马蹄果冻加工工艺研究

本科生毕业论文

马蹄果冻加工工艺研究

Processing Technology of water

chestnuts jelly

学生姓名李焕娣

所在专业食品科学与工程

所在班级1046班

申请学位学士学位

指导教师杨志娟职称副教授副指导教师职称

答辩时间2008年 6 月 10 日

目录

摘要 ......................................................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................................................. II

1 前言 (3)

2 实验材料设备与方法 (4)

2.1 实验材料 (4)

2.2 实验设备 (4)

2.3实验方法 (4)

2.3.1 马蹄果冻制作工艺流程 (4)

2.3.2 马蹄果冻制作操作要点 (5)

2.3.3成品检测方法 (5)

3 结果与分析 (6)

3.1 单因素实验 (6)

3.1.1 胶凝剂的选择 (6)

3.1.1.1 复配胶粉的确定 (6)

3.1.1.2 复配胶粉的配比 (7)

3.1.1.3 复配胶粉的用量 (7)

3.1.2 马蹄汁添加量对果冻的影响 (8)

3.1.3 白砂糖添加量对果冻的影响 (9)

3.1.4 柠檬酸添加量对果冻的影响 (9)

3.2 最佳工艺参数的确定 (10)

3.3 杀菌条件的确定 (11)

3.4 过滤的必要性 (12)

4 产品质量指标 (12)

4.1 感官质量 (12)

4.2 理化指标 (12)

4.3 微生物指标 (12)

5 结论 (13)

鸣谢 (14)

参考文献 (15)

摘要

本课题以马蹄汁、白砂糖为主要原料，研究马蹄果冻的加工工艺及最佳配方。通过单因素实验和正交实验确定复合凝胶剂(卡拉胶、魔芋胶)的配比，凝胶剂的添加量、白砂糖添加量、马蹄汁添加量、柠檬酸添加量对果冻产品品质的影响。实验结果表明：卡拉胶、魔芋胶的配比为7：3，总胶粉添加量为0.9% ，添加15% 白砂糖、20%马蹄汁和0.12％柠檬酸。水浴85℃，杀菌15min,得到乳白色，口感爽滑，酸甜可口的马蹄果冻，具有浓郁的马蹄风味。

关键词：马蹄；果冻；加工工艺；配方

ABSTRACT

ABSTRACT

With the water-chestnut juice and white granulated sugar as the chief raw materials, compounded other adjuvants, the processing technique and the best formula of water-chestnut jelly are studied. Through the proportion of the compound gels( Carrageenan and Konjak-gum) which we obtained in the single factor experiment and the orthogonality experiment, and the influence on the quality of the jelly produce which effected by the additional quantity of the gels, sugar,water-chestnut juice and citric acid, we can find the results as follow: The proportion of Carrageenan/ Konjak-gum is 7:3; the whole additional quantity of rubber powder is 0.9%, sugar 15%, water-chestnut juice 20% and citric acid 0.12%; after a sterilization under the temperature 85℃for 15 minutes, the milkness and slipperiness water-chestnut jelly are come out, with the strong water-chestnut taste, acid and sweet.

KEYWORDS: water-chestnut；jelly；processing technique；formula

马蹄果冻加工工艺研究

食品科学与工程，200411111613，李焕娣

指导教师：杨志娟

1前言

马蹄，又称荸箕，地栗，荸荠属沙草科植物荸荠的球茎，多年生草本，在我国主要分布于江苏、安徽、浙江、广东等水泽地区。荸荠皮色紫黑，肉质洁白，味甜多汁，清脆可口，自古有“地下雪梨”之美誉，北方人视之为“江南人参”［1］。

马蹄既可作为水果，又可算作蔬菜，是大众喜爱的时令之品。马蹄营养丰富，据测定:每100g鲜品中，含水分68g，碳水化合物21.8g，蛋白质1.5g，脂肪0.1g，粗纤维0.5g，钙5mg，磷 68mg，铁0.5mg，胡萝卜素0.01mg，维生素B10.04mg，维生素b20.02mg，维生素C3mg，尼克酸0.4mg等。马蹄中含的磷是根茎类蔬菜中较高的，能促进人体生长发育和维持生理功能的需要，对牙齿骨骼的发育有很大好处，同时可促进体内的糖、脂肪、蛋白质三大物质的代谢，调节酸碱平衡，因此马蹄适于儿童食用。英国在对荸荠的研究中发现一种“荸荠英”，这种物质对黄金色葡萄球菌、大肠杆菌、产气杆菌及绿脓杆菌均有一定的抑制作用，常吃荸荠有利于流脑、麻疹、百日咳及急性咽炎的预防［2］。

果冻亦称嗜喱，因外观晶莹，色泽鲜艳，口感软滑，清甜滋润而深受妇女儿童的喜爱，同时也是一种低热能高膳食纤维的健康食品。果冻是用增稠剂加入各种人工合成香精、着色剂、甜味剂、酸味剂配制而成。大多数果冻中使用的都是海藻胶［3］。这是一种天然食物添加剂，在营养学上，把它叫做可溶性膳食纤维。

我们知道，水果、蔬菜、粗粮中含有一定的膳食纤维，对人体的主要营养作用是调节肠道功能，特别是润肠通便。果冻和它们起到的作用是一样的，多吃可以增加肠道内的湿润度，改善便秘。据调查，大部分中国人日常饮食中摄入高脂肪、高热量食物超标是普遍现象，在无法及时补充蔬菜、水果的情况下，多吃点果冻增进消化，也不失为好的选择。此外，果冻的另外一大优点就在于它的低热量。

它几乎不含蛋白质、脂肪等任何热能营养素，想减肥或保持苗条身材的人可以放心食用。

本试验用马蹄做原料，通过对马蹄果冻加工工艺的研究，确定了其最佳生产工艺条件及配方，制成具有营养丰富、优良风味的新型保健果冻制品。将马蹄应

用于果冻行业，利用马蹄药食同源的性质，将马蹄的营养价值和保健功能凝结于果冻之中，而将果冻的休闲、食用方便应用于马蹄加工之中，不仅提高了马蹄的利用价值，开发了市场，增加了马蹄加工过程中的技术含量，而且扩宽了果冻生产的原料来源，因而具有广阔的发展前景。

2实验材料设备与方法

2.1实验材料

马蹄：购于湖光市场售。

白砂糖、卡拉胶、琼脂、明胶、黄原胶、魔芋胶、柠檬酸等均为食品级。

2.2 实验设备

数控电热恒温水浴锅：DK—98—1型，余姚市东方电工仪器厂；

榨汁机：

分析天平：

电子天平：JY—3002，上海精密科学仪器有限公司；

糖度计：WYT—4型，泉州光学仪器厂；

电炉：SE—307；

烧杯，温度计，量筒，玻璃棒，滤布等。

2.3实验方法

2.3.1 马蹄果冻制作工艺流程［4］

柠檬酸

↓

糖、增稠剂干混→浸泡→溶解→煮胶→调配→过滤→灌装→杀菌→冷却→成品

↑

马蹄→原处理→破碎→热处理→打浆→过滤→熬煮

2.3.2 马蹄果冻制作操作要点

2.3.2.1马蹄汁的制备：选择新鲜、饱满、个大、健壮、无异味、无腐烂、无病虫害的马

蹄，用清水浸泡20min左右，再清洗干净表面的泥沙杂质，用不锈钢刀去掉外皮，剔除芽眼等异色部分，切粒，放入清水中备用。将马蹄放进100℃的热水中漂烫30s，通过热烫可以抑制酶的活性，防止原料变色，有效除去附在表面的细菌和寄生虫。然后再打浆，过滤，最后加热马蹄汁至沸腾2-3min，使其富有马蹄的独特风味，放置备用。

2.3.2.2 辅料处理：将卡拉胶和魔芋胶按比例与糖干混，防止其相互结团，在搅拌的情况

下加入冷水溶解，浸泡15min使胶充分溶涨后，置于电炉上边搅拌边加热至沸腾，恒沸2-3min，使其形成透明均一的胶体溶液。

2.3.2.3调配：胶液沸腾后加入备用的马蹄汁，待温度降为70℃左右，加入柠檬酸，边加

酸边搅拌，保证混合均匀。

2.3.2.4灌装、杀菌：将过滤好的液体迅速装入包装容器中，并封口，85℃的水浴杀菌

15min。

2.3.3成品检测方法

2.3.3.1感官评定：对马蹄果冻进行感官评价的方法［5］具体如下表

表2-1：马蹄果冻感官评价表

项目评价标准得分

色泽（20分）

呈浅乳白色，均匀一致16─20 接近浅乳白色，基本一致9─15 呈乳白色，严重不均匀0─8

滋味及气味（30分）酸甜适口，具有马蹄特有清香20─30 酸甜基本适口，马蹄味不够10─19 甜酸严重偏离，基本无马蹄味0─9

组织形态（20分）

半透明，柔软适中，细腻，无气泡16─20 半透明，偏软或偏硬，基本细腻，少量气泡9─15 不透明，严重偏软或偏硬，不够细腻，大量气泡0─8

口感（30分）

入口细腻，适口，有弹性，有咬劲20─30 入口基本细腻，适口，有弹性，有咬劲10─19 入口不够细腻，适口，无弹性和咬劲0─9

2.3.3.2理化指标检测

总酸测定：采用酸碱滴定法测定［6］

可溶性固形物：采用阿贝折射仪法

2.3.3.3微生物指标检测［7］

细菌总数：平板计数法

大肠杆菌：乳糖发酵法

2.3.3.4果冻强度的测定［8］

将一根端面平整光滑的玻璃棒固定在滴定管专用的铁架台上。在室温下，在托盘天平的两个托盘中，一边放置被测的果冻，另一边放置与果冻等重量加入水的烧杯，当两边平衡时，将固定在铁架台上的玻璃棒底面与果冻表面轻轻接触，然后固定好玻璃棒；在另一端的烧杯中用胶头滴管缓慢地加入水，直至果冻表面在压力下破裂，停止加水，如此测定五次，设M=最终烧杯与水的重量一果冻重量，则果冻强度= (M +M2……+M5)／5

3 结果与分析

3.1 单因素实验

3.1.1 胶凝剂的选择

本实验选用卡拉胶，琼脂，明胶，魔芋胶等常用的凝胶剂为基础，通过实验，选出最终的凝胶剂种类与最佳比例。

3.1.1.1 复配胶粉的确定

在制作果冻时发现，使用单一种类的胶制作出来的果冻感官性能较差，见表3-1。

表3-1 单一胶的特性［9］

种类产品特点

卡拉胶形成凝胶时胶浓度低，果冻透明度高，但易出现收缩脱液现象，咀嚼性不强。

琼脂凝结速度快，果冻凝胶强而脆，但口感粗糙，弹性及色泽较差，且脱水收缩严重，成本高。

明胶果冻有特殊臭味，透明度较好，弹性较好，但韧性较差，凝固点和融化点低，制作和储存需要冷藏，且使用量大。

黄原胶果冻色泽偏黄，透明度较差，有些许粉感。

魔芋胶溶液黏度很大，透明性和稳定性较好，但室温下不成凝胶，且大多沉积于容器底部。

因此一般都考虑使用复合胶，通过胶体间的协同增效作用使其性能达到互补，效果较好［10］。以卡拉胶为基础凝胶剂，按总用量为1%，1：1的比例，分别与其他凝胶剂混合使用，观察其使用效果，见表3-2。

表3-2 两种凝胶剂的使用效果

凝胶剂种类产品特点

卡拉胶+琼脂稍硬,黏弹性较好,但韧性较小,不够爽滑

卡拉胶+明胶透明度较好,黏弹性一般,韧性较小,组织细腻,绵软,易溶化

卡拉胶+黄原胶胶凝强度低,难成胶

卡拉胶+魔芋胶透明度较好,硬度稍大,黏弹性好,韧性好,组织爽滑细腻通过预备试验确定用于果冻制作的胶体为卡拉胶与磨芋胶。

3.1.1.2复配胶粉的配比

在马蹄汁添加量为20%，白砂糖添加量为13%，柠檬酸添加量0.12%的条件下［11］，控制复配胶粉的用量在1%，选定卡拉胶与魔芋胶的比例［13］在1：1 ，7：3，9：1确定最佳配比。

表3-3 复配胶粉不同比例添加量对果冻品质的影响

比例成品质量

1：1 口感较硬,弹性大,咀嚼感好

7：3 口感较柔软,弹性适中,咀嚼感好

9：1 入口较松散,弹性较小,咀嚼感不佳

从果冻的组织形态、质构和口感等方面综合考虑(见表3-3)，选定卡拉胶：魔芋胶的最佳比例为7：3，产品透明度适中，气泡较小，凝胶强度适中，有弹性，有良好的咀嚼感。

3.1.1.3 复配胶粉的用量

在马蹄汁添加量为20%，白砂糖添加量为14%，柠檬酸添加量为0.12%的条件下,选定卡拉胶与魔芋胶的比例为7：3，分别添加0.6%，0.8%，1%，1.2%，1.4%，

1.6%的复配胶粉做单因素实验，进行感官评分，确定复配胶粉的添加量范围。

图1 复配胶粉添加量对果冻的影响

由图1可以看出，添加量在0.6%~0.8%时，感官评分随复配胶粉的增加而提高，当添加量在0.8%时评分最高，这是因为复配胶粉在添加适量的情况下胶粉间协同效应发生作用的结果，从而使果冻凝胶效果最佳，柔软适中。而在添加量超过0.8%时评分呈下降趋势。

3.1.2马蹄汁添加量对果冻的影响

在白砂糖添加量为14%，柠檬酸添加量为0.12%，胶粉添加量控制在0.8%，的条件下，分别添加马蹄汁10%，15%，20%，25%，30%，35%，进行单因素实验，根据感官评定，确定马蹄汁添加范围。

图2 马蹄汁添加量对果冻的影响

由图2可以看出，马蹄汁添加量在10%~20%之间时，感官评分随马蹄汁的增加而提高，当马蹄汁在20%时评分最高，因为当马蹄汁添加适量时，果冻具有清香的马蹄口味，不浓不淡。而添加量在20%~35%时，评分逐渐降低，因为添加量过多，使味道过浓。

3.1.3 白砂糖添加量对果冻的影响

在马蹄汁的添加量为20%，胶粉的添加量为0.8%，柠檬酸的添加量为0.12%的条件下，分别添加8%，10%，12%，14%，16%，18%的白砂糖，做单因素实验，根据感官评分确定白砂糖用量。

图3 白砂糖添加量对果冻的影响

由图3可以看出，白砂糖添加量在8%~14%之间，评分随白砂糖量的增加而提高，在添加量为14%时评分最高，在添加量14%~18%时，评分逐渐降低，这是因为当白砂糖添加量过多时，就会掩盖了马蹄的独特风味，果冻失去最适添酸比，且果冻表面触感粘手，不易受人们欢迎。

3.1.4 柠檬酸添加量对果冻的影响

柠檬酸酸味柔和，会使胶液的PH降低，发生水解因稠变稀，影响果冻胶体成型。

为了尽量避免这些影响，必须将胶液的温度降到70℃再添加柠檬酸。在马蹄汁20%，胶粉0.8%，白砂糖14%的条件下，分别添加0.08%，0.1%，0.12%，0.14%，0.16%，

0.18%的柠檬酸，做单因素实验，根据感官评分确定柠檬酸添加量。

图4 柠檬酸添加量对果冻的影响

由图4可知，添加量在0.08%~0.12%之间感官评分随柠檬酸的增加而提高，在添加量为0.12%时评分最高，加入量少时酸味不足，过多时，凝胶强度和弹性都有一定程度的下降，透明度改变很大，由无色透明变为白色的半透明凝胶，且太酸也难以入口。

3.2 最佳工艺参数的确定

通过以上单因数试验，初步确定了影响马蹄果冻最佳添加量配方的主要因素，即复配胶粉（卡拉胶与魔芋胶）、马蹄汁、白砂糖、柠檬酸，并初步确定了主要因素的添加量范围。因此，选用四因素三水平（表3-4）的正交试验L9（34）来确定最佳组合［17］，正交试验如表3-5。

表3-4 果冻配方正交实验因素水平

因素

水平

A.胶量%

B.马蹄汁%

C.白砂糖%

D.柠檬酸%

1 0.7 15 13 0.1

2 0.8 20 14 0.12

3 0.9 25 15 0.14

表3-5 L9（34）正交试验及试验结果

试验号A胶量% B马蹄汁% C白沙糖% D柠檬酸% 试验指标

1 1 1 1 1 70

2 1 2 2 2 76

3 1 3 3 3 71

4 2 1 2 3 65

5 2 2 3 1 74

6 2 3 1 2 72

7 3 1 3 2 80

8 3 2 1 3 78

9 3 3 2 1 75

K1217 215 220 219

K2211 228 216 228

K3233 218 225 214

k172.3 71.7 73.3 73.0

k270.3 76.0 72.0 76.0

k377.7 72.7 75.0 71.3

R 7.3 4.3 3.0 4.7

结果表明，各因素对产品质量的影响顺序为：A胶粉>B柠檬酸>C马蹄汁>D白砂糖，综合产品的感官评分，以A3B1C3D2效果最佳，即胶粉添加量为9%，马蹄汁添加量为20%，白砂糖添加量为15%，柠檬酸添加量为0.12%为最佳。经进一步验证，该配方制作出来的果冻质地均匀、光滑、浅乳白色、有弹性，凝胶状态佳，气味清新，酸甜适口，无水滴明显析出。

3.3 杀菌条件的确定

高温长时杀菌会破坏马蹄果冻中营养成分，降低黏度，破坏稳定性而析水，因此应选择合适的杀菌强度［13］。且果冻的pH值在4—5之间，所以本环节对最优组合分别采用65℃、75℃、85℃、95℃杀菌与杀菌前对照（表3-6），对比其效果，可以看出，以85℃杀菌15min的效果最好，对产品的影响最少。既能保持其风味,果冻的稳定性也变化不大。

表3-6 杀菌条件对果冻的影响

杀菌温度(℃) 杀菌时间(分钟) 品质变化

65 25 香气损失较重，稳定性遭破坏。

75 20 香气损失稍大。

85 15 香气损失较少，基本上变化不大。

95 10 杀菌温度过高,稳定性遭破坏而析水。

3.4 过滤的必要性

制备糖胶体过程中,由于搅拌产生较多泡沫,经过120目的滤布过滤可除去微量的杂质及泡沫,得到透明、黏稠的糖胶体,制成的果冻口感细腻爽口。而未经过滤制成的果冻口感会较粗,影响果冻的质量。

4 产品质量指标

4.1 感官质量

表4-1 马蹄果冻产品感官评价

感官产品评价

外观无明显凝块,质地均匀,无裂缝

状态凝胶状态佳,弹性韧性好

色泽呈乳白色

风味较自然,马蹄清香,但气味不够诱人.

口感光滑,细腻

4.2理化指标

总酸(以柠檬酸计)≤0.2% 可溶性固行物(折射仪)为≥15%

果冻强度M为118.07g

4.3微生物指标

细菌总数(cfu/100g)≤100

大肠杆菌(MPN/100G)≤30

致病菌不得检出

5 结论

5.1 在制备马蹄汁中，马蹄汁要进行加热至沸腾，使其赋予浓郁独特的马蹄风味。

5.2 试验表明,卡拉胶:魔芋胶以7:3的配比较好,产品透明度适中,气泡较小,凝胶强度适中,有弹性,有良好的咀嚼性。

5.3 试验结果表明,马蹄果冻的最佳配方为:复配胶的用量为0.9%、马蹄汁的用量为20%、白砂糖的用量为15%、柠檬酸的用量为0.12%。

5.4在85℃的水浴中杀菌15min.

5.5 果冻成品感官状态好,口感佳,理化指标和微生物指标均符合国家标准。

5.6 本试验探讨了以马蹄为原料,加入白砂糖、柠檬酸、复配胶等研究马蹄果冻的加工技术与工艺参数,结果表明,用马蹄为原料经调配、过滤、灭菌等加工而成的果冻色泽美观、甜酸滑爽、风味独特、营养丰富,是儿童青少年及老年人理想的营养食品。

鸣谢

在实验中遇到很多难以解决的问题,多谢杨志娟老师的关怀和悉心指导,李秀娟老师和吴文龙老师的建议,同学们的支持帮助与鼓励,得以让我一一解决问题并顺利完成此次实验。

在此,致以我最衷心的感谢！

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附录

（宋体小四号，1.25倍行距）（要求：附录的有无根据说明书（设计）情况而定，内容一般包括正文内不便列出的冗长公式推导、符号说明（含缩写）、计算机程序等。附录中有程序源代码的因篇幅限制可酌情考虑内容的字号。）