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1、乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜汁的工藝研究開(kāi)題報(bào)告 1本課題來(lái)源及研究的目的和意義1.1 本課題來(lái)源：石河子大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書(shū)。1.2研究的目的為了尋求乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜汁的最佳工藝,采用正交實(shí)驗(yàn)法研究發(fā)酵胡蘿卜汁各參數(shù)的不同組合對(duì)發(fā)酵胡蘿卜汁感官質(zhì)量的影響,通過(guò)對(duì)產(chǎn)品感官質(zhì)量評(píng)定,進(jìn)而獲得了發(fā)酵胡蘿卜汁的優(yōu)化參數(shù)組合。1.3研究的意義隨著人們生活水平提高,健康意識(shí)的增強(qiáng),對(duì)飲料的選擇也發(fā)生了很大的變化,果蔬汁飲料因其含有豐富的維生素!礦物質(zhì)!微量元素等,作為一種健康飲品,越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞.近年來(lái),新技術(shù)特別是現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用,更加豐富了果蔬飲料的品種.中國(guó)擁有豐富的水果與蔬菜資源,非常適合發(fā)
2、展果蔬型飲料,同時(shí)它還有利于提高果蔬原料的附加值,有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的共同發(fā)展,因此,發(fā)展果蔬飲料于國(guó)于民于企業(yè)都是極其有利的事本研究以胡蘿卜為原料,利用乳酸菌作為菌種,采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化胡蘿卜汁飲料的發(fā)酵工藝,為發(fā)酵胡蘿卜汁的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)目前，人們對(duì)飲料的花色品種、質(zhì)量要求越來(lái)越高，消費(fèi)趨向于營(yíng)養(yǎng)、健康。蔬菜汁、蔬菜飲料作為方便營(yíng)養(yǎng)食品，越來(lái)越受到消費(fèi)者的歡迎。發(fā)達(dá)國(guó)家的蔬菜汁飲料發(fā)展很快，例如日本2000年番茄汁產(chǎn)量41.4 萬(wàn)，蔬菜混合汁5萬(wàn)，其它蔬菜汁7萬(wàn)t。我國(guó)蔬菜汁飲料起步較晚，但其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景和市場(chǎng)前景被業(yè)內(nèi)普遍看好，被認(rèn)為是21世紀(jì)最具潛力的飲料。但總體來(lái)說(shuō)， 我國(guó)
3、蔬菜汁發(fā)展緩慢， 其主要原因是蔬菜經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)加工處理， 特別是高溫?zé)崽幚砗螅?色澤變差， 風(fēng)味變劣， 難為消費(fèi)者接受。長(zhǎng)期以來(lái)， 科研工作者進(jìn)行了大量的研究， 采用中、低溫加工、生物技術(shù)等新方法加工果蔬汁， 取得了較好的效果。其中乳酸發(fā)酵蔬菜汁是一種采用生物發(fā)酵和冷殺菌技術(shù)生產(chǎn)的新型飲料， 它兼有乳酸發(fā)酵和蔬菜汁的優(yōu)點(diǎn)胡蘿卜是當(dāng)前流行的保健蔬菜之一， 它不僅含有顯著高于其它蔬菜的重要營(yíng)養(yǎng)素， 如類胡蘿卜素含量400100、硒 2.8100， 具有提高人體免疫力和防治多種疾病的功效， 如防治 缺乏癥、肺結(jié)核、營(yíng)養(yǎng)不良、貧血、小兒軟骨病、食欲不振、眼干燥癥、呼吸道和胃腸道疾病， 還有降壓、強(qiáng)心、抗過(guò)
4、敏、防癌抗癌等功效2 本課題國(guó)內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀及分析2.1胡蘿卜加工研究現(xiàn)狀胡蘿卜含有豐富的胡蘿卜素。屬常見(jiàn)水果蔬菜之首。但胡蘿卜的工業(yè)開(kāi)發(fā)水平和市場(chǎng)占有率都落后于水果加工食品和番茄加工食品。影響胡蘿卜加工食品發(fā)展的原因主要有三個(gè)方面：2.1.1胡蘿卜不具有水果的良好風(fēng)味，也不具有番茄的適口酸味單獨(dú)食用味不甚佳。因此，胡蘿卜自身存在的異味是影響胡蘿卜加工食品發(fā)展的首要原因。2.1.2盡管有優(yōu)質(zhì)的原料，但缺少相應(yīng)的加工技術(shù)和設(shè)備。如目前胡蘿卜的榨汁工藝大都延用水果榨汁工藝和設(shè)備，這種 設(shè)備適應(yīng)于薄壁細(xì)胞的水果果肉和以提取水溶性成分為工藝目標(biāo)的果汁加工。而胡蘿卜屬于根類蔬菜，細(xì)胞間質(zhì)發(fā)達(dá)細(xì)胞壁堅(jiān)實(shí)
5、。胡蘿卜素屬于脂溶性，不是水溶性。因此，采用水果加工工藝和設(shè)備加工胡蘿卜，其胡蘿卜素的提取率均較低。2.1.3胡蘿卜與人體健康的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究還不夠深入和全面。高胡蘿卜素含量濃縮汁是醫(yī)藥保健食品的重要原料。長(zhǎng)期食用胡蘿卜加工品有養(yǎng)粘膜、不易感冒、健美、抗癌作用，而且對(duì)眼睛特別好。中國(guó)科學(xué)院石家莊農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究所采用非酶法充分破壞細(xì)胞間質(zhì)，采用物理法分離細(xì)胞間隙并最終完全打破細(xì)胞壁，采用物理法將細(xì)胞壁與胡蘿卜素和核酸物質(zhì)充分分離等工藝，是提高胡蘿卜素提取率和提高胡蘿卜素含量的關(guān)鍵工藝。其胡蘿卜素提取率可達(dá)70左右，居國(guó)際領(lǐng)先。2.2 乳酸菌及乳酸菌制品研究現(xiàn)狀乳酸菌的應(yīng)用歷史非常悠久，在古代，人類
6、就已在釀造食品方面使用了乳酸菌。但是科學(xué)的研究和掌握其微生物學(xué)行性質(zhì)并用之于開(kāi)拓新的領(lǐng)域，還是近代的事。因此，可以說(shuō)，乳酸菌是即古老又新興的一個(gè)微生物應(yīng)用領(lǐng)域。乳酸菌是以能夠產(chǎn)生乳酸而得名的一類細(xì)菌的總稱，從分類上主要是乳桿菌屬（Lactobacillvs）、片球菌屬(Pediococcvs)、鏈球菌屬、 (Streptococcvs)、明串珠菌屬(Levconostoc)的細(xì)菌。乳酸菌多為桿狀或球狀，革蘭氏陽(yáng)性，大多數(shù)不運(yùn)動(dòng)，不生芽孢，過(guò)氧化氫酶陰性，對(duì)營(yíng)養(yǎng)要求比較嚴(yán)格，微好氧到厭氧。根據(jù)乳酸菌對(duì)葡萄糖的代謝形式，可分為同型乳酸菌發(fā)酵(Homolactic acid fermentation
7、)和異型乳酸菌發(fā)酵， (Heterolactrc acid fermentation).前者發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生乳酸，后者除產(chǎn)生乳酸外，還能產(chǎn)生醋酸、乙醇和二氧化碳等。兩類乳酸菌的代謝途徑是不同的，前者為EMP途徑，后者為HMP途徑,其代謝反應(yīng)如下：同型乳酸菌發(fā)酵C6H12O62CH3CHOHCOOH葡萄糖乳酸異型乳酸菌發(fā)酵 型3C6H12O6 + H2O2C6H12O6+ CH3CHOHCOOH + CH3COOH + CO2葡萄糖甘露醇乳酸乙醇型C6H12O6CH3CHOHCOOH+CH3COOH+ CO2甘露醇乳酸乙醇近年來(lái)，新型營(yíng)養(yǎng)飲料的研究日益廣泛和深入，乳酸菌的發(fā)酵產(chǎn)品受到世界上的很多國(guó)
8、家的重視。乳酸發(fā)酵產(chǎn)品的特點(diǎn)是富含大量乳酸等有機(jī)酸、多種氨基酸及酶類成分，具有獨(dú)特的風(fēng)味，產(chǎn)品有一定的酸度，便于保存，長(zhǎng)期食用有益于人體健康，具有一定的保健功能。乳酸發(fā)酵果蔬汁既保持了果蔬本身的營(yíng)養(yǎng)成分，又有乳酸發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的保健型飲料。發(fā)酵飲料生產(chǎn)中常用的乳酸菌大多是乳桿菌屬、片球菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬。其中鏈球菌屬和鏈球菌屬中的部分菌種是同型乳酸菌，乳桿菌屬和明串珠菌屬的部分菌種為異型乳酸菌。同型乳酸菌和異型乳酸菌的代謝途徑、中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物是不同的，因此回影響到發(fā)酵的內(nèi)在質(zhì)量和產(chǎn)品風(fēng)味，所以在飲料生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)不同產(chǎn)品，合理的選用不同的乳酸菌。近年來(lái)，果汁、菜汁生產(chǎn)的先進(jìn)技
9、術(shù)已達(dá)到很高的水平。如超濾澄清技術(shù)、冷凍、反滲透濃縮技、混濁態(tài)汁穩(wěn)定技術(shù)、高壓提取芳香物質(zhì)技術(shù)、電滲析水處理技術(shù)、無(wú)菌包裝技術(shù)、為提高出汁率的帶式榨汁技術(shù)等。這些先進(jìn)技術(shù)對(duì)果汁、菜汁生產(chǎn)的發(fā)展起著重要的作用。生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵工序已經(jīng)進(jìn)入膜技術(shù)的研究水平，蘋(píng)果澄清汁技術(shù)已經(jīng)在美國(guó)、聯(lián)邦德國(guó)蘋(píng)果澄清汁生產(chǎn)中的到應(yīng)用。最近幾年，我國(guó)從先進(jìn)國(guó)家引進(jìn)了工業(yè)化自動(dòng)化果汁、果醬、飲料生產(chǎn)線，正在改變著我國(guó)飲料生產(chǎn)的落后狀況。3 本課題提出的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析。3.1本課題任務(wù)要求以胡蘿卜為原料， 對(duì)乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜汁的加工工藝進(jìn)行了初步探討，主要任務(wù)是掌握生產(chǎn)乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜飲料最佳生產(chǎn)工藝
10、。對(duì)發(fā)酵過(guò)程中胡蘿卜汁濃度,蔗糖添加量,接種量,菌種比例和發(fā)酵溫度進(jìn)行分析， 并采用正交試驗(yàn)， 篩選出最佳乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜汁工藝和最佳配方。3.2 實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析食品學(xué)院現(xiàn)有條件基本具備了完成本論文所需的部分實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)備，此外，還可借助于生物化工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的部分設(shè)備。經(jīng)過(guò)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，本人已經(jīng)掌握了本試驗(yàn)中所涉及的基本操作，而且，課題相關(guān)資料收集充分，前期工作準(zhǔn)備充分。相信在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，通過(guò)個(gè)人的努力，可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)的預(yù)期目標(biāo)。4本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路。4.1 重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題（1）胡蘿卜汁的濃度的確定（2）蔗糖添加量的確定（3）菌種比例參數(shù)的確定
11、4.2解決的思路。查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，最終確定相關(guān)參數(shù)。5本課題所必須的工作條件及解決的辦法。5.1 原料胡蘿卜，乳酸菌5.2 主要設(shè)備均質(zhì)機(jī)，打漿機(jī)，膠體磨，恒溫培養(yǎng)箱，電磁爐，鍋5.3 化學(xué)試劑吐溫80，6本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃。6.1準(zhǔn)備工作6.1.1了解乳酸菌發(fā)酵相關(guān)情況6.1.2掌握接種乳酸菌的操作過(guò)程6.1.3掌握胡蘿卜汁的工藝流程6.1.4掌握數(shù)據(jù)分析處理的方法6.2 試驗(yàn)計(jì)劃方案6.2.1 工藝流程圖胡蘿卜汁挑選清洗休整破碎榨汁配料、冷卻接種發(fā)酵灌裝殺菌發(fā)酵胡蘿卜汁6.2.2 感官評(píng)定指標(biāo)香味，滋味，色澤，酸味，可接受程度6.2.3正交試驗(yàn)因
12、素水平胡蘿卜汁濃度（%）102030蔗糖添加量（%）6912接種量（%）2.53.03.5菌種比例（%）1.001.201.40發(fā)酵溫度（）152025306.3 進(jìn)度計(jì)劃6.3.1查閱資料，完成開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述（2008.10.102008.11.00），6.3.2設(shè)計(jì)具體實(shí)驗(yàn)步驟，熟悉實(shí)驗(yàn)器材（2008.11.112008.11.20）.6.3.3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并完成相關(guān)數(shù)據(jù)分析處理（2009.2.252009.5.10）6.3.4完成論文，準(zhǔn)備答辯（2009.5.112009.5.23）7主要參考文獻(xiàn)1 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，蔬菜貯藏加工學(xué) ，北京 ：農(nóng)業(yè)出版社，1995.5 ：3153162劉仲敏
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