紫薯全粉的加工工藝及其經(jīng)濟(jì)效益

1、紫薯全粉加工工藝及經(jīng)濟(jì)效益吳泓澈（食品科學(xué)與工程學(xué)院 食品（英）1301 1334010070）摘要紫薯全粉系選用新鮮優(yōu)質(zhì)的紫薯，經(jīng)去皮、干燥等工藝加工而成。保留了紫薯除皮以外的全部干物質(zhì)：蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物維生素、礦物質(zhì)及膳食纖維等。復(fù)水后的紫薯全粉，其色澤、香氣、滋味、口感與新鮮紫薯蒸熟搗泥的狀態(tài)相同。紫甘薯具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，紫薯全粉的開(kāi)發(fā)研究有利于其加工的擴(kuò)大化和優(yōu)質(zhì)化。但目前，全球?qū)ψ鲜砣奂庸さ难芯枯^少，本文簡(jiǎn)單的綜合性敘述關(guān)于紫薯全粉加工的研究成果：1、 干燥方式：以紫薯為原料， 通過(guò)鼓風(fēng)干燥、 真空冷凍干燥、 真空干燥三種干燥方法對(duì)紫薯全粉的制備進(jìn)行研究， 探討三種方式對(duì)

2、于紫薯全粉基本化學(xué)成分、 色差、 碘藍(lán)值、 持水性和持油性、 總花青素含量等品質(zhì)的影響。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論， 真空冷凍干燥對(duì)于紫薯全粉的基本化學(xué)成分、 色差、 碘藍(lán)值、 持水性和持油性、 總花青素含量等品質(zhì)的綜合影響最小， 真空干燥緊隨其后。因此，為了保持紫薯全粉的完整性，同時(shí)考慮生產(chǎn)成本，在加工紫薯全粉過(guò)程中以真空干燥方法為最佳。2、 單因素分析：對(duì)紫薯全粉加工的蒸煮時(shí)間，蒸煮溫度，干燥時(shí)間，干燥溫度等單因素進(jìn)分析，研究其對(duì)紫薯全粉品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，影響因素大小順序?yàn)椋焊稍餃囟?gt;干燥時(shí)間>蒸煮時(shí)間>蒸煮溫度。3、 加工后指數(shù)品質(zhì)（水分、碘藍(lán)值、色澤、花青素等）的變化：

3、干燥后紫薯全粉的灰度，還原糖，脂肪都比原料有所提高，反映細(xì)胞在一定程度上破損，從而釋放出養(yǎng)分；淀粉含量有所損失；蛋白質(zhì)在加工前后變化不大， 有所損失。碘值有所提高；水份、油份、總花青素含量在真空干燥的加工工藝下，結(jié)構(gòu)完整，品質(zhì)較好。在加工過(guò)程中還生成了新的芳香成分。4、 護(hù)色：為提高紫薯全粉的外觀品質(zhì)，對(duì)紫薯全粉加工中的無(wú)硫護(hù)色技術(shù)進(jìn)行了研究。選取氯化鈉、檸檬酸、L-半胱氨酸組成復(fù)合護(hù)色劑，以紫薯全粉加工前后的色差值 E 作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)研究了 3 種護(hù)色劑和護(hù)色時(shí)間對(duì)紫薯護(hù)色效果的影響。結(jié)果表明：在氯化鈉濃度為 0.6%，檸檬酸濃度為 0.6%，L-半胱氨酸濃度為0.1

4、2%的條件下護(hù)色 20min，紫薯護(hù)色效果最佳。5、 輻射殺菌：由于傳統(tǒng)的物理滅菌容易破壞其有效成分，化學(xué)方法則會(huì)造成有毒物質(zhì)殘留。采用輻照方法進(jìn) 行 類 似 農(nóng) 產(chǎn) 品 的 滅 菌 已 有 一 些 報(bào) 道， 但 采 用60Co-射線進(jìn)行紫薯全粉輻照殺菌研究尚未見(jiàn)報(bào)道。為確保紫薯全粉的質(zhì)量，延長(zhǎng)保藏期， 提高產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，筆者進(jìn)行了紫薯全粉輻照殺菌工藝、 殺菌效果及對(duì)其成分影響等方面的研究，為制定紫薯全粉輻照工藝標(biāo)準(zhǔn)及推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。6、 經(jīng)濟(jì)效益：設(shè)備投資按日加工鮮紫甘薯計(jì)649萬(wàn)元。廠房面積8000平方米。主要設(shè)備甘薯前處理設(shè)備、色素提取純化設(shè)備、膳食纖維酶法生產(chǎn)

5、設(shè)備、淀粉加工干燥設(shè)備、膳食纖維干燥系統(tǒng)設(shè)備淀粉、膳纖維定量包裝設(shè)備、其它設(shè)備等。 每噸紫甘薯可產(chǎn)天然色素20kg淀粉200kg膳食纖維50kg。產(chǎn)值10200元原料成本1600元升值7倍。月加工按25天/月計(jì)，1250噸產(chǎn)值1275萬(wàn)元原料成本200萬(wàn)元。年加工12500噸，產(chǎn)值12750萬(wàn)元原料成本2000萬(wàn)元。關(guān)鍵詞：紫薯；全粉；真空干燥；真空冷凍干燥；鼓風(fēng)干燥；護(hù)色1.緒論1.1概述1.11紫薯簡(jiǎn)介甘薯原產(chǎn)于南美洲，16 世紀(jì)傳入我國(guó)， 最初在福建、 廣東一帶栽培， 后來(lái)逐漸遍及全國(guó)各地， 故又名番薯，目前我國(guó)甘薯的種植面積和產(chǎn)量均居世界首位。紫色甘薯 Ipomoea batatas

6、( L.) Lam.， 又稱“黑紅薯”、“紫心甘薯”、“紫肉甘薯” 或紫番薯， 其含有豐富的花青素，為薯皮紫黑色、 肉質(zhì)紫紅色至深紫色的甘薯新品種 。各國(guó)培育成了不少紫薯良種，我國(guó)目前已育成的紫色甘薯品種有濟(jì)薯 18 號(hào)、 廣薯135、 寧紫 4 號(hào)等。紫薯不同于一般的甘薯品種， 其營(yíng)養(yǎng)成分含量明顯高于普通的紅薯。近年來(lái)， 國(guó)內(nèi)外研究表明: 紫色甘薯具有清除自由基抗氧化功能，常食用紫薯可明顯增強(qiáng)人體免疫能力、 抗腫瘤、 預(yù)防和治療心血管疾病、 抑菌等， 具有降壓、 補(bǔ)血、 益氣、潤(rùn)肺、 養(yǎng)顏之功效，紫薯的防癌抗癌能力居各種食物之首。目前以紫薯為原料制作的炸薯片、 冷凍薯餅和粉絲等， 以其營(yíng)養(yǎng)豐

7、富、 口感 好， 頗受市場(chǎng)青睞。紫薯還可去皮烘干粉碎后加工成全粉，色澤美觀，營(yíng)養(yǎng)豐富，是極好的食品加工原料。但目前國(guó)內(nèi)外在紫薯全粉的生產(chǎn)實(shí)踐中，沒(méi)有較為一致的、 先進(jìn)的工藝技術(shù)，工藝技術(shù)很不成熟。1.12紫薯全粉加工簡(jiǎn)介紫薯全粉的制作方法是經(jīng)過(guò)多道工序加工制作而成的，所以紫薯具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，用途廣泛，在我國(guó)種植面積較大，但是鮮紫薯含水量較高，長(zhǎng)時(shí)間貯藏保鮮困難較大，且貯藏過(guò)程中養(yǎng)分消耗較大，病害損失嚴(yán)重。因此為了延長(zhǎng)紫薯供應(yīng)時(shí)間，必須將其干制。山東樂(lè)農(nóng)實(shí)驗(yàn)中著力于開(kāi)發(fā)一種甘薯全粉，使其貯藏方便，并延長(zhǎng)貯藏時(shí)間，這種甘薯全粉可用來(lái)做饅頭、花卷、面包、糕點(diǎn)、餡料等的配料。1.12.1操作程序原

8、料：選擇三種果肉顏色的紫薯：紫色果肉、橙色果肉、黃色果肉 1.12.2工藝流程將3種原料紫薯清洗去皮切絲片丁護(hù)色干燥粉碎（測(cè)水分）包裝清洗：一定清洗干凈，關(guān)系到產(chǎn)品的最終質(zhì)量。去皮：用竹刀將甘薯的外皮去凈，尤其是紫薯表皮凹陷部分。切片或絲：將去皮后的紫薯用蔬菜切片機(jī)切成一定規(guī)格的薯片或薯丁。護(hù)色：用食鹽配制成0.5%的溶液，將切好的紫薯薯片或薯丁泡在其中數(shù)分鐘。干燥：用烘干設(shè)備干燥，以保證產(chǎn)品的衛(wèi)生，并注意溫度，一般在4550之間，干燥時(shí)間可根據(jù)薯片、絲的大小確定，使最終水分在6%以下。粉碎、包裝：將干燥后的紫薯，用錘片式粉碎機(jī)粉碎，使紫薯粉的細(xì)度在80目左右。（三）結(jié)果與分析三種干燥后的紫薯

9、粉在色澤上以紫色和橙色的甘薯粉為優(yōu)，黃色甘薯色澤較暗。因此選擇紫色和橙色的甘薯品種為原料。上述方法制作的甘薯粉可用來(lái)作為食品原料制作多種食品。如甘薯餅、甘薯糕、甘薯花卷、甘薯面包等，制作方法蒸、煮、油炸均可。1.13紫薯全粉的應(yīng)用實(shí)例1.131添加于混合飲料、固體飲料、冷飲等產(chǎn)品中，提供產(chǎn)品鮮艷的紫色，增加濁度強(qiáng)化產(chǎn)品的真實(shí)感；1.132作為各種糕點(diǎn)的主料和配料，提供產(chǎn)品鮮艷的紫色及紫薯的風(fēng)味；1.133用于紫薯薯片、餅干等產(chǎn)品中，搭配適當(dāng)?shù)南憔?，使產(chǎn)品的滋味更加真實(shí)、體香飽滿、尾香悠長(zhǎng)。1.14紫薯全粉產(chǎn)品系列紫薯的薯肉呈紫色至深紫色。它除了具有普通甘薯的營(yíng)養(yǎng)成分外，還富含硒元素和花青素。近

10、年來(lái)，紫薯在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上十分走俏，發(fā)展前景非常廣闊。紫薯的產(chǎn)季從9月開(kāi)始，供貨時(shí)間有限。而紫薯全粉克服了紫薯的產(chǎn)季限制，大幅延長(zhǎng)了紫薯食品生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)周期。1.41、天然紫薯全粉：粉末狀產(chǎn)品，保留了紫薯果肉的色澤、風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有較好的復(fù)水性。1.42、紫薯熟粉：經(jīng)過(guò)蒸煮過(guò)程，使部分淀粉轉(zhuǎn)化為糖分，因此熟粉比生粉口感更好，營(yíng)養(yǎng)更高，色澤更鮮艷具有熟甘薯的天然香味，用水一沖即可檢驗(yàn)。2.紫薯全粉的生產(chǎn)工藝2.1干燥加工工藝 目前國(guó)內(nèi)外在紫薯全粉的生產(chǎn)實(shí)踐中， 沒(méi)有較為一致的、 先進(jìn)的工藝技術(shù)， 工藝技術(shù)很不成熟。本實(shí)驗(yàn)在前期確定的工藝基礎(chǔ)上， 對(duì)比了鼓風(fēng)干燥、 真空干燥和真空冷凍干燥這

11、三種不同干燥方式對(duì)紫薯全粉的品質(zhì)的影響，分析其理化性質(zhì)與功能特性。最大程度地保留紫薯營(yíng)養(yǎng)的完整性， 優(yōu)化其全粉制作工藝， 并延長(zhǎng)其貯藏時(shí)間，為工廠的生產(chǎn)提供一定的數(shù)據(jù)參考2.1.1 材料與方法2.1.1.1 材料與設(shè)備 新鮮紫薯; 金龍魚 第二代食用調(diào)和油; 其它試劑 為實(shí)驗(yàn)室常用試劑。ULTRASCAN 測(cè)色儀 配有帶溯源數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)白板、 綠板、 Didyfilter 釹鐠濾色片以及標(biāo)準(zhǔn) D65 光源，美國(guó) HunterLab 公司; ALPAAI4CSC 冷凍干燥器配有二級(jí)旋葉真泵、LD2 型 LCD 顯示的控制器、 隔板、 壓蓋裝置及有機(jī)玻璃干燥室?guī)И?dú)立控制真空的外接口， 美國(guó) Chri

12、st 公司; CS101 1A 型電熱鼓風(fēng)干燥箱 中華人民共和國(guó)重慶實(shí)驗(yàn)設(shè)備制造廠;DZF 6020 型真空干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司; FA2004A 電子天平 上海精天電子儀器廠;HR2027 飛利浦?jǐn)嚢铏C(jī) 飛利浦電子香港有限公司;DZKW4 電子恒溫水浴鍋、 DL1 萬(wàn)用電爐 北京中興偉業(yè)儀器有限公司; HWT10C 恒溫振蕩水浴鍋天津市恒奧科技發(fā)展有限公司; 800 型離心沉淀上海手術(shù)器械廠; 722s 可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海棱光技術(shù)有限公司。2.1.1.2 實(shí)驗(yàn)方法2.1.1.2.1 紫薯全粉制作工藝 根據(jù)前者研究結(jié)果與自身?xiàng)l件， 采用不同干燥工藝， 使紫薯全粉產(chǎn)品達(dá)到5% 含水

13、率為要求，進(jìn)行紫薯全粉的制備。2.1.1.2.1.1 鼓風(fēng)干燥工藝 鮮紫薯清洗蒸制( 100 ，20min) 去皮制泥冷卻鼓風(fēng)干燥箱干燥( 80 ，7h) 粉碎磨粉篩分成品2.1.1.2.1.2 真空干燥工藝 鮮紫薯清洗蒸制( 100 ，20min) 去 皮 制 泥 冷 卻 真 空 干 燥 箱 干 燥 ( 0.08Pa，70 ，9h) 粉碎磨粉篩分成品2.1.1.2.1.3 真空冷凍干燥工藝 鮮 紫 薯 清 洗 蒸 制( 100 ，20min) 去皮制泥冷卻冰箱冷凍( 12h) 冷凍干燥機(jī)干燥( 280Pa，1 ，28h) 粉碎磨粉篩分成品2.1.1.2.2 紫薯全粉產(chǎn)品性質(zhì)2.1.1.2.2

14、.1 紫薯全粉基本化學(xué)組分測(cè)定 水分測(cè)定采用 GB5009.32010; 灰分測(cè)定采用 GB5009.3 2010;還原糖測(cè)定采 用 直 接 滴 定 法; 淀 粉 含 量 測(cè) 定 采 用GB /T5009.92008 酸水解法; 蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用GB 5009.5 2010 分 光 光 度 法; 脂 肪 測(cè) 定 采 用GB5009.685 酸水解法。2.1.1.2.2.2 紫 薯 全 粉 色 澤 的 測(cè) 定利 用ULTRASCAN 型測(cè)色儀進(jìn)行測(cè)定， 以儀器白板為標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量紫薯全粉的明度指數(shù) L* 、 彩度指數(shù) a* 和 b* 。L* 稱為明度指數(shù)，反映白度和亮度的綜合值， 該值越大表明被測(cè)

15、物越白亮。L* = 0 表示黑色， L* = 100 表示白色; a* 、 b* 代表一個(gè)直角坐標(biāo)的兩個(gè)方向， + a*值越大，顏色越接近純紅色; a* = 0 時(shí)為灰色; a* 的絕對(duì)值越大，顏色越接近純綠色。 + b* 值越大， 顏色越接近純黃色; b* = 0 時(shí)為灰色; b* 的絕對(duì)值越大，顏色越接近純藍(lán)色。L* a* b* 表色系還可以表示兩種色調(diào)之間的差值，即色差，可用 表示，它表示所測(cè)物體的 L、 a、 b 值與標(biāo)準(zhǔn)白板之間色差值， 其公式為: 值 = ( ) LL* 2 + ( ) aa* 2 + ( ) bb* 2， L* 、 a* 、b* 分別為兩點(diǎn)間三個(gè)坐標(biāo)值的差。通過(guò)比

16、較 值反映紫薯全粉色澤， 它能較好地反映干燥產(chǎn)品的顏色改變。1.2.2.3 游離淀粉碘藍(lán)值( BVI) 測(cè)定 取 100mL容量瓶， 加蒸餾水至近刻度，65.5 預(yù)熱并至刻度定容，準(zhǔn)確量取樣品 0.5mL 置于 250mL 錐形瓶中， 倒入預(yù)熱并定容的 100mL 蒸餾水， 保持于 65.5 恒溫振蕩水浴鍋中振蕩 5min，靜置 1min 后過(guò)濾。濾液保持于 65.5 并趁熱吸取 5mL 置于 25mL 顯色管中， 加1mL 0.02mol /L 的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液， 定容至刻度， 同時(shí)取1mL 0.02mol /L 碘標(biāo)準(zhǔn)溶液， 定容至 25mL 以試劑空白對(duì)照， 以試劑空白調(diào)零點(diǎn)， 使用可見(jiàn)分光

17、光度計(jì)，于 660nm 處比色，測(cè)得吸光度值 A660。BVI =A660W·dm× 20 式( 1)式中: W 為稱取的樣品質(zhì)量; dm 為樣品中干物質(zhì)含量，% 。2.1.1.2.2.4 持水與持油特性測(cè)定取 0.5g 樣品加入離心管中， 稱重W1，加入 10mL 蒸餾水， 在沸水下加熱 15min 并加以攪拌。加熱全粉糊冷卻至室溫并轉(zhuǎn)移到離心管3000r/min 離心 15min，將試管倒置在試管架上， 下面墊吸水紙，靜置 10min 瀝清水分后精確稱質(zhì)量 W2，持水性( WHC) 根據(jù)式( 2) 計(jì)算:WHC( g /g) = W2W1樣品干物質(zhì)的質(zhì)量 式( 2)將

18、5.0g 樣品置于試管中，稱質(zhì)量 M1，用移液管準(zhǔn)確加入 30mL 油， 在沸水中加熱 20min， 在 3000r /min條件下離心 15min， 小心傾倒出上層游離油， 然后將離心管倒置 15min， 瀝盡油后稱質(zhì)量 M2。持油能力( OHC) 用 1.0g 樣品所吸油的質(zhì)量來(lái)表示:OHC( g /g) = M2M1樣品干物質(zhì)的重量 式( 3)2.1.1.2.2.5 總花青素的測(cè)定取適量紫薯干粉樣品2g 左右置于 250mL 錐形瓶， 加入 100mL 0.1mol /L 檸檬酸水溶液， 超聲 0.5h 后過(guò)濾。取澄清濾液進(jìn)行下一步分 析。取 5mL 樣 品 液 置 于 10mL 試 管

19、 中， 用0.1mol /L 檸檬酸水溶液稀釋至 10mL。對(duì)照空白試管取相同量樣品液，在定容前加入 0.5mL 10% Na2SO溶液。加塞混勻，靜置 5min 后分別置于 1cm 的比色皿中，用分光光度計(jì)在波長(zhǎng) 518nm 處測(cè)定其吸光度A，樣品稀釋液扣除空白為測(cè)定值。2.1.2 結(jié)果與討論2.1.2.1 紫薯全粉基本化學(xué)組分特性 由表 1 可以看出， 無(wú)論哪種干燥方法對(duì)于紫薯全粉的基本成分都會(huì)造成一定程度的損失， 但就具體而言，真空冷凍干燥對(duì)于淀粉、 脂肪和蛋白質(zhì)的損失較鼓風(fēng)干燥和真空干燥少， 真空干燥對(duì)全粉的各種基本化學(xué)成分損失量均處于另兩種干燥方法之間，損失量都不大。表 1 不同干燥

20、工藝紫薯全粉的基本化學(xué)成分基本組份（%）鼓風(fēng)干燥鼓風(fēng)干燥真空干燥真空冷凍干燥灰分1.89361.50871.28041.0045還原糖17.504116.950713.93406.9833淀粉12.005315.698716.322318.9672脂肪0.54421.48381.56481.6924蛋白質(zhì)3.40534.44524.52044.81342.1.2.2 紫薯全粉的色差 由圖 1 可知， 三種干燥方法都會(huì)增大紫薯全粉的色差。其中， 真空冷凍干燥和真空干燥對(duì)全粉造成的色差較鼓風(fēng)干燥小， 真空干燥對(duì)色差的影響略大于真空冷凍干燥。因此， 真空冷凍干燥是對(duì)紫薯全粉顏色的影響是最小的，真空干

21、燥次之。2.1.2.3 紫薯全粉的碘藍(lán)值 紫薯全粉中游離淀粉含量的多少是全粉質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)， 現(xiàn)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采用藍(lán)值來(lái)表明游離淀粉含量高低; 藍(lán)值高表明大量紫薯細(xì)胞被破壞， 從而釋放出大量游離淀粉。由圖 2 可以看出， 三種干燥方法都會(huì)增大紫薯全粉的碘藍(lán)值。其中， 真空冷凍干燥和真空干燥的紫薯全粉碘藍(lán)值均低于鼓風(fēng)干燥，真空冷凍干燥又略低于真空干燥， 因此， 真空冷凍干燥對(duì)紫薯細(xì)胞破壞性小， 全粉質(zhì)量較高， 真空干燥次之。 2.1.2.4 紫薯全粉的持水性和持油性 從圖 3 和圖 4 可以看出，三種干燥方法都會(huì)增大紫薯全粉的持水性和持油性。持水力的差異與淀粉內(nèi)束水的位置不同有關(guān)， 主要是由淀粉分

22、子內(nèi)部羥基與分子鏈或水形成氫鍵和共價(jià)鍵結(jié)合所致。羥基與淀粉分子結(jié)合的作用大于與水分子的結(jié)合， 顯示出較低的持水力， 反之則顯示較高的持水力。有研究者認(rèn)為直鏈淀粉含量越高， 膨脹勢(shì)越小。吸油能力的大小受蛋白質(zhì)的來(lái)源、 加工條件、 添加劑的成分顆粒的大小和溫度的影響， 如含非極性尾端較多的蛋白質(zhì)含量增加， 則吸油能力也隨著增加 2122 。三種干燥對(duì)全粉持油性的增大影響相近，只有鼓風(fēng)干燥對(duì)其持油性增大影響略微大一些。但冷凍干燥對(duì)持水性增大響最小，真空干燥次之，鼓風(fēng)干燥最大。 2.5 紫薯全粉的總花青素 從圖 5 可以得知，三種干燥方法都會(huì)不同程度地降低紫薯全粉的總花青素含量，其中，鼓風(fēng)干燥損失量最

23、大，真空冷凍干燥損失最小，真空干燥與真空冷凍干燥相近。就保留全粉花青素而言，真空冷凍干燥最優(yōu)，真空干燥次之，而這兩者均明顯優(yōu)于鼓風(fēng)干燥。2.1.3 結(jié)論2.1.3.1 從感官上對(duì)比了鼓風(fēng)干燥、 真空干燥和真空冷凍干燥紫薯全粉成品的效果， 在使其保持紫薯特有的香氣、 色澤實(shí)驗(yàn)中， 干燥溫度越高， 對(duì)其褐變地影響越大，花青素破壞越嚴(yán)重， 真空干燥和真空冷凍干燥與鼓風(fēng)干燥相比都能較好地保留紫薯本身的色澤，呈深紫色，較接近紫薯原料顏色。2.1.3.2 從紫薯全粉的基本營(yíng)養(yǎng)特性分析， 真空冷凍干燥可以盡可能地保存紫薯的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)， 出粉率也較高，各項(xiàng)指標(biāo)都明顯優(yōu)于鼓風(fēng)干燥后的產(chǎn)品。2.1.3.3 從產(chǎn)品的

24、碘藍(lán)值測(cè)定看， 鼓風(fēng)干燥產(chǎn)品藍(lán)值較高，表明大量紫薯細(xì)胞被破壞， 從而釋放出大量游離淀粉。從持水性、 持油性、 總花青素含量測(cè)定分析，由于真空干燥和真空冷凍干燥都能夠盡可能地保持紫薯營(yíng)養(yǎng)、 結(jié)構(gòu)的完整性， 從而表現(xiàn)出較好的品質(zhì)，使其以后在食品原料或輔料加工方面應(yīng)用具有更好的加工性能。2.1.3.4 整體而言， 真空冷凍干燥雖然對(duì)于紫薯全粉品質(zhì)的影響最小， 但其費(fèi)時(shí)較多， 消耗能源太大， 目前考慮到生產(chǎn)條件的限制， 還是選擇真空干燥， 其各項(xiàng)指標(biāo)較好， 也能夠較好地保存紫薯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。后期實(shí)驗(yàn)還需多研究比較其它干燥方式， 彌補(bǔ)成本較高這一不足。2.2護(hù)色工因紫薯中富含多酚氧化酶和花青素等成分， 極

25、易因酶促褐變和花青素的不穩(wěn)定性其外觀色澤變暗， 影響紫薯全粉的外觀品質(zhì)和商品價(jià)值4。因此，在紫薯全粉加工過(guò)程中，需要對(duì)紫薯進(jìn)行護(hù)色處理。傳統(tǒng)的薯類加工制品護(hù)色多采用亞硫酸鹽，雖護(hù)色效果好，但 SO2 的存在不僅會(huì)破壞花青素5，還對(duì)產(chǎn)品構(gòu)成安全隱患，所以，尋找高效、 安全的無(wú)硫護(hù)色劑成為必然的趨勢(shì)?，F(xiàn)在，我們主要研究以氯化鈉、檸檬酸、L-半胱氨酸復(fù)配制成的無(wú)硫護(hù)色劑和護(hù)色時(shí)間對(duì)紫薯護(hù)色效果的影響， 獲取紫薯全粉加工中的較優(yōu)護(hù)色工藝條件，為高品質(zhì)、安全的紫薯全粉加工提供技術(shù)參數(shù)和生產(chǎn)指導(dǎo)。2.2.1 材料與方法2.2.1.1 材料與儀器 新鮮紫薯：購(gòu)于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，生鮮、無(wú)損傷；氯化鈉、檸檬酸、L-半

26、胱氨酸等化學(xué)試劑均為分析純。LD 電子天平， 沈陽(yáng)龍騰電子有限公司 ；FW-400A 傾斜式高速萬(wàn)能粉碎機(jī)， 北京中興偉業(yè)儀器有限公司；101 型電熱鼓風(fēng)干燥箱，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；SC-80C 全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)，北京康光儀器有限公司；100 目標(biāo)準(zhǔn)篩。2.2.1.2 實(shí)驗(yàn)方法2.2.1.2.1 工藝流程 新鮮紫薯清洗去皮切片護(hù)色干燥粉碎計(jì)量、包裝成品2.2.1.2.2 護(hù)色工藝的單因素試驗(yàn) 研究不同濃度的氯化鈉（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%）、檸檬酸（0.15%、0.3%、0.45%、0.6%、0.75%、0.9%）、L-半胱氨酸（0.03%、0.06%、

27、0.09%、0.12%、0.15%、0.18%）及不同護(hù)色時(shí)間（10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min）對(duì)紫薯護(hù)色效果的影響。以新鮮紫薯與紫薯全粉的色澤差異值 E 作為考察指標(biāo)，研究此因素對(duì)紫薯護(hù)色效果的影響。2.2.1.2.3 護(hù)色工藝的優(yōu)化試驗(yàn)在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)， 以新鮮紫薯與紫薯全粉的色澤差異值E 作為考察指標(biāo)，進(jìn)行正交試驗(yàn)，采用 L9（34）正交表，優(yōu)化護(hù)色工藝，確定紫薯全粉加工過(guò)程中最佳護(hù)色工藝條件。正交試驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表 1。2.2.1.2.4 色差值的測(cè)定 以新鮮紫薯作為參照， 利用色差儀測(cè)定新鮮紫薯與紫薯

28、全粉的 L 值、a 值和 b 值（L 是明度值，a 和b 是彩度值），并進(jìn)行比較分析。新鮮紫薯與紫薯全粉的色澤差異值 E 用以下公式表示：E 值=（L）2+（a）2+（b）2（上式中：L=L1-L0，a=a1-a0，b=b1-b0，0-新鮮紫薯標(biāo)號(hào)，1-紫薯全粉標(biāo)號(hào)）。2.2.2 結(jié)果與分析2.2.2.1 護(hù)色工藝的單因素試驗(yàn)2.2.2.1.1 氯化鈉濃度對(duì)護(hù)色效果的影響 在檸檬酸濃度為 0.45% ，L-半胱氨酸濃度 為0.09%，護(hù)色時(shí)間為 20min 的條件下，不同氯化鈉濃度對(duì)護(hù)色效果的影響如圖 1 所示。由圖 1 可知，當(dāng)氯化鈉濃度小于 0.8%時(shí)，隨著氯化鈉濃度的增加，E值逐漸減小，

29、 表明新鮮紫薯與紫薯全粉的色差在逐漸縮小，說(shuō)明氯化鈉對(duì)紫薯護(hù)色作用效果明顯，這是由于氯化鈉溶于水后，能減少水中的溶解氧，從而抑制酶促褐變 7。繼續(xù)增加氯化鈉的濃度，E 值反而逐漸增大，說(shuō)明氯化鈉濃度過(guò)高會(huì)降低護(hù)色效果。因此，選擇氯化鈉濃度范圍 0.6-1.0%用于后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)。2.1.2 檸檬酸濃度對(duì)護(hù)色效果的影響 在氯化鈉濃度為 0.6% ，L-半 胱氨酸濃度為0.09%，護(hù)色時(shí)間為 20min 的條件下，不同檸檬酸濃度對(duì)護(hù)色效果的影響如圖 2 所示。由圖 2 可知，當(dāng)檸檬酸濃度在 0.15-0.6%范圍時(shí)， 隨著檸檬酸濃度的增加，E 值逐漸減小，檸檬酸濃度為 0.6%，E 值最小，之后趨于

30、平穩(wěn)，當(dāng)檸檬酸濃度超過(guò) 0.75%時(shí)，E值急劇上升。檸檬酸可降低溶液的 pH 值，有利于提高花青素的穩(wěn)定性， 且檸檬酸可與多酚氧化酶分子中的銅離子產(chǎn)生比較強(qiáng)的螯合作用， 從而抑制酶促褐變 2?？紤]到檸檬酸過(guò)多會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品變酸，因此，選擇檸檬酸濃度范圍 0.45-0.75%用于后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)。 2.1.3 L-半胱氨酸濃度對(duì)護(hù)色效果的影響 在氯化鈉濃度為 0.6%， 檸檬酸濃度為 0.45%，護(hù)色時(shí)間為 20min 的條件下，不同 L-半胱氨酸濃度對(duì)護(hù)色效果的影響如圖 3 所示。由圖 3 可知，隨著L-半胱氨酸濃度的增加，E 值逐漸減小，當(dāng) L-半胱氨酸濃度達(dá)到 0.12%時(shí)，E 值最小，護(hù)色效果最

31、佳，繼續(xù)增加 L-半胱氨酸濃度，E 值逐漸增大，護(hù)色效果變?nèi)?。L-半胱氨酸主要通過(guò)抑制酶促褐變和非酶褐變來(lái)達(dá)到護(hù)色的目的。因此，選擇 L-半胱氨酸濃度范圍 0.09-0.15%用于后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)。2.1.4 護(hù)色時(shí)間對(duì)護(hù)色效果的影響 在氯化鈉濃度為 0.6%， 檸檬酸濃度為 0.45%，L-半胱氨酸濃度為 0.09%， 不同護(hù)色時(shí)間對(duì)護(hù)色效果的影響如圖 4 所示。由圖 4 可知，在護(hù)色時(shí)間 10-25min 內(nèi)，隨著護(hù)色時(shí)間的增加，E 值逐漸減小，護(hù)色效果十分明顯。當(dāng)護(hù)色時(shí)間超過(guò) 25min 后，E 值變化幅度較小，護(hù)色效果達(dá)到最佳水平。這主要是由于護(hù)色時(shí)間越長(zhǎng)，護(hù)色試劑與紫薯接觸就越充分，護(hù)色

32、力度增強(qiáng)，因此提高了護(hù)色效果2?？紤]實(shí)際生產(chǎn)中為了節(jié)約時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，故選擇護(hù)色時(shí)間范圍 20-30min 用于后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)。2.2 護(hù)色工藝的優(yōu)化試驗(yàn) 確定氯化鈉濃度、 檸檬酸濃度、L-半胱氨酸濃度和護(hù)色時(shí)間為影響紫薯護(hù)色效果的主要因素。設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 2。由表 2 極差分析可知， 影響紫薯護(hù)色效果的主次因素為 L-半胱氨酸濃度（C）氯化鈉濃度（A）檸檬酸濃度（B）護(hù)色時(shí)間（D），最優(yōu)組合為A1B2C2D1。因此，紫薯護(hù)色效果最佳的工藝條件為：氯化鈉濃度為0.6%， 檸檬酸濃度為 0.6%，L-半胱氨酸濃度為0.12%，護(hù)色時(shí)間 20min。然而，直觀分析中

33、得出的最優(yōu)水平組合為 A1B2C2D2， 需對(duì)兩組試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。由表 2 極差分析可知， 影響紫薯護(hù)色效果的主次因素為 L-半胱氨酸濃度（C）氯化鈉濃度（A）檸檬酸濃度（B）護(hù)色時(shí)間（D），最優(yōu)組合為A1B2C2D1。因此，紫薯護(hù)色效果最佳的工藝條件為：氯化鈉濃度為0.6%， 檸檬酸濃度為 0.6%，L-半胱氨酸濃度為0.12%，護(hù)色時(shí)間 20min。然而，直觀分析中得出的最優(yōu)水平組合為 A1B2C2D2， 需對(duì)兩組試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 3。由表 3 可知，組合 A1B2C2D1 優(yōu)于組合 A1B2C2D2，因此，最終確定紫薯全粉加工過(guò)程中的護(hù)色

34、工藝條件為：氯化鈉濃度為 0.6%，檸檬酸濃度為 0.6%，L-半胱氨酸濃度為 0.12%，護(hù)色時(shí)間 20min。2.2.3 結(jié)論 對(duì)紫薯全粉加工過(guò)程中的無(wú)硫護(hù)色技術(shù)進(jìn)行研究， 通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交優(yōu)化試驗(yàn)得出護(hù)色最佳工藝條件為 ：氯化鈉濃度為 0.6%，檸檬酸濃度為 0.6%，L-半胱氨酸濃度為 0.12%， 護(hù)色時(shí)間20min。本研究結(jié)果為紫薯類制品加工過(guò)程中的護(hù)色處理提供了新的思路和途徑，能極大地提高產(chǎn)品的外觀品質(zhì)，解決了長(zhǎng)期以來(lái)紫薯類制品生產(chǎn)中使用亞硫酸鹽護(hù)色導(dǎo)致的 SO2 殘留問(wèn)題， 是一種高效、全、綠色的護(hù)色技術(shù)。2.3輻射殺菌近年來(lái)紫薯全粉在日本、 美國(guó)、 東南亞等國(guó)家和地區(qū)廣受

35、歡迎， 出口量大幅增加。由于紫薯全粉營(yíng)養(yǎng)豐富，容易霉變，不利于長(zhǎng)途運(yùn)輸和貯存， 嚴(yán)重影響紫薯全粉及相關(guān)產(chǎn)品的出口。傳統(tǒng)的物理滅菌容易破壞其有效成分，化學(xué)方法則會(huì)造成有毒物質(zhì)殘留。采用輻照方法進(jìn) 行 類 似 農(nóng) 產(chǎn) 品 的 滅 菌 已 有 一 些 報(bào) 道， 但 采 用60Co-射線進(jìn)行紫薯全粉輻照殺菌研究尚未見(jiàn)報(bào)道。為確保紫薯全粉的質(zhì)量延長(zhǎng)保藏期， 提高產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)。爭(zhēng)力，筆者進(jìn)行了紫薯全粉輻照殺菌工藝、 殺菌效果及對(duì)其成分影響等方面的研究。2.3.1 材料與方法2.3.1 1 試驗(yàn)材料 紫薯全粉為紫紅色粉末，水分含量 3% 5% ， 由江蘇省農(nóng)產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心提供。樣品選用自封口

36、透明聚乙烯( PE) 塑料袋包裝，每袋紫薯全粉凈含量為 25 g， 常溫保存，用于輻照殺菌試驗(yàn)。2.3.1.2 輻照裝置及方法 輻照裝置為江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能農(nóng)業(yè)利用研究所60Co- 輻射源。輻射源活度為 15. 9 PBq， 輻照劑量設(shè)為 0kGy、 2 kGy、 4 kGy、 6 kGy 和 8 kGy。樣品采用定點(diǎn)靜態(tài)輻照方式，用 Ag2 Cr2 O4 劑量計(jì)對(duì)輻照樣品進(jìn)行劑量跟蹤測(cè)試， 每種劑量各輻照 5 袋。輻照后樣品在室溫( 18 35 ) 下貯存，定期觀察和測(cè)定指標(biāo)。2.3.1.3 微生物的測(cè)定 菌落總數(shù)、 霉菌和大腸菌群的測(cè)定依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB /T4789 22003、 G

37、B /T4789 152003 和 GB/T4789 32003的規(guī)定方法進(jìn)行 4- 6 。9182.3.1.4 營(yíng)養(yǎng)成分分析2.3.1.4.1 花色苷的提取與含量測(cè)定 7 準(zhǔn)確稱取適量的紫薯全粉， 用 95% 乙醇與 1. 5 mol /L HCl 混合液 ( 體積比為85 15) 10 ml 在 60 水浴中抽提 5 h 后， 補(bǔ)齊抽提過(guò)程中損失的溶液，定容至 10 ml， 搖勻， 靜置， 取上清液于 535 nm處測(cè)定 OD 值，重復(fù) 3 次，取平均值。總花色苷( mg /kg) = A×V×m /98 2，式中，A 為最大波長(zhǎng)下直接測(cè)定的 OD 值; V 為萃取液測(cè)

38、定時(shí)稀釋的體積總數(shù)， 單位為 ml; m 為樣品質(zhì)量， 單位為 g; 98. 2 為 1% 的甲基花色苷 1 mol 消光系數(shù)。2.3.1.4.2 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定 總糖含量用 3， 5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定 8 ; 粗蛋白含量采用 GB /T 5009 52003 方法測(cè)定; 直鏈淀粉含量和支鏈淀粉含量采用雙波長(zhǎng)分光光度法測(cè)定 9 ; 氨基酸含量委托江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品質(zhì)量安全檢測(cè)研究所測(cè)定，測(cè)定方法依據(jù) GB /T 182462000 10 。2.3.1.5 感觀評(píng)價(jià) 輻照后第 60 d 進(jìn)行感官品質(zhì)評(píng)定， 取適量試樣置于清潔、 干燥的白色瓷盤中， 在自然光線下， 通過(guò)目測(cè)、 鼻嗅記錄各樣品

39、的外觀、 色澤、 氣味以及評(píng)價(jià)滋味、 口感等。2.3.1.6 統(tǒng)計(jì)分析 采用 OriginPro 分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及相關(guān)分析。2.3.2 結(jié) 果2.3.2.1 輻照殺菌效果 試驗(yàn)結(jié)果表明， 用 60 Co- 射線輻照紫薯全粉具有較好的殺菌效果。當(dāng)輻照劑量為 2. 0 kGy 時(shí)， 紫薯全粉中的菌落總數(shù)、 霉菌和大腸菌群 ( MPN) 含量分別從 1 g 2 84× 104、3. 8×103 和 24 下降至 1 55×103、 1.3×102 和 3. 9， 殺菌率分別達(dá)到 94. 5% 、 96. 6% 和 83. 8% ; 劑量為 4. 0 kG

40、y 時(shí)，1 g 樣品的菌落總數(shù)降為1 5×102 ， 霉菌降為 60， 大腸菌群0. 30， 殺菌率達(dá) 98% ; 當(dāng)劑量達(dá)到 6. 0 kGy 時(shí)， 檢測(cè)的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)?？梢?jiàn)， 隨著輻照劑量的增加， 含菌量同步下降。表明采用 60 Co- 射線對(duì)紫薯全粉進(jìn)行輻照殺菌在技術(shù)上可行，只要選取合適的輻照劑量， 便可使紫薯全粉中的含菌量降低，達(dá)到相關(guān)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。2.3.2.2 輻照處理對(duì)紫薯全粉主要營(yíng)養(yǎng)成分的影響 采用 OriginPro7 5 系統(tǒng)分析軟件對(duì)輻照前后紫薯全粉的主要成分( 總糖、 蛋白質(zhì)、 直鏈淀粉、 支淀粉、 花色苷) 含量進(jìn)行線性回歸分析，得到各主要營(yíng)

41、養(yǎng)成分與輻照劑量間的擬合方程式及各成分含量隨劑量的變化率和相關(guān)系數(shù)。結(jié)果表明輻照劑量與總糖、 粗蛋白含量之間的相關(guān)系數(shù)均小于 0. 5，說(shuō)明輻照劑量與含量之間無(wú)顯著的線性關(guān)系， 這與朱佳廷等的報(bào)道 11 一致。直鏈淀粉含量總體上隨輻照劑量的增加呈上升的趨勢(shì)， 而支鏈淀粉含量呈下降的趨勢(shì)， 輻照劑量與直鏈淀粉、 支鏈淀粉含量之間相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值大于0. 9，說(shuō)明輻照劑量與這 2 個(gè)指標(biāo)具有顯著的線性關(guān)系?；ㄉ帐亲鲜砣壑兄匾纳砘钚晕镔|(zhì)，它能夠保護(hù)機(jī)體免受自由基的損傷，還能夠增強(qiáng)血管彈性， 改善循環(huán)系統(tǒng)和增進(jìn)皮膚的光滑度 12 。當(dāng)輻照劑量為 2 0 8. 0 kGy 時(shí)， 紫薯全粉中的花色苷

42、與對(duì)照( 不輻照) 相比有一定程度的降低，但對(duì)花色苷影響不顯著( P0. 05) 。輻照后紫薯全粉中 17 種氨基酸含量的檢測(cè)結(jié)果顯示:2 0 8. 0 kGy 劑量輻照后紫薯全粉中絲氨酸、 谷氨酸、 甘氨酸、 丙氨酸、 異亮氨酸、 亮氨酸、 苯丙氨酸、 賴氨酸、 精氨酸和脯氨酸的含量都低于對(duì)照( 0 kGy) ， 但是差異不顯著; 4 0 8. 0 kGy 劑量輻照后，組氨酸含量增加比較明顯， 由 0. 000 3g 增加至 0. 001 0 g 左右。組氨酸是一種半必需氨基酸，對(duì)于嬰幼兒及動(dòng)物的成長(zhǎng)非常重要 13 。6 0 8. 0 kGy 劑量輻照后，蛋氨酸、 纈氨酸含量明顯下降， 其中

43、纈氨酸含量下降了44. 7% ，而蛋氨酸降幅高達(dá) 100. 0% 。蛋氨酸是含硫必需氨基酸，與生物體內(nèi)各種含硫化合物的代謝密切相關(guān)， 蛋氨酸含量的急劇下降必然影響紫薯全粉的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)， 需加以控制 13 。總的氨基酸含量 ( Y) 與輻照劑量( x) 之間符合Y =3. 824 0 0. 080 5 x 的 線 性 關(guān) 系， 呈 顯 著 的 負(fù) 相 關(guān) 性( r = 0 904 15，P0. 05) ，總的氨基酸含量隨著輻照劑量的增加明顯減少。一方面可能是由于輻照引起部分蛋白質(zhì)的分解，打破了蛋白質(zhì)和氨基酸之間的氮平衡; 另一方面可能是因?yàn)檩椪沾龠M(jìn)了氨基酸代謝轉(zhuǎn)化為糖或脂肪。2.3.2.3 輻照處

44、理對(duì)紫薯全粉感觀品質(zhì)的影響 評(píng)定紫薯全粉感官品質(zhì)主要從紫薯粉的色澤、 氣味與滋味、 口感和可接受性等 4 個(gè)方面進(jìn)行。輻照后 60 d 的評(píng)定結(jié)果表明，2 0 8. 0 kGy 劑量輻照處理對(duì)紫薯全粉的感觀品質(zhì)沒(méi)有明顯影響。2.3.3 討 論 本試驗(yàn)結(jié)果表明， 輻照能有效殺滅紫薯全粉中的微生物，隨著輻照劑量的增加，紫薯全粉中的含菌量同步下降， 經(jīng)4. 0 kGy 劑量輻照的紫薯全粉， 其衛(wèi)生質(zhì)量即可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。除直鏈淀粉、 支鏈淀粉、 蛋氨酸和組氨酸外，輻照對(duì)紫薯全粉中其他主要營(yíng)養(yǎng)成分含量無(wú)顯著影響，另外輻照對(duì)紫薯全粉的感官品質(zhì)也沒(méi)有不良影響。因此， 采用 60 Co- 射線對(duì)紫薯全粉進(jìn)行輻

45、照殺菌方法可行，能夠保證其衛(wèi)生質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，延長(zhǎng)保質(zhì)期和提高耐貯性。由于紫薯全粉在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中， 產(chǎn)地、 加工條件和環(huán)境的不一樣， 會(huì)導(dǎo)致初始的微生物含量和理化性質(zhì)也不一樣，因此在商業(yè)化輻照加工時(shí)， 應(yīng)根據(jù)紫薯全粉微生物數(shù)量和理化性質(zhì)的高低來(lái)確定合適的輻照殺菌劑量。2.4紫薯全粉加工過(guò)程中遇到的問(wèn)題紫薯全粉加工的難點(diǎn):一、紫薯富含花青素，而花青素極易被破壞，加工過(guò)程中應(yīng)該適當(dāng)?shù)那疤幚?。二、紫薯全粉加工過(guò)程的因?yàn)楦邷刈饔檬蛊浜械木S生素及芳香物質(zhì)遭到破壞或者揮發(fā)、焦糊、褐變，而長(zhǎng)時(shí)間的低溫又容易發(fā)生酸敗變質(zhì)，干燥溫度難把握。3.經(jīng)濟(jì)效益甘薯是世界上第六大作物21世紀(jì)在解決全球糧食、能源、自然

46、資源,及環(huán)境問(wèn)題等方面起著重要作用。紫甘薯是一種富含花青素的甘薯品種1980年我國(guó)就從日本引進(jìn)培育了適合工業(yè)化提取色素的甘薯新品種目前在我國(guó)河北、江蘇、山東等省乃至全國(guó)巳普遍種植。與紫玊米和紫甘藍(lán)相比紫甘薯中的花青素具有較髙的穩(wěn)定性、含量豐富因此從紫甘薯中提取花青素具有較髙的商業(yè)價(jià)值。隨著食品著色劑一合成色素安全性的較低天然色素作為食品著色劑在世界范圍內(nèi)的使用量不斷增加越來(lái)越多的天然色素養(yǎng)被開(kāi)發(fā)。 美國(guó)短蔓黑薯、日本紫甘薯王等紫甘薯新品種的的繁育推廣該品種的優(yōu)奌是產(chǎn)量髙春薯畝產(chǎn)4000-6000斤夏薯畝產(chǎn)3000-6000斤。品質(zhì)優(yōu)其營(yíng)養(yǎng)成分明顯髙于其它甘薯。賴氨酸、鉀、鋅、錳的含量髙于一般紅

47、薯5-8倍硒、碘的含量高于一般紅薯20倍己上并含有豐富的花青素、胡蘿卜素及維生素。具有防治消化道疾病、抑制癌癥的發(fā)生提高人體免疫力的作用被譽(yù)為“綠色保健食品”。適應(yīng)性強(qiáng)該品種秧短蔓粗結(jié)薯粒高、喜水耐旱、抭病力強(qiáng)、髙產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。 3.1加工工藝流程與設(shè)備投資 3.1.1加工工藝流程 產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)量500t； 生產(chǎn)天數(shù)：除去節(jié)假日，機(jī)器維修時(shí)間，每年按工作250天計(jì)算； 生產(chǎn)量：500t÷250d=2 t/d 薯全粉含水量要低于6%（取為6%）紫薯所含水分含量約為70%，去皮損耗2%，則一個(gè)工作日所需原材料：2t÷66%=3t/d； 年所需原材料：3t×250d=750t

48、。 3.1.2能量衡算 冷卻過(guò)程中冷卻水的用量：以一個(gè)工作日為標(biāo)準(zhǔn)，已知紫薯需要從100降溫到25放出熱量為 21TTCMQ=2.49×3×1000×(100-20)=5.976×105KJ 其中，T1為冷卻之前溫度>T2為冷卻后的溫度 則需冷卻水吸收的溫度也為Q,需要冷卻水量為12ttCQM=5.976×105/4.174(25-15)=14317kg=14.32t 其中，t2為冷卻水進(jìn)入溫度，t1為冷卻水出口溫度 則一年所需冷卻水用量M年=14.32t，250d=3580t 3.1.4.設(shè)備選型3.1.4.1三滾筒式分級(jí)機(jī) 根據(jù)生產(chǎn)工

49、藝我們選用三滾筒式分級(jí)機(jī)一臺(tái)滾筒在傳送機(jī)的帶動(dòng)下進(jìn)行自轉(zhuǎn)由于滾筒上不同區(qū)域上孔的大小存在差異原料通過(guò)輸送機(jī)均勻的進(jìn)入滾筒后借助滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)使物料不斷地翻轉(zhuǎn)由于滾筒的傾斜物料在重力的作用武漢輕工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 6 - 下從高到低緩慢移動(dòng)此時(shí)不同直徑的物料從滾筒上不同的孔徑落入料斗，從而達(dá)到分級(jí)的目的。 設(shè)備型號(hào)GCJ型生產(chǎn)能力8-10t/h功率為1.1kw。該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)新穎緊湊節(jié)能高效，生產(chǎn)效率高，對(duì)紫薯無(wú)損傷。 根據(jù)工藝要求日處理量為3t，比較該設(shè)備一臺(tái)滿足所需。 3.1.4.2清洗機(jī) 根據(jù)生產(chǎn)工藝選用XGJ-2型洗果機(jī)。該機(jī)特點(diǎn)是效率高生產(chǎn)能人可達(dá)2000kgh破損率小于2洗凈率達(dá)99結(jié)構(gòu)

50、緊湊、清洗質(zhì)量好、造價(jià)低，使用方便。 根據(jù)工藝要求日處理量為3t比較該設(shè)備一臺(tái)滿足所需。 3.1.4.3切片機(jī) 根據(jù)生產(chǎn)工藝選用YQC-QJ660型切割機(jī)該機(jī)操作簡(jiǎn)單維修方便適應(yīng)性強(qiáng)是理想的紫薯加工設(shè)備。 設(shè)備型號(hào)YQC-QJ660生產(chǎn)能力150-660kg/h功率0.75kw。經(jīng)計(jì)算若要日處理3t的紫薯原料則需3000÷500=6h一臺(tái)滿足所需。 3.1.4.4蒸煮機(jī) 根據(jù)生產(chǎn)工藝選用帶式連續(xù)預(yù)煮機(jī)。該設(shè)備生產(chǎn)能力3-4t/h功率3kw。 根據(jù)工藝要求日處理量為3t比較該設(shè)備一臺(tái)滿足所需。 4.5冷卻設(shè)備。 根據(jù)生產(chǎn)工藝選擇噴霧加濕式真空冷卻裝置。該設(shè)備具有： 冷卻速率快大部分熟制

51、調(diào)理食品從90左右冷卻到常溫一般只需要815min能快速通過(guò)食品冷卻過(guò)程中5030的細(xì)菌繁殖危險(xiǎn)溫區(qū)也能顯著降低長(zhǎng)時(shí)間高溫對(duì)食品風(fēng)味品質(zhì)的不利影響。 設(shè)備裝有空氣過(guò)濾器防止食品冷卻過(guò)程中空氣微生物的二次污染，確保食品的衛(wèi)生安全。 采用清潔無(wú)油真空系統(tǒng)防止了食品在使用一般真空冷卻機(jī)時(shí)受到的油蒸氣污染。 可隨冷卻食品的種類改變冷卻溫度和時(shí)間使里外各部分溫度均勻提高產(chǎn)品的品質(zhì)均勻性。 采用PLC觸摸屏控制操作方便運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生污染可直接置于食品生產(chǎn)車間工作加工成本低。 根據(jù)工藝要求一臺(tái)裝置滿足工藝需求。 武漢輕工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 7 - 4.6去皮機(jī) 根據(jù)生產(chǎn)工藝選擇離心擦皮機(jī)來(lái)去除紫薯外皮。設(shè)備型號(hào)

52、QP-100生產(chǎn)能力為2.5t/h功率4kw。根據(jù)工藝要求日處理量為3t比較該設(shè)備一臺(tái)滿足所需。 3.1.4.7擠壓制泥設(shè)備 根據(jù)生產(chǎn)工藝選用螺旋壓榨機(jī)作為制泥設(shè)備。設(shè)備型號(hào)LZ-1.5生產(chǎn)能力0.3-1.5t/h功率4kw。根據(jù)工藝要求日處理量為3t比較該設(shè)備一臺(tái)滿足所需。 3.1.4.8真空干燥設(shè)備 根據(jù)生產(chǎn)工藝選擇箱式真空干燥箱。設(shè)備型號(hào)FZG-15容積為2m3。 根據(jù)工藝要求日處理量為3t比較該設(shè)備一臺(tái)滿足所需。3.1.4.9粉碎機(jī) 根據(jù)生產(chǎn)工藝粉碎機(jī)選用立式噴射氣流粉碎機(jī)。設(shè)備型號(hào)MQL10生產(chǎn)能力20-400kg/h功率為70kw。 根據(jù)工藝要求日處理量為3t比較該設(shè)備一臺(tái)滿足所需

53、。4.10過(guò)篩設(shè)備根據(jù)生產(chǎn)工藝過(guò)篩設(shè)備選取滾筒式分級(jí)機(jī)。設(shè)備型號(hào)GCJ型生產(chǎn)能力8-10t/h功率為1.1kw。 根據(jù)工藝要求日處理量為3t比較該設(shè)備一臺(tái)滿足所需。 表1設(shè)備一覽表設(shè)備名稱規(guī)格/型號(hào)三滾筒式分級(jí)機(jī)GCJ洗果機(jī)XGJ-2切割機(jī)YQC-QJ660帶式連續(xù)預(yù)煮機(jī)3-4t/h噴霧加濕式真空冷卻裝置2m3離心擦皮機(jī)QP-100螺旋壓榨機(jī)LZ-1.5箱式真空干燥箱2m3立式噴射氣流粉碎機(jī)MQL10 3.2效益評(píng)估 3.2.1原料消耗 一年所需原材料紫薯約為750t,紫薯均價(jià)約為2元/千克?？芍荒暝牧匣ㄙM(fèi)約750×1000×2=150萬(wàn)元。3.2.2水、電、人力的消耗 3.2.2.1水的用量消耗 清洗原材料用水5t×250d=1250t 一年冷卻用水量為3580t 蒸煮用水量5t×250d=1250t 總用水量1