预防和改善动脉粥样硬化奶粉的研制.pdf

东北农业大学硕士学位论文预防和改善动脉粥样硬化奶粉的研制姓名：李海平申请学位级别：硕士专业：食品营养指导教师：霍贵成2003.5.1摘要近年来心脑血管疾病的发生率高，致死率高，而且发生率还呈现不断上升的趋势，患病人群越来越年轻化药物治疗心血管疾病副作用大，费用高可通过饮食来预防和改善心血管疾病本研究是针对心血管疾病发病机理设计一种奶粉的配方，研究该奶粉的生产工艺、活性物质检测、质量控制及功能性 ／该奶粉是以鲜牛乳、脱脂乳粉、生姜提取物、大豆蛋白、蜂蜜和低聚果糖等为基本 廉科，按照心血管疾病的高危人群和患者的营养特点调节各营养素的比例，热能设定范围为3 6 0 , - 4 5 0k c a l ／1 0 0 9 ；蛋白质、脂肪和碳水化合物的含量分别设定在1 9 ～2 1 ％、1 3 ～1 5 ％、5 2 - 4 5 0 ％的范围之内同时添加了多种与心血管疾病有密切关系的维生素( v M 、V B 6 、v c 、v E 、v B l 2 、叶酸、泛酸和胆碱) 和微量元素( 铬、锌、硒、钙) ，特别添加了生姜提取物配方设计主要是按照设计要求利用规划求解的方法，找到既价格最低，又营养素合理的配方。

根据优化后原料用量比例，进行微量成分的校验，确定了矿物质和维生素的最终添加量按千物质计最优配方为每1 0 0 9 奶粉中：物质A 3 9 ．6 0 9 ；物质B 5 ．8 6 9 ：物质C 1 ．3 7 9 ：物质D I ．9 1 9 ；物质E 4 1 ．0 1 9 ；物资F 7 ．9 7g ；物质G 2 ．2 7 9 7 r 生姜提取物的生产工艺流程是：生姜一清洗一切片一过胶体磨一过滤残渣一冲洗滤液一均质一脱气杀菌一冷却一添加B ．c D 一过滤一灭酶检测一成品贮存一生姜提取物生姜提取物工艺特性研究采用了生姜去辣味试验、过滤细度试验、加热试验、抗坏血酸最佳添加量试验p —c D 添加的最适温度为6 0 ℃晟佳添加量为1 ．0 ∥1 0 0 m l ：用1 4 0 目的筛网过滤生姜的磨碎物；生姜提取物的最佳杀菌灭酶温度为8 5 ～9 0 “ C ；抗坏血酸的的最佳添加量为0 ．0 5 ％奶粉的生产工艺流程是：原料乳一验收一预处理一标准化一配料一均质一杀菌一浓缩一喷雾干燥一冷却筛粉一称量一包装一冷藏奶粉工艺特性研究采用调味试验和浓缩料液模拟试验口味最佳的配比是每1 0 0 m l牛乳中调制奶粉1 4 克，低聚果搪0 , 5 克，蜂蜜1 ．3 克，生姜提取物2 ．O r a l 。

浓缩料液的粘度和波美度分别是：p H6 ．5 4 、1 ．3 2 4 x 1 0 ～P a ·s ( 2 0 口) 和1 6 B e F o l i n 一酚试剂法测定姜辣素生姜、干姜和生姜提取物中姜辣素的含量分别是4 ．7 7 ％和0 ．4 1 9 ／1 0 0 m l 建立了本产品感官、理化和微生物检验标准产品的各项指标均符合该产品企业标准的要求对奶粉作营养价值进行评价( I N Q 法) ，产品在满足能量要求的前提下基本 满足各种营养素的要求成品贮藏试验测定了产品在室温下贮藏6 个月时的主要营养素的变化在保质期内，各项指标均符合要求产品贮藏过程中菌落总数和大肠菌群都有 下降，该产品的货架期要比一般奶粉要长W i s t a r 大鼠喂养试验表明生姜提取物和该配方奶粉与高脂组相比其降血清胆固醇 ( T C ) 和降血清甘油三脂( T G ) 作用效果极显著( P 锄．0 1 ) ：其升高高密度胆圃醇( H D L )冬一东北农业大学工学硕士学位论文作用效果显著( P 1 92 4 23 4 ．99 7 ．90 ．2 80 2 81 2 ．30 脂肪 5 23 835 5 10 109 938 467 0能量3 6 0 ．- ．4 5 05 0 53 6 73 9 08 9 54 0 13 4 80大豆蛋白，总蛋白1 ／1 0大豆油／总脂肪1 ／1 0蜂蜜7 ∥1 0 0 9 奶粉( 不含水分的含量)低聚果糖2 9 ／l O O g 奶粉( 不含水分的含量)说明：表中原料的营养素含量均折合成1 0 0 9 原料干物质的含量，价格也折算成1 0 0 9 原料千物质的价格量根据原始数据表写出相应的数学表达式作为限制条件和目标函数，即x 1 竹也+ x 3 如“+ x 5 + x 6 + x 7 = 12 4 ．2 x l + 3 4 ．9x 2 + 9 7 ．9 x 3 + o ．2 8 x 5 + 1 2 ．3x 6 - 2 2 02 8 ．3 x l + o8 2 x 2 + 9 9 x 4 + 1 ．2x 6 5 0M i n S p = 1 ．9 8 x 1 + 18 0 x 2 + 1 ．9 0 x 3 + 04 8 x 4 + 0 6 0 x 3 + 04 8 x 6 + 2 ．5 x 7本研究采用E x e * l 的规划求解程序，以产品的配制目标为约束条件，以产品成本最低为目标函数，输入原始数据，经上机调试，得出原料用量的最佳配比。

根据优化后的 原料用量比例，进行微量成分的校验，确定矿物质和维生索的最终添加量2 ．2 ．2 工艺流程及工艺条件的研究本课题工艺试验主要在哈尔滨福斯新糖有限公司和黑龙江绿洲乳业集团公司完成22 ．21 生姜提取物工艺特性研究( 1 ) 生姜去辣味试验1 3 - C D ( 肛环糊精) 的用量与被包埋物质以及B - C D 的纯度有关，在多数情况下，被 包接物与肛C D 的摩尔比应按l ：l 进行包接( 宋乐新，1 9 9 7 ；朱晓薇等，1 9 9 7 ) B ．C D的分子量大约是1 1 3 5 按照1 0 0 m l 生姜提取物中姜油树脂含量为3 ．4 7 m g ／1 0 0 m l 计算，用量大约是1 ．3 m e , ／l O O m 】按此添加量在3 0 - - 8 0 “ C 间进行选取最佳的包接温度评定结果·2 4 由观察B ．C D 的析出量、沉淀量以及品尝辣味来确定p —C D 的添加量范I 蟊经预试验选定在02 - - - 14 m e d l o o m i 之间有效通过感官评定的方法选定效果最好用量最少的p - C D 使用量． ( 2 ) 过滤细度试验过滤细度影响均质及奶粉的冲调性。

本试验采用4 0 、6 0 、8 0 、1 0 0 、1 2 0 、1 4 0 、1 6 0 、l8 0 、2 0 0 目数的筛网过滤生姜磨碎物得到不同滤过物，将滤过物与调制乳混合模拟成品，通过沉降时间、杂质度、外观、过滤操作时间、口感作为确定所用目数的标准沉降时间以滤过物混匀后开始到观察到烧杯底部有肉跟可见沉淀物时为止计时：杂质度是将1 0 0 m l 混合模拟品用3 0 0 目筛网过滤后将滤渣8 0 ℃下烘箱烘干称重；整个过滤过程所需要的时间为过滤操作时间，过滤时间不能太长，否则影响实际生产的效率口感评价主要以品尝时口中没有不溶解物为评定标准，总分5 0 分，设立评定各分段的评分标准综合各项检验指标确定得最佳的过滤目数 ( 3 ) 加热试验温度范围选取在生姜中蛋白酶最适作用温度( 7 0 “ C ) 与乳液杀菌的温度( 9 5 “ C ) 之间，作用时间尽可能的短灭酶效果用加热处理过的生姜提取物2 、5 m l 与调配好的乳液5 0 m l 混合后在该酶的最佳作用条件下水浴保温4 小时，观察是否有乳凝块出现和乳清分 离现象对灭酶后的生姜提取物进行菌落总数测定，操作方法按照G B4 7 8 9 ．2 食品卫生微生物学检验中菌落总数测定方法。

4 ) 抗坏血酸护色试验用抗坏血酸来护色，同时还对生姜中的功能性因子具有保护作用但抗坏血酸的添加量也不能太高，太高的话，浓缩料液的酸度太高，容易凝乳，而且其营养含量有可能太高也不经济，还影响口味，其适宜的添加量由护色试验来确定找到抗坏血酸的最佳添加量本试验通过预试验选定抗坏血酸的使用范围0 ．0 1 ％枷．1 1 ％，从此范围中以不 使生姜提取物在规定时间内颜色变褐为指标选出抗坏血酸的最佳使用量 ( 5 ) 生姜提取物的物理特性测定出生姜提取物的物理特性，以有利于生姜提取物的品质控制和生姜奶粉的加工工艺测定项目包括颜色、气味、沉淀量、比重、酸度、贮存稳定性、得率以及蛋白质、脂肪和碳水化合物的含量其中沉淀量的测定采用将提取液离心3 0 m i n 后，用3 0 0 目的滤网过滤，8 0 “ C - T 燥，然后称重比重、酸度分别用波美比重计和酸度计测定蛋白质、脂肪和总碳水化合物的溯定分别采用凯氏定氮法、索氏提取法和差减法( 刘福岭等，1 9 8 7 ： 杨月欣，2 0 0 2 ) 222 ．2 奶粉生产工艺特性研究( 1 ) 调味试验及加热稳定性试验以鲜牛乳、脱脂乳粉、乳清粉、蜂蜜、低聚果糖、大豆蛋白、大豆油、生姜提取物、微量元素和维生素为原料，在每种物料使用的范围内严格按照配方模拟成品，其中鲜牛乳、脱脂乳粉、乳清粉、大豆油、大豆蛋白、微量元素和维生素的含量固定，蜂蜜的用量选择在7 —1 0 9 ／1 0 0 9 奶粉，低浆果糖的用量2 ～S g ／l O O g 奶粉，生姜提取物的用量范围经预试验定在1 ．6 ～2 ．O m l ／l O O m l 牛奶，每份奶调制1 0 0 m l ，采用L 3 3 正交试验，以蜂蜜，低·2 5 ·聚果糖和生姜提取物的用量为因素，每个因素3 个水平。

将模拟的成品分别编号，随机 找l o 位品尝者，5 位为本实验室工作人员，5 位本专业本科学生，以打分的形式作为评定标准，找出口味最佳的配比 同时按照最后选定的配方检验原料液在杀菌时的稳定性，对该原料液进行加热稳定性试验先测定酸度，然后模拟实际生产中杀菌时的温度和时间进行试验由于生姜中 含有抑菌物质，生产淡奶粉时的温度可以比正常生产淡奶粉时的温度要低一些 2 ) 浓缩料液的模拟试验按照最后选定的配方，模仿实际生产过程中的浓缩料液，将各种原料调配成适合浓缩的料液要测定料液的酸度、粘度和波美度来预测浓缩及喷雾时的生产工艺条件酸度料液的酸碱度对喷雾干燥时的奶粉颗粒的疏松性以及最后奶粉的冲调性和口味都有影响测定方法采用酸度计粘度用粘度计测定如果料液的粘度太大，喷雾时，料液出料慢，而且料液喷雾不完全，而且喷雾困难，最终导致落下的奶粉颗粒水分含量太大，粘结在一起，造成出粉口堵塞，上层塔壁挂的奶粉糊粉使用离心式喷雾器，而且要使用喷雾孔径大一些的喷嘴，适合配方粉的喷雾嘴由于料液中添加了蜂蜜和低聚果糖，料液的粘度必然增大测定料液的粘度，选择合适的喷雾的器材和条件波美度用波美计来测定波美度高必然影响粘度，通过合适的波美度来调节生产中浓缩料液的粘度。

2 ．223 中试工艺流程及工艺条件心血管病人适用奶粉的加工工艺及工艺流程以普通奶粉的工艺流程和工艺条件为基础，这样可以尽可能地减少设备方面的开支，降低成本但考虑到工艺流程中添加生姜提取物，要使物料通过均质机两次，以达到最佳的均质状态对每一步生产过程都应进行具体的量化，经过中试得出生产该种奶粉的最佳工艺参数并说明每一步生产过程中的注意事项2 ．2 ．3 生姜活- 性成分姜辣素的检测用F o l i n - 酚试剂测定姜辣素利用此方法测定了鲜姜、干姜粉和生姜提取物中姜辣素的含量( 黄雪松，1 9 9 6 ) 22 ．31 测定原理姜辣素的分子中含有酚羟基，是酚类衍生物F o l i n ．酚试剂易被酚类物质还原成蓝色反应( 钼蓝和钨篮混合物) ，反应液的吸光度与酚类物质的含量成正相关因此利用此反应测定姜辣素的含量测定时以香草醛作为参考标准生姜中的含有6 ．姜酚、8 ．姜酚、 l O - 姜酚各种姜酚的平均分子量为3 0 4 ．4 6 ，其与香草醛的换算系数，应取20 0 3 ( 黄雪 松，1 9 9 6 ) 姜辣紊的计算公式；姜辣素( ％) ：—2 ．—0 0 —3 Y ．Vo ×1 0 0W V l 。