姜汁澄清及其在贮藏过程中的变化研究
目 录
1 引言 1
1.1 生姜的主要成分及功效 1
1.2 生姜制品的发展现状 1
1.3 果蔬汁的澄清方法 2
1.4 凹凸棒黏土 3
1.5 果蔬汁稳定性的研究 4
1.6 本课题研究目的及意义 5
2 实验材料与方法 6
2.1 实验原料 6
2.2 主要试剂 6
2.3 实验仪器与设备 6
2.4 实验方法 7
3 结果与分析 11
3.1 超声辅助-凹土-壳聚糖澄清法 11
3.2 贮藏过程中姜汁的变化 16
结论 25
致谢 26
参考文献 27
1 引言
生姜(Zingiber offifinale Rosc)又被称为姜，是姜科多年生草本宿根植物，由于它的根部、茎部拥有较为厚实的肉质，含特殊的香味及姜辣味。并且生姜具有众多营养物质，包括碳水化合物、粗蛋白、氨基酸、矿质元素、维生素、姜酮、姜辣素、柠檬醛、姜烯酚等，对于人们的身体健康大有裨益[1]。
1.1 生姜的主要成分及功效
生姜中具有众多种类的营养成分及生理活性成分，为人们所熟知的药食兼用植物资源之一。其每1kg可食用部分里存有胡萝卜素1.7 mg、蛋白质13 g、碳水化合物103 g、脂肪6 g、钙270 mg、铁14 mg、磷250 mg、维生素C 40 mg、维生素B1 0.2 mg、尼克酸8 mg，及众多种类的氨基酸[2]。
生姜是烹饪常用的调味料，能够去除腥味、调香、增加味道、减少腻味、解毒，同时还能在药用方面发挥增强血液循环，刺激食欲、复制消 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
化、开胃护胃、发汗散寒等效用。我国最早期的中药著作《神农本草经》中就有言及干姜的多种效用[3]。近些年，诸多科学探究也同样证明了生姜可以抗血小板聚集、抗动脉粥样硬化、抗炎症、抗病毒、抗惊厥、抗氧化、镇痛、升压强心、降血脂、保肝利胆、保护胃粘膜、防溃疡、消炎杀菌、驱虫等功用；且其含有香叶醇化合物，可强化抗肿瘤药物的抗肿瘤药性[4-5]。
1.2 生姜制品的发展现状
我国种植生姜的历史由来已久，拥有极为丰富的资源，各地品种多异，主要在我国中、南部、西南部地区种植，尤其是四川、河南、山东、江苏、湖北、云南、广东、等地，生姜的出产量在世界排行位居前列，每年在世界总出口量中的比重达到40%，当前我国生姜的栽种面积地已逾6667 hm2[6]。
由于生姜药食兼备，且富含多种营养保健物质成分，致使其衍生品颇受人们所喜，而姜汁保健饮品因为便于食用，为众人所接受，多数是姜汁汽水、姜汁茶、姜汁奶、姜汁酸奶、姜汁可乐、姜汁醋及其他复合保健饮料。但是，当前市场上由生姜制成的饮品大部分都是混浊型饮料，且存在感官欠佳的缺点，而色泽晶莹透彻，口感清爽的的澄清型姜汁饮品不多。浑浊型饮料以及澄清型饮料都需确保其自身体系的稳定性，怎样防止沉淀现象的发生，对保证产品品质大有意义。
1.3 果蔬汁的澄清方法
1.3.1 自然澄清法
自然澄清法的操作步骤简便，只需要把果蔬汁放在封闭式的容器里，经一定时间静置之后，其中所含有的各种悬浮类物质自然而然地沉淀下去，果蔬汁中的果胶发生水解作用，蛋白质及单宁发生聚合作用从而沉降。但是，这种澄清法需要较长时间的静置，在此期间果蔬汁的品质容易发生变化，不能确保其新鲜度。
1.3.2 吸附澄清法
吸附剂一般是拥有较大表面积的物质，能够发挥强大的吸附作用，在果蔬汁里吸附其中的蛋白质、多酚类物质，进而聚合成沉淀物，使果蔬汁澄清。常用的吸附剂有活性炭、明胶、硅溶胶、膨润土、PVPP、树脂等。该法澄清效果较好，且在澄清过程中具有高度选择性、循环利用、减少营养成分损失等优点，在一些果汁的澄清中应用广泛。
1.3.3 超滤澄清法
超滤澄清法在果蔬汁澄清领域发展较快，这种澄清方法通常需要超滤膜，将其作为选择障碍层来除去果蔬汁里的大分子物质，譬如淀粉、纤维素、鞣质、淀粉、蛋白质、纤维素、单宁、细菌等，以此澄清果蔬汁。超滤膜的选择对超滤速率的提升影响较大，合适的超滤膜可以提升超滤速率，使得果蔬汁的澄清效果更优。在进行超滤之前，果蔬汁往往需预处理，这样一方面提升了超滤速率，另一方面减少了果蔬汁发生后混浊现象的可能性。纵伟[7]等对黄瓜汁进行超滤澄清，首先通过微滤操作，由于在压力0.08~0.14MPa、温度40℃左右状态下超滤膜通量较高，于此条件下可得到澄澈透亮的黄瓜汁，所含微生物数目较少，还保证了营养品质。
1.3.4 明胶单宁澄清法
由于明胶及单宁能够组合成明胶单宁络合物，进而发生沉降作用，果蔬汁所含的悬浮颗粒与络合物相缠，与之一起沉降。同时，果蔬汁里的纤维素、鞣质、果胶等所带电荷为负极，而明胶所带电荷为正极，两者电荷发生相互作用，从而凝聚沉降，让果蔬汁澄澈。王恋峰[8]选用明胶单宁法对姜汁进行澄清，最佳条件需满足明胶添加量0.04 ‰，单宁添加量0.07 ‰，在常温条件下静置1h，最后可得澄清姜汁透光率 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
达到98.6%。
1.3.5 壳聚糖澄清法
壳聚糖又被称作脱乙酰甲壳素，由于其具备较优的生物相容性，能产生电荷中和作用，是以常常被运用于果蔬汁澄清过程中，换言之，若是处在酸性环境中，壳聚糖所带电荷为正，能同果蔬汁里所带电荷为负的物质相聚合，包括果胶、单宁、纤维素等。继而充分搅拌，让其中大部分的正负电荷完成中和作用，破坏其稳定体系，其中的悬浮类物质可依附于壳聚糖表面形成凝聚物，进而沉降下去，再通过过滤即可得澄清果蔬汁。并且，壳聚糖可防止腐败，抑制细菌增生，增长果蔬汁贮藏时间。研究证明，用壳聚糖澄清猕猴桃[9]、黄瓜汁[10]、南瓜汁[11]等皆能得到较优澄清效果，并对果蔬汁里众多营养物质所产生的影响极小。于淑兰[12]利用正交实验可选出壳聚糖澄清姜汁所需最佳工艺条件是：壳聚糖用量为0.4 g/L、温度为50℃、pH为6.0、反应时间为40 min。澄清以后，姜汁透光率逾98%。
1.3.6 酶澄清法
常用的酶制剂有果胶酶、淀粉酶，在果蔬汁里添加酶制剂，可使其中的果胶类物质、多糖发生水解作用，如此一来，果胶同果蔬汁里其他的胶体无法共同构成胶体体系，只能形成沉降，实现澄清的效果。澄清的实际成效受到果蔬汁类别、酶制剂类型、反应温度、反应时间的影响。当前，果胶酶已经被运用于许多原果蔬汁、浓缩果蔬汁出产流程里。刘荔琛[13]等研究了果胶酶澄清姜汁的效果，结果证明，在果胶酶浓度0.005%，酶解温度55℃，生姜汁原始pH值4.0，酶解60min的条件下对姜汁进行澄清处理，可使生姜汁透光率为93.8%。
1.4 凹凸棒黏土
1.4.1 凹凸棒黏土的概述
凹凸棒石(attapulgite)，又被称作坡缕石(palygorskite)，属于内部层链状构造的含水富镁铝硅酸粘土矿物。其自身拥有独特的纤维构造，具备较好的悬浮、流变、触变、热稳、抗盐等特性，能够吸附某些物质、脱去色素，被普遍用于多个领域。而凹凸棒黏土矿物几乎遍布在全球各个地区，我国主要分布于江苏、山东、安徽、辽宁及其他地点，尤以江苏盱眙矿点的产量为多。长久以来，凹凸棒黏土在化工、食品、建筑、轻纺、农药等众多行业获得了较好的发展[14]。
1 引言 1
1.1 生姜的主要成分及功效 1
1.2 生姜制品的发展现状 1
1.3 果蔬汁的澄清方法 2
1.4 凹凸棒黏土 3
1.5 果蔬汁稳定性的研究 4
1.6 本课题研究目的及意义 5
2 实验材料与方法 6
2.1 实验原料 6
2.2 主要试剂 6
2.3 实验仪器与设备 6
2.4 实验方法 7
3 结果与分析 11
3.1 超声辅助-凹土-壳聚糖澄清法 11
3.2 贮藏过程中姜汁的变化 16
结论 25
致谢 26
参考文献 27
1 引言
生姜(Zingiber offifinale Rosc)又被称为姜，是姜科多年生草本宿根植物，由于它的根部、茎部拥有较为厚实的肉质，含特殊的香味及姜辣味。并且生姜具有众多营养物质，包括碳水化合物、粗蛋白、氨基酸、矿质元素、维生素、姜酮、姜辣素、柠檬醛、姜烯酚等，对于人们的身体健康大有裨益[1]。
1.1 生姜的主要成分及功效
生姜中具有众多种类的营养成分及生理活性成分，为人们所熟知的药食兼用植物资源之一。其每1kg可食用部分里存有胡萝卜素1.7 mg、蛋白质13 g、碳水化合物103 g、脂肪6 g、钙270 mg、铁14 mg、磷250 mg、维生素C 40 mg、维生素B1 0.2 mg、尼克酸8 mg，及众多种类的氨基酸[2]。
生姜是烹饪常用的调味料，能够去除腥味、调香、增加味道、减少腻味、解毒，同时还能在药用方面发挥增强血液循环，刺激食欲、复制消 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
化、开胃护胃、发汗散寒等效用。我国最早期的中药著作《神农本草经》中就有言及干姜的多种效用[3]。近些年，诸多科学探究也同样证明了生姜可以抗血小板聚集、抗动脉粥样硬化、抗炎症、抗病毒、抗惊厥、抗氧化、镇痛、升压强心、降血脂、保肝利胆、保护胃粘膜、防溃疡、消炎杀菌、驱虫等功用；且其含有香叶醇化合物，可强化抗肿瘤药物的抗肿瘤药性[4-5]。
1.2 生姜制品的发展现状
我国种植生姜的历史由来已久，拥有极为丰富的资源，各地品种多异，主要在我国中、南部、西南部地区种植，尤其是四川、河南、山东、江苏、湖北、云南、广东、等地，生姜的出产量在世界排行位居前列，每年在世界总出口量中的比重达到40%，当前我国生姜的栽种面积地已逾6667 hm2[6]。
由于生姜药食兼备，且富含多种营养保健物质成分，致使其衍生品颇受人们所喜，而姜汁保健饮品因为便于食用，为众人所接受，多数是姜汁汽水、姜汁茶、姜汁奶、姜汁酸奶、姜汁可乐、姜汁醋及其他复合保健饮料。但是，当前市场上由生姜制成的饮品大部分都是混浊型饮料，且存在感官欠佳的缺点，而色泽晶莹透彻，口感清爽的的澄清型姜汁饮品不多。浑浊型饮料以及澄清型饮料都需确保其自身体系的稳定性，怎样防止沉淀现象的发生，对保证产品品质大有意义。
1.3 果蔬汁的澄清方法
1.3.1 自然澄清法
自然澄清法的操作步骤简便，只需要把果蔬汁放在封闭式的容器里，经一定时间静置之后，其中所含有的各种悬浮类物质自然而然地沉淀下去，果蔬汁中的果胶发生水解作用，蛋白质及单宁发生聚合作用从而沉降。但是，这种澄清法需要较长时间的静置，在此期间果蔬汁的品质容易发生变化，不能确保其新鲜度。
1.3.2 吸附澄清法
吸附剂一般是拥有较大表面积的物质，能够发挥强大的吸附作用，在果蔬汁里吸附其中的蛋白质、多酚类物质，进而聚合成沉淀物，使果蔬汁澄清。常用的吸附剂有活性炭、明胶、硅溶胶、膨润土、PVPP、树脂等。该法澄清效果较好，且在澄清过程中具有高度选择性、循环利用、减少营养成分损失等优点，在一些果汁的澄清中应用广泛。
1.3.3 超滤澄清法
超滤澄清法在果蔬汁澄清领域发展较快，这种澄清方法通常需要超滤膜，将其作为选择障碍层来除去果蔬汁里的大分子物质，譬如淀粉、纤维素、鞣质、淀粉、蛋白质、纤维素、单宁、细菌等，以此澄清果蔬汁。超滤膜的选择对超滤速率的提升影响较大，合适的超滤膜可以提升超滤速率，使得果蔬汁的澄清效果更优。在进行超滤之前，果蔬汁往往需预处理，这样一方面提升了超滤速率，另一方面减少了果蔬汁发生后混浊现象的可能性。纵伟[7]等对黄瓜汁进行超滤澄清，首先通过微滤操作，由于在压力0.08~0.14MPa、温度40℃左右状态下超滤膜通量较高，于此条件下可得到澄澈透亮的黄瓜汁，所含微生物数目较少，还保证了营养品质。
1.3.4 明胶单宁澄清法
由于明胶及单宁能够组合成明胶单宁络合物，进而发生沉降作用，果蔬汁所含的悬浮颗粒与络合物相缠，与之一起沉降。同时，果蔬汁里的纤维素、鞣质、果胶等所带电荷为负极，而明胶所带电荷为正极，两者电荷发生相互作用，从而凝聚沉降，让果蔬汁澄澈。王恋峰[8]选用明胶单宁法对姜汁进行澄清，最佳条件需满足明胶添加量0.04 ‰，单宁添加量0.07 ‰，在常温条件下静置1h，最后可得澄清姜汁透光率 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
达到98.6%。
1.3.5 壳聚糖澄清法
壳聚糖又被称作脱乙酰甲壳素，由于其具备较优的生物相容性，能产生电荷中和作用，是以常常被运用于果蔬汁澄清过程中，换言之，若是处在酸性环境中，壳聚糖所带电荷为正，能同果蔬汁里所带电荷为负的物质相聚合，包括果胶、单宁、纤维素等。继而充分搅拌，让其中大部分的正负电荷完成中和作用，破坏其稳定体系，其中的悬浮类物质可依附于壳聚糖表面形成凝聚物，进而沉降下去，再通过过滤即可得澄清果蔬汁。并且，壳聚糖可防止腐败，抑制细菌增生，增长果蔬汁贮藏时间。研究证明，用壳聚糖澄清猕猴桃[9]、黄瓜汁[10]、南瓜汁[11]等皆能得到较优澄清效果，并对果蔬汁里众多营养物质所产生的影响极小。于淑兰[12]利用正交实验可选出壳聚糖澄清姜汁所需最佳工艺条件是：壳聚糖用量为0.4 g/L、温度为50℃、pH为6.0、反应时间为40 min。澄清以后，姜汁透光率逾98%。
1.3.6 酶澄清法
常用的酶制剂有果胶酶、淀粉酶，在果蔬汁里添加酶制剂，可使其中的果胶类物质、多糖发生水解作用，如此一来，果胶同果蔬汁里其他的胶体无法共同构成胶体体系，只能形成沉降，实现澄清的效果。澄清的实际成效受到果蔬汁类别、酶制剂类型、反应温度、反应时间的影响。当前，果胶酶已经被运用于许多原果蔬汁、浓缩果蔬汁出产流程里。刘荔琛[13]等研究了果胶酶澄清姜汁的效果，结果证明，在果胶酶浓度0.005%，酶解温度55℃，生姜汁原始pH值4.0，酶解60min的条件下对姜汁进行澄清处理，可使生姜汁透光率为93.8%。
1.4 凹凸棒黏土
1.4.1 凹凸棒黏土的概述
凹凸棒石(attapulgite)，又被称作坡缕石(palygorskite)，属于内部层链状构造的含水富镁铝硅酸粘土矿物。其自身拥有独特的纤维构造，具备较好的悬浮、流变、触变、热稳、抗盐等特性，能够吸附某些物质、脱去色素，被普遍用于多个领域。而凹凸棒黏土矿物几乎遍布在全球各个地区，我国主要分布于江苏、山东、安徽、辽宁及其他地点，尤以江苏盱眙矿点的产量为多。长久以来，凹凸棒黏土在化工、食品、建筑、轻纺、农药等众多行业获得了较好的发展[14]。
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