香蕉干的护色剂及干燥参数的优化食品科学与工程本科大学论文Word文档格式.docx

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2015年4月

食品科学与工程2011级2班xx

指导老师xx

摘要

以钦州浦北地区生产的矮香蕉为原料，采用感官评定，考察了柠檬酸浓度、亚硫酸钠浓度、氯化钠浓度对于香蕉干护色效果的影响；

与干燥温度、干燥时间、切片厚度对于香蕉干干燥效果的影响。

在单因素实验的基础上，分别利用正交实验与响应面实验对香蕉干的护色剂及干燥参数进行优化。

得到最佳护色剂配方为：

柠檬酸2.0g/L、亚硫酸钠1.5g/L、氯化钠1.5g/L。

得到的最优干燥参数为：

干燥温度81.26℃、干燥时间2.59h、切片厚度2.35mm。

关键词:

香蕉干；

感官评定；

护色剂；

干燥参数；

正交实验；

响应面分析

Optimizationcolorprotectionagentsanddryingparametersofbananafigs

FoodScienceandEngineeringclass2ofgrade2011

Lihongfa

InstructorYougang

UsethebananathatproduceinQinZhouPuBeiareaasrawmaterial，usethewayofthesensoryevaluationtoexaminestheinfluenceofcitricacidconcentrationandtheconcentrationofsodiumsulfiteandsodiumchlorideconcentrationforbananafigscolorprotectioneffect;

Andtheinfluenceofthedryingtemperature,dryingtime,slicethicknessforbananafigsdryingeffect.Basedonthesinglefactorexperiment,respectivelybyorthogonalexperimentandresponsesurfaceexperiments.Gettheresultofthebestcolorfixativeformulation:

citricacid2.0g/L,sodiumsulfite1.5g/L,sodiumchloride1.5g/L.Theoptimumdryingparameters:

dryingtemperature81.26℃,dryingtime2.59h,slicethickness2.35mm.

Keywords:

Bananafigs,Sensoryevaluation，Colorfixative，Dryingparameters，Orthogonalexperimentaldesign，Rresponsesurfacemethodology

1前言

1.1香蕉

香蕉是世界上产量第四大的水果，同时我国是全球第四大香蕉生产国。

我国香蕉的种植主要分布在云南、广西、广东、海南、福建等华南地区[1]，广西香蕉的种植主要分布在南宁、玉林、钦州、浦北、灵山。

香蕉香甜可口，不仅能提供高能量，还富含营养，深受人民喜爱，同时香蕉能给当地带来巨大的经济效益，占有当地农业产值中一个重要位置。

但是由于香蕉生产于热带地区，气温高，而且生产期集中，这提高了香蕉贮运与保鲜的难度，使得在采收高峰时期以及运输过程中的香蕉易变质腐烂，变质腐烂率达到20%[2]，为了减少腐烂造成的损失，人们陆续研制各种香蕉制品，包括有香蕉干、香蕉粉、香蕉饮料等[3]。

同时香蕉干作为以香蕉为原料进行干制而成的果蔬干制品深受人们的喜爱，在日常生活中人们更视香蕉干为一种老少皆宜的休闲小食品。

1.2香蕉的营养价值

香蕉具有较强的环境适应性，生产产量高，因此是人类的重要的营养来源[4]。

未成熟的香蕉具有丰富的膳食纤维[5]，而后熟香蕉富含由淀粉转化的糖分，以葡萄糖、果糖、蔗糖为主。

香蕉的营养成分主要包括有淀粉、蛋白质、糖分、碳水化合物、矿物质以及胡萝卜素、硫胺素、维生素C、维生素E，还含有使人心情变得愉悦、平静的物质，被称为“快乐食品”[6]。

香蕉可以维持钾钠的平衡，有消除水肿的作用，能提高人的免疫力，调低血压，缓冲贫血，非常有利于青少年的生长发育。

还使人有饱食感，有利于减肥，而且在进食后可以刺激胃肠道，能防治便秘、痔疮等疾病。

在《本草纲目》中，李时珍写道：

生食可以止咳润肺，通血脉，填骨髓，合金疮，解酒毒。

根治痛肿结热，捣烂敷肿；

捣汁服，治产后血胀闷、风虫牙痛、天行狂热[7]。

由此可见，香蕉还具有丰富的药用价值。

1.3香蕉干燥的研究现状

用香蕉制成香蕉干的历史悠久。

香蕉由于具有大量的糖分、单宁以及多酚氧化酶，使其在加工过程中更具难度。

香蕉的干燥技术研究始于由Woods等对太阳能干燥的研究[8]。

以此为始香蕉的干燥技术分为五个历程：

第一代为太阳能干燥、热风干燥和油炸干燥，这些方法操作简单，但是耗时长，且产品色泽差[9]；

第二代主要以高温短时干燥与真空油炸干燥为主，此类方法虽然能缩短干燥时间，但不利于产品的保藏、食用[10]；

第三代为真空冷冻干燥与变温压差干燥，此时代技术所产产品质量最高，但是成本高，效率低；

第四代主要使用电磁波与微波发射的能量进行加热干燥，此类方法成本高，效率高，适用于大型企业；

第五代主要为以几种干燥方式进行混合操作[11]，此类方法操作复杂，成本高，但产品品质最优。

国内外近些年来对于香蕉干的干燥技术也发表了多篇文章，在不断的发掘各种干燥方法的最优方案时，笔者发现一处十分明显的差异，即研究不同地域生产的香蕉所制成的香蕉干，其最佳的含水率差距明显，如大连民族学院国家民委重点实验室得出的最佳香蕉干含水率为30%，广东农业科学的文章指出最佳的香蕉干含水率为18%[2]，湖南农业科学的文章对香蕉干要求含水率为16%[12]，而在国标中仅对香蕉脆片的含水率要求为小于5%[13]，但对香蕉干无国标要求，证明了香蕉干含水率具有特殊地域性与品种性。

在当前市场中我们常见的香蕉干产品主要使用的是一代干燥技术方法，即热风干燥与油炸干燥法进行生产。

但由于在油炸过程中会生成对人体有害的丙烯酰胺，同时油脂易氧化影响产品质量[11]，因此小规模生产出最佳香蕉干的方法无疑是使用热风干燥法。

热风干燥根据传质传热原理，将热源提供的热量，用风机将热风吹入干燥室或者烘箱内，利用流动的热风将热量传递给物料，使物料发生两个扩散，即物料表面水分到干燥介质的外扩散与物料内部由于物料外部水分过低而形成的水分梯度而向表面扩散的内扩散[14]。

这两个扩散持续进行直至物料达到一定的含水率后达到干燥目标[15]。

在热风干燥中温度和时间对于物料的品质影响十分显著，而香蕉因为其含有很高还原糖，使其对于干燥温度更为敏感。

香蕉的切片厚度影响其内部水分迁移过程[16]，影响香蕉干干燥速率，增加了成本[17]。

随着科技的发展，越来越多香蕉干制的方法涌现，但如何优化成本、高效保质、适用于广大农民制作的研究还在继续进行。

1.4香蕉干的护色

果蔬干制品中的护色一直是果蔬干制品中一个重要的环节，护色效果的好坏影响着果蔬干制品的产品外观与质量。

而影响香蕉干色、香、味的重要原因有，香蕉中的丹宁，使香蕉在加工过程中容易发生褐变与复涩现象；

香蕉的果肉与空气中的氧气接触后，在氧化酶催化下生成褐色或黑褐色的醌类；

香蕉所含的还原糖发生非酶褐变，使产品变黑且产生异味[18]。

这些原因导致了香蕉在进行干制前，必需经过护色处理，才能更好的保证香蕉的色、香、味。

因此，抑制香蕉发生酶促褐变也成为香蕉干护色的首要问题[19]。

对于香蕉干护色的方法主要采取化学的方法，即通过还原剂与抗氧化剂来一直酶促褐变的发生。

目前对于香蕉干常用的护色方法为包括有：

（1）熏硫法，使二氧化硫与香蕉中的过氧化物反应生成过氧化氢，使氧化酶失去活性。

（2）浸硫法，亚硫酸能使过氧化酶失去氧化作用[20]。

（3）氯化物处理法，氯化物溶于水减少水中溶解酶，抑制氧化酶活性，还可以与二氧化硫控制褐变作用[21]。

（4）浸泡于护色剂中。

当前护色剂主要包括有柠檬酸、氯化钠、亚硫酸钠、D-抗坏血酸钠，EDTA-2Na、亚硫酸氢钠等[22]。

护色剂的研究始终是香蕉制品的一个科研难题，由于香蕉品种不同，香蕉成熟度不同，都影响着护色剂的配方。

当前普遍使用多种护色剂相互配合，配制成复合护色剂来使护色效果达到最佳。

1.5选题意义

2009年初冬，广西香蕉销售出现“寒流”，90多万吨香蕉滞销，价格一路狂跌，低至0.2元/kg，无数蕉农惨遭损失，一夜白头，所幸经各级党政府部门采取措施与帮扶才使蕉农挽回部分损失[23]。

广西香蕉以鲜销为主，加工处理商品化技术比较落后，这才导致了这一悲剧产生[24]。

在多种香蕉制品中，香蕉干作为人们喜爱的休闲小食品，且制作工艺简单，假使当初广西当地拥有较多的香蕉加工生产厂家，那么就能避免“寒流”的发生。

本文在考虑人们日常在购买食品时主要以感官判断产品好坏，且从小厂家的成本角度出发，主要研究以感官评定为标准，采用热风干燥方法，使用钦州浦北地区生产的香蕉为原料，对香蕉干的护色剂配方与干燥参数进行优化，旨在能给生产厂家一定理论依据。

2材料和方法

2.1材料和仪器

2.1.1主要原料与试剂

材料：

钦州矮香蕉采自钦州浦北

试剂：

柠檬酸AR天津市津北精细化工有限公司

氯化钠AR天津市鼎盛鑫化工有限公司

亚硫酸钠AR天津市北辰方正试剂厂

2.1.2主要仪器与设备

电子天平上海智诚分析仪器制造有限公司

鼓风干燥箱梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司

2.2实验方法

2.2.1香蕉干制作的工艺流程

香蕉干制作：

选择原料→剥皮→切片→护色→干燥→包装→贮藏

2.2.2香蕉干的制作

（1）原料选择：

香蕉干对于香蕉成熟度要求较高，一般使用9成熟的香蕉进行干制。

青香蕉有涩味，干制出来颜色发白，过熟香蕉偏软烂，不适宜加工。

（2）剥皮：

手工剥皮。

（3）切片：

因切片大小对于干燥的效果有影响，故需要用尺子进行仔细测量，并以圆形切取。

（4）护色：

配制护色剂，放入香蕉，比例为3:

1。

香蕉要被护色剂完全浸没且接触均匀。

浸泡时间为10分钟[25]。

（5）干燥：

将香蕉片从护色剂中取出，均匀摆放在铺有纱窗网的小托盘上（为了使香蕉片上下受热均匀与排除水分）放入烘箱进行干燥。

（6）包装、贮藏：

成品在达到室温后用聚乙烯薄膜袋包装，并放置在干燥阴凉处。

2.2.3香蕉干含水率计算公式

香蕉干含水率＝［（m2-m1）/（m1-m）］×

100％

式中，m：

干燥皿的重量，g；

m1：

干燥皿和香蕉干样品的重量，g。

m2：

干燥皿和香蕉干干燥后的重量，g。

2.2.4护色剂单因素试验

采用感官评定法决定最佳的复合护色剂配比。

影响香蕉干风味颜色的护色剂配方主要考虑有柠檬酸、亚硫酸钠、氯化钠的浓度。

2.2.4.1不同柠檬酸浓度对香蕉干护色效果的影响

各切取6片厚度为3mm的香蕉片，在配置有亚硫酸钠0.7g/L，氯化钠1.5g/L，柠檬酸1.0g/L、1.5g/L、2.0g/L、2.5g/L、3.0g/L浓度的