胡萝卜澄清汁的工艺研究
目 录
1 引言 1
1.1 胡萝卜的概述 1
1.2 果蔬汁的澄清方法 2
1.3 凹凸棒粘土的特点与应用 3
1.4 果蔬汁澄清的发展现状 4
1.5 本课题研究的目的及意义 5
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 6
2.3 实验设计 6
3 结果与分析 9
3.1 胡萝卜出汁率的工艺研究效果 9
3.2 胡萝卜澄清汁的工艺研究效果 13
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
1 引言
1.1 胡萝卜的概述
胡萝卜，又称甘荀，是伞形科胡萝卜属二年生草本植物，学名为Daucus carota，原产亚洲西南部，最早种植于阿富汗，栽培历史在2000年以上[1]。通常两年生，直根可食，以呈肉质的根作为蔬菜来食用。胡萝卜含有丰富的营养，有医治夜盲症 、保护呼吸道和促进儿童生长等功能，中医认为其性温味甘、性平，可补中气、健胃消食、壮元阳、安五脏、降气止咳、抗癌，有“东方小人参”之称。在选择胡萝卜时，以脆嫩多汁，质细味甜，表皮光滑，形状整齐，心柱小，肉厚，无裂口和病虫伤害的为最好。
1.1.1 胡萝卜的营养成分及功效
胡萝卜营养价值高，含有多种营养成分，据测定，每100g含蛋白质1.0g、脂肪0.2g 、膳食纤维1.1g、碳水化合物7.7g、水份89.2g、胡萝卜素4 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
30mg、维生素含量更丰富、维生素A 6 881mg、核黄素0.04mg、硫胺素0.04mg、及克酸0.2mg、抗坏血酸16mg、钾193mg、钠25.1mg、钙32mg、铜0.03mg、镁7mg、铁0.5mg、锰0.07mg、锌0.14mg、磷16mg、硒2.8mg，是维生素的良好补充源[2]。
胡萝卜中含有丰富的β-胡萝卜素，在人体内转变成维生素A，并贮存于人体肝脏中，临床上用于治疗维生素A缺乏症及夜盲、皮肤角化等并发症。维生素A是骨骼正常发育的必需营养物质，且有利于细胞的生殖增长。胡萝卜富含类胡萝卜素，类胡萝卜素又被称为抗氧化营养素[3]，其中的β-胡萝卜素具很强的抗氧化作用，可维持细胞功能，延缓机体衰老。类胡萝卜素能阻止LDL-胆固醇氧化物的形成，因而能减缓动脉粥样硬化，预防冠心病等心脑血管疾病，增强机体免疫力。β-胡萝卜素能调节与免疫调节和炎症反应有关的脂质过氧化酶，具有良好的抗染色体畸变作用，能增加自然杀伤细胞（NK）的数目[4]，消除体内感染的细胞或癌细胞。目前，国内外已有β-胡萝卜素多种剂型应用于临床。
β-胡萝卜素是一种食用油溶性色素，因浓度的差异，其本身的颜色可涵盖由红色至黄色的所有色系，因此受到食品业相当热烈的欢迎。β-胡萝卜素作为着色剂已列入我国国家食品添加剂使用卫生标准(GB-2760-2014)。它着色性能良好，色泽均匀稳定；且是一种优良的抗氧化剂，可与维生素E、C 有协同作用。因此，现已广泛用作药品、食品、化妆品的着色剂、营养强化剂和饲料添加剂。天然胡萝卜素植物油有增进食欲，改善睡眠，增强记忆，加速伤口愈合，防治气管炎、咽炎的作用。
1.1.2 胡萝卜类食品的开发现状
随着科技和社会进步，蔬菜汁消费开始流行，而浓缩胡萝卜汁富含人体所需的多种维生素，是世界性果蔬饮品之一。在欧美国家，胡萝卜食品加工业十分发达，20% ～ 40%的胡萝卜用于食品和饮料的加工，产品有罐装食品、速冻食品、胡萝卜汁和胡萝卜泥等[5]。近几年，我国胡萝卜加工业也进入了快速增长阶段，产品主要是面向国际市场的胡萝卜饮料、脱水蔬菜、胡萝卜泥以及添加剂等。但多数胡萝卜主产区主要以冷冻和保鲜处理为主，胡萝卜澄清汁类食品的研究相对较少，加工链条较短，对附加值更高、增值空间更大的胡萝卜精深加工相对落后，这直接造成我国胡萝卜产业整体效益难以显著提升。
1.2 果蔬汁的澄清方法
1.2.1 物理澄清法
(1) 超滤澄清法
超滤技术在果汁澄清的研究与应用中快速发展，主要利用超滤膜作为选择障碍层， 可有效地去除果蔬汁中大量存在的果胶、淀粉、鞣质、纤维素等大分子以及单宁、蛋白质、细菌等，从而达到澄清果汁目的[6]。选择合适的超滤膜可提高超滤速度并提高果汁澄清质量。超滤膜主要有聚砜膜( PS) 、醋酸纤维素膜(CTA)、聚砜酰胺膜(PSA)等，孔径一般在0.02~0.001 μm，可将微小悬浮物、胶体、热源、细菌等较好地截留。超滤前果汁要进行预处理，可提高超滤速度并能解决超滤后果汁后浑浊问题[7]。
(2) 其他物理澄清法
?自然澄清法：操作工序简单， 只需将制造好的果汁盛放在密闭容器中，经长时间静置即可，但是果蔬汁长时间静置容易变质，无法保证质量，现在极少使用。
?吸附澄清法：利用活性炭、明胶、硅溶胶、硼润土、PVPP 及树脂等表面积大且吸附能力较强的物质来吸附果汁中的一些蛋白质、多酚类等物质，使果汁澄清。
?冷冻澄清法：在冷冻条件下，改变易产生雾状浑浊的果汁的性质，使其中的胶体浓缩脱水，解冻时胶体可聚沉，过滤后可得澄清果汁。
?加热凝聚澄清法：加热使果汁中的胶体物质凝聚并形成沉淀，可澄清果汁。
1.2.2 化学澄清法
(1) 明胶单宁澄清法
果蔬汁中含有的果胶、纤维素、鞣质等都带有负电荷，与带有正电荷的明胶相互作用，凝结沉淀，而且有明胶与单宁形成明胶单宁络合物，随着络合物的沉淀，果蔬汁中悬浮颗粒被吸附随之沉淀，从而使果蔬汁达到澄清[8]。单宁与明胶混合使用时，单宁添加量为0.07‰，明胶添加量为0.04 ‰，常温下作用1h，透光率为98.6 %，但是颜色与稳定性相对较差，对感官造成较大影响。单独使用明胶，添加量为15~20 g/L 时， 维生素C 损失仅占6.98%， 果蔬汁中的营养成分能够得到有效地保持。
(2) 酶澄清法
果汁中含有能够引起混浊的果胶物质以及多糖，利用果胶酶、淀粉酶等酶制剂进行水解，使果汁中的果胶与其它胶体解离，从而共同沉淀，使果汁澄清，同时提高了生产效率与出汁率，此法具有快速、简便、澄清效果好等特点，对保持营养成分也十分有利[9]。果汁与酶制剂的种类、反应的温度与时间对澄清效果都有影响，并且酶处理可以保持抗氧化活性[10]。
(3) 壳聚糖澄清法
壳聚糖主要是通过电荷中和澄清果蔬汁，即在酸性条件下的壳聚糖带正电荷，可与果蔬汁中带负电荷的果胶、纤维素、鞣质等物结合。充分搅拌，使正负电荷中和，从而破坏果蔬汁的稳定性，而使果蔬汁中悬浮物吸附于壳聚糖表面，凝聚沉淀，通过过滤即可得澄清原汁并且壳聚糖具有防腐抑菌作用能有效延长果蔬汁的贮藏期[11]。
(4) 壳聚糖与硅藻土结合法
硅藻土粉制品可以滤除液体中的固体颗粒、悬浮物质、胶体粒子、细菌、低聚糖物质、淀粉、纤维素以及蛋白质等物质，起到滤清和净化液体作用[12]，通过壳聚糖和硅藻土结合法处理果蔬汁，果蔬汁透光率可达99 %。硅藻土作为吸附材料必须能够长期稳定地吸附与固定果蔬汁中杂质，同时还应具备吸附能力强、来源丰富、价格低廉等要求，而粘土矿物中，凹土也同时具备这些能力，可以作为澄清剂来研究。
1 引言 1
1.1 胡萝卜的概述 1
1.2 果蔬汁的澄清方法 2
1.3 凹凸棒粘土的特点与应用 3
1.4 果蔬汁澄清的发展现状 4
1.5 本课题研究的目的及意义 5
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 6
2.3 实验设计 6
3 结果与分析 9
3.1 胡萝卜出汁率的工艺研究效果 9
3.2 胡萝卜澄清汁的工艺研究效果 13
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
1 引言
1.1 胡萝卜的概述
胡萝卜，又称甘荀，是伞形科
1.1.1 胡萝卜的营养成分及功效
胡萝卜营养价值高，含有多种营养成分，据测定，每100g含蛋白质1.0g、脂肪0.2g 、膳食纤维1.1g、碳水化合物7.7g、水份89.2g、胡萝卜素4 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
30mg、维生素含量更丰富、维生素A 6 881mg、核黄素0.04mg、硫胺素0.04mg、及克酸0.2mg、抗坏血酸16mg、钾193mg、钠25.1mg、钙32mg、铜0.03mg、镁7mg、铁0.5mg、锰0.07mg、锌0.14mg、磷16mg、硒2.8mg，是维生素的良好补充源[2]。
胡萝卜中含有丰富的β-胡萝卜素，在人体内转变成维生素A，并贮存于人体肝脏中，临床上用于治疗维生素A缺乏症及夜盲、皮肤角化等并发症。维生素A是骨骼正常发育的必需营养物质，且有利于细胞的生殖增长。胡萝卜富含类胡萝卜素，类胡萝卜素又被称为抗氧化营养素[3]，其中的β-胡萝卜素具很强的抗氧化作用，可维持细胞功能，延缓机体衰老。类胡萝卜素能阻止LDL-胆固醇氧化物的形成，因而能减缓动脉粥样硬化，预防冠心病等心脑血管疾病，增强机体免疫力。β-胡萝卜素能调节与免疫调节和炎症反应有关的脂质过氧化酶，具有良好的抗染色体畸变作用，能增加自然杀伤细胞（NK）的数目[4]，消除体内感染的细胞或癌细胞。目前，国内外已有β-胡萝卜素多种剂型应用于临床。
β-胡萝卜素是一种食用油溶性色素，因浓度的差异，其本身的颜色可涵盖由红色至黄色的所有色系，因此受到食品业相当热烈的欢迎。β-胡萝卜素作为着色剂已列入我国国家食品添加剂使用卫生标准(GB-2760-2014)。它着色性能良好，色泽均匀稳定；且是一种优良的抗氧化剂，可与维生素E、C 有协同作用。因此，现已广泛用作药品、食品、化妆品的着色剂、营养强化剂和饲料添加剂。天然胡萝卜素植物油有增进食欲，改善睡眠，增强记忆，加速伤口愈合，防治气管炎、咽炎的作用。
1.1.2 胡萝卜类食品的开发现状
随着科技和社会进步，蔬菜汁消费开始流行，而浓缩胡萝卜汁富含人体所需的多种维生素，是世界性果蔬饮品之一。在欧美国家，胡萝卜食品加工业十分发达，20% ～ 40%的胡萝卜用于食品和饮料的加工，产品有罐装食品、速冻食品、胡萝卜汁和胡萝卜泥等[5]。近几年，我国胡萝卜加工业也进入了快速增长阶段，产品主要是面向国际市场的胡萝卜饮料、脱水蔬菜、胡萝卜泥以及添加剂等。但多数胡萝卜主产区主要以冷冻和保鲜处理为主，胡萝卜澄清汁类食品的研究相对较少，加工链条较短，对附加值更高、增值空间更大的胡萝卜精深加工相对落后，这直接造成我国胡萝卜产业整体效益难以显著提升。
1.2 果蔬汁的澄清方法
1.2.1 物理澄清法
(1) 超滤澄清法
超滤技术在果汁澄清的研究与应用中快速发展，主要利用超滤膜作为选择障碍层， 可有效地去除果蔬汁中大量存在的果胶、淀粉、鞣质、纤维素等大分子以及单宁、蛋白质、细菌等，从而达到澄清果汁目的[6]。选择合适的超滤膜可提高超滤速度并提高果汁澄清质量。超滤膜主要有聚砜膜( PS) 、醋酸纤维素膜(CTA)、聚砜酰胺膜(PSA)等，孔径一般在0.02~0.001 μm，可将微小悬浮物、胶体、热源、细菌等较好地截留。超滤前果汁要进行预处理，可提高超滤速度并能解决超滤后果汁后浑浊问题[7]。
(2) 其他物理澄清法
?自然澄清法：操作工序简单， 只需将制造好的果汁盛放在密闭容器中，经长时间静置即可，但是果蔬汁长时间静置容易变质，无法保证质量，现在极少使用。
?吸附澄清法：利用活性炭、明胶、硅溶胶、硼润土、PVPP 及树脂等表面积大且吸附能力较强的物质来吸附果汁中的一些蛋白质、多酚类等物质，使果汁澄清。
?冷冻澄清法：在冷冻条件下，改变易产生雾状浑浊的果汁的性质，使其中的胶体浓缩脱水，解冻时胶体可聚沉，过滤后可得澄清果汁。
?加热凝聚澄清法：加热使果汁中的胶体物质凝聚并形成沉淀，可澄清果汁。
1.2.2 化学澄清法
(1) 明胶单宁澄清法
果蔬汁中含有的果胶、纤维素、鞣质等都带有负电荷，与带有正电荷的明胶相互作用，凝结沉淀，而且有明胶与单宁形成明胶单宁络合物，随着络合物的沉淀，果蔬汁中悬浮颗粒被吸附随之沉淀，从而使果蔬汁达到澄清[8]。单宁与明胶混合使用时，单宁添加量为0.07‰，明胶添加量为0.04 ‰，常温下作用1h，透光率为98.6 %，但是颜色与稳定性相对较差，对感官造成较大影响。单独使用明胶，添加量为15~20 g/L 时， 维生素C 损失仅占6.98%， 果蔬汁中的营养成分能够得到有效地保持。
(2) 酶澄清法
果汁中含有能够引起混浊的果胶物质以及多糖，利用果胶酶、淀粉酶等酶制剂进行水解，使果汁中的果胶与其它胶体解离，从而共同沉淀，使果汁澄清，同时提高了生产效率与出汁率，此法具有快速、简便、澄清效果好等特点，对保持营养成分也十分有利[9]。果汁与酶制剂的种类、反应的温度与时间对澄清效果都有影响，并且酶处理可以保持抗氧化活性[10]。
(3) 壳聚糖澄清法
壳聚糖主要是通过电荷中和澄清果蔬汁，即在酸性条件下的壳聚糖带正电荷，可与果蔬汁中带负电荷的果胶、纤维素、鞣质等物结合。充分搅拌，使正负电荷中和，从而破坏果蔬汁的稳定性，而使果蔬汁中悬浮物吸附于壳聚糖表面，凝聚沉淀，通过过滤即可得澄清原汁并且壳聚糖具有防腐抑菌作用能有效延长果蔬汁的贮藏期[11]。
(4) 壳聚糖与硅藻土结合法
硅藻土粉制品可以滤除液体中的固体颗粒、悬浮物质、胶体粒子、细菌、低聚糖物质、淀粉、纤维素以及蛋白质等物质，起到滤清和净化液体作用[12]，通过壳聚糖和硅藻土结合法处理果蔬汁，果蔬汁透光率可达99 %。硅藻土作为吸附材料必须能够长期稳定地吸附与固定果蔬汁中杂质，同时还应具备吸附能力强、来源丰富、价格低廉等要求，而粘土矿物中，凹土也同时具备这些能力，可以作为澄清剂来研究。
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