红枣系列产品加工工艺技术研究硕士论文及建设可行性分析报告.doc

红枣系列产品加工工艺技术研究分类号： 密 级：无学 号：2010306008 单位代码：10759 石河子大学硕 士 学 位 论 文 红枣系列产品加工工艺技术研究学位申请人王陈强指 导 教 师李应彪教授申请学位门类级别农学 硕士学科、专业名称农产品加工及贮藏工程研究方向果蔬加工所在学院食品学院中国新疆石河子2013 年12月 The Processing Technology Research of Dates ProductsA Dissertation Submitted toShihezi UniversityIn Partial Fulfillment of the Requirementsfor the Degree ofMaster of AgricultureByWang Chen-qiang(Processing of Animal Products)Dissertation Supervisor: Prof. Li Ying-biaoDecember, 2013石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外 ，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示谢意。 研究生签名： 时间： 年 月 日 使用授权声明 本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文用于赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 研究生签名： 时间： 年 月 日导师签名： 时间： 年 月 日摘 要本文通过研究红枣系列产品深加工工艺技术，获得了红枣浓缩汁蒸煮温度及料水比，酶解时间、浸提温度、加酶量、pH等参数，并通过正交试验获得酶解浸提的最佳工艺条件，最终结合目前成熟的超滤技术和大孔树脂吸附脱色技术，获得了合格稳定的浓缩红枣汁产品；通过将红枣蒸煮、酶解、过滤清汁后，产生的枣渣及枣皮回收利用生产出红枣片产品，获得了红枣片粘合剂的种类、配比以及烘烤时间等参数，并且在配方中加入杏酱，赋予产品浓郁的果香、且晶莹剔透富有韧性，并通过正交试验获得红枣片的最佳工艺条件；通过研究红枣与其他几种食用胶复配制得的混合胶具有较好的凝胶性、韧弹性、爽口性等，使红枣果肉粒的品质有较大的提高，另外通过添加改性淀粉于混合胶中，能使果肉粒的口感和品质更佳。多胶复配是利用多糖类物质协同增效的原理，通过正交试验获得混合胶最佳配比能在不添加碱性试剂的条件下形成凝胶，满足生产果肉粒的所有条件。主要研究结果如下：（1）通过实验，确定了最佳预煮条件为：预煮时间16min；预煮温度100、料水比1:7，酶解浸提的最佳工艺条件为：pH为3.0；浸提温度为50；浸提时间为2.5h；加酶量为25mg/kg。提取率达到了64.94%。浸提后所得枣汁色泽为枣红色,风味自然、枣香浓郁。澄清工艺采用了超虑法澄清,使枣汁保持了良好的稳定性。浓缩采用真空浓缩，既保持了枣汁的浓郁枣香味，又达到了浓缩的目的。（2）经过一系列的单因素试验和正交试验最终确定红枣枣片的最佳工艺参数为：果葡糖浆用量14%，柠檬酸用量0.4%，马铃薯淀粉用量4%，琼脂用量1%。在这个配方的基础之上为了更加完善枣片的感官性质，另外添加了杏酱4%、红枣皮1%赋予产品浓郁的果香、且晶莹剔透富有韧性，改善了产品外观。（3）通过关键因素的试验对红枣果肉粒的显著性的影响，确定了红枣果肉粒加工工艺过程中蒸煮时间16min，料水比1:7；凝胶剂选用卡拉胶和黄原胶，其比例为8:2；杏浆的添加量为8%；枣浆可溶性固形物为18%，果糖浆的用量为15%，柠檬酸的用量为0.25%，复合凝胶剂的用量为1.8%。关键词：红枣汁；酶解浸提；卡拉胶；黄原胶AbstractThis paper studies the dates products deep-processing technology, won the jujube juice concentrate cooking temperature and the ratio of water, hydrolysis time, extraction temperature, enzyme dosage, pH and other parameters, obtained by orthogonal experiment enzymatic extraction of the most good conditions, eventually combined with the current proven ultrafiltration technology and macroporous resin adsorption bleaching technology, access to qualified stable concentrated jujube juice products By cooking dates, enzymatic hydrolysis, filtration juice, the resulting residue and jujube produces jujube film recycling products, access to the type of adhesive sheet dates, as well as the ratio of baking time and other parameters, and in the formulation Add apricot sauce, to give products rich fruit and sparkling resilient and date slices obtained by orthogonal experiment the optimum conditions; through research dates with several other edible gum complex preparation obtained by mixing glue with good gelation, tough elastic, refreshing, etc., so that the quality of grain jujube pulp has greatly improved, while the addition of the starch in the mixed gel, make flesh taste and better quality grain. The use of more complex adhesive polysaccharides principle of synergies, mixed micelles obtained by orthogonal optimum ratio can not add an alkaline reagent forms a gel under conditions, to meet all the conditions of production of pulp particle.The main results are as follows: (1) This paper dates as raw material, jujube juice concentrate production process were studied. The best pre-determined dates cooking conditions were: pre-cooked temperature of 100 , blanching time 16min, water ratio 1:7; determine the dates for the enzymatic method of extracting juice extraction, enzymatic extraction The optimum conditions were: enzyme dosage: 25mg/kg, pH value of 3.0, reaction time 2.5h, hydrolysis temperature of 50 . Under the conditions in the extraction rate of 64.94% can be achieved.(2) Date sheet for the more popular the market is now a new class of processed foods, dates, sweet and sour taste, convenience food, nutritional value is also high. Date of the test to Ruoqiang ash as raw material, add appropriate amount of fructose syrup, citric acid, starch and agar mixture brewed additives such date after the film is made by drying. The results show that the date for the film production process optimization: 14% addition level fructose syrup, citric acid: 0.4%, potato starch: 4%, agar: 1%, date film residue: 0.5%, apricot sauce: 4% , ethyl maltol: 0.01%.(3) This paper focuses on processing technology of jujube pulp particles was studied by single-factor experiment, experiment, with the sensory evaluation method to determine the optimum process parameters. Experimental results show that the cooking water ratio 1:7 dates, time, 16min; mixed glue used the amount of carrageenan and xanthan gum, 1.8% carrageenan and xanthan gum in which the ratio of 8:2; sugar content of 15%; adding acid 0.25%; cooked gel time 4min; baking time 5h, producing the best product quality, flavor the most significant.Key words: Jujube juice, Enzymatic extraction , Carrageenan , Xanthan gum目 录摘要.5Abstract.6第一章 绪论1.1 红枣的属性及分布情况.91.2 红枣的营养及功能性.101.3 红枣深加工现状.111.3.1 红枣蜜饯.111.3.2 红枣汁.121.3.3 红枣粉.121.3.4 红枣片.121.3.5 红枣醋.121.3.6 红枣酒.121.4 红枣浓缩汁生产技术121.4.1 酶解技术.121.4.2 超滤技术.131.4.3 脱色技术.131.5 研究的意义及目的.141.6 研究内容及创新点.141.6.1项目研究开发内容.141.6.2 技术关键，包括技术难点、创新点.15第二章 红枣浓缩汁工艺条件优化 2.1 材料和仪器.162.1.1实验原料.162.1.2 实验试剂162.1.3 仪器设备162.2 试验方法.162.2.1 工艺流程162.2.2 操作要点162.2.3 理化指标测定方法172.3 结果与分析.192.3.1 预煮工艺对提取率的影响192.3.2 提取方法的选择212.3.3 酶解浸提工艺参数的确定222.4 正交试验.242.5 浓缩前处理.242.6 浓缩.252.7 理化指标的测定结果.252.8 结论.26第三章 红枣枣片工艺技术研究3.1 试验材料与方法.273.1.1 试验用主要原辅材料和试剂273.1.2 试验设备及仪器273.2 试验方法.273.2.1 工艺流程273.2.2 操作要点.273.3 试验结果与分析.283.3.1 料水比和蒸煮时间对红枣可溶固形物的影响283.3.2 胶凝剂对枣片口感的影响293.3.3 甜味剂对枣片口感的影响303.3.4 烘干时间和烘干温度对枣片质量的影响303.4 确定枣片加工配方的正交试验的内容与分析.313.4.1 感官评分标准.313.4.2 正交试验的水平因素表.323.5 结论.33第四章 红枣果肉粒工艺技术研究4.1材料与设备.354.1.1 材料.354.2 设备.354.3 试验内容与方法.354.3.1 工艺流程.354.3.2 操作要点.354.3.3 感官评分标准.364.4 结果与分析.374.4.1 红枣蒸煮时间及料水比的确定.374.4.2 凝胶剂的选择及添加量的确定.374.4.3 糖酸用量的确定.394.4.4 煮胶时间及温度的确定.394.4.5 产品口味的调整.404.4.6 烘烤时间的确定.414.4.7 红枣果肉粒的正交试验.414.5 结论.424.5.1 最佳工艺参数的确定.434.5.2 红枣果肉粒的理化指标.43第五章 结论与展望5.1 结论.445.2 创新点.455.3 展望.45参考文献.46致谢.48作者简介.49第一章 文献综述1.1 红枣的属性及分布情况红枣原产于中国，是中国栽种最悠久的树种之一，距今已有3000多年的栽培历史。红枣也是中国的特有树种，目前仅有中国从事红枣的商业化种植，种植面积约占全球的95%。其他国家，如朝鲜、韩国、日本等亚洲邻国仅有少量种植，且未形成规模化生产。中国是世界上惟一出口枣的国家，年出口量约10000吨以上，主要向美国、法国、日本、加拿大、墨西哥、以及少数亚洲及中东国家出口；出口的红枣品种主要是灰枣、贡枣、赞皇枣等。因此，我国在世界枣类生产和贸易中占绝对优势。据资料统计，我国现有枣树品种 700 多种，除黑龙江省以外，全国均有枣树分布，其中主要的产区有河北、河南、山东、陕西、山东、新疆等。其中，河北、河南、山东、山西、陕西五省的产量约占全国总产量的 90以上1，2。其中,山东27%（冬枣占50%）左右；河北26%左右；山西20%左右；陕西5%左右；新疆6%左右；河南6%左右。图1-1 我国枣种植区分布图(Fig.1-1 Division of jujube cultivation area map)值得指出的是，新疆特别是南疆地区，降水少、蒸发大、空气极端干燥，昼夜温差大，全年日照时数大于3000h，10以上积温3500，有利于枣果的营养累积，果实着色好，含糖量高，品质优良。凭借其特殊的光热土壤条件，以及近几年大力发展红枣种植业，已经形成了南疆特有的红枣特色产业。枣树主要分布在环塔里木盆地的巴音郭楞蒙古自治州、和田地区、喀什地区、阿克苏地区以及吐哈盆地，10万亩以上的县(市)有泽普县(约70为幼树)、阿克苏市、库车县、沙雅县、温宿县、阿瓦提县、巴楚县、岳普湖县和若羌县。截止2012年，南疆各地州红枣种植面积已达到240万亩3。 图1-2 新疆红枣种植分布情况(Fig.1-2 Distribution of Xinjiang jujube cultivation)1.2 红枣的营养及功能性红枣（Jujube ,Chinese date），为鼠李科植物的成熟果实，具有很高的营养价值及药用价值。红枣中富含蛋白质、糖类、多种氨基酸、胡萝卜素、维生素 B2、维生素 C、钙、磷、铁、等矿物质，号称天然维生素丸。据研究分析46，红枣 （干枣） 含水量 25%32%、碳水化合物 55.3%86.9% （主要为还原糖）、蛋白质2.92% 4.0% 、脂肪0.2% 0.96%、粗纤维 1.6% 3.1% 、磷 0.09% 1.27% 、钾 0.61% 1.05% 、钙0.03% 0.06%、胡萝卜素 0.4 mg/100 g、 核黄素0.15 mg/100 g、尼克酸 1.2 mg/100 g、无机酸 1.4mg/100 g、硫胺素0.6 mg/100 g、维生素 B1 10.05mg/100 g、维生素 B2 20.15 mg/100 g。鲜枣果中维生素C含量高达500mg800 mg/100 g，约为苹果的70倍 80倍，为柑橘8倍 11倍；维生素P也高达330 mg/100 g以上。此外，枣果中还含有人体必需的18种氨基酸，其中有8种人体不能合成的必需氨基酸，以及2种幼儿体内不能合成的氨基酸组氨酸和精氨酸。红枣属于药食同源食物，作为药用，在中国古代的医药典籍 名医别录、本草纲目、齐民药术、百华子本草等书中都有记载。经现代科学手段研究发现，红枣中确实含有大量的特殊营养物质，主要有：三萜类化合物、红枣多糖、环磷酸腺苷、黄酮类化合物等。三萜类物质具有抗癌、护肝等作用，具有非常广泛的药理活性，化学结构多样，分子量一般为400600，是红枣中的特殊营养成分7；红枣多糖可以分为中性多糖 （JDP- N）和酸性多糖（JDP- A）两种，由多种单糖构成，分子空间结构比较复杂。研究表明红枣多糖的主要生理功能是止咳、祛痰、增强免疫力、抗衰老、抗癌、抗艾滋病等功效；环磷酸腺苷 （cAMP） 是核苷酸的衍生物，被称为细胞内的“第二信使”，是有机体中广泛存在的一种重要的活性物质，具有增强免疫、改善肝功能、治疗冠心病与心肌梗塞等疗效。据报道，红枣成熟果肉中cAMP 含量高达 300 nmol/g500 nmol/g，是已测高等植物中含量最高的；芦丁是红枣中含量较高的黄酮类化合物，在食品工业中常用作抗氧化剂和食用黄色素，在医药上芦丁用于高血压、败血症和血小板减少症等疾病的辅助治疗8，具有抗衰老、抗癌、增强免疫力等作用。据测定，红枣中芦丁含量高达 3385 mg/100 g，具有十分巨大的开发价值。此外，红枣在医疗保健方面也具有非常显著的疗效。红枣护肤美容的功效主要得益于果肉中丰富的维生素C，通过促进肾上腺素分泌荷尔蒙激素与皮肤结合，促进胶原物质的合成，进而使皮肤柔嫩，富有弹性。同时也提高了皮肤抵抗力、防止皮肤血管出血，并减少色素的沉积，进而达到护肤美白的效果7；红枣的抗衰老作用主要是由于其提取物具有清除氧自由基和增强抗脂质过氧化作用，可显著提高机体内超氧化物歧化酶活性，同时降低血浆二氨基二苯甲烷含量。研究表明，红枣多糖可明显减轻衰老模型小鼠免疫器官的萎缩及大脑的老化46；红枣的抗过敏功效主要是红枣中含有大量的cAMP在发生作用，通过食用红枣可以使机体中白细胞内的cAMP 和环磷酸鸟苷（cGMP）的比值增高，抑制白三烯释放，起到抑制变态反应的作用。此外，红枣中的乙基- D-呋喃葡萄糖苷衍生物S-羟色胺和组织胺有拮抗作用，因而也具抗过敏作用5, 6；红枣含有的小檗碱和黄酮类物质可抑制小鼠体内多种细菌以及氧化自由基的生成，增加血清总蛋白和白蛋白水平，进而起到抑菌和保护肝脏的作用6；红枣中多种物质的协同作用可使红枣具有显著的防治心脑血管疾病的作用。红枣含有的丰富维生素，具有保持血管通透性，预防毛细血管出血等作用。红枣含有黄酮类化合物可以起到降血压的作用。红枣中的cAMP可以扩张心脏冠状血管、改善供血、提高心肌营养供给并起到抑制血小板凝集的作用。红枣中的尼克酸能够扩张血管，并能有效降低胆固醇。因此，红枣可以有效预防心脑血管方面的疾病5, 6；红枣在增强免疫力及抗疲劳方面的研究表明，红枣能显著提高小鼠巨噬细胞的吞噬功能，并能够恢复白细胞、血小板含量，同时红枣多糖可以促进淋巴细胞的增殖以及抗疲劳作用7。因此，红枣红枣具有明显的增强免疫力抗疲劳的作用；此外，红枣中的苯甲醛糖苷、柚质、黄酮-双-葡萄糖苷等对中枢神经有一定的抑制作用，具有降压、镇静安神、抗惊厥等功效7。1.3 红枣深加工现状目前我国的红枣加工水平不高，红枣的消费大部分是直接食用，加工率很低。在红枣加工中，依然是以粗加工产品占绝大多数。1.3.1 红枣蜜饯此类产品是飞铲具有代表性的一类红枣加工产品，其中尤以蜜枣最为出名。蜜枣是以新鲜红枣，经蔗糖浸渍而成（也可食用糖饴和蜂蜜代替）。在制作过程中，由于缩短了对红枣果实的处理时间，减少了红枣果实营养成分的流失，保留了红枣的色泽和香气，且能赋予产品柔韧和一定弹性。1.3.2 红枣汁红枣汁是红枣经蒸煮、去核、打浆、酶解等前处理工序后制成枣果浆，再利用超滤设备去除杂质后，得到的澄清果汁。红枣汁中富含维生素C、B族、尼克酸、还原性果糖等，有利于提高人体免疫力，改善肠道内环境9。是目前前景非常广阔的食品添加辅料。1.3.3 红枣粉红枣经蒸煮后，再通过喷雾干燥造粒，得到枣粉，可温水冲泡，溶解性好。1.3.4 红枣片目前市场上的红枣片主要是红枣清洗后切片、油炸、烘干的工序处理后，制成枣片。原料主要是北枣，含糖量高，易于保存。1.3.5 红枣醋红枣醋是以红枣为原料，采用传统酿造工艺，经微生物二次发酵而成，是一种带酸味的碱性饮料。兼具了红枣的风味、营养以及食醋的促进食欲、降低胆固醇、加快新陈代谢的保健功能10,11。1.3.6 红枣酒 红枣酒以红枣为原料,经微生物发酵制成的一种低酒精度、且具有红枣天然色泽的保健饮料酒。红枣酒具有显著的保健作用，能够防治心脑血管疾病、开胃健脾、增强免疫力及抗疲劳等功效12。1.4 红枣浓缩汁生产技术1.4.1 酶解技术果胶酶是一种分解果胶的多酶复合物，通常包括原果胶酶、果胶甲酯水解酶、果胶酸酶。通过它们的联合作用使果胶质得以完全分解。天然的果胶质在原果胶酶作用下，转化成水可溶性的果胶；果胶被果胶甲酯水解酶催化去掉甲酯基团，生成果胶酸；果胶酸经果胶酸水解酶类和果胶酸裂合酶类降解生成半乳糖醛酸。果胶酶最初是由Mac Donne从桔子里提取得到的。果胶质果胶酶的作用底物广泛存在于高等植物中，是植物细胞间质和初生细胞壁的重要组分，在植物细胞组织中起着“黏合”作用。果胶质化学结构的研究表明，果胶质的化学结构比较复杂，能够催化其分解的果胶酶也是种类繁多。目前，在大部分的原果汁、浓缩果汁的生产过程中，都在使用果胶酶由于各种水果中果胶的含量差别较大，而且果胶质的成分也略有差异，因此，要根据不同品种、不同加工目的来确定果胶酶的酶组成。早在20世纪30年代就有人对果胶酶澄清果汁进行研究，认为果蔬汁的混浊主要是因为果胶质引起的。但对果蔬汁澄清机理的研究则始于20世纪60年代，日本研究者Endo13对霉菌果胶酶澄清苹果汁的机理作了大量的研究，发现内切聚半乳糖醛酸酶和果胶酷酶联合作用可以澄清苹果汁；Yamasaki14等推测出果胶酶澄清苹果汁的简化模型，认为:苹果汁悬浮颗粒主要由蛋白质-碳水化合物的复合物组成，其表面是带负电荷的果胶类物质;澄清的实质包括果胶的酶促水解和非酶的静电絮凝两部分;果胶酶还可以提高超滤时的膜通量。Rao15等研究了脱果胶处理对苹果汁超滤通量的影响，发现通量从对照的45L/m2h提高到100L/m2h。1.4.2 超滤技术超滤(Ultra-filtration, UF)是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化和分离的目的16。超滤过滤孔径和截留分子量的范围一直以来定义较为模糊，一般认为超滤膜的过滤孔径为0.001-0.1微米，截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)为1,000-1,000,000 道尔顿。严格意义上来说超滤膜的过滤孔径为0.001-0.01微米，截留分子量为1,000-300,000道尔顿。若过滤孔径大于0.01微米，或截留分子量大于300,000道尔顿的微孔膜就应该定义为微滤膜或精滤膜。一般用于水处理的超滤膜标称截留分子量为30,000-300,000道尔顿，而截留分子量为6,000-30,000道尔顿的超滤膜大多用于物料的分离、浓缩、除菌和除热源等领域17。与传统分离方法相比，超滤技术具有以下特点：1. 滤过程是在常温下进行，条件温和无成分破坏，因而特别适宜对热敏感的物质，如药物、酶、果汁等的分离、分级、浓缩与富集；2. 超滤过程不发生相变化，无需