荸荠粉的研制及荸荠饼干的开发
目 录
1 引言 1
1.1 荸荠的概述 1
1.2 果蔬干制工艺的研究 2
1.3 饼干的概述 3
1.4 本课题研究的目的和意义 4
2 材料和方法 5
2.1 实验原料与试剂 5
2.2 实验仪器与设备 5
2.3 实验设计 5
3 结果与分析 8
3.1 护色剂对荸荠的护色效果 8
3.2 干燥工艺对荸荠护色的影响 13
3.3 荸荠饼干的加工制作 15
结论 18
致谢 19
参考文献 20
1 引言
1.1 荸荠的概述
荸荠，又称地栗、马蹄、乌芋等，属莎草科多年生水生草本植物。其性喜温暖湿润，不耐寒，以球茎繁殖，春夏间育苗栽植或直播，冬季采收。原产中国与印度，在中国主要分布于江苏、安徽、浙江、广东等低洼地区[1]。
荸荠呈扁圆形，表面光滑，老熟后为深栗色或枣红褐色。李时珍描述其性状云：“生浅水中，其苗三四月出土，一茎直上。无枝叶，状如龙须。其苗白弱，秋后结果，大如山楂、栗子，而脐有聚毛、累累下生入泥底”[2]。
1.1.1 荸荠的营养价值
荸荠品种良多，一般分为干湿两大类。荸荠以球茎供食，其肉质新鲜、洁白、干净、多汁、清脆。并且荸荠营养丰富，汁多味甜，自古有“地下雪梨”之美誉，北方人则视之为“江南人参”[3]。据研究分析：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B1 0.04mg ，维生素 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
B2 0.02mg ，维生素C 3mg ，尼克酸 0.4mg 等[4]。荸荠生吃，肉质细嫩，清脆爽口，醇甜清香；熟食，则可做成多种美味佳肴，荤素皆宜。与荤菜搭配，油而不腻，也可做甜食，甘而不满。
1.1.2 荸荠的药用价值
荸荠不仅可口，还有药用价值，其苗秧、根、果实均可入药，都有很好的医疗保健效果。根据 《 中药大辞典 》 ，荸荠性味甘、微寒、无毒，有温中益气，清热开胃，消食化痰之功效。 《 本草纲目 》 中更是记载，荸荠能降火、补肺凉肝、消食化痰[5]。临床上可用于热病烦渴、痰热咳嗽、咽喉疼痛、小便不利、便血、疣等症。据报道，荸荠中含有一种叫“荸荠英”的抗菌物质，它主要存在于荸荠果皮以及果皮和果肉之间的部位，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及绿脓杆菌等均有一定的抑制作用[6]，对降血压也有一定的作用，对肺部、食道、鼻咽和乳腺等部位的癌症肿瘤也有积极的防治效果。在春季，吃新鲜荸荠有助于防治流脑、百日咳、麻疹及急性咽喉炎[7]，对糖尿病患者也有一定的辅助治疗功效。
1.1.3 荸荠的加工利用现状
荸荠是一种药食兼用的食物，作为一种营养丰富的纯天然食品，其市场潜力非常大。随着各项研究的深入，荸荠的营养和药用价值已经逐渐被人们认识和开发，荸荠的加工也逐渐为人们所重视。近几年，荸荠的加工产品如荸荠果脯[8]、荸荠饮料[9]、荸荠糕[10]、荸荠罐头[11]等受到广大消费者的欢迎。这一系列荸荠产品，既是营养丰富的保健食品，又是食用方便、口感美味的食品，满足了广大消费者的需求，因此在市场上有着很强的竞争力，而且发展前景也十分乐观。
1.2 果蔬干制工艺的研究
1.2.1 护色
果蔬在干燥的过程中，极其容易发生褐变，影响它的品质和外观，从而大大降低了商品的价值。褐变包括酶促褐变和非酶促褐变，荸荠的褐变主要是酶促褐变。酶促褐变是指果蔬受到机械损伤或处于异常环境条件 （ 受冻、受热 ） 时，在有氧条件下，经酶氧化而呈褐色。催化产生褐变的酶类主要是酚酶。植物组织中含有的酚类物质，在酚与醌之间保持着动态平衡，因此，不会发生褐变。但当组织、细胞受损时，氧气进入，酚类在酚酶的作用下氧化为邻醌，然后聚合形成黑色素或褐色素，从而发生酶促褐变[12,13]。
褐变控制是荸荠粉生产中的关键之一，控制不当，产品在货架期内会产生变色问题，严重影响产品质量。因此在干制前须采用护色技术来抑制干制过程中的褐变反应，褐变的程度主要取决于酚类含量，但除去酚类十分困难，可通过抑制酶活性和减少氧接触来控制反应。常见方法有加热处理、控制 PH 、加铜盐或锌盐、 SO2 及亚硫酸盐处理、驱氧法等[14]。
在实际生产中，一般用的最多的也最方便的就是使用抑制剂抑制褐变酶类的活性。常用的抑制剂有食盐、抗坏血酸 （ AA ） 、异抗坏血酸钠 （ EA ） 、植酸、柠檬酸 （ CA ） 、半胱氨酸 （ L-Cys ） 和亚硫酸盐等[15]。
1.2.2 干燥工艺
果蔬干制就是为保证食品品质变化最小，在人工控制的条件下促使物料水分蒸发的工艺过程。干制食品能达到延长贮藏时间、便于运输和贮存、便于进一步加工的目的。现在用于果蔬加工的干燥方法主要有热风干燥、喷雾干燥、微波冷冻干燥、真空冷冻干燥等。
1.2.2.1 热风干燥
热风干燥方法是许多已知干燥方法中最常用的一种。热风干燥又称对流干燥，直接以高温的热空气为热源，借对流传热将热量传给湿物料。鼓风干燥机常为实验室研究所用，它一般为水平气流厢式干燥器，采用一个或多个风机来输送热空气，从而干燥盘子上的物料。
热风干燥一般为间歇操作，干燥时间长，热效率较低，但设备结构简单、投资少，对于小批量物料的干燥优点十分显著。
1.2.2.2 喷雾干燥
食品工业用于果蔬脱水，通常采用的加工方法是喷雾干燥技术。经喷雾干燥加工的食品具有良好的外观和营养价值，除了可以直接食用外，还可和其它的类似产品作为烹调配料。同时还保持各种原料原有的色泽、风味和纤维质，尤其是所含的纤维质具有良好的膨润性，食用时没有粗糙感。利用此法加工成粉的，以番茄为最多[16]。
由于水果中含有的葡萄糖和果糖较多，喷雾干燥比较困难。目前国内外喷雾干燥此类产品还要添加一些助干剂，如淀粉、糊精、麦芽糊精等[17]。
1.2.2.3 微波冷冻干燥
随着现代科学技术进步，微波加热技术工业应用日臻完善，它克服了传统传导传热阻力大、加热不均匀等缺点，正越来越广泛的成为一种重要的加热方法。利用微波加热结合冷冻升华技术对食品进行干燥，可使物料中的营养成分基本不受破坏，色泽、外观形状保持不变，制品的复水性能优异等[18]。
1.2.2.4 真空冷冻干燥
真空冷冻干燥也被称为冷冻升华干燥、升华干燥，常简称为“冻干”。真空干燥是使食品在低温、低压下进行水分蒸发，从而得到质量较高的食品的干燥方法。真空冷冻干燥利用冰的升华原理，在高真空的环境条件下，将冻结了的食品中的水分不经过冰的融化直接从固态冰升华为水蒸汽而使物料干燥的工艺升华脱水技术，不破坏原有物质的物理、化学结构[19]。
这种方法获得的脱水产品的各种性能优良，真空冷冻干燥法在工业上已有广泛应用，但是由于设备昂贵，且其能耗大，产品成本高。
2.3.5 荸荠护色及干燥实验考察指标的确定
参照 Mohapatra D，Gemma Oms-Oliu 的方法，将待测样品表面的水分用纸巾吸干，直接用色差仪测定。 L*（ 亮度 ）， a*（ 红 - 绿 ）和 b*（ 黄 - 蓝 ）参数值通过反复测量, 每组样品至少进行 5 次重复测定，取 △E* 的平均值为褐变值 BD ， BD 值越小则褐变值越低。则 △E* 计算公式为：
1 引言 1
1.1 荸荠的概述 1
1.2 果蔬干制工艺的研究 2
1.3 饼干的概述 3
1.4 本课题研究的目的和意义 4
2 材料和方法 5
2.1 实验原料与试剂 5
2.2 实验仪器与设备 5
2.3 实验设计 5
3 结果与分析 8
3.1 护色剂对荸荠的护色效果 8
3.2 干燥工艺对荸荠护色的影响 13
3.3 荸荠饼干的加工制作 15
结论 18
致谢 19
参考文献 20
1 引言
1.1 荸荠的概述
荸荠，又称地栗、马蹄、乌芋等，属莎草科多年生水生草本植物。其性喜温暖湿润，不耐寒，以球茎繁殖，春夏间育苗栽植或直播，冬季采收。原产中国与印度，在中国主要分布于江苏、安徽、浙江、广东等低洼地区[1]。
荸荠呈扁圆形，表面光滑，老熟后为深栗色或枣红褐色。李时珍描述其性状云：“生浅水中，其苗三四月出土，一茎直上。无枝叶，状如龙须。其苗白弱，秋后结果，大如山楂、栗子，而脐有聚毛、累累下生入泥底”[2]。
1.1.1 荸荠的营养价值
荸荠品种良多，一般分为干湿两大类。荸荠以球茎供食，其肉质新鲜、洁白、干净、多汁、清脆。并且荸荠营养丰富，汁多味甜，自古有“地下雪梨”之美誉，北方人则视之为“江南人参”[3]。据研究分析：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B1 0.04mg ，维生素 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
B2 0.02mg ，维生素C 3mg ，尼克酸 0.4mg 等[4]。荸荠生吃，肉质细嫩，清脆爽口，醇甜清香；熟食，则可做成多种美味佳肴，荤素皆宜。与荤菜搭配，油而不腻，也可做甜食，甘而不满。
1.1.2 荸荠的药用价值
荸荠不仅可口，还有药用价值，其苗秧、根、果实均可入药，都有很好的医疗保健效果。根据 《 中药大辞典 》 ，荸荠性味甘、微寒、无毒，有温中益气，清热开胃，消食化痰之功效。 《 本草纲目 》 中更是记载，荸荠能降火、补肺凉肝、消食化痰[5]。临床上可用于热病烦渴、痰热咳嗽、咽喉疼痛、小便不利、便血、疣等症。据报道，荸荠中含有一种叫“荸荠英”的抗菌物质，它主要存在于荸荠果皮以及果皮和果肉之间的部位，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及绿脓杆菌等均有一定的抑制作用[6]，对降血压也有一定的作用，对肺部、食道、鼻咽和乳腺等部位的癌症肿瘤也有积极的防治效果。在春季，吃新鲜荸荠有助于防治流脑、百日咳、麻疹及急性咽喉炎[7]，对糖尿病患者也有一定的辅助治疗功效。
1.1.3 荸荠的加工利用现状
荸荠是一种药食兼用的食物，作为一种营养丰富的纯天然食品，其市场潜力非常大。随着各项研究的深入，荸荠的营养和药用价值已经逐渐被人们认识和开发，荸荠的加工也逐渐为人们所重视。近几年，荸荠的加工产品如荸荠果脯[8]、荸荠饮料[9]、荸荠糕[10]、荸荠罐头[11]等受到广大消费者的欢迎。这一系列荸荠产品，既是营养丰富的保健食品，又是食用方便、口感美味的食品，满足了广大消费者的需求，因此在市场上有着很强的竞争力，而且发展前景也十分乐观。
1.2 果蔬干制工艺的研究
1.2.1 护色
果蔬在干燥的过程中，极其容易发生褐变，影响它的品质和外观，从而大大降低了商品的价值。褐变包括酶促褐变和非酶促褐变，荸荠的褐变主要是酶促褐变。酶促褐变是指果蔬受到机械损伤或处于异常环境条件 （ 受冻、受热 ） 时，在有氧条件下，经酶氧化而呈褐色。催化产生褐变的酶类主要是酚酶。植物组织中含有的酚类物质，在酚与醌之间保持着动态平衡，因此，不会发生褐变。但当组织、细胞受损时，氧气进入，酚类在酚酶的作用下氧化为邻醌，然后聚合形成黑色素或褐色素，从而发生酶促褐变[12,13]。
褐变控制是荸荠粉生产中的关键之一，控制不当，产品在货架期内会产生变色问题，严重影响产品质量。因此在干制前须采用护色技术来抑制干制过程中的褐变反应，褐变的程度主要取决于酚类含量，但除去酚类十分困难，可通过抑制酶活性和减少氧接触来控制反应。常见方法有加热处理、控制 PH 、加铜盐或锌盐、 SO2 及亚硫酸盐处理、驱氧法等[14]。
在实际生产中，一般用的最多的也最方便的就是使用抑制剂抑制褐变酶类的活性。常用的抑制剂有食盐、抗坏血酸 （ AA ） 、异抗坏血酸钠 （ EA ） 、植酸、柠檬酸 （ CA ） 、半胱氨酸 （ L-Cys ） 和亚硫酸盐等[15]。
1.2.2 干燥工艺
果蔬干制就是为保证食品品质变化最小，在人工控制的条件下促使物料水分蒸发的工艺过程。干制食品能达到延长贮藏时间、便于运输和贮存、便于进一步加工的目的。现在用于果蔬加工的干燥方法主要有热风干燥、喷雾干燥、微波冷冻干燥、真空冷冻干燥等。
1.2.2.1 热风干燥
热风干燥方法是许多已知干燥方法中最常用的一种。热风干燥又称对流干燥，直接以高温的热空气为热源，借对流传热将热量传给湿物料。鼓风干燥机常为实验室研究所用，它一般为水平气流厢式干燥器，采用一个或多个风机来输送热空气，从而干燥盘子上的物料。
热风干燥一般为间歇操作，干燥时间长，热效率较低，但设备结构简单、投资少，对于小批量物料的干燥优点十分显著。
1.2.2.2 喷雾干燥
食品工业用于果蔬脱水，通常采用的加工方法是喷雾干燥技术。经喷雾干燥加工的食品具有良好的外观和营养价值，除了可以直接食用外，还可和其它的类似产品作为烹调配料。同时还保持各种原料原有的色泽、风味和纤维质，尤其是所含的纤维质具有良好的膨润性，食用时没有粗糙感。利用此法加工成粉的，以番茄为最多[16]。
由于水果中含有的葡萄糖和果糖较多，喷雾干燥比较困难。目前国内外喷雾干燥此类产品还要添加一些助干剂，如淀粉、糊精、麦芽糊精等[17]。
1.2.2.3 微波冷冻干燥
随着现代科学技术进步，微波加热技术工业应用日臻完善，它克服了传统传导传热阻力大、加热不均匀等缺点，正越来越广泛的成为一种重要的加热方法。利用微波加热结合冷冻升华技术对食品进行干燥，可使物料中的营养成分基本不受破坏，色泽、外观形状保持不变，制品的复水性能优异等[18]。
1.2.2.4 真空冷冻干燥
真空冷冻干燥也被称为冷冻升华干燥、升华干燥，常简称为“冻干”。真空干燥是使食品在低温、低压下进行水分蒸发，从而得到质量较高的食品的干燥方法。真空冷冻干燥利用冰的升华原理，在高真空的环境条件下，将冻结了的食品中的水分不经过冰的融化直接从固态冰升华为水蒸汽而使物料干燥的工艺升华脱水技术，不破坏原有物质的物理、化学结构[19]。
这种方法获得的脱水产品的各种性能优良，真空冷冻干燥法在工业上已有广泛应用，但是由于设备昂贵，且其能耗大，产品成本高。
2.3.5 荸荠护色及干燥实验考察指标的确定
参照 Mohapatra D，Gemma Oms-Oliu 的方法，将待测样品表面的水分用纸巾吸干，直接用色差仪测定。 L*（ 亮度 ）， a*（ 红 - 绿 ）和 b*（ 黄 - 蓝 ）参数值通过反复测量, 每组样品至少进行 5 次重复测定，取 △E* 的平均值为褐变值 BD ， BD 值越小则褐变值越低。则 △E* 计算公式为：
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