南瓜粉工艺研究.docx

食品工艺学课程设计 南瓜粉研制作者：指导老师:1 南瓜粉开发背景1.1 南瓜粉价值分析 南瓜为葫芦科植物，学名为Cucurbita spp，是一种蔬菜,是葫芦科南瓜属的1年生蔓生草本植物, 别名：金瓜、番瓜、窝瓜、饭瓜、倭瓜等。南瓜是我国传统的天然降糖食物之一, 我国南瓜资源丰富,各地均有栽培,总产量占世界南瓜产量的 30% 左右1，其营养丰富，且药用价值高 2,专家认为，南瓜是横跨饮食业六级台阶：主食蔬果外来食品饮料保健食品药理食物。人们正以全新的感觉和目光重视自己的南瓜饮食。南瓜具有较高的营养、保健和药用价值，因此南瓜粉的开发与加工技术具有重要的意义。南瓜粉含有丰富的碳水化合物、蛋白质、膳食纤维、维生素、胡萝卜素、果胶，糖类、矿物质元素、南瓜籽碱和葫芦巴碱等功效成分3及钾、铁、镁等丰富的微量元素，此外还有瓜氨酸、精氨酸等及一些酶类,对人体十分有益，脂肪含量却非常低。其中VA含量相当于蕃茄，VB含量相当于黄瓜、越瓜，VC含量高于黄瓜、葱、辣椒，南瓜中的含钾量居蔬菜之首，含钴量亦居五谷杂粮和蔬菜之首4,具有降血糖、降血脂、预防心血管病、防癌抗癌、解毒驱虫、延缓衰老、减肥等多种保健功效5.南瓜粉就是南瓜的粉末。据世界卫生组织统计。目前中国糖尿病患者已达2058万人,占世界糖尿病总数的18。患病率居世界第二位预测结果表明2030年中国糖尿病人口总数将增至4200多万人6。针对糖尿病人群开发方便、经济、营养、功能性新型食品是解决患糖尿病人群饮食问题的有效途径之一。南瓜营养丰富，含有大量的生理活性物质，具有多种药用价值，长期食用具有保健、防病治病的功效，特别对糖尿病患者有很好的食疗效果7-9。南瓜中的环丙基氨基酸CTY能促进胰脏分泌胰岛素，增加Glut-2的含量，同时锌、铬是胰岛素的重要组成部分，对胰岛素细胞起有保护作用可使糖尿病患者血压，血糖下降，南瓜粉可使70%的糖尿病患者血压下降，60%胰岛素释放量上升，80%血糖下降。刘志强，袁俏梅，傅承新10等通过对小鼠研究发现，脱糖营养南瓜粉对四氧嘧啶糖尿病型小鼠有降血糖、促进体重恢复和控制饮水，缓解烦渴的明显作用，表明脱糖营养南瓜粉对四氧嘧啶糖尿病型小鼠确有恢复体重的保健效果,因此南瓜粉对人体有预防和治疗糖尿病的明显效果。南瓜粉中的果胶可延缓肠道对糖和脂质的吸收、中和、清除体内重金属和部分农药，并能帮助肝、肾功能减弱患者增强肝肾细胞的再生能力。南瓜含有丰富的钴，其对蛋白质、脂肪、糖类代谢、血红蛋白的合成都具有重要的作用，并可扩张血管，降低血压。此外，钴能活跃人体的新陈代谢，促进造血功能，并参与人体内维生素B12的合成，是人体胰岛细胞所必须的微量元素，对防治糖尿病，降低血糖具有特殊的疗效。另外南瓜粉含有大量SOJ因子，具有延年益寿、养颜美容、肌肤丰美，尤其对女性有美容、减肥功效。根据唐咏梅, 宁鸿珍, 刘辉12等对南瓜成分分析, 3大营养素中以碳水化合物为主,脂肪含量很低, 为很好的低脂食品。膳食纤维含量较多, 其中不溶性膳食纤维占72.7%, 可溶性膳食纤维占28.3%; 膳食纤维具有通大便、降血脂、降胆固醇、调节血糖及排除重金属毒物等作用13,因此南瓜粉作为低脂肪、高膳食纤维食品, 是当今心脑血管疾病患者和人们日常保健的理想食品。李筱泉，何 群，练惠辉4等人在南瓜粉的功能研究中还表明南瓜粗多糖具有一定的清除OH 能力，随着南瓜粗多糖浓度的增加，清除率逐渐增大，增加到一定浓度时，清除率渐渐达到一稳定值而不再变化。当南瓜粗多糖浓度为 30mg/ml 时，清除率达 49.5%，能清除一半的O H ，表现出良好的清除O H 能力。与莲子多糖比较，南瓜多糖清除OH 的能力高于莲子多糖。 南瓜粉营养丰富而独特，除含有南瓜多糖、多种游离氨基酸、多种维生素、多种矿质营养等外，还含有大量南瓜子碱、葫芦巴碱和果胶等有效成分14，并且其产量高，价格低。因为南瓜含有多种生理活性物质，已被国内外公认为集食品、保健品为一身的营养品。南瓜粉被广泛用于天然保健营养品（可作为糖尿病人专供食品及广大消费者保健食品）、功能性食品、饮品，高档面食和肉类食品添加剂、强化剂，还可以用于高级化妆品特殊添加剂及制药原料。随着速溶南瓜粉、超细南瓜粉、微胶囊南瓜粉等产品的开发，南瓜粉的营养保健价值将进一步被开发利用15。1.2南瓜粉产品评价在已面世的南瓜系列产品中，目前以南瓜粉最受市场欢迎，产销量最大，南瓜粉除了大量直接食用和药用外，还大量用于各种食品、药品的配方组份和添加剂（如南瓜晶、南瓜冲剂、南瓜糊、南瓜冰淇淋、南瓜饼干、南瓜雪糕、南瓜蛋糕和南瓜面条等）。因此，南瓜热使南瓜身价百倍，需求量也逐渐增多。经临床实践，日本农林省及医药保健方面的专家都肯定了南瓜的维生素含量极为丰富，而含热量又十分低，是最理想的“美容食品”。于是，爱美的女性视南瓜为最佳美容品，大量食用，使那些望肥生畏和害怕患上糖尿病的中老年人和年青人，也都纷纷以吃南瓜粉为时尚。目前，南瓜粉在国际和国内市场皆为紧销商品而供不应求，市场缺口很大。世界一些发达国家对南瓜粉的需求主要依赖进口，日本是南瓜粉需求量最大的国家。近年来，南瓜粉已成为我国的重要出口创汇产品，换汇率高于马铃薯、玉米，目前南瓜粉生产远远满足不了国内外市场的需求，具有十分广阔的前景。2 材料、设备及工艺设计2.1原料 根据国标要求，所选原料南瓜应新鲜、无虫蛀、无病害、果实完整。2.2操作方法南瓜粉有两种生产方法即烘干粉碎和喷雾干燥。目前，对于烘干粉碎生产南瓜全粉的工艺研究较多。周日兴16等研究了切丁、烘干粉碎的方法生产南瓜全粉的工艺.湖北工学院的樊黎生和王金华研究了南瓜全粉通过膨化技术生产南瓜保健粉的生产工艺条件17。烘干粉碎设备造价低，但南瓜全粉口感粗糙、溶解性、冲调性、适口性差，卫生质量难以保证，不能连续工作，营养损失大，不易溶解，一般不直接食用而作为精深加工产品的原料。利用喷雾干燥法工艺加工生产的南瓜粉, 加热时间短，连续工作，最大程度保持南瓜原有营养和风味，外观色泽亮丽、溶解迅速、可溶性强,营养成分损失较小，卫生质量好，而且操作方便，适于连续化、自动化生产，而且对产品的色泽、Vc和-胡萝卜素含量及其它生物活性物质破坏的程度小18。2.3 工艺流程选料、整理浸泡、清洗、消毒切半去籽护色破碎磨浆胶磨分离调配高压均质双效浓缩喷雾干燥集粉筛粉成品2.4 操作要点 选料整理: 选用成熟的老南瓜, 逐个挑选, 去掉瓜蒂和瓜柄, 肉质呈金黄或橙黄, 成熟度要求八九成以上, 无腐烂、变质现象。 清洗: 采用人工清洗, 把原料表面的泥沙及杂质清除干净。消毒: 把清洗好的南瓜放入10mg/kg的次氯酸溶液中, 浸泡5-10min, 取出后用清水冲洗, 目的是消灭南瓜原料表面微生物 切块：经清洗后的南瓜原料，进入切块机，切成块。锯切工作时产生的废料经收集斗收集后，直接送入破碎机破碎。去籽：经切块后的南瓜原料进入挑选台，人工去掉南瓜籽，再用筐送到瓜籽生产车间进行加工。 护色：将切好的南瓜丁放入预煮锅, 预煮时间为3-5min, 水温95, 水中加适当的柠檬酸, 可防止变色, 不影响南瓜粉的色泽, 起到保护作用 粉碎：经护色处理后的南瓜条块由输送机直接喂入旋风式粉碎机内进行粗破碎，出料口物料大小控制在10-15mm，同时按物料质量加入等量的净化水。经粗破碎后的原料进入旋转破碎机，进一步把物料破碎，物料经二次破碎后粒度控制在5-6mm。 磨浆。破碎后的物料经颗粒泵送到磨浆机中磨浆。细度在1mm以下，使物料进出顺畅。 胶磨：经过磨浆机的物料进入两道胶体磨进一步细化，控制两道胶体磨间隙，使物料出口粒度控制在20-50m。 分离：经过胶体磨的浆料由立式浆渣分离机把粗纤维及瓜皮等物质分离出去。分离机筛网采用80或60目孔径。视情况部分浆渣可回到磨浆机再加工。 调配：经过分离后的料液进入冷热缸进行调配，加入一定量的品质改良剂，同时使料液的温度控制在50左右。 高压均质：调配后的料液进入高压均质机内进行均质，压力控制在30Mpa左右，目的是使物料中的颗粒及纤维进一步破碎。料液粒度控制在5m以下。 浓缩：均质后的料液进入双效杀菌器中杀菌，杀菌温度为85 ，时间为 15-30min。物料经杀菌后进入双效浓缩锅，一级温度控制在 65-70，二级温度控制在55左右，蒸发水分量在1000-1100kg/h ，真空度控制在0.07MPa ，当固形物含量达到12%-14% 时打开出料阀出料，固形物浓度控制在一定范围内，以免影响喷粉质量。 喷雾干燥：经过双效浓缩后的物料（固形物在12%-14%）用高压泵送到压力式喷头进行雾化。高压泵压力控制在12.5-15.0MPa ，喷嘴直径采用2-3mm，雾化角度60，合金钢喷嘴，进风温度150-160 ，排风温度为78 ，采用旋风分离器回收粉，出粉粒度80目，干粉水分含量5%左右。 集粉：经过喷雾干燥后的粉，通过制冷风送系统送至集粉仓，集粉仓采用布袋回收方式将粉回收，用密封式出粉器将粉送到两元振动筛进行筛粉。 筛粉：两元振动筛采用80目筛网，筛上粒度大于80目的粉收集后送回前处理调配工段，筛下小于80目的粉通过螺旋提升机送到填充机内。 填充包装：利用填充机精确计量，填充入袋，再用封口机进行封口，同时打上日期。 该操作过程主要以机械化流水线操作为主，人工为辅，该生产工艺目前属国内领先水平，特别是利用浓缩设备进行工业化生产，保证原料液体的流动性成为该项技术的关键。2.5 包装环境要求 包装车间环境要求：温度20-25，湿度小于75%-80%。仓库温度不高于15，湿度小于80%。 卫生净化：密封性要高，无污染源，人员进入要消毒，开工前用紫外灯照射1h。仓库要求防虫、防鼠和防潮。3 质量标准3.1 南瓜粉基本营养成分分析表1 南瓜粉中营养成分分析分析项目含量（g/100g）水分5.90灰分4.5总膳食纤维19.03脂肪2.5蛋白质5.6碳水化合物62.473.2 感官指标应符合表2规定19。表2 感官要求 项目要求色泽淡黄色气味和滋味具有南瓜特有的天然清香形态粉粒细小均匀，松散，无结块，无霉变杂质无肉眼可见外来杂质3.3 卫生指标卫生指标应符合表3规定。表3卫生指标项目指标水分，% 7.0灰分，% 6.0无机砷（以As计），mg/kg 0.05铅（以pb计），mg/kg 0.2镉（以cd计），mg/kg 0.05总汞（以Hg计），mg/kg 0.01二氧化硫（以So2计），mg/kg 50六六六，mg/kg 0.05滴滴涕，mg/kg 0.05甲胺磷，mg/kg 0.05 敌敌畏，mg/kg 0.2杀螟磷硫，mg/kg 0.01氯菊酯，mg/kg 0.13.4 微生物指标微生物指标应符合表4。表4 微生物指标项目指标菌落总数，CFU/g 800大肠菌群MPN/100g 40霉菌与酵母菌计数，mg/kg 50致病菌（沙门氏菌菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌） 不得检出3.5 包装要求南瓜制粉后比表面积增大，极易吸潮和氧化，因此应进行真空或充氮包装，并采用不透光、不透气的密封包装材料，并可采用抗氧化剂20。3.6 运输要求 运输工具应清洁、卫生、无异味、无污染。运输过程应防挤压、防雨、防潮、防晒，装卸时应轻搬、轻放。运输是严谨与有毒、有害、有异味、有腐蚀性的货物混装运输。3.7 贮存要求 产品应储存于阴凉、通风、干燥、清洁、无异味的仓库内。产品离地离墙20cm以上。禁止与有毒、有害、有异味、有腐蚀性、易污染的物品贮存混放。3.8 保质期 在符合上述贮存运输条件下，保质期为12个月。4 南瓜粉目前主要应用 南瓜粉不仅颜色金黄，入口有鲜南瓜清爽感觉，易溶于水，其目数在100-120目之间可调，不含任何添加剂、防腐剂和色素，以及不搀加从颜色和口味上相似或类似的物质，是唯一确保100%纯天然的绿色食品。而且具有舒筋活血及仿止皮肤皱裂和防癌等作用，有助于人体发育、增强人体内的免疫等功能.4.1 在食品中的应用 南瓜粉富含丰富的营养物质，在众多食品的制作中加入一定比例的南瓜粉，即可影响原有食品加工过程中的理化性质21，改善原有食品的营养结构。如在馒头等面制品中加入南瓜粉可制成南瓜馒头、南瓜面包、南瓜面条、南瓜饼、南瓜饼干；在蛋糕中加入南瓜粉，可制成南瓜保健蛋糕。4.2 在饮料中的应用以南瓜粉为原料，可生产营养丰富的纯天然蔬菜饮料。如以南瓜全粉为原料，可生产出营养丰富的南瓜精口服液22和南瓜固体饮料23；以南瓜粉玉米为主原料，研制出了玉米南瓜粉泡腾片24。4.3 在医药和保健品领域的应用南瓜粉中营养丰富而独特的成分，使其拥有其他果蔬无法比拟的医疗保健作用。南瓜粉在医疗、保健品领域有着广泛的应用。4.4 其他南瓜粉的下脚料则可做南瓜糕点，或加入面粉制成南瓜面、南瓜酱。用20%南瓜下脚料与80%蔗糖混合，可制成糕点。将54%南瓜粉和46%红薯粉调制成糊状，再加入少量明矾拌匀，通过粉丝机可压成南瓜粉丝，经煮熟晒干即为成品。南瓜粉结晶浓缩喷雾制成南瓜饮料，与茶叶混配可制成速效南瓜茶、南瓜糕等。 5 结论虽然喷雾干燥工艺生产出来的南瓜粉较其它工艺生产出来的品质好，但南瓜料液的黏度较大容易出现严重的挂壁现象，致使喷雾干燥南瓜粉集粉率较低水分含量较高，大于9，南瓜粉水分含量般要求6-7%，因此要既保证南瓜粉产品的品质又能提高南瓜粉的产率，生产南瓜粉的工艺有待进一步研究。随着我国经济的快速发展和大众生活水平的逐步提高, 现代很多人的饮食出现了高脂、低膳食纤维、糖尿病的不利趋势, 且由于环境污染的加重, 人们在职业和日常生活中接触金属毒物的机会也增多, 饮食因素和环境因素对健康的威胁日益严重,而人们越来越重视食物的营养及合理膳食结构,南瓜作为一种集方便性、纯天然性、复合营养性于一体的保健食品,已然受到人们尤其是糖尿病、患者的欢迎,具有广阔的国际、国内市场25-26，今后南瓜加工技术研究及工业化生产必将向着高效率、高质量、可控制、低能耗、低成本、绿色、环保的方向发展，以实现经济效益与社会效益的双赢。参考文献1 王其创，陈水校 南瓜的营养价值及其栽培技术J.现代农村科技，2011，40( 15) :132 王岱杰 南瓜中化学成分的提取分离与结构鉴定J.杭州: 浙江工商大学，20073熊华，郑为完，黄源华微胶囊西藏酥油茶粉的技术研究J. 食品科学，2003，24(6) :8588.4刘殿林，催宏宇微胶囊技术原理及其在食品工业中的应用 J.天津农业科学，1999，5(4):2629.5 李筱泉，何 群，练惠辉等. 南瓜粉的功能研究J.食品科学，2008,29（10）:55-57. 6冯耐红，卫天业，郑洪源，等.小米南瓜复合饮料的研制J.中国食品学报2006，6(3):6569.7肖锦腾，王喜生，闫志保健奶粉治疗老年型糖尿病的效用观察J营养学报，1999,21(2):235.8李全宏，田泽，蔡同一南瓜提取物对糖尿病太鼠降糖效果研究J.营养学报，2003，25(1):34-36.9Aroldo Arevalo-Pinedo,Femanda E X.Murrkinelics of vacuum drying of pumpking (Cucurbita maxima) Modeling with shrinkageJ.Journal of Food Engineering 2006,76(4):562-567.10 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