莲子饮料的开发及年产2万吨莲子饮料的工厂设计

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在中国,莲子有很长的种植史,它主要是以地下的莲藕进行栽培。莲的种植地多为我国华东、华南和华中水域。我们所熟知的中国莲子品种主要有建莲,赣莲,湘莲和宣莲等四种[1-2]。莲子富含蛋白质及其他微量元素,具有较高的营养价值,然而莲子产业尚缺乏科学的加工产业链,相关产品也较为单一,莲子的商业价值没有发掘出来。本研究旨在以白莲为原料,生产出一款营养丰富、风味独特的莲子蛋白饮料,并实现一定产量的工厂化生产。(1)莲子淀粉酶解工艺条件的优化。选择两种中温α-淀粉酶,在固定糊化液料比的情况下,进行酶解温度、酶添加量、酶解时间和酶解pH四个单因素的试验。根据单因素试验结果设计正交试验,对工艺参数进一步优化,结果表明,α-淀粉酶A酶解莲子淀粉的较优条件为:酶添加量5%,酶解时间30min,酶解温度60℃,酶解pH6.2;α-淀粉酶B酶解莲子淀粉的较优条件为:酶解添加量0.5%,酶解时间45min,酶解温度40℃,酶解pH5.5。通过对两种酶的最佳酶解条件进行验证,发现α-淀粉酶B在最优酶解条件的酶解度显著高于α-淀粉酶A,达到了25.99±0.62 mg/mL。同时比较了酶解液中剩余莲子渣的剩余量,α-淀粉酶B所得莲子渣较α-淀粉酶A少。说明α-淀粉酶B对莲子淀粉的酶解更彻底,故本文选取α-淀粉酶B对莲子淀粉进行有限酶解研究。(2)莲子淀粉的有限酶解试验。选择α-淀粉酶B对莲子淀粉进行有限酶解研究。固定其他较优酶解条件下,一定时间内莲子饮料的离心沉淀率随酶解时间的增加而减小。在40min左右饮料的沉淀率趋于恒定;通过对比不同酶解时间下饮料成品的感官评分,发现在酶解40 min时的感官评价得分较高,因此将酶添加量0.5%,酶解温度50℃,酶解pH 5.5,酶解时间40 min作为有限酶解的控制点。此条件下酶解液中的还原糖含量为23.76±0.38 mg/mL。(3)莲子饮料蛋白质含量分析选择α-淀粉酶B酶解后的莲子饮料进行蛋白含量分析测定,通过测定莲子饮料中沉淀物蛋白含量发现其蛋白含量高达69.56±0.14%,说明在不添加稳定剂时饮料中沉淀很大一部分是由蛋白质引起的。同时莲子渣中的蛋白质占莲子原料中蛋白质的52.37±0.19%,说明莲子渣中还有约一半的蛋白质未进入饮料中。因此需要在酶解过程中加入一定量的蛋白酶,以提高饮料的营养价值。(4)莲子饮料复合稳定剂配方的确定。选用羧甲基纤维素钠和单甘酯进行莲子饮料稳定剂复配实验,单因素试验发现0.09%的羧甲基纤维素钠或0.12%的单甘酯单独作用时莲子饮料离心后的沉淀较少。由此设计复配试验结果表明0.09%的羧甲基纤维素钠和0.09%的单甘酯复配时莲子饮料稳定性较好。(5)年产20000吨莲子饮料的工厂设计。根据试验结果,使用优化后的工艺参数,参考工厂设计要求,对莲子饮料现代化生产进行工艺流程设计及工厂设计,对设备选型、物料衡算及食品安全等问题进行研究,并通过经济效益分析,绘制工厂图纸。相关结果可以为莲子饮料现代化生产工厂建设提供一定的参考。
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