(毕业论文)山药、土豆杯汤加工工艺的研究.doc

长春工业大学学士学位毕业论文
摘要
本实验以山药、土豆为主要原料，参照山药、土豆所独有的功能和所含的营养以及国内外关于山药、土豆相关饮料的发展状况，对山药、土豆固体饮料的配方、工艺及其稳定性进行了研究。本实验通过一系列的研究后制成山药、土豆固体饮料，测定了其各类营养元素，并确定了最优生产工艺参数。
通过土豆的护色条件的选择的实验，最终得出：当维生素C含量为0.10%，氯化钠含量为0.50%，护色时间为30min时土豆的护色效果最好。通过甜度对山药、土豆饮料感官质量的影响的实验，可得出：白砂糖含量为6.0%时，山药、土豆饮料的感官评价效果为最好，甜度最为适宜。并且配以甜味剂复合使用，效果更佳。通过不同条件下对喷雾干燥的影响的实验，可得出：喷雾干燥的最佳条件为：进口温度170 ℃，出口温度70 ℃，水与山药的质量比1∶2，此时加工制取的干粉品质较好。通过山药、土豆饮料的均质条件及杀菌条件的确定的实验，可得出：最佳的均质条件为均质压力20MPa，次数3次，温度为65℃；杀菌条件为：杀菌温度121℃，时间15min。
进过上述研究制得的山药、土豆固体饮料易冲喝，而且口感好，营养丰富。

关键词：固体饮料；山药；土豆；配方；工艺研究

Abstract
In the present study yam, potatoes as the main raw material, combine the peculiar function and nutrition ,and the development situation of about yam, potatoes related drinks at home and abroad, study formulation, process and its stability of yam and potato solid beverage. This experiment through a series of research to make the yam, potatoes solid drink, determine all kinds of nutrition elements,and determine the optimal production process parameters.
Through the potatoes luster of the choice of experimental conditions, eventually get: Vitamin C content is 0.10%, sodium chloride content is 0.50%，the protect color time is 30 min，At this time yam has the best protect color effect. Through the sweetness of yam, potato beverage senses the influence on the quality of experiment, and can be made:Sugar content was 6.0%, yam, potato beverage of sensory evaluation for the best effect, the sweetness of most appropriate. And match with sweetener composite use, the effect is better. Through the different conditions in the influence of spray drying experiment, and can be made: The spray drying the best conditions of temperature 170 ℃ for import and export temperature of 70 ℃, water and yam quality than 1:2, this time the processing of dry powder has good quality. Through the yam, potato beverage homogeneous conditions and sterilization condition of the determination of the experiment, can draw: The best homogeneous conditions for homogeneous pressure 20 MPa, number 3 times, temperature of 65 ℃; Sterilization condition for sterilization temperature of 121 ℃, time 15 min.
In the above research made yam, potatoes solid drink easy rushed to drink, and good taste, rich in nutrition.

Key words: solid drink; Yam; Potato; Formula; Technology research

目录

摘要 I
Abstract II
前言 1
第一章 文献综述 2
1.1固体饮料的概念及其工业发展状况 2
1.1.1 固体饮料的定义及其分类 2
1.1.2 固体饮料概述 3
1.1.3 固体饮料工业发展状况 5
1.2 山药资源及其利用 5
1.2.1 山药资源 5
1.2.2 山药的营养价值 7
1.2.3 山药的保健功能 7
1.3 土豆资源及其利用 7
1.3.1 土豆资源 8
1.3.2 土豆养价值 8
1.3.3 土豆的保健功能 9
第二章 实验部分 11
2.1 原材料 11
2.1.1 主要的原辅料 11
2.1.2 试剂 11
2.1.3 实验仪器与设备 11
2.2 试验方法 12
2.2.1 山药处理工艺流程 12
2.2.2 山药粉的制备实验 12
2.2.3 山药的均质实验 13
2.2.4 山药的喷雾干燥实验 13
2.2.5. 生姜的处理工艺流程 14
2.2.6 姜汁的制备实验 14
2.2.7 土豆的处理工艺流程 15
2.2.8 土豆粉的制备实验 15
2.2.9山药、土豆杯汤甜味剂的确定实验 15
2.2.10 山药粉、土豆粉的最佳调配实验 17
2.2.11 山药浆、土豆浆的杀菌实验 17
2.3 测定指标及方法 17
2.3.1 可溶性固形物含量测定 17
2.3.2 分层率的测定 18
2.3.3 脂类含量的测定 18
2.3.4 总糖的测定 18
2.3.5 蛋白质含量的测定 18
2.3.6 细菌总数的测定 19
2.3.7 大肠菌群数的测定 19
第三章 结果与讨论 20
3.1 山药浆的均质条件研究 20
3.1.1 压力对山药浆均质实验的影响 20
3.1.2 温度对山药浆均质实验的影响 20
3.1.3 均质次数对山药浆均值效果的影响 21
3.2 山药的喷雾干燥实验 22
3.2.1 不同配比对热风喷雾干燥过程及山药粉品质的影响 22
3.2.2 进口温度对喷雾干燥的影响 22
3.2.3 不同温度下山药粉的复水率及含水率 23
3.3 护色对土豆产品的影响 23
3.4 甜味剂复配方案的确定实验 24
3.5 山药粉、土豆粉的最佳调配实验 25
3.6 山药、土豆饮料的杀菌研究 25
3.7 山药、土豆杯汤的产品指标 25
3.7.1 感官指标 25
3.7.2 理化指标 26
3.7.3 微生物指标 26
第四章 结论 27
致谢 28
参考文献 29

29

前言
固体饮料是指以果汁、糖、植物抽提物或食品添加剂等为原料，加工制成颗粒状、块状或粉末状的制品。其成品水分的质量分数不高于5%，必须经过冲溶之后方可饮用[4]。分为普通型固体饮料、蛋白型固体饮料和焙烤型固体饮料(速溶咖啡)3类. 它以食用方便、卫生、品种多样、具有独特的风味等优势备受消费者的青睐。
山药为薯蓣科（Dioscoreaceae），薯蓣（Dioscorea）属多年生蔓性的根茎类植物，为可供食用、药用或保健用的重要作物之一，具产量高及富含丰富的营养的特色。薯蓣属植物除了粮食中淀粉及蛋白质之重要供源外，在传统中医药方面，则系药用植物相当集中的重要之一属类。山药被栽培与利用的历史极早，如《齐民要术》、《山海经》、《新修本草》、《图经本草》、《本草衍义》及《本草网目》等本草典籍均有记载，最早的本草药典《神农本草经》列山药为上品药材。山药的利用部位为块茎，有强壮、滋养及止泻等功效，为常用药用与保健用药材料。
土豆的学名是马铃薯，拉丁名为：Solanum tuberosum ，“土豆”只是通称，个别地区叫洋芋，英文翻译为为potato（其中potato的复数为potatoes），在法国，土豆常常被称为“地下苹果”。土豆初生叶为单叶，全缘 ，随着植株的生长，逐渐形成羽状复叶。聚伞花序顶生，有白、紫、淡蓝和淡红等色。学名马铃薯，另有俗称山药蛋、洋芋、薯仔(广东、港澳地区惯称)、地豆子、地瓜（江苏徐州自连云港一带尤其是中间的新沂等市县的惯称、地蛋(山东人惯称)）。块茎可供食用，是重要的蔬菜、粮食兼用作物。
有的学者认为土豆共有7个栽培品种，主要分布在南美洲的安第斯山脉及其附近沿海一带的亚热带和温带地区。最重要的土豆栽培品种是四倍体种。四倍体栽培品种土豆向世界各地传播，最初是在1570年最早从南美的哥伦比亚将短日照类型引入欧洲的西班牙，经人工选择，成为长日照类型的品种；后又传播到亚洲、非洲南部、北美和澳大利亚等地。土豆的产量高，营养丰富，对环境的适应性比较强，现已遍布世界各地，热带和亚热带国家甚至在冬季或凉爽季节也可栽培并获得较高的产量。

第一章 文献综述
1.1固体饮料的概念及其工业发展状况
1.1.1 固体饮料的定义及其分类
固体饮料（Powdered Drinks）是指水分含量占总质量的5%以下，具有一定的形状，得经过冲溶后才可饮用的颗粒状、块状、片状、粉末状的饮料。固体饮料是相对饮料的物理状态而言的，是饮料中的一个比较特殊的品种[1]。
固体饮料根据它的组分的不同，可分为果香型（Fruit Flavoured Type）、蛋白型（Protein Type）与其他型（Other Type）三种类型。总的感官指标应该具有该品种特有的香气、色泽和滋味，无刺激，无结块、焦糊、酸败以及其他异味，冲溶后呈澄清或均匀的浑浊液体，无肉眼可见的外观杂质。以下为其三种固体饮料的简单叙述。
1. 果汁固体饮料和果味固体饮料都属于果香型固体饮料，是夏天防暑降温的较好饮品。将其用凉水冲溶后放置在冰箱中冷却后在饮用，尤为爽口，因而每年的夏秋季节其销路都很好。果味和果汁固体饮料稀释后具有与各种其他的鲜果汁一样的色、香、味，酸甜可口，使人感觉到舒适和愉快，果汁喝果味固体饮料在质量要求、设备、所需原料和工艺操作等方面基本上相似，主要的差别在于果味固体饮料的色、香、味全都来自于人工配制的，几乎不用果汁；而果汁固体饮料的色、香、味则全都或主要来自于天然的果汁，原果汁含量一般在20%左右。
2. 蛋白型固体饮料，指的是含有脂肪和蛋白质的固体饮料。其主要的共性原料是葡萄糖、砂糖、蛋制品、乳制品。在这些共性原料之中再加入可可粉和麦精时，则可成为可可型麦乳精；加入各种维生素（如维生素A、维生素B、维生素D）和麦精时，则可成为强化型麦乳精；加入银耳乳精、人参浸膏等添加物及一定的量的麦芽糊精时则成为一般用添加物取名的银耳乳精、人参乳晶等。各种乳晶和各种麦芽乳精均系经过化料、混合、乳化、脱气、干燥等一系列工序制成的，疏松多孔、显现颗粒状或磷片状的含有脂肪和蛋白质的固体饮料，具有良好的分散性、冲溶性和稳定性。用8~10倍的开水冲饮时，就可以成为各种独特滋味的含蛋白的乳饮料，这些饮料都具有滋补营养功效和增加热量，适宜于老弱病残人的饮用，但不宜作为婴幼儿的代乳用。乳晶和麦芽糊精的最大的区别是前者的脂肪和蛋白质含量都很低，有添加物的的独特滋味，而后者具有较浓厚的乳香和麦芽香，脂肪和蛋白质含量都很高。此外，利用大豆、花生、杏仁等含有丰富的脂肪和蛋白质的植物原料，也可以生产成植物蛋白固体饮料。
3. 而其他类型的固体饮料，主要有茶、咖啡、可可等，而茶、咖啡、可可是世界三大饮料，由于它们含有不同的生物碱，而具有消除疲劳、兴奋神经、消食和提高工作效率等功效。在国外尤其是在欧美等国家，可可、咖啡已经成为人们生活中的必需品。原西德在1979年的人均饮料消费总量的30%是咖啡。近年来，可可、咖啡在我国逐渐地被人们所喜爱，是一种嗜好性的固体饮料[5].
固体饮料按成品的形态进行分类的话可以分为五种，分别为粉末型、片剂型、块型、颗粒型和其他型，以下为其简单的叙述。
1. 粉末型，将各种原料混合后，用喷雾干燥的方法将其干燥成粉末状或将各种原料茉织成粉末，再按配方混合成制品。如杏仁霜、橘子粉、咖啡粉、核桃粉、固体汽水、草莓粉、速溶豆浆粉等。
2. 片剂型，将粉碎的细粉原料按照配方充分地混合均匀后，用压片机压成片状的固体饮料。如果汁片、燕麦片、气水片等。
3. 块型，将粉末的细粉原料按照配方来充分混合均匀后，用模型将其压成立方块状的固体饮料。如柠檬茶、橘茶、桂园茶、咖啡茶、奶茶等。
4. 颗粒型，由混合料调配制成的不等形颗粒状的一种饮料。如酸梅晶、菊花晶、山楂晶、杏仁麦乳精、蜜乳精等。
5. 其他型，除以上所述的固体饮料以外。如绿茶、红茶、紫茶、沱茶等。
另外固体饮料还可以按照成品的特性进行分类，可分为营养型、清凉型、嗜好型。营养型主要有麦乳精、蜜乳晶、蜂乳晶等；清凉型主要有薄荷晶、酸梅粉等；嗜好型有速溶茶粉、速溶咖啡等。固体饮料还可按成品类别进行分类，可分为果香型、蛋白型、功能性和其他型四大类。果香型比较典型的有菠萝精、果汁片、橘子粉等；蛋白型主要有乐口福、蛋奶晶、豆奶晶等；功能性有鳖精、黑芝麻糊、血补乐、美容茶、补血精、减肥茶、南瓜粉等；其他型有咖啡晶、菊花茶、奶茶、可可奶等[2]。
1.1.2 固体饮料概述
随着人民生活质量的日益提高，饮料的新品种层出不穷。然而各种饮料在名称、外观和口感上不断翻新的同时，质量却是参差不齐。难得的是，在饮料市场激烈的“功能战”和“价格战”之中，固体饮料却一直保持平稳、低调的发展态势，无论在价格还是产品质量方面都一直处于令人满意的水平
固体饮料属于软饮料中的一类，主要分为普通型固体饮料和蛋白型固体饮料。普通型固体饮料是指以果粉或经烘烤的茶叶、菊花、茅根、咖啡等植物提取物为主要原料，添加或者不添加其他辅助材料制成的、且蛋白质含量低于4%的制品。常见的有速溶茶粉、茅根精、酸梅粉、菊花精等；蛋白型固体饮料指的是以蛋及蛋制品、乳及乳制品等其他动植物蛋白等为主要的原料，添加或不添加辅助材料制成的、且蛋白质含量大于或等于4%的制品，常见的有麦乳精、豆奶粉、核桃粉等。
一直以来，固体饮料因风味独特、易于存放、品种多样而备受消费者的青睐，尤
其是那些富含矿物质、维生素等营养成分的固体饮料，可以及时补充人体代谢所需的营养，更加成为许多人生活中离不开的好伴侣。为了保障消费者合法权益，促进固体饮料行业健康的发展，国家质检总局在每年都对固体饮料进行产品质量监督抽查，以2004、2005、2006这三年为例，其中在2004年，固体饮料质量抽查的合格率为95%；2005年抽查合格率则为95%；而2006年抽查合格率为92%。在国家质检总局历次抽查报告中显示，所有产品的蛋白质、感官指标、大肠菌群、致病菌、细菌总数等项目均未出现不合格。因此，从总体上来讲，固体饮料的质量是值得消费者信赖。究其原因，主要有以下两点：一是固体饮料市场占有率较大的大型企业拥有世界先进的喷雾干燥、完善的质量管理体系及自动包装成套连续生产线，产品的质量一直都较为稳定。二是固体饮料产品实施了市场准入制度，从源头省控制了产品的质量。
固体饮料的生产方法与一般的饮料不同，是以某种原料为主，配以多种辅料加工而成的，与液体饮料相比较，一方面固体饮料的体积显著变小，重量显著减轻，而且其速溶性较好；另一方面由于它的含水量低，所以具有良好的保存性，因而其应用范围十分的广泛[6]。
由于真空干燥技术的巨大进步，各种干燥食品产生了巨大的市场价值，出现了速溶食品时代。随着冻结真空干燥机、真空泡沫干燥机和大型喷雾干燥机的开发，铝箔、聚乙烯、纸的复合薄膜等新型包装材料的出现与加工流程系统的现代化，固体饮料将会有更加广阔的市场发展空间。固体饮料具有易于方便携带、保存便于运输、体积小、营养丰富、风味独特、品种多样、使用方便等特点备受消费者青睐。但同时固体饮料容易吸潮霉变，特别是蛋白型的固体饮料加工时稍有点不慎就容易孳生细菌，其生产加工卫生要求十分严格。根据固体饮料的溶解性，最好使用60℃左右的温水冲调。这是因为固体饮料所含的营养成分在高温下容易分解变质，如溶于100℃水中的维生素C10分钟内就会损失83%；奶粉等蛋白型固体饮料受到高温的影响，蛋白质会由溶胶状态变成凝胶状态，从而出现沉积物，影响乳品质量。水分的含量直接影响到食品的保藏性和水分活度。通常固体食品中含量低于5%的水分时, 被认为其为安全水分[12]。
由于B族维生素在光照条件下会加速分解，所以，在冲调含有B1、B6维生素的固体饮料(如枣汁)时，宜使用深色玻璃杯或不透光的杯子，以减少营养素的损失；维生素C的水溶液在空气中会很快氧化。因此，冲调含维生素C(如橙汁、柠檬汁)较多的固体饮料时，应尽快喝完，不要放置太久。
固体饮料因易于存放、冲调方便而备受广大消费者的青睐。尤其是那些富含维生素、矿物质等营养成分的固体饮料，可以及时补充代谢所需的营养，更家成为了许多人们的最爱。虽说它简单方便、一冲即饮，但最好不要用热水冲调。这是因为，固体饮料中所含的营养成分在高温下特别容易分解变质。有相关的研究表明，在100℃时，溶于水中的维生素C会在10分钟内的损失高达83%；而奶粉等蛋白型固体饮料则会受到高温的影响，其中的蛋白质会直接由溶胶状态变成凝胶状态，则出现大量的沉积物，从而影响乳品的质量。因此，根据固体饮料的溶解性，最好使用在60℃左右的温水中进行冲调。
固体饮料特别容易吸潮霉变，特别是蛋白型固体饮料在加工时稍有不慎，就会容易滋生、繁殖细菌。有关专家提醒消费者，在购买固体饮料时，最好到大型的商场购买名牌产品，挑选颗粒大小均匀一致、无潮解结块、松散呈粉且容器底部无杂质、遇水溶化快的产品；挑选食品标签、标注齐全的及近期生产的产品；蛋白型固体饮料要十分注意标签上配料表中主要成分的含量标注，若生产单位没有注明糖和蛋白含量则无法反映产品的档次和质量，最好不要购买这种类型的蛋白型固体饮料。
1.1.3 固体饮料工业发展状况
近年来, 中国的饮料市场快速发展, 饮料产品百花齐放。2010年全国饮料总产量已接近1亿吨, 达到9984万吨, 连续5年产量增幅高达到20%以上。其中固体饮料产品以其快捷、品类繁多、方便的特点,越来越多受到消费者的热情追捧, 形成了一批消费者高度认知的品牌, 从而市场焕发出新的活力。到目前全国规模以上的固体饮料生产企业的数量已经高达到120家以上。固体饮料在我国的起步比较早, 发展起伏也比较大, 同时也存在一定的问题, 如装备技术有待提高、产品创新滞后、行业归类不清晰、生产技术、餐饮渠道缺乏规范等。
由于固体饮料具有营养丰富、体积小及运输贮存携带方便等优点，它的历史虽然不是很长，但在品种、包装、产量等方面的发展还是很快的。在美国、日本、西欧等国家，固体饮料产量年增长率保持在10%以上。今年来，国内的固体饮料产量和品种也有很大的发展。目前，固体饮料还在朝着向品种多样化、成分绿色化、组分营养化、包装幽雅化、功能保健化和携带方便的方向发展。由于固体饮料生产设备都比较简单，建厂投资相对来说比较少，周期又短、工艺又不复杂、劳动密集、利润高，又可以充分地利用和开发当地的原料资源，因而引起了人们的喜爱和高度重视。随着人们生活水平的不断提高和人生活方式的改变，并随着旅游业的日益发展和科技手段的不断改进，固体饮料必将得到持续的发展，为满足人们的日常生活需求气到越来越重要的作用[7]。
1.2 山药资源及其利用
1.2.1 山药资源
山药别名薯蓣、山薯、大薯等，是一年生或多年生的草本蔓生植物，可以形成肥大的地下肉质块茎，供食用或者药用，营养价值很高。按植物学上分类，山药在植物学上包括许多品种。按起源可分为非洲群、美洲群和亚洲群三个种类目前以非洲的种植面积最大。我国是山药的驯化中心和重要原产地，其属于亚洲群。我国种植山药的历史悠久，种植的面积广，目前除东北的北部、西藏和西北黄土高原，其他各省均有其栽培，其中陕西、江苏、山东等地为山药的主产区。由于世界人口仍然持续的增长，人口成长越来越快，粮食益形不足，对于根茎的作物，尤其是具有高营养质量及高产量的山药的需求将愈来愈大，因为在单位面积及单位时间内，根茎作物及甘蔗同属于热量生产最有效率的作物种类。
山药从肉质上分有水山药和绵山药两类；从外形上分有长山药、扁山药、圆山药三类。长山药是我们比较常见的，如铁棍山药、麻山药、水山药、大和长芋。
1..细毛山药。细毛山药是山东的济宁地区的一个地方性品种。这个品种的品质也非常好，亩产山药2000~3000斤，长的也是细长，但只有在它的主产区有市场。
2. 水山药。水山药在江苏北部盛产，名字有的叫“水山药”的，也有的叫“华籽山药”的，近年又出现一个水山药的一个新品种叫“九斤黄”。它们以下有几个共同点：（1）产量高。亩产过万斤是件很正常的事，据说“九斤黄”亩产可达2万多斤。（2）含水量高。水山药的含水量超过86%，炒食或生食都比较脆。(3) 不结山药豆。水山药都不结豆，主要是用山药块茎繁殖而来的。正因为它含水量高又不山药豆，所以山药的个体体积都比较大，在外观上都比较好。(4)含淀粉量少。水山药煮或炖食时，吃起来口感都不好，没有面炒着拌着吃的脆，只在南方的一些大城市才有一定的市场。水山药很不抗病，在田间管理中要特别注意防病。水山药适合在沙土地中种植，以单沟不灌沟的方式种植为最佳。种植时要注意防止雨水塌沟，下雨时要及时排除积水，田间不能有积水，浇水时更要注意防止塌沟。因为单沟不灌沟种植时土质都比较松散，所以山药的细胞结合不紧密，水分高所以不好贮藏，如果不是有可靠的市场不宜大量种植。
3.铁棍山药。是品质最好的长山药，但是这个品种产量特别低，亩产只有2000多斤，其山药长得都很细长。在它的主产区消费者比较认可。
4.大和长芋。大和长芋是日本的品种，亩产比较高,一般可达5000~6000斤，高产地可达8000斤，甚至更高。外形比较粗，根毛比较粗，但抗病性不太强,田间管理要注意防病。这个品种外观漂亮,售价比较高。大和长芋是我国山药出口的一个主要品种。
5.河北麻山药。麻山药在河北的种植面积都很大，外型比细毛山药、铁棍山药都要粗。一般亩产4000斤左右，根毛比较密，表皮不光滑。吃起来口感带一点点麻的。在我国大部分地区都有出售，但因外形难看价格不太高。
6.大久保德利2号。日本品种。这个品种的外观是扁状的，如同扇面，与人们传统观念中的山药相比较有点畸形。它含水量比长山药少，蛋白质、淀粉和黏液汁含量均比长山药高，煮炖吃起来又绵又面，适口性好。和长山药相比它种植时不用深挖沟，收获时也很省力，每亩地只需要2~3个工。目前主要用来深加工出口。它的适应性很好，在我国适合种植长山药的地区都可以种植，且此品种抗病性很好。从种植者的角度来看，这个品种用工少、产量高，比较易于管理适合大面积发展。在我国山药市场上目前还没有这个品种出售，但从其贮存性及肉质口感上来看都极其突出，消费者很易接受，是一个值得大力推广的品种。
随着社会的发展和人们的生活节奏不断的加快，传统的饮食方式和产品已经不能适应现代生活的需求了。另外，随着人民生活水平的不断提高，人们祈求身体健康的欲望愈来愈强烈，这使得方便快捷、营养丰富的山药系列饮料具有极大的市场潜力[20]。
1.2.2 山药的营养价值
山药的主要的食用部分为地下块茎，可食用率高达95%，营养物质十分丰富，山药中含有大量的蛋白质及淀粉、微量元素、各种维生素和糖类物质。根据分析每100g的鲜山药中，含蛋白质1.5-1.9g、脂肪0.75g、水分76.7g-82.3g、维生素0.9g、维生素B1 0.08mg、维生素B2 0.02mg、胡萝卜素0.02mg、维生素C 4mg、烟酸0.3mg、磷42mg、铁1.3mg、钙14mg、铜0.3mg、锰0.18mg、锌0.6mg、。山药还含有尿囊素、山药素、黏多糖、盐酸多巴胺、甘露多糖、胆碱等生理活性物质，它是营养价值很高的药食同源食品[3]。
1.2.3 山药的保健功能
山药具有很强的黏度，其物质基础为糖蛋白，又称为粘蛋白、山药黏多糖。山药黏多糖具有刺激或调节免疫系统，从而增强人体免疫力的作用；还具有减少皮下组织的沉积，从而避免出现肥胖等多种生理功能；也具有预防心血管系统脂肪的沉积，从而可以保持血管弹性，防止动脉的过早硬化。山药中的黏多糖物质同无机盐类相结合，可以产生骨质，从而使软骨具有一定的弹性黏多糖还可以转化为有机骨胶原，然后与钙、无机质磷结合，形成估值，从而达到加快骨折早期愈合的作用；使软骨具有一定的弹性。山药还有防止脊椎关节病的功能。山药含有胆碱、多巴胺、皂苷、薯蓣皂等多种成分。胆碱是乙酰胆碱的物质基础，而乙酰胆碱是与学习记忆有关的神经传递物质。多巴胺有改善血液循坏、扩张血管的作用。皂苷可以降低甘油三酯和胆固醇，对高血脂和高血压等病症有着缓解的作用。薯蓣皂是合成女性激素的先驱物质，有着增强新陈代谢、滋阴补阳的功用。山药含有淀粉酶、淀粉糖化酶等多种消化酶，特别是它含有的淀粉糖化酶（淀粉糖化酶可以分解淀粉），是萝卜中含量的3倍。淀粉糖化酶有着促进消化的功能，胃胀时可食用，能够去除不适症状。
1.3 土豆资源及其利用
1.3.1 土豆资源
马铃薯又称山药蛋、土豆、地蛋、洋芋等。它是茄科茄属的一年生的草本植物，薯芋类的蔬菜，可食用的器官为地下块茎。马铃薯是世界上产量仅次于水稻、小麦、和玉米的第四作物。全球马铃薯年产量约为3亿吨，其中的一半以上供人们使用消费。马铃薯富含丰富的蛋白质和淀粉，菜粮兼用，也是酒精、葡萄糖、淀粉等工业生产的原料。马铃薯的贮存条件如温度、空气的成分和流速、马铃薯在贮存时的成熟度以及湿度等均会使马铃薯发生不同程度的失重、收缩。理想的贮存条件为：湿度约90%、温度10-13℃、良好的通风和在黑暗的贮存环境[19]。
马铃薯原产于智利和秘鲁的高山地区，目前的栽培范围遍布世界各地，从北纬71°到南纬40°之间的绝大多数国家都已经栽培马铃薯。栽培面积较大的国家主要有中国、俄罗斯、美国、德国、加拿大、波兰等。在17世纪中叶，马铃薯由荷兰人传入我国境内，至今在我国已经有300多年的栽培史了。目前，马铃我国南北各地均有栽培，在东北、华北和西北等寒冷的地区，一年一熟，7-11月份收获上市；而长江流域，春季马铃薯在-6月份收获上市，秋季马铃薯在1月份左右上市；在华南地区，则在2-4月份收获上市[3]。
1.3.2 土豆养价值
马铃薯是珍贵的食物，它既是粮又是菜，从它的化学组成（表1和表2）中可以看出，其茎中含有丰富的淀粉及对人体极其重要的营养物质如糖类、蛋白质、盐、矿物质和多种维生素等。马铃薯中除了含有的脂肪较少外，其他的物质如碳水化合物、蛋白质、铁和维生素的含有量显著高于水稻、玉米和小麦。每100g新鲜的马铃薯块茎大约可以产生356J的热量，如以5kg马铃薯块茎折合1kg粮食计算，它的发热量高于所有的的禾谷类的农作物。马铃薯中的白质是完全蛋白质，含有人体所必需的八种氨基酸，其中的赖氨酸的含量比较高，每100g的马铃薯中含量高达93mg，色氨酸也较高，达32mg。而这两种的氨基酸正是其他的粮食作物所缺乏的。马铃薯的淀粉容易被人体所吸收，它的维生素含量与蔬菜相当，抗坏血酸和胡萝卜素的含量都很丰富，每100g马铃薯中的含量分别为20mg和40mg。美国农业部研究中心的一项研究报告指出：“作为食品，马铃薯和牛奶两样便可以提供人体的所需的营养物质”，而德国专家指出，马铃薯为高蛋白，低热量，矿物质元素生素食品，每天食进150g的马铃薯，可摄入人体所需的15%的镁、20%的生素C、25%的钾，而不比担心人的体重会增加。

表1 马铃薯及其制品中的常规营养成分（以每100g含量为基准）
名称
热量/kJ
水分/g
脂肪/g
粗纤维/%
蛋白质/g
碳水化合物/g
烤马铃薯
389.37
75.1
0.1
0.6
2.6
21.1
煮马铃薯
318.20
79.1
0.1
0.5
2.1
17.1
生马铃薯
318.20
82.9
0.1
0.5
2.1
17.1
马铃薯片
2378.10
1.8
39.8
1.6
5.3
50.0
牛奶马铃薯泥
272.14
82.9
0.7
0.4
2.1
13.0

名称
磷/mg
钙/mg
钾/mg
铁/mg
维生素A/u
维生素B1/mg
维生素B2/mg
维生素B6/mg
维生素C/mg
烤马铃薯
65.0
9.0
503.0
0.70
-
0.10
0.40
-
20.0
煮马铃薯
53.0
7.0
407.0
0.60
-
0.10
0.40
-
20.0
生马铃薯
53.0
7.0
407.0
0.60
40.0
0.10
0.40
0.25
20.0
马铃薯片
139.0
40．0
1130．
0
1.8
-
0.21
0.07
0.18
16.00
牛奶马铃薯泥
49.0
24.0
261.0
0.40
20.0
0.08
0.05
-
10.00

表2 马铃薯及其制品中的常规元素及维生素含量（以每100g含量为基准）

1.3.3 土豆的保健功能
马铃薯不但其营养价值比较高，而且还有比较广泛的药用价值。我国传统的医学认为，马铃薯有健脾、益气、和胃的功效，可以预防和治疗十二指肠溃疡、慢性胃炎、胃溃疡、皮肤湿疹和习惯性便秘等疾病，还有消炎、解毒之功效。土豆还具有防中风和减肥的功效，这是因为土豆中含有丰富的优质纤维素和B族维生素，这些维生素在延缓人体的衰老过程中起着重要作用。同时土豆含有丰富的蔗糖和膳食纤维，它们有助于控制血液中胆固醇的含量和防治消化道癌症，其中的黏体蛋白质可以预防心血管疾病，同时也可以减少发生中风的危险。曾经有营养学家指出：每天吃1个土豆可以使患中风的几率下降40%。而吃土豆不必担心脂肪的过剩，因为土豆只含有0.1%的脂肪每天多吃土豆就可以减少脂肪的摄入，这样可以使多余的脂肪逐渐被身体所代谢掉。近几年来，美国、加拿大、俄罗斯、意大利、西班牙等国先后涌现出了一大批具有独特风味的土豆食疗餐厅，以便满足健美、减肥人士的日常需求。

第二章 实验部分
2.1 原材料
2.1.1 主要的原辅料
山 药： 购自当地沃尔玛超市，市售一级品
土 豆： 购自当地沃尔玛超市，市售一级品
生 姜： 购自当地沃尔玛超市，市售一级品
白 砂 糖： 符合GB48-2标准
NaHCO3 ： 食品级
CMC ： 食品级
海 藻 酸 钠： 食品级
抗 坏 血 酸： 食品级
氯 化 钠： 食品级
柠 檬 酸： 食品级
安 塞 蜜： 食品级
阿 斯 巴 甜： 食品级
甜 蜜 素： 食品级
2.1.2 试剂
盐 酸： 分析纯
酚 酞 试 剂： 分析纯
甲基红指示剂： 分析纯
氢氧化钠固体： 分析纯
费 林 试 剂： 分析纯
蒸 馏 水： 分析纯
2.1.3 实验仪器与设备
电热恒温培养箱 DK-8P型 上海医用恒温设备厂
组织捣碎机 JJ-2型 上海逸龙科技有限公司
电子分析天平 JA2003N型 上海精密科学仪器有限公司
电热恒温鼓风干燥箱 DHG—9423型 金坛市恒本仪器厂产品
电热式恒温水浴锅 DK-98-I型 天津市泰斯特仪器有限公司
自动电饭锅 CFXB150-Z型 珠海双喜电器有限公司
高压均质机 GYB30-60型 上海东华高压均质机厂
分光光度计 722 上海分析仪器厂
家用电冰箱NR—B25WS1 (BCD-254WB型 无锡松下冷机有限公司
2.2 试验方法
2.2.1 山药处理工艺流程
原料验收 清洗 去皮 切片 护色 打浆 离心 酶解 调配 浓缩 均质 杀菌 喷雾干燥 成品
2.2.2 山药粉的制备实验
2.2.2.1 山药去皮

去皮的方法: 采用人工法、化学法与活性剂做对比结果。人工去皮的速度慢, 山药的质量与营养素的损失太多； 化学法( 以0. 5% -4%的氢氧化钠溶液处理几分钟) 不影响山药的色、香, 去皮效果良好。而采用活性剂( 2%的浓度) 与0. 5%-2% 的氢氧化钠溶液相结合的办法, 去皮的效果尤为良好, 成品饮料的色、香典型[8]。

2.2.2.2 山药的酶解

沉淀物加入一定的比例（与原汁比例为1︰1）的水，并搅拌均匀，加入耐高温α-淀粉酶并且对沉淀物进行处理，以分解山药淀粉成低聚糖和葡萄糖。酶解可以增加产品中的低聚糖的含量，如此有利于喷雾干燥的进行。酶解的条件：温度95-97℃ ,加酶的量为10u/g淀粉（沉淀），时间为30min。酶解液再次离心，取上层清液和上次上清液合并得到山药汁[18]。

2.2.2.3 山药的调配实验

将离心后得到的上清液过滤出去大颗粒物质，将得到的滤液加入稳定剂、柠檬酸、NaHCO3（食品级）。基本配方： 以100g山药打浆为例，离心后的上清液配以柠檬酸0.8g、海藻酸钠1.0g、CMC（羧甲基纤维素）0.5g以及少量的NaHCO3。甜味剂在最后的山药、土豆杯汤的调配中再加入[9]。
2.2.3 山药的均质实验
2.2.3.1 压力对山药浆均质实验的影响

在相同的温度（25℃）下