桂花花生乳饮料的研制.docx
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桂花花生乳饮料的研制
本科毕业设计（论文）
桂花花生乳饮料的研制
学院轻工化工学院
专业食品科学与工程
2010年6月
摘要
以花生、桂花为主要原料，应用正交实验设计优化桂花萃取工艺条件和花生乳制备工艺（包括花生烘烤、浸泡以及磨浆的最佳工艺的研究）。
首先对各原料组分如乳化剂、桂花提取液、脱脂奶粉等进行单因素试验，在此基础上选出3个对产品质量影响最大的因素做正交试验，根据感官质量评价确定最佳配方。
研究结果表明：
桂花最佳浸提条件为在80℃下用60倍干桂花重量的水浸提60min；花生于烘箱中在120℃下烘烤20min，添加10%的NaHCO3在60℃下浸泡6h后用15倍花生干重的水磨浆可得最高出汁率6.2%。
以每100g花生浆为基准，添加10g白砂糖、0.08g柠檬酸，0.1g甘油单硬脂酸酯、0.1g羟甲基纤维素钠、0.8g脱脂奶粉和25g桂花提取液，可调配出口感适合营养丰富的桂花花生乳饮料。
关键词：
桂花，花生，浸提，正交实验，最佳配方
Abstract
Inthisstudy,takepeanutsandOsmanthusfragransasthemainrawmaterials,andsearchfortheoptimizationofextractionconditionsforOsmanthusandpreparationofpeanutmilk（includingpeanutroasting,soaking,andthebestrefiningtechnologystudies）intheapplicationoforthogonalexperimentaldesign.Conductsinglefactortestsonthecompositionofvariousrawmaterialssuchasemulsifiers,Osmanthusfragransextraction,skimmedmilkpowder.Selectthreefactorsaffectingproductqualitymostlyfororthogonaldesigns,finallydeterminethebestformulaaccordingtothesensoryqualityevaluation.Theresultsshowthat:
Osmanthusoptimumextractionconditionswereat80℃for60minwithwaterequalingto60timesweightofOsmanthus;Bakepeanutsintheovenat120℃for20min,thenadd10%NaHCO3at60℃for6hsoaking,andgrindingpeanutswithwarmwaterwillgainthehighestextractionrateof6.2%.Takeper100gofpeanutslurryasthebase,adding10gsugar,0.08gcitricacid,0.1gglycerolmonostearate,0.1gCMC-Na,0.8gmilkpowderand25gOsmanthusfragransextractionsolution,thenutrientOsmanthusfragranspeanutmilkbeveragewithsmoothtastewillbeprepared
Keywords:
Osmanthusfragrans,Peauts,Extration,Orthogonalexperiment,optimumformul
目录
1绪论1
1.1概述1
1.1.1桂花简介1
1.1.2花生简介1
1.2资源分布和药用营养价值1
1.2.1桂花资源和药用营养价值1
1.2.2花生的资源分布和药用营养价值2
1.3食疗功效2
1.3.1桂花的食疗功效2
1.3.2花生的食疗功效2
1.4国内外的研究概况及存在问题2
1.4.1花生国内外开发现状2
1.4.2桂花国内外开发现状3
1.4.3花生蛋白饮料常见的质量问题及原因分析3
1.5研究的目的和意义4
1.6论文构成及研究内容4
1.6.1研究桂花最佳提取条件4
1.6.2花生烘培、浸泡及磨浆条件进行研究5
1.6.3原料组分的单因素实验研究5
1.6.4桂花花生饮料的最佳的配方5
2.材料和方法6
2.1材料6
2.1.1原料6
2.1.2化学试剂6
2.2仪器与设备6
2.3生产工艺流程7
2.4操作要点7
2.4.1桂花提取液的制备7
2.4.2花生浆液的制备7
2.4.3桂花花生乳的制备8
2.5实验方法9
2.5.1桂花最佳提取工艺条件的确定9
2.5.2花生最佳烘烤条件的确定9
2.5.3花生最佳浸泡条件的确定9
2.5.4花生磨浆加水量的确定10
2.5.5原料添加量的单因素实验10
2.5.6最佳配方的确定11
2.6分析评价方法11
2.6.1有机组分的测定11
2.6.2桂花花生乳饮料感官评定项目和方法12
3.结果与分析13
3.1桂花最佳提取条件正交实验结果13
3.2花生烘烤条件的研究结果14
3.2.1烘烤温度的选择14
3.2.2焙烤时间的选择15
3.3花生浸泡工艺的条件的确定15
3.4磨浆17
3.5配方单因素实验17
3.5.1柠檬酸17
3.5.2白砂糖18
3.5.3脱脂奶粉19
3.5.4单甘酯20
3.5.5桂花提取液22
3.6最佳配方正交实验23
4.结论与展望25
4.1结论25
4.2展望25
参考文献26
致谢28
1绪论
1.1概述
1.1.1桂花简介
桂花，属本犀科，常绿灌木或小乔木，常见的有金桂（花橙黄色）、银桂（花黄白色）及丹桂、四季桂等，与世界著名天然木本香料植物茉莉和大花茉莉属同一家族。
桂花香气都文雅，清甜纯正，是我国一种珍贵的观赏芳香植物。
花可提出芳香油或用作食品、糖果和香料的原料。
桂花已跻身于我国传统的十大名花之列，被国家轻工部等列为我国重要经济树种。
今年来“中国花卉协会桂花分会”的学术组织的成立对协调我国桂花的科研与生产、优良品种的繁育与推广、桂花产品的加工利用和国内外贸易等打下了良好的基础[1]。
1.1.2花生简介
花生又名落花生、地果、唐人豆。
花生长于滋养补益，有胎甲球于延年益寿，所以民间又称“长生果”，并且和黄豆一样被称为“植物肉”、“素中之荤”。
花生的营养价值比粮食类高，可与鸡蛋、牛奶、肉类等一些动物性食品媲美。
它含有大量的蛋白质的脂肪，特别是不饱和脂肪酸的含量很高，很适宜制造各种营养食品。
1.2资源分布和药用营养价值
1.2.1桂花资源和药用营养价值
桂花在南方l3省（区）大面积推广种植。
尤以桂林、成宁、杭州、苏州、六安等市栽培最盛，威宁市现有桂花84.7万株，投产受益的约l5万株，桂林市现有成年桂树20余万株，六安市行署将桂花列为当地三大经济树种之一，现有成年桂树6万余株，年产鲜花l1．5万斤．产值147万元，居全国第四。
桂花有丰富的营养价值。
含有22种氨基酸（包括人体必须的8种）和AB族、C、D、E、K等15种维生素，含有10多种人体必须的微量元素和大量的激素、酶、生长素等。
还含有桂花烷、三十碳烷、胡萝卜素等成份，胡萝卜素是维生素A的前身，经消化后水解，变成加倍的维生素A，具有营养强身的作用，能促进身体发育、营养角膜、骨骼构成、脂肪分解等。
现代医学证实，维生素A可以抑制癌物，增加人体的抗癌免疫力，有抗衰者、美容健身的作用。
桂花花粉主要由香料、色素、糖分和营养索组成。
据测定，每百克糖腌桂花中，含蛋白质0.6克，脂肪0.1克，碳水化合物26．6克，粗纤维7.2克，灰分2.5克，水分63克，发热量110千卡，在世界上称为“全营养食品”[20]。
1.2.2花生的资源分布和药用营养价值
花生是世界上重要的油料作物，也是一种很好的植物蛋白资源，在我国许多的地区有栽培，年产量仅次于印度，居世界第二位。
花生是一项重要的食品资源，是广大人民所喜爱的一种高营养食品。
花生营养全面，每百克含蛋白质25～36g，并具备8种必需氨基酸，还具备脑细胞发育和增强记忆力的谷氨酸和天冬氨酸。
花生中含脂肪50％左右（主要是不饱和脂肪酸占80％，不饱和脂肪酸和油中的巢醇，均有降低血清胆固醇和肌肤润洁细腻的作用。
饱和脂肪酸占20％），并含有神经所需的重要物质脑磷脂和卵磷脂，可以延缓脑功能衰退，防止动脉粥样硬化。
花生中含有丰富的钾（每百克高达674rag）、B族维生素以及铁锌镁铜等26种矿物及微量元素。
花生仁含有丰富的钙，对儿童、孕妇、乳母和老年人尤为必需，同时又是运动员、宇航员的优良保健食品[2,3]。
。
1.3食疗功效
1.3.1桂花的食疗功效
桂花的果实、花、根皮均可入药。
中医认为，桂花性辛温，有温中散寒、暖胃止痛、化痰散淤、平肝益肾、舒筋活络等功效，可治咳嗽、吐痰、胃及十二指肠溃疡、胃下垂和菌痢等病症，对咽干、牙痛、口臭等有显著效果。
现代医学研究表明。
桂花富含锌，经常食用，能促进儿童身体发育和骨骼构成，提高人体免疫力。
1.3.2花生的食疗功效
花生能增强记忆，抗老化，延缓脑功能衰退，滋润皮肤。
花生中的不饱和脂肪酸有降低胆固醇的作用，用助于防治动脉硬化、高血压和冠心病。
美国科学家在花生中发现了一种生物活性很强的天然多酚类物质——白藜芦醇。
这种物质是肿瘤类疾病的化学预防剂，也是降低血小板聚集，预防和治疗脉粥样硬化、心脑血管疾病的化学预防剂。
花生还有扶正补虚、悦脾和胃、润肺化痰、滋养调气、利水消肿、止血生乳、清咽止疟的作用。
1.4国内外的研究概况及存在问题
1.4.1花生国内外开发现状
花生种子可炒制、油炸或做花生糖、花生酥等糖果糕点以及花生酱。
茎叶为优质饲料，荚壳可作粘胶的原料，榨油后的副产品花生饼可加工成脱脂蛋白粉，经膨化处理可制成花生蛋白肉。
花生除供食用外，在医药、印染、造纸工业上可作乳化剂，经干馏、水解可得到醋酸、醋石和活性炭等10多种产品。
种皮可入药，对多种出血性疾病有止血作用。
对小儿单纯性消化不良有一定疗效，并有镇咳祛痰作用。
在纺织工业上用作润滑剂，机械制造工业上用作淬火剂。
其中乳源生物活性肽则最具魅力。
目前有些生物活性肽已作为保健食品和药物实现了工业化生产，并取得巨大经济效益和社会效益。
1.4.2桂花国内外开发现状
从保健功能方面看，桂花产品都具有潜在的开发利用价值。
经糖渍和盐渍后的桂花广泛应用于食品、糕点和饮料的调香中。
桂花浸膏及浸油是一种高档花香型天然香料，特别适合用于配置高档香水、香精。
国内已有厂家生产用桂花做桂花茶、桂花酒，行销海内外，但在饮料方面的开发应用较少。
1.4.3花生蛋白饮料常见的质量问题及原因分析[4]
花生蛋白饮料的营养价值已被世人所共识，但目前生产的产品大多色泽欠白，自然香味不够或带有生青味及豆腥味，常产生油圈、油水分离、蛋白质沉淀等质量问题n引，这严重阻碍了花生蛋白饮料的发展。
1）生腥味
产品的自然香味不浓，且带有生青味和豆腥味。
原因是：
烘烤不够，未能完全钝化脂肪氧化酶；灭酶前，用水浸泡过花生，使脂肪氧化酶遇水活性增强。
2）变浓变稠
主要表现为存放或销售过程中，呈现浓稠状或嫩豆花状，轻晃可颤动，将瓶倒置或倾斜时，不流动或流动非常缓慢。
分析其原因，可能是：
水质硬度过高，水中的钙离子和镁离子等与蛋白质结合，使蛋白质发生凝固；烘烤时间过长或温度过高，蛋白质发生变性；植物胶稳定剂添加过多，低温变稠；封口不严，枯草杆菌等微生物人侵。
3）沉淀分层
蛋白饮料在存放过程中，短期内瓶底出现较多的粉状或块状沉淀，而瓶的上部液面则有约10mm的油圈，严重时可达l0—30mm。
可能原因有：
乳化稳定剂选择不当，添加不足或溶解不充分；水质硬度过高，水中的钙离子和镁离子等与蛋白质结合，使蛋白质发生凝固；磨浆和均质不够充分，蛋白粒子太大，导致沉降速度较大，破坏了乳状液的沉降平衡；原料烘烤过度、杀菌时间过长、温度过高、冷却不及时等导致蛋白质变性。
4）腐败变质
放置数天后，呈豆花状，开瓶有恶臭，pH值下降等。
可能的原因：
生产调配时间太长，引起了微生物过度污染；封口不严，导致微生物侵人并繁殖；杀菌强度不够，能彻底杀灭所侵人的微生物。
5）脂肪上浮
通过两种方法降低脂肪含量：
一是增加水的用量从而降低花生奶中的花生仁含量，用脱脂奶粉替代全脂奶粉。
脱脂奶粉可以减轻产品油脂分层和易氧化的不利影响，此外均质作用以减轻油脂分层的现象。
1.5研究的目的和意义
花生乳是利用优质花生为主要原料精制而成时一类营养型饮料，蛋白质和不饱和脂肪酸含量高，且富含多种维生素，并含有Ca，P、Fe，Zn、K等多种对人体有益的矿物元素，特别是在花生蛋白中，氨基酸种类和数量丰富．人体必需氨基酸的量占氨基酸总量的25%，种类齐全，比例合理，花生蛋白消化率达98%，是一类很有发展前景的植物蛋白饮料。
根据我国人民膳食结构中蛋白质偏低的现状和国情，在原轻工部制订的“大力发展植物蛋白饮料”方针的促进下，花生蛋白饮料必定有着广阔的开发前景。
大豆蛋白的利用使各项相关工艺和技术日益成熟，花生蛋白饮料在较短的时间内就得到飞快的发展。
人们对花生蛋白饮料的需求日益扩大，推动了其加工技术和装备不断改进，新产品层出不穷，新包装不断出现，各种天然的、复合的、功能性的花生蛋白饮料不断涌现，产量不断增长。
利用桂花提取芳香物质，制成乳状饮料是一种尝试，而单用桂花则在滋味及质感上尚有不足。
我们在参考文献的基础上，制成了清香爽口的桂花花生饮料产品。
本研究以花生为主要原料，辅以适量的桂花，研究了原料配比及生产工艺，并对影响口感的因素进行了分析与探索[5]。
然而，花生乳是以蛋白质植物油卵磷脂成分组成的复杂乳状液，属热力学不稳定系统，在贮存过程中，会发现脂肪上浮，顶部形成脂肪圈、蛋白质沉淀等不稳定现象。
这一不稳定性，严重影响产品质量，提高花生乳的质量的稳定性，是花生生产过程中的关键问题。
本试验通过对花生乳加工工艺及稳定性的研究与桂花萃取条件的研究，取得了稳定性良好的产品。
1.6论文构成及研究内容
1.6.1研究桂花最佳提取条件
通过不同浸提温度、浸提时间和固液比这三因素做正交试验，根据感官质量评价研究确定桂花的最佳浸提条件。
1.6.2花生烘培、浸泡及磨浆条件进行研究
通过不同的烘烤温度和时间对花生脱衣程度和感官质量的影响程度进行打分确定最佳烘烤条件；选取浸泡温度、时间以及NaHCO3浓度作三因素三水平的正交试验设计，根据花生浆的稳定性和出汁率确定出最佳浸泡条件；用磨浆加水量做单因素试验对花生浆感官质量的影响确定磨浆最适合的加水量。
1.6.3原料组分的单因素实验研究
按照实验设计进行各原料组分的单因素实验研究糖、柠檬酸、稳定剂、脱脂奶粉和桂花提取液对产品品质的影响。
1.6.4桂花花生饮料的最佳的配方
选取白砂糖、脱脂奶粉和桂花提取液添加量这三个主要因素作正交试验研究桂花花生饮料的最佳配方。
2.材料和方法
2.1材料
2.1.1原料
A、原辅材料
表2.1.1A原辅材料汇总表
名称
级别
产地/厂家
花生
食品级
广东
干桂花
食品级
云南
脱脂奶粉
食品级
雀巢有限公司
白砂糖
食品级
广西
B、食品添加剂[14]
表2.1.1B食品添加剂汇总表
名称
规格
级别
生产厂家
甘油单硬脂酸酯
100g
分析纯
汕头市西陇化工厂有限公司
抗坏血酸
100g
分析纯
汕头市西陇化工厂有限公司
柠檬酸
500g
分析纯
汕头市西陇化工厂有限公司
羧甲基纤维素钠
500g
分析纯
上海淘捷化学试剂有限公司
2.1.2化学试剂
表2.1.2A原辅材料汇总表
名称
级别
生产厂家
碳酸氢钠
分析纯
天津市大茂化学试剂厂
硫酸铜
分析纯
天津市大茂化学试剂厂
氢氧化钾
分析纯
天津市大茂化学试剂厂
次甲基蓝
分析纯
上海贺宝化工有限公司
葡萄糖
分析纯
广州伟伯化工有限公司
2.2仪器与设备
A、仪器：
烧杯、量筒、温度计、玻璃棒、滤布
B、设备
表2.2设备汇总表
名称
型号
生产厂家
筛网
40目/吋
浙江上虞市庐江仪器厂
烘箱
－
广州市鑫南方电热设备有限公司
电热炉
－
Mikado
蒸汽压力灭菌锅
LDZX-40
上海申安医疗器械厂
高压均质机
GYB
上海东华高压均质机厂
电子分析天平
JA5003
上海安锐自动化仪表有限公司
台秤
－
广州市白云山衡器厂
榨汁机
JYDE-16A
山东九阳小家电有限公司
不锈钢锅
—
彩塘新联工业区
调温调湿箱
WS/08-01A
重庆试验设备厂
2.3生产工艺流程
水
干制桂花浸提过滤桂花提取液辅料与添加剂
水NaHCO3
花生烘烤脱皮浸泡磨浆过滤花生浆调配
产品灌装灭菌均质
2.4操作要点
2.4.1桂花提取液的制备
（1）筛选：
采用干制桂花，要求新鲜，无病虫害，无腐烂杂质。
（2）浸提：
本试验用水浸提法，通过控制花水质量比、浸提温度和浸提时间三个主要因素，采用L9（33）正交实验设计方案以最大限度地溶出花的有效成分。
（3）过滤：
用250目尼龙布过滤去除滤渣。
2.4.2花生浆液的制备[6,7]
1）花生仁的选择：
花生要求品种优良，成熟新鲜，不得有虫咬、霉变。
粒大衣薄，粒重饱满，大小均匀，红衣淡红无皱有光泽。
2）热烘去酶：
烤箱加热至110～130℃，加入称量好的干花生仁10～30min后取出，以八成熟、红衣不焦黄、易搓去为佳。
（花生含脂肪氧化酶，为防止花生仁破碎时脂肪氧化酶氧化不饱和脂肪酸产生异味，在花生磨浆前通过加热破坏酶）
3）去皮：
用手搓揉脱去花生红衣，去除皮中单宁和色素等苦涩物质，以防止制品带有涩味和色深现象。
4）浸泡：
浸泡用水要符合饮用水卫生标准。
按表2.5.3的设计加入水和NaHCO3，同时添加1％的抗坏血酸，浸泡3～9h后捞出，彻底用水清洗，洗净碱液，使其PH值低于7.5，捞出沥干。
5）磨浆：
往榨汁机中加入5～20倍水，选择“全浆榨汁”模式（当水温达到90℃时连续6次榨浆）。
磨出的花生糊浆应细腻无粗糙感。
（磨出的花生颗粒过粗，则影响蛋白质的提取；太小则影响过滤除渣，致使细渣存于浆中，静置后易产生沉淀。
）
6）过滤：
料液经40目筛网和两层纱布去渣，取滤液。
2.4.3桂花花生乳的制备
1）调浆：
以甘油单硬脂酸酯作为乳化剂，CMC-Na为乳化稳定剂，配以白砂糖、柠檬酸、脱脂奶粉来调配桂花花生乳饮料。
一次冲浆：
将配方量的乳化剂、乳化稳定剂和等量的白砂糖并搅匀，加入少量水（85～90℃），搅拌至完全溶解备用。
二次冲浆：
将脱脂奶粉和剩余的白砂糖混均匀，用开水溶解。
往锅中倒入花生浆液和已冲浆溶解的辅料，加入柠檬酸调节pH值约4～5。
2）均质：
将料浆流入均质机2次，均质温度80℃左右，压力第一次25～30MPa，第二次20～25MPa。
均质后尚未灌装的花生乳在暂贮容器中静置片刻底部会聚集热不稳定沉淀物，可经离心分离或延长静置时间后分离。
3）灌装：
均质后料液温度高于80℃时，迅速准确地连续灌装于已灭菌的玻璃瓶中，封盖。
4）杀菌：
密封的乳瓶送入高压蒸汽灭菌锅，采用1个工程大气压的压力，预热80℃保持10min，加热100℃保持15min，再恒温121保持20min，用气泵加反压降温至100℃，冷却至50℃一下出锅，再冷却，经检验合格后贴标签装箱，即为成品。
2.5实验方法[8~10]
2.5.1桂花最佳提取工艺条件的确定
按照表2.5.1A和表2.5.1B的设计来浸提干制桂花，对所得产品从色泽、香气以及口味等感官因素进行感官评价分析得出最佳浸提条件。
表2.5.1A桂花浸提工艺实验因素水平表
因素水平
A固液比
B浸提时间（min）
C浸提温度
1
1:
80
30
60
2
1:
60
60
80
3
1:
30
90
100
表2.5.1B桂花浸提工艺正交设计表
试验号
A
B
C
固液比
浸提时间
浸提温度
1
1
1
1
2
1
2
2
3
1
3
3
4
2
1
2
5
2
2
3
6
2
3
1
7
3
1
3
8
3
2
1
9
3
3
2
2.5.2花生最佳烘烤条件的确定
用炒锅容易因局部过热而产生焦味，微波炉加热受热最为均匀但受到设备限制，综合考虑下决定采用烘箱加热。
将等量的花生分别在110℃、120℃、130℃下烘烤15min，根据感官评价确定出最佳烘烤温度；然后在此温度下分别烘烤10min、20min、30min，由色泽、味道以及脱红衣难易程度确定出最佳烘烤时间。
2.5.3花生最佳浸泡条件的确定
按照表2.5.3正交试验设计，测定计算出各组试验所得到的花生浆的出汁率，以出汁率为评分标准，并通过极差分析确定最佳浸泡条件。
2.5.3花生最佳浸泡条件正交设计试验表
试验号
A
B
C
浸泡时间/h
浸泡温度/℃
NaHCO3/（g·kg－1）
1
1（3）
1（45）
1（0）
2
2（6）
2（60）
2（10）
3
3（9）
3（75）
3（20）
4
1
2
3
5
2
3
1
6
3
1
2
7
1
3
2
8
2
1
3
9
3
2
1
2.5.4花生磨浆加水量的确定
以最佳烘烤和浸泡条件为基础，分别加入花生重量5、10、15、20倍的水，用榨汁机将水加热到90℃后进行6次打浆，由感官评价确定最佳加水量。
2.5.5原料添加量的单因素实验[11]
1）酸味剂添加量的单因素实验[19]
以100g花生浆液为基准物质，分别添加0g、0.04g、0.08g、0.16g、0.2g柠檬酸，然后测定其pH值并进行感官评价，初步确定柠檬酸的添加量。
2）甜味剂添加量的单因素实验
以100g花生浆液（由以上实验确定的最佳生产工艺条件生产所得）为基准物质，分别添加0g、5g、8g、12g、16g白砂糖，然后进行感官评价，通过对产品进行感官评分，初步确定白砂糖的适宜添加量范围。
3）脱脂奶粉添加量的单因素实验
以100g花生浆液为基准物质，分别添加0g
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