植物蛋白饮料.docx

1、植物蛋白饮料1.引言1.1概念及发展史1.1.1饮料的概念及发展历史维持人体生命的主要过程是新陈代谢，需要的水分和其它重要营养成分，要通过饮水和食物来解决。加工的食物称为食品。传统习惯虽然饮、食分为两个范畴，但除少数例外并不另列“饮品”一类，而统称为“食品”。作为软饮料一般可以表述为“以补充人体水分为主要目的的流质食品”。称之为固体饮料的产品则是专指那些商品虽然是固体形态，但是通常不直接食用，而必须以水溶解成溶液再饮用的饮料。固体汤料在习惯上视同菜肴，不列为饮料。饮料可以分为含酒精饮料和非酒精饮料，通常将非酒精饮料称作软饮料。软饮料分为：碳酸饮料、瓶装水、果汁与果汁饮料、蔬菜汁饮料、植物蛋白饮

2、料、含乳饮料、茶饮料、固体饮料、特殊饮料和其他饮料等十大类1。 但实际上这些饮料之间差别不大，它们都有以下特征：（1）解渴功能：即提供人体必须的水。人体重约三分之二是水，人在正常情况下每天要喝2升水。饮料能提供人体必须的水分。（2）增加营养功能：大部分饮料都能向人们提供一定的营养成分。（3）有容器包装：饮料是指有容器，方便消费者饮用的商品2。1.1.2 相关概念（1）酸性食品：传统上人们早已认识到谷类和肉类中含有的磷、硫等物质会在人体中形成各种酸而起酸性作用，我们把这些食品称为“酸性食品”。（2）碱性食品：水果及蔬菜中富含钾、钠等矿物质，进入人体后呈碱性作用，我们称之为“碱性食品”。这对人体有

3、著重要生理意义3。 （3）果汁（或蔬菜汁）：所谓果汁（或蔬菜汁）是指未添加任何外来物质，直接从新鲜水果（或蔬菜）中用压榨或其他方法取得的汁液。（4）果汁饮料（或蔬菜汁饮料）：以果汁（或蔬菜汁）为原料，加水、糖、酸或香料调配而成的饮品称为果汁饮料（或蔬菜汁饮料）4。1.1.3 软饮料在食品工业中的地位和发展前景根据生理学计算，在一般情况下，每人每日通过出汗、排泄约损失2.5L水分，其中一半要靠饮水或其它饮料补充。随着人类社会的发展，生活水平的不断提高，特别是在发达国家，白水的饮用量逐年下降，而各种饮料的消费量逐年增加，这就成为饮料工业发展的客观原动力。食品工业是在国民经济的发展中占有重要地位的一

4、个工业部门，在我国，食品工业是工业部门的十一大部门之一。在国民经济生产总值中，食品工业的产值在世界发达国家和很多发展中国家均名列前茅。我国食品工业产值居第三位，仅次于机械和纺织行业；日本、法国、西德等国家食品工业产值均居第一位。因此，食品工业是国民经济发展中的一个重要部门。食品工业不仅与“国计”密切相关，也是“民生”的主要依托。初浅地说，“民以食为天”，无食则无以生存；更进一步说，人类的社会发展，则是以最大限度地满足人们的物质、精神的需要为目标，因此，生产出高品质的满足人们需要的各种各样的食品，是社会发展的要求。在食品工业部门中，软饮料工业是随着社会经济发展而新近迅速发展的一个工业部门。发达国

5、家从60年代末70年代初开始，软饮料生产消费量呈现急速增长。我国则从80年代初开始发展，其发展速度是其它工业部门难以实现的5。中国软饮料工业是中国食品工业中起步晚，但发展较快的行业。以1982年软饮料列入国家计划产品为新起点，在年产量44万吨的基础上步入快速发展阶段。20年中，饮料年产量保持了21.1%的平均增幅，在1997年和2002年实现了两次标志性突破，两年分别达到1069万吨和2025万吨，其中果汁饮料是各类饮料中增长最快的品种，2002年比上年增长45%，成为果汁饮料今后发展的主流方向和消费时尚。据统计，1997年全国饮料生产厂已达2831个，职工总数达15万人，工业总产值30亿元，

6、软饮料年产量突破450万吨，10年间增长10倍。饮料工业产量每年以递增24.46%的速度发展，成为国内轻工产品增长速度最快的行业之一，是整个食品工业中规模较大，生产水平较先进并最有前途的产业。特别是果汁饮料已由1980年的30万吨，发展到1998年的1200万吨（包括乡镇企业）。这种发展速度在其它工业门类中是很难实现的6。软饮料工业之所以能够在短时间内有这样快的发展，其原因是多方面的。在我国，十一届三中全会以后，国民经济形势迅速好转，人民生活水平提高，消费要求增长，市场从投资少，见效快，获利较高，可以安排一定劳动力等，都是其它工业部门所不及的。如软饮料工业的固定资产投资低于啤酒、白酒、制糖、油

7、脂、面粉等行业。1977年日本的啤酒厂每个工人所需固定资产额为1300万日元，而软饮料厂每个工人的固定资产额为688万日元。软饮料工业获利较高，以附加值率计，食品工业的平均附加价值率在日本为26.6%，而软饮料为39.1%。软饮料行业在美国职工人数为14万名，在食品工业中仅次于乳制品和面包糕点烘烤业，居第三位。这些工业本身的特点，也是软饮料工业迅速发展的重要原因7。1992年11月，中国食品界的专家、学者、企业家在北京召开了“21世纪中国食品研讨会”。与会专家一致认为21世纪的中国食品已不再是农业食品的概念，工业食品在食品消费中应占主导地位；食品工业将不仅是单纯的加工，而更加具有制造工业的性质

8、；其中还着重指出：饮料行业将是一个有着巨大发展潜力的行业，具有中国特色的各种天然果蔬汁饮料将占主导地位。由于软饮料工业在食品工业的发展中游这样优越的地位，所以软饮料工业在国际上，特别是近年来在我国将会有更大的发展，这将成为社会发展的一大趋势。1.1.4 饮料行业发展的目标饮料工业的快速发展源于人们对其消费需求的不断增加，随着国民经济的持续稳定发展，人民生活水平的日益提高，饮料消费的需求会不断的增加，为企业提供巨大发展空间和广阔的销售市场，饮料工业在今后较长的一个时期内将是发展较快的行业之一。饮料工业是一个永不衰竭的工业，要使其永不衰竭就要根据市场需求，提高产品质量，调整产品结构，开发新产品、新

9、品种，这是重要的前提，也是其活力所在。今后五到十年，我国饮料行业发展目标依然是：充分利用和发挥我国可利用的丰富资源优势，遵循天然、营养、回归自然的发展方向，适应消费者对饮料多口味的需要，大力发展各种天然饮料如果汁、蔬菜汁、植物蛋白、天然矿泉水、乳、茶等各类饮料8。1.2 植物蛋白饮料1.2.1 营养效用植物蛋白饮料主要原料为植物核果类及植物的种籽。这些籽仁含有大量脂肪、蛋白质、维生素、矿物质等，是人体生命活动中不可缺少的营养物质。植物蛋白及其制品，由于它不含胆固醇而含大量的亚油酸和亚麻酸，长期食用，不仅不会造成血管壁上的胆固醇沉积，而且，还对血管壁上沉降的胆固醇具有溶解作用。植物籽仁中含有较多

10、的维生素E，可防止不饱和脂肪氧化，去除过剩的胆固醇，防止血管硬化，减少褐斑，有预防老年病的作用。许多植物籽仁具有疗效作用。如杏仁，被传统中医学谓“南杏润肺养颜，北杏化痰止咳。”现代医学临床调查揭示，杏仁有降血脂和预防动脉粥样硬化形成的功能。花生仁可预防高血压，动脉硬化和心血管等疾病。植物蛋白饮料还富含钙、锌、铁等多种物质和微量元素，为碱性食品，可以缓冲肉类，鱼、蛋、家禽、谷物等酸性物质食品的不良作用感。部分人尤其是亚洲人多数体内不含乳糖。引用牛奶有过敏问题，而饮用植物蛋白饮料因其不含乳糖，就无此问题，有利于人体消化吸收。1.2.2 分类近年来，植物蛋白饮料在市场上越来越畅销，花色品种也越来越多

11、。根据其加工特性，市场上出现的植物蛋白饮料可分为：天然植物蛋白饮料、调制植物蛋白饮料、果蔬复合植物蛋白饮料、发酵型植物蛋白饮料等。（1）天然植物蛋白饮料：植物的籽仁经简单预处理（去壳、浸泡等），加水磨浆，加热煮沸直接饮用的，称为天然植物蛋白饮料。它不含任何食品添加剂，且包含了该植物籽仁的全部成分，甚至粗纤维。（2）调制植物蛋白饮料：植物的籽仁经原料预处理，加水磨浆，浆渣分离，加入食品添加剂等，杀菌后得到保质期在3个月以上的均匀乳液即为植物蛋白饮料。此类植物蛋白饮料蛋白质含量大于或等于1%，脂肪大于或等于1%。（3）果蔬复合植物蛋白饮料：植物蛋白饮料中加入果汁或蔬菜汁，经加工处理所得的为果蔬复合

12、植物蛋白饮料。（4）发酵型植物蛋白饮料：发酵型植物蛋白饮料又称植物乳酸菌饮料，是以植物的籽仁为主要原料，经乳酸菌发酵而制得的饮料89。本课题所研制的即为果蔬复合植物蛋白饮料。1.3 原料介绍1.3.1 莲子莲子(Nelumbonucifera Gaertn)，又称莲子肉、藕实、莲实、水芝丹、泽芝、莲蓬子，是睡莲科植物莲的种子。盛产于湖南、湖北、江西、福建等地，资源丰富。其中又以湖南产“湘莲”最为有名。自古以来，莲子就因其具有丰富营养性及特殊的滋补和疗效作用而一直受到人们的青睐。莲子是一种老少皆宜的食疗佳品。中医认为莲子味甘，性涩而平，具有养心安神，健脾止泻、补肾涩精之功。现代研究也表明，莲子含

13、有丰富的蛋白质、糖、多种维生素及钙、磷、铁等多种人体所必需的矿质元素及人体所需的全部8种必需氨基酸，尤其是一般食品中所缺乏的赖氨酸含量丰富。因此具有极高的开发利用价值。（据分析，莲子可食部分每100g中含蛋白质16.6g，脂肪2.0g，碳水化合物61.8g，粗纤维2.2g，钙89 mg，磷285 mg，铁6.4mg，并含有丰富的维生素，如维生素B1，B2，C，PP等10）莲子的营养及其食疗效果虽高，且资源丰富，但因其不耐贮存、质地坚硬、食用不便、加工单一，而使其作用的发挥受到了很大限制。为了改变这一状况，人们根据莲子的营养和食疗特点及饮料开发向天然性、营养性及保健性发展的趋势，开发研究出营养丰

14、富、风味独特的莲子蛋白饮料，为莲子的开发加工寻找新的途径。1.3.2 芒果芒果(angiferaindica)是一种偏肩肉质核果，通常单接或串接在树上，芒果果实由果柄、厚似皮革的外果皮、果肉、纤维、扁形坚硬的种壳及壳内种仁组成的，是热带、亚热带著名果实,被誉为热带水果之王。我国芒果主要分布在海南、广东、广西、福建、云南、四川、台湾等省。芒果具有适应性广、生长快、结果早、果实外观美、肉质细嫩、风味独特等优点，深受人们喜爱。芒果果实营养价值极高，中医认为芒果性平、味甘、微酸、有益胃生津、止渴止呕、利尿之效，同时也是人类维生素A原胡萝卜素的重要来源。根据对我国芒果产区几个芒果主要品种分析资料归纳，芒

15、果可溶性固形物14%-24.8%，含糖量11%-19%，蛋白质0.65%-1.31%，每100克果肉含胡萝卜素2281-6304微克，而且人体必需的微量无素（硒、钙、磷、钾等）含量也很高。芒果除可以鲜食外，还可以制作多种加工品，如糖水片、果酱、果汁、蜜饯、脱水芒果片、话芒以及盐渍或酸辣芒果等，叶可做药用和清凉饮料，种子可提取蛋白质、淀粉（可做饲料）、脂肪（可替代可可脂配制糖果，亦可做肥皂）。芒果是世界主要的果树之一，年产量超过1600万吨资料来源1990年联合国粮农组织（FAO）生产年报，产量居世界果树第五位。芒果树速生快长，要求栽培条件不高，结果早，产量高，是我国南亚热带地区很有发展前途的果

16、树。1.3.3 意义芒果与莲子复合的保健饮料正是为顺应现代人崇尚天然、保健的消费观念而研制的，集莲子、芒果二者优点于一体的复合饮料,充分利用当地资源优势,开发具有现实的经济效益和社会效益的复合饮料。本课题的开发前景可谓广阔。2.材料与仪器设备2.1 材料市售芒果、莲子，白砂糖，食用柠檬酸，羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、黄原胶、明胶，碳酸氢钠（NaHCO3）， 抗坏血酸（Vc），水（蒸馏水）等2.2 仪器设备 玻璃仪器：烧杯、玻棒、量筒（100ml*1）设备： 电子天平 DS-671 上海寺冈电子有限公司电子分析天平 FA1004N 上海衡平仪器仪表厂 四孔恒温水浴锅 DK-98-1 余姚市电

17、工仪器厂 磁力加热搅拌器 79-1 金坛市富华仪器有限公司电热鼓风干燥箱 101-313型 海实验仪器总厂 双层铁皮电炉 A型 上海申航五金电器厂丹阳分厂Haier冰箱 BCD-219K Haier 酸度计 PHS-2C型 上海伟业仪器厂手提灭菌锅 YXQ-SG46-280A 高压均质机 SLS60/70 3.一般工艺流程介绍3.1 工艺流程芒果-热烫-去皮除核-打浆-过滤-芒果汁-混合 莲子-浸泡-打浆-糊化-过滤-莲子汁 糖、酸 稳定剂-调配-脱气-均质-灌装-杀菌-冷却-成品3.2 工艺条件说明3.2.1 莲子的处理 （1）原材料的选泽: 莲子以粒大饱满者为优。选用色白、无虫蚀、无霉变的

18、空心莲子为原料。莲子的空心率要高达95以上。因为莲子心色深、味苦，含油高，莲子的存在会对饮料的色泽、风味及稳定性产生不利影响（2）浸泡、漂洗：选好的莲子先用清水冲洗几遍，将洗净的莲子，加入0.3一0.5的NaHC03，用3倍水浸泡，浸泡810h，至浸泡液中刚出现小泡时为佳。用流动水漂洗干净（3）打浆：将漂洗干净的莲子加入一定量的水后放入打浆机中进行打浆取汁，尽量多打浆几次，以使莲子细胞彻底破碎，便于原料中蛋白质和不饱和脂肪酸充分释放出来，提高蛋白质饮料的营养价值 （4）糊化：莲子中的主要成分是淀粉，浆液必须糊化才能进一步加工，糊化应选择的工艺条件通过试验得出（5）过滤：莲子浆用100目筛锅进行

19、过滤3.2.2 芒果的处理（1）原料的选择：芒果宜选择新鲜、完好、成熟度较高、无病虫害的果实（2）清洗：将芒果表面的泥沙杂质用水冲洗干净，放入沸水中热烫一分钟左右（3）去皮取核：将芒果果皮用刀剥皮，要剥干净，将附在核上的果肉削下，并切成小块（4）打浆榨汁：在芒果中加入1倍温开水，添加0.1Vc，然后放入打浆榨汁机进行打浆取汁（5）过滤：将芒果汁液过100目的过滤器进行过滤，过滤后除去滤渣，取得汁液3.2.3 调配 原料汁配比，稳定剂用量，糖酸用量由实验确定。芒果汁在缓慢搅拌中加入莲子原浆，按要求加足净化水，然后加入糖液和溶化好的稳定剂溶液，拌匀，加入酸液调pH值，使pH值处于近中性的范围内，否

20、则将对饮料的色泽及稳定剂的效果将会产生不利影响3.2.4 脱气、均质 果蔬细胞表面常附有空气，配料搅拌也混入少量空气，故料液混合后需经真空脱气处理，以除去大部分空气，然后送入高压均质机，进行均质处理3.2.5 杀菌、保藏 经均质处理后的料液，趁热灌装，经高压杀菌，杀菌完毕后，分段冷却至常温，产品可保藏半年4.最佳配方实验设计方案（1）莲子浆糊化方法的选择试验：莲子中的主要成分是淀粉，加工成饮料时必须糊化.。本试验采用对比法观察不同糊化方法对产品质量的影响，以便筛选出最佳的糊化方法。（2）莲子汁用量调配试验：根据感官试验，进行了莲子汁含量的调配。（3）稳定剂的调配试验：莲子磨成浆后，因粘性低而易

21、产生沉淀与分层现象，而由于芒果汁本身属于酸性饮料，两者的复合饮料必需添加稳定剂，以使两种溶液均匀的混合在一起，成为最终所研制的新型果汁复合植物蛋白饮料。本试验采用对比法，然后进行感官评定，对不同的稳定剂（单一稳定剂和复合稳定剂）在莲子、芒果复合饮料中的稳定效果进行了比较，以期找出适宜的稳定剂种类和用量。（4）正交试验：根据单因素试验结果，选择试验因素，进行正交试验设计。4.1 莲子浆糊化方法的选择试验4.1.1 试验结果记录表1 不同糊化方法对产品质量的影响糊化方法pH值糊化时间/min温度/效果加碱热处理9.04595乳白色，风味较差 直接热处理7.04595乳白色，风味良好4.1.2 试验

22、结果分析从表1可以看出，采用直接加热糊化(95，pH7.0)的产品色泽和风味均较佳，而采用加碱糊化(95，pH9.0)时，产品的风味较差，且淀粉糊化速度较慢。其原因可能是在pH值较高时，易使淀粉颗粒表面迅速糊化并形成一层膜，从而妨碍淀粉颗粒内部进一步糊化。同时，从试验结果也可得知：糊化时间过长，产品的香气较差，可能是因为加热时间长，香气挥发较多以及蒸煮味加重所致；糊化时间短，产品易出现沉淀，可能是淀粉颗粒糊化不完全的缘故。因此，莲子浆的糊化方法的最佳选择是：95下，pH值为7时，糊化45 min4.2 莲子用量的调配实验有关资料表明：莲子对人体的疗效作用，其用量以每天30100g 为宜11，但

23、莲子饮料作为保健食品，同时又是一种经常饮用的饮料。因此饮料中的用量以3%5%为宜。为了确定饮料中莲子的具体用量，本实验采用对比法，根据不同莲子含量的饮料的风味和口感进行了比较后的结果确定适宜的莲子用量。4.2.1 试验数据记录表2 莲子用量对产品质量的影响表莲子用量/%产品质量5.0莲子风味浓，稠度过高，口感差，流动性差4.0莲子风味浓，稠度高，口感较差，流动性较差3.5具有莲子风味，稠度适中，口感好，流动性好2.5莲子风味较淡，稠度较小，口感较差，流动性好从表2可知，莲子用量对饮料的质量有显著影响。莲子用量大于3.5%时，产品稠度过大，虽然莲子风味较浓，但口感较差，且易出现沉淀分层现象；莲子

24、用量为2.5%时，产品的莲子风味较淡；莲子用量为3.5%时，产品稠度适中，口感较好，具有莲子风味，故莲子芒果复合饮料中莲子的用量以3.5%为宜。4.3 稳定剂的调配实验4.3.1 数据记录表3 稳定剂对复合饮料的稳定剂用量编号稳定剂种类用量（%）1CMC0.182黄原胶0.163明胶0.24CMC+黄原胶0.1+0.055CMC+明胶0.1+0.16黄原胶+明胶0.1+0.067CMC+黄原胶+明胶0.1+0.05+0.058不加稳定剂4.3.2 结果分析经杀菌锅121杀菌20min后，并放置于室温下观察5天后记录其结果：表4 稳定剂对复合饮料的稳定剂效果编号效 果1稍微分层，颜色较好，显黄色

25、2有较多明显细小的白色悬浮颗粒，颜色较差，较为粘稠3明显分层4分层不明显，颜色较好，显乳黄色5稍微分层6分层不明显，颜色偏暗7分层不明显，有稍微细小的悬浮颗粒8明显分层结果表明，用复合稳定剂的效果比用单一稳定剂的稳定性高，效果明显偏好，但是稳定剂用量过多，口感差，因而综合考虑，以编号4即复合稳定剂用量0.15%（CMC0.1%，黄原胶0.05%）为最佳稳定剂使用方案。4.3.3 稳定剂的使用方法通过摸索，该稳定剂系统中，稳定剂的溶解条件如表5：表5 稳定剂溶解条件稳定剂溶液浓度溶解温度完全溶解时间CMC4%6012hr黄原胶2%6524hr稳定剂系统的特点之一就是它可以结合水并将其固定下来，因

26、而赋予含水的食品系统较稳定的质构。然而，必须正确地溶解稳定剂系统，以获得最佳的功能效果；因为有些稳定剂系统是冷溶性的，有的则需加热处理。此外这两种稳定剂系统都必须在中至高度的搅拌下才能分散与低固性物含量的水相中12。4.4 正交试验4.4.1 单因素试验4.4.1.1 糖的用量：根据资料及经验，分别试用以下浓度加到混合液中。表6 糖的用量表糖量（%）456789效 果较淡偏淡甜稍甜稍甜太甜由表6可得出，选取的用来作为后面正交试验的糖的三个水平为：糖：5%、6%、7%4.4.1.2 酸的用量：表7 酸的用量表酸量（%）0.050.100.150.200.25效 果很淡较淡偏淡适中过酸由于经过多次

27、试验，最后得出若在复合饮料中再加入酸，溶液pH值太低，导致饮料易沉淀，因此试验结果为不在饮料中另加酸。4.4.1.3 稳定剂：根据稳定剂调配试验最佳组合：CMC+黄原胶=0.1%+0.05%选取浓度：CMC：0.1%、0.12%、0.14%三个水平作正交试验黄原胶：0.03%、0.04%、0.05%三个水平作正交试验4.4.2 最佳配方的正交试验表4.4.2.1 莲子芒果复合饮料感官鉴定标准表8 莲子芒果复合饮料感官鉴定标准表项 目评 分标 准色 泽（满分30分）乳黄色2530淡黄色2024暗黄色20香 气（满分30分）具莲子和芒果香气1720 稍具莲子和芒果香气1416 无莲子和芒果香气 1

28、4滋 味（满分30分）具鲜莲子味和芒果 香味，口感细腻，甜味适中，无异味2530稍具莲子和芒果味，无异味2024无莲子及芒果味，味淡20体 形（满分20分） 均匀稳定，无沉淀，无分层现象1720 较均匀稳定，稍沉淀或分层1416有沉淀分层现象14根据单因素试验结果，以稳定剂（羧甲基纤维素CMC，黄原胶）、糖的用量、芒果汁的用量作试验因素，选用L9（34）正交表进行试验设计，得到了9个试验组合（见表9）。表9 L9（34）因子水平正交试验表 因子试号CMC（%）黄原胶（%）糖（%）芒 果汁（%）感 官 指 标/ 分色泽 香气滋味体形总分10.10.0356.626.7517.2524.7515.

29、7584.5020.10.0465.627.2517.0024.7513.5082.5030.10.0574.626.5016.2523.7515.7582.2540.120.0364.626.2516.5025.7513.7582.2550.120.0476.626.7516.7524.0012.2579.7560.120.0555.626.5013.7525.2513.2578.7570.140.0375.626.7517.0025.2512.5081.5080.140.0454.627.0017.2524.7514.2583.2590.140.0566.626.0016.5024.7512.0079.25K1249.25248.25246.50243.50K2240.75245.50244.00242.75K3244.00240.25243.50247.75R(极差)8.508.003.005.00因素水平趋势如图1： 图1 因素水平趋势图由 L9（34）正交试验结果表9极差R可以看出，影响最佳配方比的主次因子顺序为CMC黄原胶芒果汁糖。由因素水平趋势图进行直观分析得出本试验所研制的最终产品