果蔬发酵饮料的加工工艺研究.doc

果蔬发酵饮料的加工工艺研究茶与食品科技学院 食品质量与安全(1)班 郑刘芳 10118002 摘要 苹果、香蕉、南瓜、胡萝卜都是营养价值丰富，在国内种植大的水果蔬菜，但是加工的方法却比较落后，产品形式单一，附加值低，提高蔬菜的加工技术，丰富产品的种类，扩大其利用值，是食品科技工作者和消费者共同关注的问题。现在采用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合菌种进行单一果蔬汁及复合果蔬汁发酵制作果蔬乳酸发酵饮料及果蔬乳酸发酵型果冻。确定最佳的工艺流程及配方。得到外观均一稳定，口感、风味独特的饮品。关键词 果蔬发酵 复合果蔬汁 加工 一、果蔬汁饮料的概述 水果和蔬菜是人类重要的食品，自古以来就开始用简单的方法如挤压、浸提等方法获得蔬菜的汁液，但由于不了解果蔬汁易破坏的原因，当时也只限于饮用前直接制造。年，法国人研究了著名的阿佩尔杀菌法 ，并实际应用到食品工业的食品保藏中。法国科学家 发明的通过加热来杀死食品中微生物的方法被称为巴氏杀菌法或巴斯德杀菌法 ,这开创了工业生产无酒精果蔬汁饮料的新纪元。美国人于年，德国人于年和意大利人于 年分别在小型果蔬加工厂中制造出了水果原汁并成功地用巴氏杀菌法对其进行了保藏作业1。传统上人们早已认识到谷类和肉类中含有的磷、硫等物质会在人体中形成各种酸而起酸表 5 不同果蔬汁浓度梯度实验 ( 体积比) 性作用，我们把这些食品称为“酸性食品”；水果及蔬菜中富含钾、钠等矿物质，进入人体后呈碱性作用，我们称之为“碱性食品”，这对人体有着重要生理意义。所谓果汁（或蔬菜汁）是指未添加任何外来物质，直接从新鲜水果（或蔬菜）中用压榨或其他方法取得的汁液。以果汁（或蔬菜汁）为基料，加水、糖、酸或香料调配而成的饮品称为果汁饮料（或蔬菜汁饮料）。 果汁饮料分为果汁、浓缩果汁、果汁类饮料三大类，蔬菜汁饮料分为蔬菜汁、混合菜汁、发酵菜汁、酸化菜汁等四大类2。二、果蔬汁饮料的生产情况果蔬汁的需求变化主要取决于收入、人口和价格的变化，随着社会文明的不断进步，世界果蔬汁生产及贸易量一直呈上升趋势。但这些增长多集中于欧、美、日三大市场。随着人类进入一二十一世纪，发展中国家经济条件改善，有望成为果蔬汁另一大消费市场。从生产的品种看，目前主要是桔汁、柠檬汁、橙汁、苹果汁、葡萄汁、及其它果汁。蔬菜汁的消费一改以往以番茄汁为主单一品种状况，新品种有所增加；但销售量仅限于发达国家，许多发展中国家蔬菜汁市场一直处于开发、尝试阶段。随着人们重天然、保健，讲求清淡、清凉口味的消费潮流，世界软饮料中，果蔬汁起着重要作用。而在果蔬汁国际市场上，欧美同新产品市场成为引导果蔬汁新产品、新技术的开发与应用的先锋。另外还有一些值得开发的品种、例如南瓜、苦瓜、洋葱、胡萝卜等。下面具体介绍一下这四类蔬菜的概况。南瓜：一年生草本爬蔓植物，茎的横断面呈五角形，叶子心脏形，开黄色喇叭形花，果实圆形或梨形，嫩时绿色，成熟时赤褐色。南瓜是人类最早栽培的古老作物之一，原产于亚洲南部、非洲和南美洲地区，现在世界各地均有种植。它在我国己经有一千多年的栽培历史，因其祖籍在南方，故取名日南瓜，南瓜具有“四海为家、随遇而安”的独特风格，种植不择水土，适应能力很强。 从年的年间，全球南瓜总产量增加了，其中加拿大增加，中国增加，美国增加，墨西哥下降：同时各国的种植面积也在不断扩大，这问增加了，中国增幅最大为，韩国增幅。这是因为南瓜特有的营养与保健功能已经引起各国重视的结果。但是单产情况却表现出仅有中国、美国、加拿大在数量上有少许增加；中国增幅较大为；单产量最高的荷兰数量保持平稳；单产最低的加拿大增加，大多数国家呈下降的趋势。但是单产下降这一问题己成为一个全球性的问题，应该引起人们足够的重视。 南瓜果肉营养成分丰富而且全面，含有多种氨基酸 ，包括种必须氨基酸和儿童必须的组氨酸，另外，还含有葫芦巴碱、戊聚糖、果胶、甘露醇、瓜氨酸、可溶性纤维素、胡萝卜素和磷、钾、钙、镁、锌、硅等。南瓜中还含有微量元素铬、镁和硒。南瓜中纤维素和木质素绝大部分为不溶性膳食纤维，它使南瓜全粉口感粗糙，冲调性变差，另外这些纤维素也不能被人体吸收。现代医学表明，膳食纤维在食品营养和临床医学上有着非常重要的作用。对南瓜果实的营养成分进行了测定，干物质含量在之间，与其它瓜类蔬菜相比，干物质含量较高；可溶性糖含量达到了，与西瓜、甜瓜接近；果胶含量为，占干重的，比通常认为富含果胶丰富的胡萝卜（）和番茄（，）都高，是提取果胶的一种重要原料；淀粉含量为。南瓜果实所含维生素中胡萝卜素含量很高，达到，高于富含一胡萝卜素的胡萝（。）和 菠菜（）。南瓜属于高膳食纤维、低脂肪食物，富含可溶性膳食纤维果胶 。 等比较南瓜果皮、果肉的可溶性糖含量，发现果皮可溶性糖含量为，果肉。南瓜中有丰富的蔗糖，果糖和葡萄糖等低聚糖及南瓜多糖。叶盛英等.3研究表明，南瓜多糖（ ，）由葡萄糖、一半乳糖、阿拉伯糖、木糖和葡萄糖醛酸组成，为棕色粉末，溶于水，尤其易溶于热水，不溶于高浓度的乙醇、丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂。 南瓜中含有镁。镁是人体不可缺乏的一种常量元素。它是细胞内液的主要成分之一，是人体合成卵磷脂的激活剂，也是蛋白质合成和核酸合成中不可缺乏的金属离子，它能激活体内多种酶，维持核酸结构的稳定性，还可调节神经系统和肌肉的活动。人体如缺乏镁元素，可产生胰岛素抵抗、碳水化合物耐受性降低，动脉粥状硬化加速，血脂异常、高血压等不良后果。 除此之外，南瓜中还含有，能增强人体造血功能，提高多种酶的活力以及防止细胞衰老，是预防高脂血症和调节血脂的良好食物。苦瓜 苦瓜是一种药食兼用的蔬菜。自古以来，苦瓜就被用于医药，传统上它被用于治疗消化道溃疡。苦瓜的种子和果实具有明显的降血糖作用4。人们对其在各种疾病（糖尿病、痛经、湿疹、黄疸、腹痛、。肾结石、麻风病、痔疮、肺炎、牛皮癣、泻剂、风湿、发热等）的治疗方面进行了大量研究。近年来的研究表明，苦瓜具有抑制幽门螺旋杆菌的活性，研究还表明它对多种癌症，如淋巴白血病、绒毛膜癌、恶性黑素瘤、乳腺癌、皮肤癌、前列腺癌、膀胱癌等具有一定的预防和治疗效果。 苦瓜的根、茎、叶、花、果实及种子皆可药用。每苦瓜中除含水分外，主要营养成分为蛋白质、脂肪、碳水化合物、粗纤维、维生素、维生素、维生素、尼克酸、胡萝卜素、钙、磷、铁、钾。此外，苦瓜中还含有谷氨酸、赖氨酸、亮氨酸等多种氨基酸和镁、锰、铜、锌、硒等多种人体必需矿物元素。苦瓜中含量居于瓜类蔬菜之首，是黄瓜的倍，冬瓜的倍，西红柿的倍，与号称水果之王的猕猴桃含量相当，而且蛋白质含量较高，并含多种氨基酸和矿物质，是一种理想的绿色食品。洋葱 洋葱 ,又名葱头，元葱，玉葱，属百合科葱属，二年生草本植物。 洋葱几千年前就有栽种，在世界各国均有种植。近年来，洋葱市场发展迅速，世界洋葱产量至少增加了，目前产量约万，仅次于西红柿，约占世界蔬菜总量的，我国目前洋葱产量约万 。 洋葱的基本成分为：每洋葱可食部分中含水分，蛋白质，碳水化合物 8g，粗纤维g，脂肪g，灰分g，维生素，维生素1，2，尼克酸g及钙，磷，铁，硒，磷m，热量。此外，还有泛酸、硫胺素、桂皮酸、咖啡酸、阿桂酸、芥子酸等。洋葱还是目前所知唯一含有前列腺素的植物13。这种物质是一种较强的血管扩张剂，能舒张血管，降低血液的粘度，增加冠状动脉血流量，还具有降低和预防血栓形成的作用，并可对抗体内儿茶酚胺的升压作用，从而稳定血压。 洋葱中含有很少量的精油物质，主要是各种含硫化合物，约左右。虽然量很少，但却构成了洋葱特有的风味和催泪作用。洋葱还含有类黄酮化合物，因品种的不同含量也不同，在的范围内变化。此外，各种苯丙素酚类化合物、甾体皂苷类化合物、含氮化合物、前列腺素类及其它成分也是构成洋葱的基本成分。这些物质对于洋葱的生理活性有重要的作用，是目前对洋葱生理活性研究的焦点。胡萝卜 胡萝卜为伞形花科，属二年生蔬菜作物，以肥大的肉根供食用。原产于中西亚一带，主要分布在欧洲与亚洲，以俄罗斯和中国栽培面积最大。我国栽培历史悠久，分布南北各地，尤其以宁夏、陕西、四川、山西、江苏等省（区）栽培更多，已成为世界上胡萝卜第一生产大国。在美国、日本以及欧洲许多国家，胡萝卜是主要蔬菜品种之一。我国胡萝卜种植面积发展迅速，主要作为胡萝卜汁的加工用。用于制汁的胡萝卜一般选择脆嫩，味甜，含纤维素少，色彩艳丽的，剔除病虫害和腐烂者。目前主要采用的品种有“黑田五寸”、“红芯五号、六号”及“加工一号”等。 胡萝卜是一种重要的蔬菜，具有较高的营养价值，维生素类可达，特别是含有丰富的胡萝卜素和钙、磷、铁等矿物质，享有“小人参”的美誉。经营养成分分析：每鲜重含水分g，蛋白质g，粗纤维g，碳水化合物g，可溶性糖g，钙，磷，钾，铁，胡萝卜素，维生素，维生素。橙色胡萝卜营养成分要比其它颜色含量高， 尤其是胡萝卜素的含量。胡萝卜素主要有一胡萝卜素和胡萝卜素两种，而对品质来说，仅胡萝卜素是重要的，橙色胡萝卜是含维生素源（胡萝卜素）的主要蔬菜，人体中较少的维生素可从蔬菜和水果中取得，胡萝 卜素含量高的胡萝卜可增加人体营养中的维生素。三南瓜、苦瓜、洋葱、胡萝卜的加工现状南瓜的加工现状 我国规模化南瓜加工始于八十年代末期，最初的产品主要是南瓜全粉。一该产品问世以来即以其独特的营养、药用和保健价值受到国内外市场的欢迎，特别是在日本、韩国、香港和北欧市场上备受青睐，从而使我国由南瓜生产大国成为南瓜粉出口大国。近年来国内外市场对南瓜产品需求量不断扩大，极大地促进了我国南瓜加工业的进一步发展。据统 计南瓜粉世界年需求量为多吨，我国南瓜的年贸易量为多吨，主要是原料出口日本和韩国，而我国的南瓜产品年生产能力不足吨【5】。经过了近二十年的努力，我国南瓜工业的加工工艺和加工设备日趋完善，产品质量及稳定性有了很大提高，产品花色和品种也越来越多。 随着人们对南瓜认识的不断深入，国内外逐渐开始对南瓜进行综合开发利用，目前市场上出现的系列南瓜加工产品有南瓜粉、南瓜酱、南瓜罐头、南瓜果脯、三合味南瓜片、南瓜蜜饯、南瓜千、南瓜糊、南瓜糕点、南瓜饮料、南瓜晶、南瓜冰淇淋、什锦瓜果、南瓜果冻、南瓜酱油、南瓜营养汁、南瓜火腿、南瓜面条、南瓜饼干等多种品种。苦瓜的加工现状 苦瓜加工制品的研究在国内已有一些报道，这些产品大多为苦瓜汁饮料、低糖苦瓜脯等。汝医等以一定的苦瓜干和绿茶为配比，一通过高温（）浸提，而后再经降温、精滤、杀菌等工艺流程，除去大部分“茶乳凝”制得了色泽浅黄、清亮的苦瓜凉茶，为当今人们夏季茶饮料的消费增加了一个新品种【6】；另外郑立红进行了将苦瓜汁替代水加入内酯豆腐的研究。此外还有低糖苦瓜脯、速冻苦瓜、苦瓜粉、西瓜番茄苦瓜复合汁饮料等加工产品 。洋葱的加工现状 洋葱可作为辣椒酱、番茄酱、蒜蓉酱的辛香料，还可制成糖醋洋葱、酒腌洋葱、脱水洋葱等，是重要的出口产品；还有研究洋葱油、洋葱饮料和洋葱醋【7】等产品的。胡萝卜的加工现状 在国内已有对胡萝卜汁、胡萝卜乳酸发酵饮料以及胡萝卜橙复合饮料的研究报道，市场上也可以买到部分产品。 四果蔬发酵饮料的研制研究的目的本文以南瓜、苦瓜、洋葱、胡萝卜为原料，研制复合蔬菜汁发酵饮料，利用了多种蔬菜的营养保健功能和乳酸菌的发酵优势，研究复合蔬菜汁饮料的乳酸发酵饮料加工工艺，试验以市场上的常见蔬菜为原料，确定复合蔬菜汁饮料的乳酸菌生长种子培养基，获得了复合蔬菜汁发酵的工艺条件及参数，筛选出适宜复合蔬菜汁发酵饮料使用的稳定剂、甜味剂等添加剂研究的意义） 南瓜、苦瓜、洋葱、胡萝卜均含有丰富的维生素和多种营养物质，而且各种原料均含有一种或多种物质对糖尿病有良好的效果，而且由于原料本身都是低热量食品，因此加工出的产品也是低热量产品。 （） 这几种原料都是平时大家食用量不大，多数人对原料的口感不喜欢，长期不食品这些原料，易患有糖尿病或其他疾病，而本产品虽然以这四种为原料，但经过乳酸发酵，产生人们熟悉的乳酸香味和微酸的味道，通过对本产品的食用，可以提高人们对这四种原料中营养成分的吸收，并起到了防止或治疗糖尿病的效果，因此具有很大的开发价值。） 丰富了南瓜、苦瓜、洋葱、胡萝卜四种蔬菜品种的加工方法。） 推动了种植量较少的苦瓜、洋葱的蔬菜产业化。 ） 为蔬菜的多种加工方式提供了新的思路，为乳酸发酵蔬菜工业化打下坚实的基础。3 实验步骤1仪器与原料恒温 培 养 箱 、 高 压 蒸 气 灭 菌 锅 、无 菌操作台备 水 解 蛋 白 质 的 酶 系 统 ，发 酵 过 程 不 会 降 低 其 营 养 、 高 速 离 心 机 、 多 功 能 榨 汁 机 、均 质 机 、 价 值 ，且 乳 酸 菌 在 发 酵 过 程 中 会 产 生 多 种 维 生 素 ， 一 型 酸 度 计 ；2 原 料 制 汁【8】以一种苹果制汁为例 ，其余类似 。 选择成熟完全，刚刚采收的新鲜苹果，剔除疤痕 、机械伤 、病虫斑等 ，用清水洗净 ，9 5 热水中烫 3 mi n， 使 9 t - 皮软裂 ， 以杀死表面微生物和虫卵 ， 破 坏 酶 活 性 ， 提 高 出 汁 率 ， 再 置 于 质 量 分 数0 1 的 Na S O，和质量分数 0 1 的柠檬酸混合液中浸泡 l 0l 5 mi n护色 ，后用蒸 馏水清洗 ；用多功能榨汁机榨汁 ，将加入各种配料的浆汁 p H 值调至6 2， 在 l 0 0 热脱气杀菌 l 5 r ai n， 再冷却 ， 备用 。 1 3 2 乳酸菌发酵 菌种活化 ，制成母发酵剂 。放入冰箱 ，冷藏待用 。 接种：在无菌环境下 ，保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌以 l ：l混合 ， 分别接种于已备好的果蔬汁中 。 发 酵 ：4 0 恒温发酵 46 h， 用酸度计测定p H 值为 4 2时 ，前发酵结束 ； 降至 3 0 ，待 p H值达到 3 94 1时 终 止 发 酵 。 取 出 产 品 置 于 冰 箱4 下冷藏 ，进一步后熟生成香气 、风味适宜的产品 ，即可食用或经灭菌后低温保藏 。 分 析 方 法 ：感官评价 ：对产品的外观组织 、形态 、风味 、口感 、香气等进行评价计分 3.实验分析通过