z a t i o n t h ev a c u u m p a c k i n gt o w s u g a rp r e s e r v e ds i n o c o l a m u sl a t i f l o r u sc a np r e s e r v a t i o na p p r o x i m a t e l y 10 m o n t h sa tr o o mt e m p e r a t u r ea i d e rt h ep u l s el i g h ts t e r i l i z a t i o n k e y w o r d s ：l o w - s u g a rp r e s e r v e ds i n o c o l a m u s l a t i f l o r u s ；d r i e dq u a l i t y ；a w ； p u l s el i g h ts t e r i l i z a t i o n ；s h e l f l i f e 福建农林大学硕士学位论文 l 前言 1 1 低糖果脯的发展及国内外研究现状 果脯是我国具有民族特色的传统食品，有着几千年悠久的历史。发展至今已经 形成专门的食品加工工艺，与其他食品加工业相比，果脯生产具有以下独特的社会 经济效益“2 】：可以扩大利用自然资源，改进和提高果蔬的食用价值和经济价值，对 不适合直接食用的果蔬或酸涩果、落果、残次果等，可通过糖制加工改善口感，提 高其品质；由于新鲜果蔬具有很强的季节性和地域性，不便长期储存和长途运输， 制成糖渍制品则可调节市场供应。而且通过不同工艺条件可制成各种口感的产品， 大大增加果蔬制品的花色品种；在生产上，其加工工艺易掌握，加工设备器具少， 资金投入少，生产规模可大可小，伸缩性很强。 果脯是以新鲜果蔬或半成品果蔬罐头以及食糖为原料，经过加工精致而成的具 有特色、香、昧、形的食品。我国按传统工艺生产果脯的经验丰富，品种繁多，主 要是高糖果脯，其含糖量在6 5 以上，具有含糖量高、甜度高、饱满透明、保质期 长等特点。曾经此类产品畅销于国内外。如北京的果脯，兰溪的蜜枣，福建的福果 等【3 】地方传统产品在国内外都享有盛名。 随着人民生活的提高，消费观念发生改变，消费者更注重营养和健康，使得人 们对含糖量高的食品不再感兴趣，因为高糖食品易引起肥胖、高血压、糖尿病及儿 童龋齿等。致使传统的高糖果脯受到了冲击，外贸出口也逐年下降。为此，开发生 产低糖量、低甜度、营养成分含量高的低糖果脯成为必然发展趋势。 2 0 世纪6 0 年代我国开始了低糖果脯的研究和生产【3 _ 。1 9 6 4 年，北京食品工业研 究所完成了鲜香果脯的研究，但由于宣传力度不够和经济利益等原因，使该产品的 生产研究被迫终止。进入8 0 年代以后，“低糖果脯研究”被列为国家“七五”科技攻 关重点课题，开始了我国低糖果脯研究的新时期。北京农业大学承担了“低糖果脯 研究”国家“七五”科技攻关重点题，并于1 9 9 0 年通过了成果鉴定。在进行低糖果 脯研究的过程中，研究人员对其的加工工艺和保藏技术都进行了系统的研究，为以 后我国低糖果脯的深入研究奠定了基础。同时，北京农学院的伊立富承担了经贸部 有关无硫低糖果脯的研究项目，并于1 9 9 0 年将其研究成果申报了国家发明专利。伊 4 福建农林大学硕士学位论文 立富的低糖无硫果脯技术简单易行，具有较好的实用性，对我国低糖果脯生产产生 了较大的推动作用。在上述研究进行的同时，我国的许多高等院校、科研院所和生 产厂家也相继就低糖果脯的加工技术、保藏技术、设备研制等方面进行了大量的研 究工作，与低糖果脯有关的文献报道也大量涌现。进入9 0 年代以后，我国低糖果脯 的研究呈现出新发展趋势，在研究不断向纵深发展的同时，研究领域也在不断拓宽。 分析其研究方向，主要表现在加工工艺的预处理、渗糖、干燥方式及产品的保存技 术。 低糖果脯加工中预处理的主要目的是硬化物料和护色灭酶，以保证产品外观形 态和色泽。果脯既要求质地柔嫩，饱满透明，又要保持形态完整。然而许多原料不 耐煮制，容易在煮制过程中破碎，故在糖煮之前，须经硬化保脆处理，以增强其耐 煮性，防止褐变和糖制过程中不被煮烂。常见硬化处理是硬化剂溶液浸泡【25 1 ，其关 键是选择适宜的硬化剂及其浓度、硬化时间等，用量过度，会生成过多的果胶酸钙 盐，或弓 起部分纤维素钙化，从而降低原料对糖的吸入量，并且使产品粗糙，品质 低劣。传统常用硬化剂有明矾、氯化钙和氢氧化钙等。护色灭酶方法是化学溶液浸 泡、热水或蒸汽漂烫，生产上常用的护色液是亚硫酸盐、柠檬酸、盐酸、抗坏血酸 和食盐等溶液吼侯兰在【7 1 等报道，低糖果脯分别采用硫处理、维生素c 处理、食盐 处理和热处理等护色方法，结果发现：浸硫和热烫两法联用效果最好，即果片在0 3 的低亚硫酸钠溶液中浸5 1 0 s ，再在开水中热烫3 5 m i n ，果片透明、鲜亮，做出的 果脯无褐变，成品含硫量0 0 0 1 6 9 k g ，基本达到无硫或低硫。虽然亚硫酸盐在控制褐 变方面很有效，但硫酸盐类的使用受限制，因此经硫化处理的原料，在糖煮前必须 充分脱硫，以防止制品中s 0 2 超标，而且在成品进行检验时，须检验s m 的残留量。 目前使用硫酸盐类代替物已经开始研究。对不同果蔬的热烫灭酶处理在热烫的时间、 温度和添加剂之间的优化处理有相当的报道。该工艺使用设备简单，操作方便，而 且灭酶均匀。但利用热水漂烫，原料与热水紧密接触，其水溶性营养物质损失很大： 蒸汽漂烫加热快，蒸汽与原料接触仅产生少量凝结水，营养成分损失较少，其仅适 合薄物料的漂烫，但物料切分越细，其营养成分损失越大。针对这些缺点，a l v a r e z r 8 】 等的实验中采用了分步漂烫法，能比较好地保持马铃薯质地，但其工艺及操作较为 复杂。采用微波灭酶处理时间短，可防止酶促褐变，还可以减少v c 损失、驱除氧气 5 福建农林大学硕士学位论文 代替s 0 2 护色和减少非酶褐变等，黄金忠9 1 等、m o r e n o l l 0 1 等和c a n o i 1 等分别在果脯、 草莓与香蕉片加工实验中利用微波灭酶取得满意效果。唐克华【12 1 等研究表明，佛手 瓜脯加工中采用微波高火力挡烫漂1 5 m i n ，制品优良。与传统的热烫处理相比较，微 波灭酶工艺有很大的发展前途，但目前微波加热灭酶处理在果脯的研究与生产上还 没有很好实行。 渗糖处理主要进行了糖溶液、添加剂的选择与渗糖工艺的研究。单纯地将糖浓 度降得太低，难以保证产品的质量和延长保质期，因此研究了用淀粉糖浆和低聚糖 代替部分蔗糖来降低含糖量。常用的替代物是淀粉糖浆，淀粉糖浆有普通型淀粉糖 浆、果葡糖浆和怡糖糖浆。一般用普通型淀粉糖浆来取代4 0 5 0 的蔗搪，可以使 果脯甜度降低2 5 左右，基本上符合低糖甜度。低糖果脯由于含糖量降低，而引起果 体干瘪和不透明现象。为了解决低糖果脯的饱满度差的缺陷，指出用海藻酸钠、黄 原胶、c m c - n a 、淀粉、明胶、果胶、魔芋胶( 魔芋精粉) 6 1 等亲水性物质做填充物， 其方法是在吸糖阶段添加亲水性稳定剂，使之渗人果肉组织内填充果体组织。孙来 华【1 3 】等研究表明，低糖樱桃番茄脯采用1 0 9 l 饱和氯化钙溶液浸泡1 5 h ：糖液中添加经 胶体磨处理的海藻酸钠6 9 k g 糖浆，提高糖渍温度和采用分次加糖的工艺能显著改善 产品的饱满度。对低糖果脯保形添加剂的研究已经相当成熟。但在实际生产上，许 多中小企业的产品还是采用传统的工艺方法，使得低糖果脯加工的工艺与添加剂配 方都还不能有效进行，渗糖过程单纯的靠添加剂来改善果脯品质可行性不高。传统 的渗糖工艺主要是煮制渗糖包括一次煮制、多次煮制和连续扩散法等，其缺点是影 响制品的色、香、味等，为此研究了微波速煮法和真空渗糖技术。利用微波速煮法， 果块升温快，时间短，能提高制品质量。在国外果脯加工中，微波加热器不管常压 糖煮还是真空糖煮都普遍使用1 5 1 一而我国在果脯加工企业采用此设备进行糖煮尚少见 报道。采用真空渗糖可以防止褐变、缩短浸糖时闻、加速亲水胶体的渗透、低温有 效地保持原果色香味和营养成分。这种工艺尤其适合于加工不耐高温、易褐变或营 养价值高的果品。其优越原因 7 】在于真空渗糖的原理与传统煮制渗糖的原理不同。传 统煮制渗糖是以加热的方式使果脯物料内部的空气受热增压而排出，然后在浸渍冷 却过程中，依靠渗体细胞间蒸汽的冷凝而形成部分真空，再借外界压力渗糖。而真 空渗糖是用抽真空的方式把果脯物料周围环境的篮力降低，果脯物料内的气体由于 6 福建农林大学硕士学位论文 内外压力差而外逸，破除真空后，糖液通过压力差而渗人果脯物料内，显然真空渗 糖的速度快。在低糖化的生产研究中，工艺上多采用真空渗糖处理。温度、糖浓度 和抽真空时间对渗糖效果都有影响，这些因素正是研究的关键所在。高振鹏【1 4 】等在 低糖猕猴桃果脯加工中采用了真空渗糖技术，真空渗糖条件为：真空度为0 0 8 m p a ， 糖液温度6 0 ，抽空时间为1 0 r a i n ，抽空次数为3 次。艾启俊等研究表明，当真空度 控制在0 0 8 5 m p a ，维持真空时间为2 0 m i n 、充气时间为6 0 m i n ：加糖采用喷糖方式、糖 液的温度为8 5 c 时为苹果脯真空渗糖的最佳条件。m o r e n o 等研究认为：草莓在蒸汽 热烫后进行真空脉冲渗糖( 真空减压渗糖6 5 波美度的糖溶液中) ，比在常压处理， 对水分活度降低的影响更为显著。微波渗糖技术是一种新型渗糖技术，蔡华珍【l5 】等 报道，在低糖胡萝h 脯加工中采用微波渗糖技术，并根据渗糖效果和果块状况确定 微波渗糖时间为6 0 m i n 。结果表明微波渗糖能大大增加胡萝b 片的渗糖效果。李安平 ”6 j 等研究表明，果脯经微波处理后，使其内部组织疏松，加快了渗糖速度，因此， 所制得的低糖果脯不仅营养成分损失较少，而且在色泽、透明度、饱满度和贮藏性 能等方面也具有良好的效果，说明微波技术是一种非常适宜果脯的加工方法。 目前果脯于制的方式主要有日晒和热风干燥。热风干燥在果脯生产中起着重要 作用。但进行热风干燥，需要时间长，脱湿速度慢，干燥不均匀，产品质量难以保 证。因此进行了热风干燥设备的研制及其工艺参数的优化，还进行了真空干燥、微 波干燥等干制方式的研究。利用真空干燥果脯时，真空干燥温度低，接触空气少， 干燥速度快，比热风干燥更多的保留了原料的风味和营养成分，能极大地提高果脯 的经济价值。张璐【1 7 1 等研究认为，按真空浸渍一真空干制工艺加工猕猴桃方便食品， 其干制真空度为2 6 7 4 0 0 p a ，真空技术能有效地防止加工过程营养成分的氧化损耗和 热分解损失以及氧化褐变和高温美拉德反应褐变，可获得高质量的称猴桃加工产品。 目前国内开发和引进了各种真空干燥设备，其结构形式有多种多样。微波干燥是食 品加工的新方法，微波干燥效率高，且具有杀菌作用。郭淼【1 q 等研究在低糖苹果脯 加工中采用微波干燥，达到满意效果。干燥时低功率挡和高功率挡混合使用获得的 产品外观、色泽与口味较好。微波干燥基本上都可以与其他干燥方式结合使用，不 仅能提高产品品质，还能节能，降低成本。我国已生产的微波干燥杀菌、微波热风 干燥和微波真空( 冷冻) 干燥等设备已用于生产加工中，但目前国内果脯加工中应 7 福建农林大学硕士学位论文 用微波设备进行干燥的企业不多，除其成本高外，其工艺在线管理还难以实现。针 对这一情况，可以采用气调脱水方法。 为了延长低糖果脯的保质期，目前广泛采用添加防腐剂的方法。但化学防腐剂 对人体的健康有影响。为此研究了通过控制水分活性来实现延长保质期的目的。食 品中的水可分为结合水和自由水两类，自由水能被微生物所利用，结合水则不能。 食品中水分含量，不能说明这些水是否都能被微生物所利用，而水分活性( a w ) 可 以说明食品中所含的水分作为生物化学反应和微生物生长的可用价值。通过测定和 控制食品的水分活性，可以做到以下几点 1 9 - 2 1 】：( 1 ) 预测哪种微生物是潜在的腐败 和污染源，( 2 ) 确保食品的化学稳定性，( 3 ) 使非酶氧化反应和脂肪非酶氧化降到 最小，( 4 ) 延长酶的活性和食品中维生素，( 5 ) 优化食品的物理性质，如质构和货 架期。因此，水分活性是食品质量控制中的一个重要指标。国内外对水分活性与食 品保藏稳定性之间的关系进行了大量的研究，并把水分活性融入了h a c c p 体系，通 过检测样品的水分活性来控制病原体的生长，从而提高食品的安全性。s c o t t 研究发 现各种微生物的活动和各种化学与生物化学反应都有一定的a w 阈值，大多数与食品 有关的微生物在a w 值较高的情况下生长的比较好，只有少数需在较低a w 值下生长。 研究发现。细菌对水分活性的要求最高，a w 0 9 时才能生长繁殖：酵母菌要求a w 0 8 7 ，而霉菌在a w 为0 8 时就开始繁殖。另外，同属而不同种的微生物对a w 要求也 不完全相同。由于a w 值对食品的营养、色泽、风味、质构以及食品的保藏性都有重 要的影响，因此，食品中水分活性的测定具有重大意义。利用水分活性的价值对低 糖果脯的研究报道很多，如黄泽元、杨春口2 埘1 等对低糖果脯水分活度降低剂和选择 进行了探讨，杨春【2 5 】等研究认为，水分活性对低糖果脯保质期有重要影响，低糖果 脯a w 为0 6 5 左右时，产品保质期可达l o 个月。郭淼等研究证明，含糖量和水分活度 是影响低糖苹果脯保质期的两个主要因素。为了延长低糖果脯保质期，还可以对果 脯进行杀菌处理，因为食品的腐败变质很大程度上与其体内的微生物有关。通过杀 菌，可以有效地防止食品不受病虫害及各种菌类的危害。采用热杀菌能使食品中腐 败菌细胞内的蛋白质凝固变性，导致细菌失活。但果脯受热后，常会发生物理或化 学性质的变化，造成其色、香、味、组织结构的改变及营养价值的下降等。为弥补 热杀菌不足之处，可以采用冷杀菌技术，冷杀菌技术不仅能保证食品在微生物方面 8 福建农林大学硕士学位论文 的安全，而且能较好地保持食品的固有营养成分、质构、色泽和新鲜程度。郭淼等 对低糖果脯保藏性的研究就采用了微波杀菌技术，结果表明微波杀菌对低糖果脯的 贮存稳定性具有重要作用。现今降水分活性剂及冷杀菌技术的应用，对低糖果脯的 生产具有重要意义。但如何延长保质期问题仍是低糖果脯生产的难点，需要作进一 步研究。 低糖果脯在加工工艺方面的研究已经取得了很大的进步，尤其是预处理和渗糖 工艺研究较成熟，对我国低糖果脯的研究不断向纵深发展起到了很好的推动作用， 对促进我国低糖果脯的生产和发展做出了贡献。在科研工作的推动下，我国低糖果 脯生产也在不断的发展，在果脯蜜饯市场上，低糖果脯蜜饯的销售日渐好转，我国 低糖果脯具有发展前景。但对于我国低糖果脯还存在几个问题 4 - 6 ：( 1 ) 低糖果脯的 质量标准体系尚不完善。为了促进低糖果脯生产的发展，国家应进一步制定完善统 一的质量标准体系。( 2 ) 关于低糖果脯的研究还主要集中在工艺方面，而对低糖果 脯的深入基础理论的研究还比较薄弱，影响到生产的发展。比如在保质期方面，造 成低糖果脯败坏的微生物种群及其导致败坏过程和机理的研究将是值得研究的新课 题。( 3 ) 高新技术的应用将使低糖果脯的研究和生产跨入一个全新的世界。比如生 物工程技术、计算机技术等都有在果脯生产中应用的可能。( 4 ) 加强新产品开发工 作。果脯发展必须顺应市场的发展趋势，加强新产品开发。比如现在单一的甜味果 脯已不适应人们变幻的口味和激烈的市场竞争，为此开发生产低糖量、低甜度、营 养成分含量高的风味低糖果脯成为必然。( 5 ) 果脯加工工艺的简单化、实用化。虽 然我国对果脯的新工艺进行了相当的研究，但在实际生产上，许多中小企业的产品 多还是采用传统的工艺方法，使得低糖果脯加工的工艺与添加剂配方都还不能有效 进行。预处理与渗糖过程中，单纯的靠添加荆来改善果脯品质可行性不高。因此， 低糖果脯的加工还需要进行研究一些简单、实用、易于推广的先进工业技术，针对 各种规模的企业制定不同的工艺要求，实现果脯工艺的突破和更新。 9 福建农林大学硕士学位论文 1 2 我国我省竹笋资源及其加工研究概况 竹林是中国重要的森林资源，我国现有竹林面积4 8 4 2 6 万公顷，约占全球竹林的 2 0 ，绝大部分分布在长江以南的省区，福建、江西、浙江3 省竹林面积就占全国的 一半，其中福建省竹林面积近1 0 0 万公顷，居全国首位。竹林一般分为笋用竹林、 材用竹林和笋竹两用林三种，统计发现我国竹笋可食用的竹种至少在2 0 0 种以上，其 中品质优良的笋用竹3 0 余种 2 7 - 2 8 】。随着笋用林和笋竹两用林丰产技术的推广应用， 我国鲜笋产量逐年递增，目前我国鲜笋年产量已达2 1 7 万t ，由于竹笋收获期较短， 季节性强，鲜笋不易贮藏，采后不久便失水老化，失去食用价值，因此鲜笋产量的 急剧增加引发了竹笋加工业的繁荣昌盛。据统计，我国每年生产的鲜笋4 0 左右用于 鲜食鲜销，6 0 左右用于加工后销售。中国竹笋加工企业的产品主要是1 8 l 或3 l 水煮 笋，还生产笋干、酸笋及各种软包装或易拉罐调味笋等产品，此外还开发了鲜竹笋 天然饮料。其生产的笋罐头主要出口日本，部分远销台湾、港澳地区及欧美等国家 和地区。近几年，我国竹业发展迅速，竹业发展为改善生态、繁荣山区经济，增加 农民收入，扩大出口创汇做出了重要贡献。据不完全统计，2 0 0 4 年全国竹业总产值 4 5 0 亿元，l k 2 0 0 0 年增长了1 2 0 以上，出口创汇约6 亿美元，比2 0 0 0 年增长2 0 。福 建作为林业大省，竹林面积和竹笋产量迅速增长，成为发展林业经济的重要部分。 对福建来说，竹笋不仅是山区农村的支柱产业，也是出口创汇的重要来源。但相比 而言，福建竹笋制品加工能力、水平相对滞后于种植业，以出口创汇为例，全国1 8 l 水煮竹笋2 0 0 1 年产值1 亿美元，产量分布情况：福建4 0 4 5 ，浙江3 0 3 5 ，其余 江西、安徽、湖南1 5 2 0 ，而它的创汇浙江6 0 ( 6 0 0 0 万美元) ，福建2 0 ( 2 0 0 0 万美元) ，其余2 0 ，我省产量与创汇形成反差的原因是采后加工环节存在问题。 竹笋肉质脆松、美味可口，具有丰富的营养成分。分析表明，竹笋高蛋白、低 脂肪、低淀粉，含有丰富的食用纤维，可促进肠胃蠕动、助消化、去积食、减少有 害物质在体内的积留和吸收，从而减少中毒症和肠癌的发生，同时纤维素和脂肪酸 结合能防止便秘。李时珍的本草纲目上记载“竹笋味甘且无毒，有消渴、益气、 爽胃利膈下气等作用” 2 9 1 。并且大部分竹笋是理想的无公害天然食品。竹笋作为一 种营养价值高的天然绿色蔬菜，不仅为产笋国人们所喜爱，而且也获得北美、欧洲、 澳洲这些不产竹笋的地区愈来愈多的人的青睐。随着世界各国对竹笋需求的日益增 1 0 福建农林大学硕十学位论文 加，竹笋利用的研究工作正向深度和广度迅速开展。 近年来，国内外对竹笋加工利用的研究报道大量涌现，如b p b h a t t 3 0 3 1 】研究分析 了印度东北地区的可食笋的营养成分含量，进一步证明竹笋具有丰富的营养成分； 肖丽霞【3 2 1 等研究证明，绿竹笋含有丰富的氨基酸和糖，并指出呈现鲜味的谷氨酸和 天冬氨酸的含量非常高，且和可溶性糖的独特配比使得绿竹笋呈现出独特的鲜味； 张雪松1 3 3 】对天然鲜竹笋的加工进行了研究；林启训等研究表明，笋干制品在贮藏 中产生吸湿及因吸湿引起的物理形态和吸湿后发生的一系列化学变化，干制前的原 料处理、干燥介质的温度及包装形式是重要的影响因素。林启训等还研究表明， 脱水过程中的干燥速度及干燥室内气体的含氧量是影响竹笋品质的因素，利用气调 干燥技术提高了笋干加工的品质；对软包装风味竹笋和笋脯的研究如邱坚1 3 6 】研究了 龙竹系列竹笋制品加工工艺，王海棠刚等研究了马蹄笋的加工工艺；郝林等研究 了玉米笋脯的加工技术，郭东梅口9 l 等研制了莴笋脯，褚玉芳【4 0 】等对乳酸菌发酵笋脯 进行了研制。此外，还研究报道了笋胰蛋白酶抑制剂提取、竹笋的废料利用和新产 品如笋饮料的开发。 以上有关的研究与报道，对竹笋加工业的发展产生很大推动作用，在定程度 上解决了竹笋加工利用过程中遇到的一系列问题。但从国内外大量资料发现，研究 者主要对产品的简单工艺进行了研究，而没有深入研究加工技术的有关理论，并且 研究对象主要是绿竹笋和毛竹笋制品，对麻竹笋的加工研究报道较少。麻竹笋是世 界上珍贵的十大无公害绿色森林蔬菜之一，在福建栽培历史悠久，并且福建省南靖 县金山镇素有“麻竹之乡”的美誉。麻竹笋期为6 1 0 月，以7 9 月为最旺盛，笋期 长，且产量高。麻竹笋笋大肉多，味道鲜美脆嫩，具有丰富的营养价值( 参见表1 ) 。 目前麻竹笋主要被加工成水煮笋罐头，在国内外很受欢迎【4 1 4 4 1 。但福建麻竹笋被加 工成清水笋销往国外，经济效益并不理想，因此对其制品的开发利用具有一定经济 价值，可以增加笋制品的多样性，减少产量和创汇的反差。目前国内竹笋制品加工 业朝着优质、低能和食用方便方向发展，故以麻竹笋为原料加工成风味低糖笋脯是 符合当今发展趋势的，具有开发市场的潜力。 福建农林大学硕士学位论文 表1 麻竹笋营养成分 t a b l e lt h en u t r i t i o n a lc o n s t i t u e n t $ o f s i n o c o l a m u sl a t i f l o r a s 成分含量 水分 蛋白质 脂肪 总糖 可溶糖 热量 粗纤维 灰分 磷 铁 钙 9 1 0 6 e j l 0 0 9 2 1 3 e , 1 0 0 9 0 4 9 g m 0 0 9 2 3 6 1 0 0 9 1 5 3 g 1 0 0 9 8 9 5 9 j l o o g o 8 4 1 0 0 9 0 7 5 1 0 0 9 4 5 m g 1 0 0 9 0 4 m g 1 0 0 9 1 2 2 m g 1 0 0 9 1 3 本文研究的目的意义 中国加入w t o 后，竹笋制品将面临更大的机遇和挑战。丰富的资源条件、开 放的市场政策和先进技术的应用将使笋制品获得更大的发展，市场前景广阔。福建 是林业大省，其中竹笋一直是福建省的出口创汇源之一。鉴于目前风味保健食品市 场形势良好，改善竹笋制品的品质和花样，提高我省竹笋制品在国际市场的地位成 为必然。因此，研究麻笋加工成风味低糖笋脯的品质及保质期，既可以为解决低糖 果脯的颜色褐变和保质期问题提供理论依据，又可促进福建竹笋制品的发展，增加 创汇。 低糖果脯的色泽灰暗、透明度低是影响其质量的重要因素，如何抑制笋脯干燥 过程褐变是急待解决的问题，本项目根据竹笋的特性，采用气调脱水方法在干燥过 程对气体介质进行降氧气调，并以一定的速率去除果脯中的水分，达到干制加工的 效果。 自行设计了小型气调干燥试验设备，该设备采用热泵循环降湿原理，具有既可 制冷也可制热，能量消耗低，并具有对温度、风量、湿度和气体成分进行大范围调 1 2 福建农林大学硕士学位论文 节的功能，可适应不同农产品的参数测定要求，特别是可对干燥过程气体成分进行 调节，以物理方法取代化学方法抗氧化、防褐变，解决了传统干燥过程采用化学添 加剂的负面影响问题，填补我国气调干燥装置的空白【4 6 】。 本实验采用该试验设备，模拟不同低糖笋脯加工环境条件，围绕加工过程环境 状态参数对低糖笋脯品质影响进行试验分析，并以热风干燥为对照，达到显著提高 低糖笋脯质量的效果。国内尚未见相关报道。 低糖果脯含糖量比高糖果脯降低2 0 左右，低糖带来了易霉变，保质期短等问 题，严重影响低糖果脯的质量。如2 0 0 5 年国家质检总局对果脯蜜饯产品质量进行 了国家监督抽查，产品抽样合格率为6 2 5 ，抽查结果反映出微生物指标超标是产 品合格率低的一个重要原因。如何合理利用新工艺新方法延长低糖果脯的保质期一 直是科研工作者探讨的问题。水分活性是食品质量控制中的一个重要指标，在考虑 一种食品的质量与微生物腐败之间的关系时，它是极其有用的。通过利用水分活性 来控制食品微生物污染，能更好的保证产品的安全性【4 7 4 9 】。目前国内外已报道了有 关低糖果脯保质期与水分活性的关系，但不同的原料有不同相关性。如何有效地控 制水分活性保证食品质量一直是科学工作者关注的焦点，因此，通过综合考虑食品 稳定性的影响因素，找出水分活性与保质期的相关性，是有关研究人员不断探讨的 一个问题【5 0 56 1 。 果脯杀菌是一道重要的加工工序，它对果脯的贮存起着重要的作用。但为了保 持果脯的感官质量，产品包装后不太宣采用高温、高压杀菌方法，为此引进冷杀菌 技术。对微波杀菌有见报道，但采用脉冲强光杀菌技术的研究未见报道。 脉冲强光杀菌【5 7 稍1 是利用动力单元脉冲灯( 内有惰性气体) 发出与太阳光谱相 近， 通过 微生 物都 物质 白质 但强度比太阳光强近万倍。波长由紫外线区域至近红外线光区域的脉冲强光， 脉冲强光处理，可抑制食品和包装材料表面、固体表面、气体和透明饮料中的 物的生长繁殖，如枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、酵母。由于细菌、酵母菌等微生 是由水、蛋白质、碳水化合物、脂肪和无机物等复杂化合物构成的一种凝聚态 。脉冲强光有一定的穿透性，当闪照时，脉冲强光作用于其活性结构上，使蛋 发生变性，从而使细胞失去生物活性，达到杀菌的目的。福建农林大学食品科 13 福建农林人学硕士学位论文 学技术研究所研n t 脉冲强光杀菌装置，并对烤鳗进行了脉冲强光处理试验，杀菌 效果良好，延长了保质期。本研究采用脉冲强光杀菌来实现延长低糖果脯保质期， 提高制品质量。 本研究以罐头麻竹笋为原料经过糖制加工成风味独特，营养丰富，食用方便， 具有一定保健功能的风味低糖笋脯。通过对其含糖量和感官品质的影响因素进行分 析，优化风味低糖麻笋脯的工艺参数。接着对气调干燥效果进行研究，分析并比较 气调干燥与热风干燥低糖笋脯品质特性。制作充n 2 降氧干燥低糖笋脯，以其为原料 从水分活性、脉冲强光杀菌两方面对低糖笋脯的贮存稳定性进行系统研究，旨在提 高低糖果脯质量和延长保质期。 1 4 福建农林大学硕士学位论文 2 材料与方法 2 1 实验材料 供试材料来自福建南靖东宝旺罐头食品有限公司，为1 8 l 罐清水麻竹笋。精盐、 白砂糖购自市售，均符合食品卫生标准：淀粉糖浆、碘化钾、氢氧化钠、浓盐酸、 硫酸铜、酒石酸钾钠、柠檬酸、甘油、磷酸二氢钠、葡萄糖、氯化钠、牛肉膏、蛋 白胨、孟加拉红、琼脂等均为国产分析纯。 实验菌种来自福建农林大学食品科学学院微生物实验室，为大肠杆菌、啤酒酵 母及青霉。细菌和大肠杆菌采用牛肉膏蛋白胨培养基，霉菌和酵母菌采用马铃薯葡 萄糖培养基( p d a ) 。 2 2 实验仪器与设备 d z f - 6 0 5 1 型真空干燥箱( 上海精宏实验设备有限公司) ：o z q 4 5 0 t 台式真空充 气包装机( 上海人民包装机械公司) ；1 0 1 1 型电热鼓风干燥箱( 上海实验仪器厂) ； a 、肌1 型智能水分活度仪( 无锡碧波电子厂) ；h h 4 数显恒温水浴锅( 常州国华) ； w s c s 测色色差计( 上海精密科学仪器有限公司) ：1 5 0 a 1 8 0 l 数显生化培养箱( 常 州国华) ；a b 2 0 4 一n 型电子天平( 上海梅特勒托利多) ；w y t - 4 型手持糖量计( 泉州 中友光学) ；电热蒸馏水器( 上海医疗器械) ；2 k w 2 0 0 w 手提式高压灭菌器( 上海 医用仪器厂) ；小型气调干燥试验设备( 自制) ；脉冲强光杀菌装置( 美国) 。 2 2 1 气调干燥试验装置 气调干燥试验装置主要结构如图1 所示。压缩机高压端通过过滤器1 4 、贮液罐 1 3 与2 个并联且分置于密闭箱体内和箱体外的冷凝器1 5 连接，再经过贮液罐1 3 、 过滤器1 4 、膨胀阀1 2 与2 个并联且分置于箱内和箱体外的蒸发器1 8 连结，然后经 总管道回到压缩机低压端。各冷凝器、蒸发器管道上都配有电磁阀1 6 控制管道开 通和截止。采用真空泵6 和贮气罐对密闭箱内气体压力和成份进行调节，微机系统 通过各种传感器采样干燥室温度、湿度、气体成份，气体压力和物料重量，通过各 个电磁阀控制相应蒸发器、冷凝器的开通和关闭，并通过变频控制压缩机转速，从 而有效控制干制过程气体成份和温度、湿度等状态参数。 福建农林大学硕士学位论文 ：干燥箱：物料架3 导风板 4 气体成份测定传感器5 温湿度测定传感器 6 真空泵7 气调装置8 内冷凝器9 内蒸发器1 0 辅助加热器 1 1 鼓风机1 2 膨胀阀1 3 贮液罐 l4 过滤器1 5 外冷凝器 1 6 电磁阀17 压缩机1 8 外蒸发器1 9 计算机控制系统2 0 变频器 图1 气凋干燥装置结构示意图 f i g 1 s t r u c t u r eo f a i rc o n t r o ld r y i n g m a c h i n e 2 2 2 脉冲强光杀菌装置 2 2 2 1 主要结构 脉冲强光杀菌装置主要结构如图2 所示： ( 1 ) 强光发生器：采用美国x e n o n 公司生产的氙气灯管，在灯管两端装有电极， 一根导线缠绕灯管，通常灯管电流不通，当触发电压足够高时，管内氙气电离， 氙气管成为导体。并闪光。 ( 2 ) 高压直流发生器：高压直流发生器为封闭的直流开关电源，为脉冲光的形成 提供能量，通过同轴电缆与控制器连接，最高电压可达4 k v ，充电率2 k j 秒， 电压水平由控制器设置。 ( 3 ) 脉冲发生器：脉冲发生器包括电容和电感，从电源获得电能，形成在氙气灯 两端高电压，有效产生高频率，短时间，脉冲强光，通过改变电容和电感参数， 可准确调节高峰电流峰值、脉冲时间和脉冲宽度。 ( 4 ) 系统触发器：系统触发器可触发电离氙气必须的高压脉冲，通过光电隔离器 与控制器连接。 1 6 福建农林人学硕士学位论文 ( 5 ) 光电隔离器：通过光、电控制系统，在传递控制器作息的同时，隔离高压区 和低压区，以避免系统干扰。 ( 6 ) 控制器：采用系统时间计数器控制脉冲间隔时间和次数。控制系统采用2 4 v 电源，在系统直流控制板转化为1 2 v 驱动c m o s 芯片，实现对系统的控制( 包括 低电压控制，通过光电隔离器后，启动高压触发器；对电容、电感控制，达到 对脉冲光和光强度的控制) 。 ( 7 ) 杀菌箱和灯罩：杀菌箱包括金属壳体、物料架和装有石英窗的密封门，灯罩 用于固定氙气灯管，并在顶部安装金属反光片，灯罩与杀菌箱采用螺栓连接密 封条密封。在灯罩与杀菌箱连接处安装保护开关，当杀菌箱与灯罩，保护开关 自动切断线路。 ( 8 ) 吹风系统：吹风系统由鼓风机、导管、空气过滤器组成并与灯罩连接，通过 鼓风机强制洁净空气进入灯罩，对灯管进行冷却的同时，及时排除臭氧。 市电 图2 脉冲强光杀菌装置结构图 f i g 2 s t - u c t u r eo f p u l s e dl i g h ts t e r i l i z a t i o ne q u i p m e n t 1 7 福建农林大学硕士学位论文 2 2 2 2 工作原理 如图3 所示，输入的电压经升压器，形成最高电压可达4 k v 的电压，对直流高 压发生器的电容器进行充电，充电率可达2 k j 秒，在氙气灯两端形成直流高压。通 过微机控制系统，定时启动脉冲触发器，产生1 个高压脉冲，升压后电流使缠绕在 氙气灯管上的线圈产生瞬时电感，使灯管内的氙气电离导通，形成持续时间极短的 闪光。在此同时，电容放电导致灯管两端高压迅速下降。使氙气灯通路截止，电容 器又重新积蓄能量。 所产生脉冲强光的电流峰值。脉冲宽度和脉冲时间通过改变电容和电感参数来 调节，采用微机控制技术对闪光过程进行监控，控制系统如图2 所示，通过模拟试 验，进行状态参数和结构参数优选。通过c t c 控制，设置3 种模式即g 模式、e 模式和x 模式。 当设置为g 模式时，每秒产生3 次强光，工作3 秒，总共产生9 次脉冲强光。 当设置e 模式时，每秒产生3 次脉冲，然后关闭1 秒，再启动1 秒，即3 秒开 启，产生脉冲强光9 次，由于包括关闭间隔3 秒所以总共耗时6 秒。 当设置x 模式时，为一种连续的操作，每秒产生脉冲3 次，可连续不断操作。 例如：若设定连续工作9 0 秒，则产生脉冲强光2 7 0 次。 图3