微波灭酶对腌渍牛蒡褐变的影响及年产6000吨牛蒡罐头工厂设计
首先采用微波处理法对鲜切牛蒡的褐变进行控制，研究了微波功率、时间和原料厚度对牛蒡多酚氧化酶(PPO)活性的影响，采用响应面法优化了微波灭酶工艺；接着研究微波灭酶对牛蒡腌渍过程中PPO活力、色泽、脆度、总糖含量和感官评分的影响。结果表明，在一定范围内微波功率、时间和原料厚度显著影响牛蒡PPO活性；Box-Behnken结果显示，微波灭酶的最优条件为微波功率380W、微波时间14s、原料厚度3mm。在此条件下，牛蒡PPO活性为20.8U/g，比原料中PPO活性下降10倍多。微波灭酶的牛蒡在腌渍过程中PPO活性显著低于未处理组，且具有较好的色泽和硬度，感官评分显著高于对照，总糖含量下降量与对照组无显著差异。说明，微波灭酶处理抑制了牛蒡PPO活性，控制了牛蒡褐变，提升了腌渍牛蒡的品质。以牛蒡罐头产品为对象，进行年产6000吨牛蒡罐头工厂设计。设计改进了牛蒡罐头工厂生产过程中的加工工艺，采用工业化的微波灭酶技术、护色、发酵等技术，对牛蒡罐头大规模生产。设计考虑了环境、交通、资源等方面的要求。本设计内容主要包括工艺设计，即微波灭酶、护色、发酵等，以及物料衡算、水电汽估算、车间和全厂平面布局。本设计考虑到目前牛蒡罐头工厂的缺陷，对工艺作出改进，生产出褐变程度低，品质高的牛蒡罐头产品。关键词牛蒡，微波灭酶，多酚氧化酶，腌渍，罐头，加工工艺，工厂设计
目 录
1 引言 1
1.1 牛蒡的成分及价值 1
1.2 腌渍过程中牛蒡的变化 1
1.3 牛蒡褐变的控制技术 2
1.4 牛蒡罐头工厂现状及展望 3
1.5 本课题研究的意义及研究内容 3
2 材料与方法 3
2.1 材料与设备 3
2.2 实验方法 4
2.3 测定指标及方法 4
2.4 数据统计与分析 5
3 结果与分析 5
3.1 微波处理对牛蒡PPO活性的影响 6
3.2 牛蒡微波灭酶的工艺参数优化 7
3.3 微波杀菌下牛蒡腌渍过程中品质的变化 9
4 工厂设计部分 12
4.1 产品规划及生产制度 12
4.2 厂址选择以及平 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
面布置 13
4.3 车间平面布置原则 13
4.4 全厂平面设计说明 14
5 生产工艺及论证 14
5.1 工艺流程 14
5.2 工艺论证 15
6 物料衡算设备选型及车间定员 15
6.1 物料衡算 15
6.2 以每吨产品为基准的物料衡算 17
6.3 牛蒡罐头设备选型 19
6.4 牛蒡罐头车间定员 28
7 牛蒡罐头车间水电气估算 29
7.1 水电汽估算 29
7.2 管路设计 32
8 公共及辅助设施 33
8.1 原料仓库 33
8.2 辅料仓库 33
8.3 包装材料库 33
8.4 成品仓库 34
8.5 行政楼 34
8.6 员工宿舍 34
8.7 食堂 34
8.8 绿化 35
9 平面布置 36
9.1 车间布置 36
9.2 车间布置说明 36
10 经济分析 37
10.1 投资费用 37
10.2 经营费用估算 39
10.3 销售收入估算 40
10.4 成本估算 40
10.5 利润估算 40
10.6 财务效益分析 40
10.7 财务评价总结 41
结 论 42
致 谢 43
参考文献 44
1 引言
牛蒡为二年生草本，具粗大的肉质直根，喜温暖气候条件，既耐热又较耐寒，被称为大力子，东洋参等。腌渍牛蒡是牛蒡加工品中的主要方向，对于延长牛蒡产业链，提高农民收入方面起着重要作用。在牛蒡的腌渍加工过程中，无论是在腌渍处理过程，还是切片、成品贮存过程中，都会出现褐变现象，导致产品颜色变暗，进而带来不良感观品质，不利于产品的销售，而且还会致使产品口感和营养成分下降。牛蒡加工中褐变主要是酶促褐变为主，参与的酶主要是多酚氧化酶(PPO)[1]。
由牛蒡加工而来的罐头食品不仅携带方便，便于运输，而且可以长时间贮存并能保持良好的风味。我国罐头食品质量越来越高，出口量也逐年增加。我国果蔬罐头行业的发展不仅体现在数量上，还体现在加工技术、卫生状况、企业以及市场等方面的变化中。例如低温连续杀菌，微波灭酶等技术在果蔬罐头中的应用；在包装材料方面，EVOH材料已经应用于罐头生产；纯种乳酸菌也已使用到泡菜加工过程之中[2]。
我国物产丰富，由于大部分果蔬不能长期保存，而罐头的深加工可以有效地保持果蔬的质量和风味，可以提高果蔬的价值。并且，我国果蔬罐头在加工技术方面以及产品标准方面有了很大的进步，为果蔬罐头产品提供了卫生质量保证。因此，对于牛蒡罐头的加工将会越来越受人们喜爱，有巨大的发展空间。
1.1 牛蒡的成分及价值
研究发现，蛋白质、纤维素、钙、磷、铁等人体生长所必须的营养物质广泛存在于牛蒡中[3]，维生素类物质、生物碱、脂肪酸类物质也存在于牛蒡子中。多酚类、醛类及多炔类以及人体必需的蛋白质、淀粉等营养物质也在牛蒡中被检测出来。此外，牛蒡具有抗菌的功能，含抗菌成分最多的是叶子部分；牛蒡还具有治疗人类一些常见疾病的功能，例如降低血糖血脂的功能，用水提取牛蒡子得到的物质能够较为明显的降低血糖含量；牛蒡含有清除体内氧自由基的酶类，这种酶能够增强免疫细胞活力，抵御疾病；牛蒡还含有抑制癌细胞活性的物质，具有预防癌症的功能[4]。
1.2 腌渍过程中牛蒡的变化
（1）色泽变化：颜色随发酵时间逐渐加深；
（2）脆度变化：腌渍后期脆度逐渐下降；
（3）总糖含量变化：随发酵时间逐渐降低。腌渍刚开始时，总糖含量下降缓慢，可能是由于腌渍过程中，乳酸菌发酵需要消耗糖类物质作为自身代谢的碳源。
1.3 牛蒡褐变的控制技术
目前果蔬加工中酶促褐变的机理已经研究的比较深入，对其防止和减缓的措施主要采用乙醇处理、化学处理和热处理等方法来进行。
1.3.1 乙醇处理
目 录
1 引言 1
1.1 牛蒡的成分及价值 1
1.2 腌渍过程中牛蒡的变化 1
1.3 牛蒡褐变的控制技术 2
1.4 牛蒡罐头工厂现状及展望 3
1.5 本课题研究的意义及研究内容 3
2 材料与方法 3
2.1 材料与设备 3
2.2 实验方法 4
2.3 测定指标及方法 4
2.4 数据统计与分析 5
3 结果与分析 5
3.1 微波处理对牛蒡PPO活性的影响 6
3.2 牛蒡微波灭酶的工艺参数优化 7
3.3 微波杀菌下牛蒡腌渍过程中品质的变化 9
4 工厂设计部分 12
4.1 产品规划及生产制度 12
4.2 厂址选择以及平 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
面布置 13
4.3 车间平面布置原则 13
4.4 全厂平面设计说明 14
5 生产工艺及论证 14
5.1 工艺流程 14
5.2 工艺论证 15
6 物料衡算设备选型及车间定员 15
6.1 物料衡算 15
6.2 以每吨产品为基准的物料衡算 17
6.3 牛蒡罐头设备选型 19
6.4 牛蒡罐头车间定员 28
7 牛蒡罐头车间水电气估算 29
7.1 水电汽估算 29
7.2 管路设计 32
8 公共及辅助设施 33
8.1 原料仓库 33
8.2 辅料仓库 33
8.3 包装材料库 33
8.4 成品仓库 34
8.5 行政楼 34
8.6 员工宿舍 34
8.7 食堂 34
8.8 绿化 35
9 平面布置 36
9.1 车间布置 36
9.2 车间布置说明 36
10 经济分析 37
10.1 投资费用 37
10.2 经营费用估算 39
10.3 销售收入估算 40
10.4 成本估算 40
10.5 利润估算 40
10.6 财务效益分析 40
10.7 财务评价总结 41
结 论 42
致 谢 43
参考文献 44
1 引言
牛蒡为二年生草本，具粗大的肉质直根，喜温暖气候条件，既耐热又较耐寒，被称为大力子，东洋参等。腌渍牛蒡是牛蒡加工品中的主要方向，对于延长牛蒡产业链，提高农民收入方面起着重要作用。在牛蒡的腌渍加工过程中，无论是在腌渍处理过程，还是切片、成品贮存过程中，都会出现褐变现象，导致产品颜色变暗，进而带来不良感观品质，不利于产品的销售，而且还会致使产品口感和营养成分下降。牛蒡加工中褐变主要是酶促褐变为主，参与的酶主要是多酚氧化酶(PPO)[1]。
由牛蒡加工而来的罐头食品不仅携带方便，便于运输，而且可以长时间贮存并能保持良好的风味。我国罐头食品质量越来越高，出口量也逐年增加。我国果蔬罐头行业的发展不仅体现在数量上，还体现在加工技术、卫生状况、企业以及市场等方面的变化中。例如低温连续杀菌，微波灭酶等技术在果蔬罐头中的应用；在包装材料方面，EVOH材料已经应用于罐头生产；纯种乳酸菌也已使用到泡菜加工过程之中[2]。
我国物产丰富，由于大部分果蔬不能长期保存，而罐头的深加工可以有效地保持果蔬的质量和风味，可以提高果蔬的价值。并且，我国果蔬罐头在加工技术方面以及产品标准方面有了很大的进步，为果蔬罐头产品提供了卫生质量保证。因此，对于牛蒡罐头的加工将会越来越受人们喜爱，有巨大的发展空间。
1.1 牛蒡的成分及价值
研究发现，蛋白质、纤维素、钙、磷、铁等人体生长所必须的营养物质广泛存在于牛蒡中[3]，维生素类物质、生物碱、脂肪酸类物质也存在于牛蒡子中。多酚类、醛类及多炔类以及人体必需的蛋白质、淀粉等营养物质也在牛蒡中被检测出来。此外，牛蒡具有抗菌的功能，含抗菌成分最多的是叶子部分；牛蒡还具有治疗人类一些常见疾病的功能，例如降低血糖血脂的功能，用水提取牛蒡子得到的物质能够较为明显的降低血糖含量；牛蒡含有清除体内氧自由基的酶类，这种酶能够增强免疫细胞活力，抵御疾病；牛蒡还含有抑制癌细胞活性的物质，具有预防癌症的功能[4]。
1.2 腌渍过程中牛蒡的变化
（1）色泽变化：颜色随发酵时间逐渐加深；
（2）脆度变化：腌渍后期脆度逐渐下降；
（3）总糖含量变化：随发酵时间逐渐降低。腌渍刚开始时，总糖含量下降缓慢，可能是由于腌渍过程中，乳酸菌发酵需要消耗糖类物质作为自身代谢的碳源。
1.3 牛蒡褐变的控制技术
目前果蔬加工中酶促褐变的机理已经研究的比较深入，对其防止和减缓的措施主要采用乙醇处理、化学处理和热处理等方法来进行。
1.3.1 乙醇处理
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