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食品饮料

  • 特色果蔬酵素酸奶集成加工关键技术研究及系列产品开发

    发布时间:2022-11-10
    截止时间:2024-05-09
    投入预算:315万元
    需求类型:技术难题需求
    联系人:张琦
    联系人电话:0516-83896150,18751512951
    所在地:江苏省徐州市铜山区
    简介: 以下为项目需要解决的关键性技术难题(1)特色果蔬酵素的制备以丰县白酥梨、丰县苹果、新沂水蜜桃、贾汪石榴等特色果蔬为主要原料,通过菌种筛选、单因素及响应面法对白酥梨、苹果、水蜜桃、石榴等特色果蔬酵素的发酵工艺进行优化,研究最佳的特色果蔬酵素发酵工艺。测定发酵过程中SOD、pH值、葡萄糖、果糖、有机酸、总酚、总黄酮、羟基自由基清除率、DPPH自由基清除率、还原力等指标变化情况。(2)特色果蔬酵素酸奶的制备以特色果蔬酵素和牛奶为主要原料,...
  • 详细内容

    1、酵素发展研究现状
        酵素是通过益生菌发酵一种或多种新鲜蔬菜、水果、菌菇、中草药等而成的一种功能性液体或固体,因富含酶、维生素、微量元素、氨基酸、脂类和多酚等营养物质,而受到国内外研究者的重视,具有极大的发展潜力。
    酵素最初起源于日本,在日本很受欢迎,市场需求量很大,在日本酵素一年可达1000亿日元的消费额,而且生产技术发展迅速,处于世界领先水平。它的酵素产业分为两大类,一类是将酵素作为产品直接制造生产,另一类是将酵素作为原料继续进行深加工,如酵素面膜。目前酵素在国内外已经非常流行,2013年全球酵素市场消费高达27.4亿美元,以美国和欧洲为主,其中食用酵素发展空间及成长潜力最大,年成长率7% 以上,同时市场的增长幅度也相当强劲,如美国康能健康产业有限公司的康能酵素;美商大溪地诺丽国际公司的诺丽酵素饮品;德国AB Enzymes公司的食品、饮料、纺织及全球纸浆和造纸工业用酵素制品等。在国外,人们已经把酵素作为一种功能性食品,其功效包括:调节胃肠道功能,提高免疫功能,提高营养物质利用率,减少过敏发生,降低癌症的发病率,所以酵素对保证人体健康,预防疾病具有重要作用。
    相比较而言,我国发酵食品诸如酒、醋、酱等产品历史悠久,但是对其进行深入的研究发展较晚,直到1994年酵素发酵技术才传到我国,但重视程度较低,食品领域应用甚少,市场缺口大。随着酵素在国外的迅速发展,国内酵素市场也开始不断拓展。在2000年之后,酵素才真正的进入中国市场,起初对酵素的研究仅限于饲料,之后逐步扩展到美容护肤品、医学和食品等多种方面。陈丹等报道:当前国内实用型酵素产品火热,其质量管理方面亟待加强,但是由于酵素具有能够消除自由基、抗肿瘤、抗衰老、提高机体免疫力、限制炎症,清除血管垃圾等功效依然备受各界人士关注。酵素适用人群大致可以分为以下几类:中年女性:精神压力大,免疫力低下,内分泌失调等;婴幼儿童,腹泻、食欲不振、抵抗力弱;外出旅游、出差人员:预防腹泻,增强抵抗力和免疫力;饮酒人群:减轻宿醉,缓解肝脏负担;亚健康人群:有效改善亚健康状态。
        2、酵素的制备工艺
        近年来,我国对发酵酵素工艺进行了深入研究,并且取得一定的成就。杨婧娟等对工艺进行优化,确定糖添加量为40%,料水比为1∶ 10 ( g /mL),接种量为2.4%,发酵时间3 d为最佳发酵工艺参数,同时发酵后所得到的酵素食品具有清香味且去除了生黄精麻味和刺激性。陈庶来等在糙米酵素发酵工艺的研究中,采用活性面包干酵母进行发酵试验,将还原糖消耗量作为试验指标,对酵母活化时间、发酵时间、接种量做正交试验,得出最佳优化工艺为接种菌量1.2 g /20 g,原料发酵时间11 h,酵母活化时间1 h,且在每8 g 发酵样品中消耗的还原糖达13.682 mg时,发酵较为完善。孙大庆等通过单因素实验和正交试验,以淀粉酶活力为检测指标得出:在接种量3.5%,培养时间4.5 h,温度32 ℃,小米酵素中淀粉酶活力最强。董洁等利用酵母菌和乳酸菌发酵金丝小枣枣泥酵素,通过正交实验得出:接种0.1%酵母菌, 30 ℃下发酵12 h,然后接种0.5% 乳酸菌, 37 ℃下发酵28 h,最后控制温度在6~8 ℃发酵24 h,此时金丝小枣枣泥酵素最优。战伟伟等以蓝靛果和椰子为主要原料,通过正交实验确定最佳工艺:酵母菌与双歧杆菌配比2∶1,发酵温度33 ℃,发酵时间70 d;莫大美等采用响应面法优化酵母菌和乳酸菌双菌种发酵制备玫瑰花酵素,建立玫瑰花酵素SOD 酶活性与各自变量的回归方程,然后接种醋酸菌联合发酵,增加酵素口感和风味。

    3、酵素的主要功能
        酵素具有美白护肤、增强胃肠道消化吸收、解酒护肝、消炎抑菌、降血脂等功效。
    美白护肤。酵素可有效抑制酪氨酸酶进而抑制黑色素形成。任清等通过美白抗衰老功效试验表明膏状和粉状2种形态的酵素均有美白功效,并且膏状酵素美白效果较为明显,证明其具有较强的抗氧化能力。田中清隆等通过细胞试验表明李子酵素分解物Clairju对角化细胞吞噬黑色素起抑制作用,人体试验表明使用含李子酵素分解物Clairju的产品,人体内黑素指数出现显著降低。
        增强胃肠道消化吸收。酵素中富含维生素、氨基酸、有机酸、低聚糖等多种有效成分,可有助于促进食物的分解消化,改善肠胃内微生物平衡。赵金凤通过建立小鼠模型进行小肠运动试验和排便试验,研究表明给小鼠食用酵素能明显促使小肠推进运动,减少首粒排黑便时间,增多粪便粒数及粪便质量。
        解酒护肝。喝酒前食用酵素可有效保护肝脏和胃部,避免肝脏和胃部受损。赵金凤建立小鼠急性酒精性肝损伤模型,通过检测肝组中ALT、AST、TG、ADH、MDA的含量,来讨论其解酒护肝作用,结果显示,酵素能明显降低肝组织中ALT、AST酶活力,减少酒精对肝组织的损伤,通过提高肝组织ADH活性,使酒精代谢加快,酒精浓度下降。秦松等开展类似试验,得出奇魅植物酵素对小鼠酒精性肝损伤有一定保护作用的结论。
    消炎抑菌。酵素是一种天然抗生素,可促使白血球拥有良好杀菌功能,同时修复细胞损伤部位,达到抑制病菌生长、治疗消炎的目的。董银卯等通过膏状和粉状2种形态的酵素来对?化妆品腐败菌、对痤疮相关病原菌、对面部菌进行抑制试验,结果表明它们都具有抑菌功用。

    4、丰县白酥梨、丰县苹果、新沂水蜜桃、贾汪石榴等徐州特色果蔬的发展现状
    丰县白酥梨为国家地理标志产品,是丰县主导品种,果皮呈淡金黄色,平滑而有腊质光泽;果肉洁白如玉,酥脆爽口,浓甜如蜜,皮薄多汁,入口即酥,富含钙、磷、铁、维生素B2、维生素C等。丰县白酥梨曾荣获第三届国际农业博览会产品第一名,第三届名特优果品展销会‘中华名果’的称号。现有面积8万余亩,年产果品13万吨。由于白酥梨“皮薄多汁、弹指即破”,不易储存和运输。此外,目前关于白酥梨的加工主要以秋梨膏、梨罐头等粗加工产品为主,缺少深加工产品。上述原因极大制约了丰县白酥梨产业的发展。
    丰县大沙河牌红富士苹果是丰县果品的拳头产品,全县28万亩,重点分布在宋楼、华山、大沙河等镇区,年产量31.9万吨。丰县大沙河是江苏最大的苹果生产基地,丰县苹果以果大,色泽艳,肉质细,脆甜多汁,风味浓郁,极耐储运享誉国内外,多次被农业部评为“全国优质水果”。苹果汁、苹果罐头是丰县苹果深加工的主要产品,然而多年来,苹果汁、苹果罐头出口价格不断下降,难有增长。2013年我国浓缩苹果汁出口单价为1501.59美元/吨,2017年浓缩苹果汁出口单价为988.50美元/吨,单价累计下滑513.09美元/吨,累计下滑幅度34.17%。丰县苹果资源十分丰富,但苹果深加工利用仍然处于起初阶段,产品品种单一,质量不够稳定,从而影响了丰县苹果产业的进一步发展。
    新沂水蜜桃为中国国家地理标志产品。新沂水蜜桃形美、色艳、个大、味甜、肉脆、口感好,具有补中益气、养阴生津功效。新沂市水蜜桃种植面积3.5万亩,年产鲜桃5万多吨。每100 g 水蜜桃鲜果中含可溶性固形物9 g,有机酸0.6~0.9 g,碳水化合物10 g,天然纤维0.6 g,含氮物质总量1 g,果胶物质0.7 g,VC 30~35 mg,钙15.6 mg,磷2.4 mg,铁5.0 mg。水蜜桃成熟集中、采摘集中、不耐碰、不耐贮藏,在一定程度上影响了新沂水蜜桃的发展。
        贾汪大洞山石榴为全国农产品地理标志产品,贾汪区是全省最大的石榴产区。贾汪大洞山石榴果实呈圆球形,果皮亮丽,质感厚重,籽粒晶莹,味美多汁,酸甜可口,以鲜食为主。实味酸甜、性温涩、富含多种营养,出籽率85%,出汁率89%,籽粒可溶性固形物含量32%,含可溶性果酸3.75 g/100g;果糖15-22 g/100g;维生素C19.27 mg/100g;磷69.6 g/100g;钾242.5 g/100g;钙1.98 g/100g,微量元素的含量高于一般水果,具有较高的营养保健价值。贾汪石榴种植面积5400公顷,年石榴产量4.7万吨。目前贾汪石榴产品还主要以鲜果形式流入市场,石榴深加工产品少。近年来,河南、山东、安徽等地石榴进入江苏省市场数量不断增加,有可能严重冲击贾汪石榴产业发展。

    近十年来,酵素类功能性制品产业在全球开始大规模兴起,尤在日本、东南亚、欧美及台湾地区甚为流行。酵素发展迅速,我国大陆地区食用酵素相关研究尚处于起步阶段,与发达国家和地区相比,仍有较大差距,国外的食用酵素产品在国内的售价普遍昂贵。所以,自主研发的酵素产品在国内有广阔市场前景。目前国内酵素产业多以天然发酵为主,所以发酵周期长,发酵过程中受环境中微生物、发酵体系和季节等条件影响大,容易受到杂菌的污染,很难控制产品的质量,以至于影响酵素产品的开发和利用。
        本技术研发拟以丰县白酥梨、丰县苹果、新沂水蜜桃、贾汪石榴等徐州特色果蔬为主要原料,集成利用现代发酵技术、生物酶解、高压匀浆、膜分离技术、高压均质、无菌灌装等技术,开发稳定性好、风味佳、产品品质优良的特色果蔬酵素酸奶系列产品。目前急需可以有效解决酵素产品储藏时期的稳定性问题的关键性技术指导,以此来解决解决酵素产品从设计到产出的全产业链关键难题。
       技术研发成熟的特色果蔬酵素酸奶若能投入实际生产,则可弥补酸奶市场上酵素酸奶的空缺,对于徐州市以水蜜桃、白酥梨、苹果、石榴资源为优势产业的地区进一步发展和利用特色果蔬资源,提高其经济效益有着十分的重要的意义,并且可为特色果蔬资源的综合利用和精深加工提供科学依据和技术指导。可以预见本项目的实施具有较高的社会效益和经济效益。

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