椰奶木瓜果汁复合饮料的工艺研究.docx
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椰奶木瓜果汁复合饮料的工艺研究
椰奶木瓜果汁复合饮料的工艺研究
摘要
本论文以鲜榨椰汁与木瓜汁为原料结合起来研制保健型番木瓜椰奶，兼具椰汁与木瓜的双重营养保健作用。
通过研究番木瓜果汁的有效提取，研究乳化剂、稳定剂与复合饮料稳定性的关系，确定适宜的工艺条件。
运用Box—响应面试验设计建立了复合饮料的糖的添加量、柠檬酸的添加量、木瓜椰汁比例等3个因素的回归方程，此模型在试验范围内能交准确地预测复合饮料的感官评定结果。
通过Box—响应面实验设计获得了最佳的复合饮料最佳的工艺配方：
木瓜和椰奶体积比例为1.5:
1、蔗糖8%、柠檬酸0.15%；采用正交试验设计获得了复合饮料最佳的乳化剂配比：
蔗糖酯为0.10%，单甘脂为0.25%，吐温—80为0.11%；采用单因素实验获得增稠剂的最佳添加量：
CMC-Na0.3‰、黄原胶2.5‰。
关键词：
椰汁；木瓜；稳定性；复合饮料
PoultryresearchcomplextenderagentSchoolofFoodScience
LubingGuan
Abstract
Thisthesiswithfreshcoconutandpapayajuiceasrawmaterialcombinedhealthpapayacoconutmilk,developedwiththedualwithpapayacoconutjuicenourishmenthealthcarefunction.Throughthestudyofpapayafruitjuiceextractedeffectively,emulsifierandstabilizerandstudythestabilityofcompositedrinksrelationship,determiningsuitableprocessingconditions.UsingtheBox-Behnkentheresponsesurfaceexperimentdesignestablishedthesugarcompounddrinkssubstitutability,citricacidadditives,papayacoconutproportionofthreefactors;thismodelregressionequationinthetestrangecanaccuratelyforecastcompositedrinksintotheorganolepticevaluationresults.ThroughtheBox-theresponsesurfacewonbestexperimentaldesignofcompositedrinkthebestformula:
papayaandcoconutmilkvolumeratiofor1.5:
1,sugar8%,citricacid0.15%;Usingtheorthogonalexperimentdesigntoobtainthebestemulsifiercompositedrinkssucroseestermatching:
sucroseesterfor0.1%,singleKennedyfatfor0.25%,twain-800.11%,Throughthesinglefactorexperimentwegetthickenerbestadditives:
CMC–Na2.5‰,xanthenesgum2.5‰.
Keywords：
Coconutmilk;Papaya;Stability;Mixedbeverage
目录
1前言1
1.1椰汁的主要营养成分1
1.2椰肉中的特殊营养成分1
1.2.1椰肉中的微量元素1
1.2.2椰肉中的氨基酸1
1.2.3椰肉中的维生素1
1.2.4椰子汁的保健功能1
1.2木瓜的营养成分与保健功能2
1.2.1木瓜的营养价值2
1.2.2木瓜的保健功能2
1.3试验目的和意义2
2材料与方法3
2.1原料、试剂、仪器3
2.1.1原料3
2.1.2主要试剂3
2.1.3仪器与设备3
2.2加工工艺流程4
2.3操作要点4
2.3.1木瓜汁的制备4
2.3.1.1前处理4
2.3.1.2热烫:
4
2.3.1.3打浆及微粉碎4
2.3.1.4酶处理4
2.3.1.5过滤、澄清4
2.3.2椰奶的制备4
2.3.2.1原料的选择和去壳4
2.3.2.2椰肉的清洗和破碎5
2.3.2.3压榨、过滤5
2.3.3复合、调配5
2.3.4稳定性试验6
2.3.4.2最佳稳定剂的复配6
3结果分析7
3.1酶处理对木瓜出汁率的影响7
3.2最佳木瓜果汁和椰汁用量比以及糖酸用量及优化7
3.2.1最佳木瓜果汁和椰汁用量比以及糖酸用量7
3.2.2佳木瓜果汁和椰汁用量比以及糖酸用量及优化8
3.2.3双因素交互作用分析9
3.3复合乳化剂的正交试验10
3.4复合稳定剂实验结果分析11
2.3均质对复合饮料的稳定效果12
4产品质量指标12
4.1感官指标12
4.1.1色泽12
4.1.2组织状态12
4.1.3口感及风味12
4.2理化指标12
5结论12
6讨论13
参考文献14
致谢15
1前言
1.1椰汁的主要营养成分
成熟椰子肉中营养成分的质量分数W，％：
碳水化合物5%～10%，水分40%—50%，蛋白质4%—5%，油脂35%—40%，粗纤维2%—4%，灰分1.0%—1.5%，具体详情见表1。
表1椰子在成熟过程中椰肉的主要成分的变化[1]
原料
水分
蛋白质（%）
脂肪
碳水化合物（%）
粗纤维
灰分
（%）
（%）
（%）
（%）
未成熟椰子
90.8
0.9
1.4
6.3
——
0.6
成熟椰子
46.3
4.08
37.29
11.29
3.39
1.03
1.2椰肉中的特殊营养成分
1.2.1椰肉中的微量元素
椰肉中含有钙，钙能帮助骨骼成长，抑制神经系统的异常兴奋，令人情绪稳定；椰肉中含有锌，能使免疫机能正常化，有助于顽固性溃疡早日康复、促使发育、改善视力，减轻酒精的危害；椰汁中含有铁，铁在人体中可以补血、促使生长发育、智力发育和增强免疫力，椰肉中还含有钾、磷、锰等多种人体必需的微量元素。
1.2.2椰肉中的氨基酸
椰汁中含有丰富的蛋氨酸、异蛋氨酸、精氨酸、赖氨酸、苏氨酸、胱氨酸、甘氨酸、异亮氨酸等是十几种可以促进人体蛋白质、酶、激素的合成，构成机体活动调节的物质基础的氨基酸[2]。
1.2.3椰肉中的维生素
椰汁中含有人体必需的多种维生素，如维生素A、维生素B2、维生素B1、维生素D、维生素C、维生素E、β-胡胡萝卜素等[3]。
1.2.4椰子汁的保健功能
椰子汁是将椰肉榨汁而成的天然饮品，含有大量植物蛋白以及17种人体人体所需的氨基酸和锌、钙、铁等微量元素，是迄今为止世界上氨基酸含量最高的天然饮品。
其所含的维生素E能保持女性青春活力，丰富的锌能促进少女发育，锌可改善老年人的循环系统，常饮椰子汁不仅不会增加体重，还可降低人体血脂水平，预防高血脂症，从而起到对心血管的保健作用。
研究人员还发现，先饮椰子汁再饮酒，即使量多也不易醉[4]。
1.2木瓜的营养成分与保健功能
木瓜为蔷薇科，属植物贴梗海棠的果实，营养极为丰富，且以名贵中药而驰名，俗语有“杏一益，梨二益，木瓜百益”之说。
但木瓜鲜果酸涩，不宜生食，除了做一些地方特色菜外，利用较少。
因此，研究生产木瓜休闲食品以及开发纯天然的木瓜保健食品，具有重要的社会意义和良好的经济价值[5]。
1.2.1木瓜的营养价值
木瓜果实营养全面，含有糖类、蛋白质、脂肪、维生素以及矿物质等多种营养成分，其中尤以糖分、Vc、胡萝卜素含量最为丰富，含糖量可达鲜重的8—10％，Vc、胡萝卜素有含量则比西瓜、香蕉高4-5倍[6-7]。
据中国林科院对皱皮木瓜、毛叶木瓜和西藏木瓜6个品种鲜果分析[8-9]，果实含水分81.1％-88.5％、粗纤维1.7％-2.6％、单宁0.37-1.54％、含粗脂肪25.53％-28.97％（种子）、有机酸总量3.14％-4.19（主要为苹果酸和柠檬酸）、总糖3.47％-7.89％、果胶0.78％-2.07％。
100g果汁中氨基酸总量255.72-481.69mg（含17种氨基酸）、Vc50.84-203.09mg、烟酸0.24-0.32mg。
每g果汁中含矿物质元素的ug数：
钾0.15-0.31、钙169-433、镁86.9-150、铜0.2-0.84、锌1.1-2.32、铁8.91-27.08、锰0.15-0.62、磷99.9-268[8]。
1.2.2木瓜的保健功能
木瓜味甘、性平、有健脾胃、助消化、通便、消暑解渴、解酒毒、降血压、消肿、通乳、驱虫等多种功效。
现代医学认为：
木瓜中含有广谱抗菌作用的齐墩果酸，有消炎抑菌、降转氨酶、促进肝细胞再生、防止肝硬化、促免疫、抑制变态反应、降血脂、降血压、强心、利尿和抑制S180瘤珠生长等作用。
木瓜中黄酮类物质具有稳定血管和毛细血管弹性、降低血压、增强动脉流量、抗心律不齐、抗溃疡等作用[9]。
木瓜中的果胶物质能抗辐射和促进人体重金属盐的分解，并有稳定抗坏血酸的作用。
木瓜中的有机酸有消食、健胃、散瘀功效。
木瓜中的酵素对消化不良和胃病有辅疗作用，对产妇有催乳作用[10]。
番木瓜种子中的并硫氰酸苄酯和番木岱，是驱虫剂，可用于驱蛔虫、绦虫等。
1.3试验目的和意义
目前热带及亚热带水果共计有有51科125属275种（变种）以上，且多富含维生素、矿物元素，营养丰富，并具有独特的风味及香气，有些还具有医疗保健功能，正日益受到消费者的青睐。
与热带水果种植业的高速发展相比，我国热带水果加工业的发展显然落后了，因此制约了热带水果产业的发展，产销矛盾突出，使得热带产区的经济效益在低水平上徘徊，为确保我国热带水果产业的健康发展，因此国家在“十五”计划中又提出重点扶持开发热带果蔬加工业的政策。
椰子和木瓜是世界水果市场最重要的热带水果品种之一，木瓜椰奶复合饮料的开发，不仅有利于推动热带水果加工业的健康发展，还有利于促进木瓜和椰子产业链的形成，加速木瓜和椰子食物资源的转化，进一步提升木瓜种植的经济效益，增加农民收入，是贫困地区农民脱贫致富的有效途径。
2材料与方法
2.1原料、试剂、仪器
2.1.1原料
市售椰子、木瓜
2.1.2主要试剂
白砂糖食品级市售
果胶酶食品级lallemind
单甘酯（HLB值=3.8）食品级广州品秀精细化工
黄原胶食品级河北大地生物科技
CMC食品级国药基团化学试剂
Vc食品级郑州百和化工产品有限公司
蔗糖酯（HLB值=11）食品级杭州瑞霖化工
吐温--80（HLB值=15.0）食品级广东封开县华毅化工有限公司
柠檬酸食品级河北大地生物科技
2.1.3仪器与设备
HG101-3A电热鼓风干燥箱鹤壁市科奥仪器表制造有限公司
JLL30-A榨汁机顺德市希贵电器制造有限公司
HFJ-10内切式匀浆机天津市恒奥科技发展有限公司
WF-300EH超声波清洗机宁波海曙五方超声波设备有限公司
PB3002-N电子精密天平梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司
DENWER电子天平北京赛多利斯仪器系统有限公司
LD4-2A台式低速离心机北京京立离心机有限公司
PAL-1数显糖度计日本Atago爱宕
120、300目过滤布化纤纤维布
2.2加工工艺流程
番木瓜→清洗→前处理→破碎→热烫→打浆→过滤→澄清→木瓜汁
↓
原料→选料→剥椰衣→去壳→去皮→压榨→过滤→新鲜椰奶→复合调配
↓
成品←冷却←杀菌←均质←乳化
2.3操作要点
2.3.1木瓜汁的制备
2.3.1.1前处理
选取新鲜8-9成熟肉厚无腐烂无病虫害的番木瓜用流动水清洗干净随后用不锈钢刀去皮对半切分挖去籽和瓤并破碎成直径2cm左右的瓜丁。
2.3.1.2热烫:
为防止番木瓜破碎后发生酶氧化影响产品风味破碎后的番木瓜立即投入夹层锅的热水中在95℃下热烫5min可取得良好的灭酶活效果，同时也能清洗果实表面和减少微生物的寄存。
2.3.1.3打浆及微粉碎
热烫后的番木瓜用打浆机打成粗浆。
.
2.3.1.4酶处理
在番木瓜浆中加入一半的纯净水，并添加0.02%的果胶酶，在45℃条件下酶解3h。
2.3.1.5过滤、澄清
用300目过滤布将酶解后的木瓜汁进行过滤，留取滤液备用。
2.3.2椰奶的制备
2.3.2.1原料的选择和去壳
椰子要选用新鲜成熟的椰果，已圆形或长圆形、果实中大者为好。
用自来水将椰子壳表皮附着的泥沙和杂物冲洗干净，然后采用人工法用力砍去椰子的外壳。
2.3.2.2椰肉的清洗和破碎
除去椰子外壳后，取出果肉，清洗干净用刀将其切成碎块，破碎成疏松状态时出汁时最佳。
2.3.2.3压榨、过滤
将破碎后的椰肉，采用JLL30-A榨汁机进行榨汁，然后将得到的浆汁用120目的滤布进行过滤，对其进行浆渣分离，除去浆液中的纤维，浆液的颗粒经高压均质后，不易产生分层和沉淀。
2.3.3复合、调配
表2Box-响应面实验设计因素水平表
变量Z1
因素与水平
X1木瓜汁与椰汁体积比
X2糖添加量（%）
X3酸添加量（%）
上水平
（1）
4
12
0.20
零水平（0）
2.75
10
0.125
下水平（-1）
1.5
8
0.05
表3椰奶木瓜果汁复合饮料感官评分标准
项目
一级
二级
三级
四级
外观色泽30
具有良好的乳黄色或淡乳黄色，允许有沉淀（27-30）
颜色较好，深度合适，允许有沉淀（24-26）
颜色较差，色泽过深或过浅，沉淀较多（20-23）
颜色差，
沉淀较多
（<19）
香气30
具有木瓜特有的香味和椰奶香味且协调（27-30）
木瓜和椰汁香味较淡、香气协调
（24-26）
木瓜和椰汁香气较淡，不协调
（20-23）
木瓜和椰汁香味差，不协调
（<19）
滋味40
木瓜和椰汁滋味较浓、协调、
酸甜适中（35-40）
木瓜和椰汁滋味较淡，较协调，酸甜适中（30-35）
木瓜和椰汁滋味较淡，稍酸或稍甜（25-30）
木瓜和椰汁滋味较差，过甜或过酸（<30）
将过滤过后的木瓜汁和椰奶做混合试验来确定其最佳配比。
在添加0.5%的Vc的情况下通过Box-响应面试验并感官评定结果确定最佳比例的白砂糖、柠檬酸，如表二所示。
根据木瓜椰奶复合饮料的稳定性、组织状态、口感、风味等进行综合评定，样品提供给20位有经验的业内人士，分别的打分，取其平均分为总感官评分[11]。
感官评分标准见表3。
2.3.4稳定性试验
2.3.4.1复合乳化剂效果的确定
在最佳调配的复合饮料中加入稳定剂进行均质杀菌处理，根据正交实验确定最佳稳定剂的配比，实验因素如表4所示。
表4乳化剂的正交因素水平表
水平
蔗糖酯‰
单甘脂‰
吐温—80‰
1
1.0
2.0
1.1
2
1.5
2.5
1.2
3
2.0
3.0
1.3
在离心管中加入90mm高的饮料成品，于4500rpm/min速度下离心20min，然后用游标卡尺测量油层的厚度，以脂肪上浮层厚度为指标，确定出最佳的复合乳化剂。
2.3.4.2最佳稳定剂的复配
两种或两种以上的稳定剂混合使用时往往具有协同作用，因为体系的黏度大于体系各组分黏度的综合，或者在形成黏胶以后又生成高强度的黏胶，从而可以提高体系的稳定性[10]。
由于CMC-Na本身在酸性条件下不够稳定，所以必须制成耐酸性的CMC-Na。
在制作果汁牛奶时，酪蛋白也会沉淀、此时加入0.3%的耐酸性CMC-Na，则可防止沉淀[12]。
对稳定剂的复配是采用将3.0‰的CMC分别与2.0‰、2.5‰、3.0‰的黄原胶进行复配的不同组合。
如表5所示
表5复合稳定剂的实验水平表
试验号
CMC-Na‰
黄原胶‰
1
0.3
2.0
2
0.3
2.5
3
0.3
3.0
最佳稳定剂的判定方法：
按上面介绍的工艺方案，实验不同的复合乳化剂，将所得的成品在4500rpm速度下离心20min下离心，以沉淀率为指标来确定最佳的复合稳定剂。
其中沉淀率（%）=（沉淀物重量g/饮料重量g）*100%
3结果分析
3.1酶处理对木瓜出汁率的影响
在果蔬化学成分中，果胶物质的存在会给榨汁和澄清带来一定困难。
使用果胶酶处理，则可大大提高榨汁收得率和澄清效果。
含果胶的果汁富于粘性，可使浑浊粒子保持稳定的胶体体系。
要制取果汁时，只依靠过滤和离心分离则难以达到澄清效果。
如使用果胶酶将其果胶物质分解以后，则失去了果胶保护胶体体系的作用[13]。
番木瓜果实中果胶含量较高，其成熟期间果胶含量增加，果实成熟后2d，果胶值达到最高[14]。
因此用果胶酶处理可以大大降低果胶这种大分子物质含量，提高木瓜果浆的质量，同时也提高了番木瓜果奶的稳定性，其保质期得到了延长[15]。
实验表明，经过果胶酶处理过后的木瓜出汁率比不经过果胶酶处理的木瓜出汁率要高10%左右。
3.2最佳木瓜果汁和椰汁用量比以及糖酸用量及优化
3.2.1最佳木瓜果汁和椰汁用量比以及糖酸用量
果浆的用量是饮料风味和口感的主要组成部分，考虑到复合饮料的组织形态及经济性，选择合适的比例是十分重要的。
酸味剂的种类和用量及糖酸比对木瓜椰奶复合饮料的口感、风味影响很大，选用口味偏滑爽的柠檬酸作为调酸剂较适宜[16]。
从表6看出，以木瓜和椰奶体积比为1.5，蔗糖8%，柠檬酸0.125%的木瓜椰奶风味突出，口感爽口，结果见表6，方差分析见表7。
采用SAS9.0对发酵工艺条件进行分析得到回归方程如下：
Y1=267.5159-33.18667*X1-31.975*X2-189.8148*X3+1.973333*X1*X1+1.4*X1*X2+66.66667*X1*X3+1.833333*X2*X2+4.56E-13*X2*X3-474.0741*X3*X3。
表6不同木瓜果汁和椰汁用量比以及糖酸用量的风味和口感评价
实验号
木瓜汁与椰汁比例
X1
蔗糖添加量
X2
柠檬酸添加量
X3
感官平定值
Y1
1
-1
-1
0
80
2
-1
1
0
91
3
1
-1
0
72
4
1
1
0
90
5
0
-1
-1
85
6
0
-1
1
65
7
0
1
-1
90
8
0
1
1
70
9
-1
0
-1
95
10
1
0
-1
80
11
-1
0
1
65
12
1
0
1
75
13
0
0
0
75
14
0
0
0
80
15
0
0
0
80
表7工艺优化实验的方差分析表
Source
DF
SS
MS
F
Pr>F
X1
1
24.5
24.5
1.830635
0.234011
X2
1
190.125
190.125
14.2061
0.013035
X3
1
703.125
703.125
52.53736
0.000781
X1*X1
1
35.10256
35.10256
2.622857
0.16626
X1*X2
1
12.25
12.25
0.915318
0.382645
X1*X3
1
156.25
156.25
11.67497
0.018902
X2*X2
1
12.41026
12.41026
0.927292
0.379794
X2*X3
1
0
0
0
1
X3*X3
1
26.25641
26.25641
1.961874
0.220216
回归
9
1164.817
129.4241
9.670541
0.011163
一次项
3
917.75
305.9167
22.85803
0.002392
二次项
3
78.56667
26.18889
1.956829
0.238907
交互项
3
168.5000
56.16667
4.196762
0.078286
误差
5
66.91667
13.38333
失拟
3
50.2500
16.7500
2.01
0.349267
随机误差
2
16.66667
8.333333
总和
14
1231.733
3.2.2佳木瓜果汁和椰汁用量比以及糖酸用量及优化
对工艺优化的数学模型进行方差分析，并对各因子的偏回归系数进行检验，从表5可以看出：
回归模拟F值为9.670541，（P>R）<0.05表明回归模型显著，且失拟不显著，说明回归方程与实际情况的拟合较好。
该模拟一次项中X3的偏回归系数极显著，说明柠檬酸对感官评定的影响极为显著，X2的偏回归系数显著，说明糖的添加量对感官评定有显著影响，其他项的偏回归系数均未达到显著水平。
将回归方程进行优化，得到最佳方案为：
木瓜椰奶体积比例为1.5、糖的添加量为8%，柠檬酸的添加量为0.068。
.对最佳方案进行验证，感官评分为93.5，与理论值的92.14相差不大，所以可认为其为最佳方案。
3.2.3双因素交互作用分析
图1柠檬酸与木瓜椰汁比例交互作用响应面图
图2糖的添加量与木瓜椰汁比例交互作用
图3柠檬酸添加量与糖交互作用
在感官评定过程中，根据各因素X1、X2、/X3对其响应值（Y）所构成的三维空间的曲面图，可反映各因素对其响应值的影响。
固定一个因素在零水平上，研究另两个因素间的交互作用，根据所作的三维空间曲面图，分析糖的添加量与柠檬酸添加量、糖的添加量与木瓜椰汁比例、柠檬酸添加量与木瓜椰汁比例交互作用对感官评定的影响。
由图1可知，在一定的木瓜汁椰汁比例（X1）下，增大柠檬酸的添加量，感官评定结果呈递减趋势。
在一定的柠檬酸添加量情况下，随着木瓜汁与椰汁比例的不断增大，感官评定的分数逐渐降低。
从图2可知，在蔗糖的添加量一定时，增大木瓜汁与椰汁的比例，感官评定的结果成递减趋势。
在一定的木瓜汁与椰汁比例的情况下，随着糖的添加量的不断增大，感官评定的结果呈递增趋势。
从图3可知，在蔗糖的添加量一定时，增大柠檬酸的添加量，感官评定的结果呈递减趋势。
在一定的柠檬酸的添加量的情况下，随着蔗糖添加量的不断增大，感官评定的分数呈递增趋势。
3.3复合乳化剂的正交试验
配制复合乳化剂正交试验因素水平表及测量结果见表8。
表中Y值为90mm高的复合饮料离心后
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