热风微波及冷冻干燥工艺对沙棘果品质影响的研究图文Word格式文档下载.docx

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答辩委员会成员签字

学部

毕业

论文

（设

计领

导小

组意

见

组长签字:

年月日学部公章

姓名张琪学号0541131109专业班级食品科学与环境工程B班毕业论文（设计题目:

热风、微波及冷冻干燥工艺对沙棘果品质影响的研究指导教师成绩

指

导

教

师

指导教师签字:

热风、微波及冷冻干燥工艺对沙棘果品质影响的研究评阅教师成绩

阅

评阅教师签字:

黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计任务书

毕业论文（设计的立题依据

沙棘果属于浆果类水果,色泽鲜艳,酸甜可口,营养丰富。

但是由于沙棘果含水量很高,因此运输贮藏起来极不方便,一般都先加工成果汁,然后再进一步深加工。

可是果汁贮藏十分困难,在室温下一二天之内就发酵变质,风味改变,失去利用价值,因此沙棘果采收后干燥技术与方法就成了目前亟待解决的问题。

本课题采用了热风干燥、微波真空干燥和真空冷冻干燥三种技术干燥沙棘果,研究三种干燥工艺对沙棘果品质和风味的影响。

其中经过真空冷冻干燥的沙棘果颜色呈淡橙黄色,与新鲜沙棘果颜色最为接近,营养物质（以Vc和黄酮为代表保留量较高,复水时间短且复水性较好,保存时间长,运输方便。

主要内容及要求

进度安排

学生签字:

张琪

年月日本表一式三份,学生本人、指导教师、学部各一份。

摘要

以天然野生新鲜大果沙棘为原料,优选成熟度适中的沙棘果实进行热干燥、微波干燥和冷冻干燥。

根据三种工艺干燥后的沙棘果Vc、黄酮含量测定结果及复水率测定结果的比较,选择最优干燥工艺。

热风、微波及冷冻干燥工艺对沙棘果品质影响的研究试验表明:

冷冻干燥是干燥沙棘果的最佳方法。

通过试验确定了沙棘果的共晶点为-25℃,从而确定了冻干过程中的预冻温度大约为-35℃。

沙棘果经预冻结、升华干燥和解析干燥,当物料温度与搁板温度达到一致时,再加热1~2h,真空冷冻干燥结束。

试验确定了沙棘果最佳冻干曲线。

成熟扎孔沙棘果,在加热温度为80℃,压强为10~30Pa下冻干,干燥时间短,品质良好。

关键词:

沙棘果;

热风干燥;

微波干燥;

冷冻干燥;

品质变化

Thehotbreeze-drying、microwave-dryingandvacuumfreeze-dryingtoseabuckthornfruitqualityofinfluence

Abstract

Takingthenaturalwildfreshbigsea-buckthornfruitsasrawmaterial,themoderatematuritysea-buckthornfruitswerecarriedonthehotbreeze-drying、microwave-dryingandvacuumfreeze-drying.Basisthesea-buckthornfruitsafterdryingonVc、flavonoidcontentandreplywaterratetochoicethebestdryingmethod.

Thehotbreeze-drying、microwave-dryingandvacuumfreeze-dryingtoseabuckthornfruitqualityofinfluencewasshowthat:

vacuumfreeze-dryingisthebestmethodofthedryseabuckthornfruit.Hasdete-rminedthesea-buckthornfruits'

seutecticpointthroughtheexperimentfor-25℃,thushasdeterminedpre-frozentemperaturefor-35℃inthefreezinganddryingprocess.Thesea-buckthornfruitsafterthepre-freeze,thesublimationdryingandtheanalysisisdried,whenthematerialtemperatureachieveswiththebaggageshelftemperatureisconsistent,continueheatingup1~2h,thevacuumdryingfinishes.Maturelysea-buckthornfruitswereholed,whentheheatingtemperaturefor80℃,maintainingtheintensityofpressureisunder10~30Pa,sea-buckthornfruitswerethefrezonanddried,thedryingtimeisshorter,andthemoisturecontentinthesafetycoefficientscope,thequalityisgood.

Keywords:

Sea-buckthornfruits;

Hotbreeze-drying;

Microwave-drying;

Vacuumfreeze-drying;

Changesofquality

目录

摘要（i

Abstract（ii

第1章绪论（1

1.1沙棘的概述（1

1.1.1沙棘的概况（1

1.1.2沙棘果实的营养成分与保健功能（1

1.1.3沙棘果的综合利用现状（2

1.2果蔬干燥技术的研究近况（2

1.2.1热风干燥技术的研究近况（2

1.2.2微波干燥技术的研究近况（3

1.2.3冷冻干燥技术的研究近况（4

1.3课题研究的目的及意义（5

1.3.1目的（5

1.3.2研究内容（5

第2章材料与方法（6

2.1试验材料（6

2.1.1试验原料（6

2.1.2试验试剂（6

2.2试验设备（6

2.3试验方法（7

2.3.1沙棘果物料的前处理（7

2.3.2沙棘果的成分测定（7

2.3.3干燥工艺（9

第3章结果与讨论（15

3.1三种干燥方法对沙棘果感官特性的影响（15

3.2新鲜沙棘果水分、Vc和黄酮的测定结果与讨论（16

3.2.1水分的测定结果与讨论（16

3.2.2Vc的测定结果与讨论（16

3.2.3黄酮的测定结果与讨论（17

3.3沙棘果共晶点的研究结果与讨论（18

3.4沙棘果真空冷冻干燥曲线的制定（19

3.5热干、微波真空干和冻干与新鲜沙棘果品质的比较与讨论（19

3.5.1三种干燥方法对沙棘果复水率的影响（19

3.5.2三种干燥方法对沙棘果Vc的影响（20

3.5.3三种干燥方法对沙棘果黄酮的影响（21

结论（24

参考文献（25

附录（27

致谢（29

黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计

第1章绪论

1.1沙棘的概述

1.1.1沙棘的概况

沙棘（HippophaerhamnoidesL.又名酸刺、黑刺、醋柳,为胡颓子科（Elaeagnaceae沙棘果属的一种灌木或小乔木。

沙棘果属（HippophaeL.为胡颓子科（Elaeagnaceae植物,主要分布于亚欧大陆的温带、寒温带及亚热带高山区。

我国沙棘有4种,沙棘（H.rhamnoidesLinn.,柳叶沙棘（H.salicifoliaD.Don,肋果沙棘（H.neurocarpaS.W.LiuetT.N.He和西藏沙棘（H.tibetanaSchlecht.。

沙棘属植物的主要分布区为东北、华北、西北和西南等地区[1-3]。

沙棘属植物分布范围广、适应性强,不但是干旱、贫瘠或寒冷地区主要的水土保持树种,而且可作为优良的燃料和饲料植物,其果实、叶、种子又是医药、食品、饮料、化妆品工业的重要原料[4]。

1.1.2沙棘果实的营养成分与保健功能

沙棘果是一种含有多种维生素、多种微量元素、多种氨基酸和其它生物活性物质的药用原料食物[5-8]。

前苏联学者研究发现沙棘果实中的活性成分达190多种,油中的活性成分有106种[9]。

沙棘果实还含有苹果酸、柠檬酸、酒石酸、绿原酸、对香豆酸、3,4-二羟基苯甲酸等。

沙棘果肉含有种类齐全的氨基酸,人体必需的8种氨基酸果汁中均含有,其含量最高为天门冬氨酸,其它含量较高的依次为脯氨酸、谷氨酸、笨丙氨酸和赖氨酸。

沙棘中含有多种微量元素,在果肉、叶、种子及果渣中均含有,其含钾高,钠低,含有害微量元素较少。

此外,沙棘果中还含有大量的挥发性化学成分。

沙棘果实和叶中含有丰富的生物活性物质和营养成分,表明沙棘果对人体有巨大的营养价值。

其实我国古代藏、蒙医就常用沙棘果治病。

远在一千多年前,唐代的《月王药珍》和18世纪成书中的《囚部医典》都记载了沙棘果的医疗用途。

而我国于1997年就将沙棘果正式列入《中国药典》。

科学工作者在研究中惊喜的发现:

沙棘果不但具有一定的抗癌作用,而且具有抗心肌缺氧的疗效,对心肌缺血也有一定保护作用。

现代医学研究发现,该果具有明显的保肝作用,可促使动物唾液、胃肠腺体分泌增加,胃蛋白酶含量增高并对胃运动机能有促刺激作用,有利于消化吸收,具有抗脂肪肝作用[10]。

据医疗临床试验,沙棘果汁中所含黄酮,治疗心绞痛的有效率达94%,所含轻色胺有抗肿瘤的活性。

不饱和脂肪酸是各种强力生命活性物质的浓缩物,在现代医学中有广泛用途和治疗疾病的效果。

国家体委科研所的研究表明,运动员服用沙棘剂后,心率平均下降4.36%,抗疲劳能力平均增加4.17%。

故沙棘果汁对人体消化系统、泌尿系统、神经系统,特别是心血管系统有着良好的营养保健作用,具有抗疲劳、抗辐射、增强体力、促进人体和大脑发育及新陈代谢,防止高血压和冠心病,补脾健胃,生津止渴等功效。

现代世界医学界确认Vc具有阻断致癌物亚硝酸氨形成的作用,故沙棘果能够防癌[11]。

沙棘果还有抗氧化、抗衰老的功效,还对造血细胞有促进作用,还具有明显的抗炎和镇痛作用[12]。

1.1.3沙棘果的综合利用现状

国内从80年代初开始对沙棘果进行加工,其主导产品是沙棘果汁饮料。

这些企业在发展过程中,由于产品品种单一,特别是由于沙棘果汁饮料口味欠佳,宣传力度不够,包装缺乏竞争性,随着市场的不断变化,其果汁产品大都已没有市场。

现有国内的沙棘企业许多都以生产沙棘油为主。

但只要生产沙棘油,就必须加工果汁。

我们所了解的一些企业除少数企业的部分果汁产品有销路外（其售价每吨不过1000元,大部分企业都是用大量容器贮存起来,最后大都倒掉了,不仅造成了资源的浪费,也降低了企业的经济效益。

可喜的是,近年来人们对纯果汁饮料已逐渐接受,特别是沙棘这一生长在无污染地区、极具营养保健价值的绿色饮品也正被人们认识和接受[13]。

沙棘果富含多种营养成分,是人类不可多得的宝贵资源。

是开发食品、保健品、药品和化装品的良好原料。

到目前为止,我国沙棘果深加工系列产品已近200多种,利用沙棘果实生产出的饮料有软饮料如糖浆汁;

果汁饮料如浊汁型、清汁型;

硬软饮料如甜型酒、啤酒、香槟、沙棘醋等;

固体饮料如沙棘晶、速溶沙棘果全粉等。

沙棘果产品还有果酱、沙棘冰淇淋、沙棘黄色素。

还可利用沙棘嫩叶与其他辅料炒制沙棘复合茶,以及利用沙棘果提取物制成系列化妆品,如沙棘保湿营养露,洗发香波、浴液等[14]。

1.2果蔬干燥技术的研究近况

1.2.1热风干燥技术的研究近况

在我国对蔬菜鲜叶样品的处理方法,一直沿用“蒸煮—摊凉—干燥”等步骤（简称常规法,近期研制出一种快速而且尽可能地保持蔬菜鲜叶原有成份的原始样品处理方

法—热风干燥方法,避免因蔬菜鲜叶的蒸热时间不同而化学分析的成份差异大的弊端。

研究的简易热风干燥机已成为我国出口脱水蔬菜及食用菌类干燥主要设备之一。

我国台湾亚洲蔬菜研究发展中心利用相对湿度10%,45℃低温热风干燥蔬菜,可大幅度延长贮存时间。

用该技术制成的干燥蔬菜,甘蓝菜、辣椒、毛豆、蔬菜,其质量较传统干燥蔬菜为佳。

台湾过去生产的脱水蔬菜都以75℃热风烘干,无论颜色、脆度都远不如新鲜蔬菜,消费者接受强度不高,市场一直无法打开。

现在利用低温热风干燥技术制成的“干燥甘蓝菜”在复水后,以烫煮或油炒的烹饪方式上桌,顺色、脆度均属上乘,与新鲜蔬菜相差不远,当获得消费者接受。

热风干燥工艺在国内外的研究已不局限简单的一种工艺,上述仅是热风干燥技术的新突破,下面介绍几种热风干燥技术与其它干燥技术组合处理果蔬的方法:

真空热风干燥处理含水量较高的果蔬,热风与真空冷冻组合干燥毛竹笋,微波热风组合干燥板栗粉类食品,真空微波热风干燥菜蔬类食品,远红外热风干燥香菇类食品,利用热风喷雾干燥方法生产纯天然果粉等。

现在热风干燥工艺已广泛用于其它干燥技术的辅助工艺,在其它技术的基础上对果蔬进行更好的干燥,不久热风干燥技术还会有新的突破[15]。

1.2.2微波干燥技术的研究近况

早在上世纪80年代,美国、加拿大、英国和德国就开始研究微波真空干燥技术,主要集中在美国的威斯康辛大学、加利福尼亚大学,加拿大的BritishColumbia大学,德国的Queen’sUniversity希腊的国立科技大学,法国的Albi研究所等。

研究的内容涉及微波真空干燥激励、传热传质、微波真空干燥模拟、微波真空干燥工艺以及各种不同类型物料（香蕉,萝卜片,果胶,土豆,浆果等微波真空干燥操作等。

国内研究单位有江南大学食品学院、东北大学、大连水产大学、中国农业大学、浙江大学、上海工程技术大学、华南理工大学、华南农业大学、四川大学食品学院食品科学与工程系等。

江南大学食品学院进行了甘蓝的微波真空和热风联合干燥试验。

试验结果表明:

微波真空联合干燥缩短干燥时间48%,提高了营养成分和叶绿素的保存率,改善了干燥品质[16]。

由于蔬菜和水果水分含量大,微波真空干燥在蔬菜和水果的脱水方面具有较大的潜力。

迄今为止,对微波真空干燥技术的应用研究主要集中在蔬菜和水果的干燥方面,在其它食品生产中的应用还比较少。

如美国加州大学和加州太平洋煤气与电力公司合作,

经过多年研究,用微波真空干燥技术生产脱水膨化葡萄,能很好地保持新鲜葡萄的风味和色泽,且葡萄外形也不萎缩,新鲜葡萄的折干率为25%。

目前,国内外微波真空干燥装置的结构还比较单调,技术性能还有很多需完善的地方,特别是自动监测和自动控制能力亟待提高,这是微波真空干燥技术不能广泛应用于食品生中的主要原因之一。

随着微波真空干燥设备问题的解决和理论的完善,这种技术将在农产品加工中获得越来越广泛地应用[17]。

1.2.3冷冻干燥技术的研究近况

1.2.3.1国外真空冷冻干燥食品工业现状

食品冷冻干燥源于20世纪30年代。

1930年,Flosdorf首次进行食品的冻干实验,1940年英国Fikidd提出了冻干食品的处理技术,1943年在丹麦出现了最原始的食品冻干设备,1961年英国食品部公布冷冻干燥法用于食品工业是一种获得优质食品的方法,并在Berdeen试验工厂开始工业生产。

1965年全球已有冻干食品厂50多家。

近30年来,食品冻干技术在日、美、西欧发展迅速,技术设备、工艺日趋成熟和完善,食品冻干已向自动化、大型化、工业化方向发展,整个生产过程可由电脑全自动控制。

据有关部门统计,目前美国每年消费冷冻干燥食品500万t,日本160万t,法国150万t,其它国家也很可观。

日本、美国及欧洲等地每年约需冷冻干燥大蒜粉6000t,可见冷冻干燥食品的国际市场很大。

在日本消费市场的脱水类食品中,冷冻干燥食品的比重已达49%。

日本方便面调料（包括冻干蔬菜、虾仁等的需求量达70多亿袋。

全美方便食品中,冷冻干燥食品占40%,香港、新加坡和韩国每年从国外进口冷冻干燥食品达500亿日元、冷冻干燥食品在发达国家的普及已达相当高的程度。

近年来,真空冷冻干燥技术及相关设备等已在美国、法国、德国、瑞典等发达国家果蔬深加工领域被迅速应用,并得到不断提升。

这些技术与设备的合理应用,使发达国家果蔬加工增值能力得到明显提高[18]。

1.2.3.2国内真空冷冻干燥果蔬加工工业现状

果蔬储藏加工中应用真空冷冻干燥技术,在中国发展起步较晚。

20世纪60年代后期才开始在北京、上海等地建立一些实验性冻干设施。

直至上世纪80年代后期,冻干食品的生产在中国才有较大发展,青岛第二食品厂率先引进日本冻干设备,生产冻干葱、冻干姜片等。

近几年,由于国际国内市场对冻干食品的需求量越来越大。

目前,山东、

江苏、浙江、湖南、新疆、福建等地相了一批冻干食品厂,引些国外的真空冷冻干燥生产线,主要是小批量生产,产量还比较低[19]。

目前中国冷冻干燥蔬菜食品主要:

蘑菇、菜花、山野莱、小葱、大蒜、药萝卜、胡萝卜、土豆等20多个品;

真空冷冻干燥果品主要:

黑莓,蓝莓,草莓,黑加仑,红树莓等十多个品种。

目前,中国真空冷冻干燥果蔬加工设施与技术水平较低,难以满足行业发展需要,大型高速成套设备长期大量依赖进口。

据2000年的数字显示,进口占国内在用设备的40%以上,生产企业规模小、实力不强、效益不高。

冷冻干燥果蔬食品生产缺乏冻干工艺的技术支持,质量控制环节薄弱[20]。

1.3课题研究的目的及意义

1.3.1目的

沙棘果色泽鲜艳,酸甜可口,营养丰富。

随着人们对沙棘认识的提高,国内沙棘品种已有8大系200多种品系。

主要以沙棘果实、叶、枝为原料生产沙棘果汁营养口服液饮料、沙棘油、沙棘油胶囊、沙棘黄酮、沙棘纤维素、沙棘速溶茶、沙棘饲料添加剂等,其营养成分带来的保健效果很被国内外市场看好。

但是由于沙棘果是一种含水量很高的浆果,因此运输贮藏起来极不方便,一般在采取后,都先加工成果汁,然后再进一步深加工。

可是果汁贮藏十分困难,在室温下一二天之内就发酵变质,营养成分破坏,风味改变,失去利用价值,因此沙棘果采收后干燥贮藏技术与方法就成了目前亟待解决的问题。

本课题采用热风干燥、冷冻干燥、微波干燥,研究沙棘果在不同干燥保藏方法中品质的变化。

为选出适合沙棘的最佳干燥保藏方式提供理论依据。

1.3.2研究内容

针对以上对沙棘果的研究报道,本论文将在以下几个方面对沙棘果冻干工艺和品质的变化进行较为系统的研究:

（1沙棘果成熟度的优选:

要挑选大而无虫害且外形整齐,成熟度分别为初熟、成熟和过熟的大果沙棘作为研究对象,以保证材料的优质。

（2沙棘果热风干燥工艺的研究:

沙棘果果皮较薄,但有较强的不透水和不透气性,采用在常压下60℃的条件下的传统热风进行干燥,研究沙棘果干燥的效果及热风对沙棘果营养物质的破坏程度。

（3沙棘果微波真空干燥工艺的研究:

主要研究微波对沙棘果营养成分保留情况。

微波加热速度快,沙棘果组织又是不均匀介质,微波处理导致局部过热,从而破坏沙棘果局部组织,这种情况下研究沙棘果的品质变化。

（4沙棘果真空冷冻干燥工艺的研究:

通过试验测得共晶点,从而确定预冻温度,升华干燥温度,解析干燥温度,确定真空冷冻干燥沙棘果最佳工艺参数和最佳冻干曲线。

（5沙棘果干燥后Vc、黄酮的研究:

在不同干燥技术下对沙棘果进行干燥,分别测定干燥后沙棘果中Vc、黄酮的含量,通过对含量值的比较,辨别其品质的优劣,从而选择沙棘果最优干燥工艺。

（6沙棘果干燥后复水率的测定:

在相同复水时间和复水温度的条件下,测定三种工艺干燥的沙棘果的复水能力。

复水能力的高低是脱水食品重要的品质指标,从而选择沙棘果的最优工艺。

第2章材料与方法

2.1试验材料

2.1.1试验原料

沙棘果实:

2008年8月于省园艺分院采摘的新鲜大果沙棘。

采来的沙棘果实有初熟、成熟和过熟三种成熟度。

2.1.2试验试剂

甲醇分析纯北京化工厂

草酸分析纯哈尔滨市新春化工厂

无水氯化铝分析纯天津耀华化学试剂有限公司

抗坏血酸分析纯天津化学试剂三厂

2,6-二氯靛酚吲哚酚钠分析纯北京笃信精细制剂

芦丁标准品安徽戴尔卡公司

2.2试验设备

Spectrumlab54型可见分光光度计上海棱光技术有限公司

JJ200精密电子天平美国双杰兄弟（集团有限公司

DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱上海一恒科技有限公司

SYZ-07型脂肪测定仪上海贝特仪电设备厂

FW100型高速万能粉碎机天津市泰斯特仪器有限公司

DQB-360W多功能气调包装机张家港市德顺机械有限公司

EMS-2型定时磁力搅拌器天津欧诺仪器仪表有限公司

LTWB-42S2B型微波真空干燥箱临朐华利特真空设备厂

2.3试验方法

2.3.1沙棘果物料的前处理

由于沙棘果皮薄、果柄短等自身的生物学特性,在加工上大部分地区只能采取剪果枝的办法获得沙棘,而带枝条进行加工,造成清洗困难,弄破枝条和皮,影响果汁质量。

所以冻干前摘取不带枝条的沙棘果实,选择新鲜,无病虫害的果实,除去软化粒和杂质,用自来水反复冲洗5~6遍,然后沥干水分。

2.3.1.1热风干燥前处理

由于沙棘果主要靠果柄呼吸,果皮组织结构无孔,则需在加工前进行再处理,热干工艺加热时间较长,可对其进行扎孔处理,水分易散失,缩短加热时间。

2.3.1.2微波干燥前处理

微波干燥时,为防止局部过度受热而向器壁飞溅,损坏机器,也应对其进行扎孔处理。

2.3.1.3冷冻干燥前处理

对其进行冻干工艺操作时,可先预冻一段时间,待冻结后,敲击使其破碎,操作比扎孔方便。

2.3.2沙棘果的成分测定

采来的沙棘果通过测定其中的水分、Vc和黄酮的含量,确定干燥沙棘果最佳方法。

2.3.2.1新鲜沙棘水分含量的测定

选用无污物、无病虫害的新鲜沙棘果,除去软化粒和杂质,用自来水反复冲洗5~6遍,然后沥干水分,采用国标方法（GB/T5009.3-2003重量法测定沙棘果中水分含量。

2.3.2.2新鲜沙棘果Vc含量的测定

采用2,6-二氯靛酚滴定法测定沙棘果Vc含量。

1.实验原理

染料2,6-二氯靛酚的颜色反应表现两种特性,一是取决于其氧化还原状态,氧化态为深蓝色,还原态变为无色;

二是受其介质的酸度影响,在碱性溶液中呈深蓝色,在酸性介质中呈浅红色。

用蓝色的碱性染料标准溶液,对含Vc的酸性浸出液进行氧化还原滴定,染料被还原为无色,当到达滴定终点时,多余的染料在酸性介质中则表现为浅红色,由染料用量计算样品中还原型抗坏血酸的含量。

2.测定方法

（1样液的制备:

称取具有代表性样品的可食部分2g（以在组织捣碎机中捣碎,用浸提剂将样品移入100mL容量瓶,并稀释至刻度,摇匀过滤。

（2滴定:

吸取10mL滤液放入50mL锥形瓶中