马蹄粉厂废水有效利用研究

工 艺 技 术 鼢 ⑦ (华南农业大学食品学院，广州510642) (广州市洲星食品有限公司大田马蹄粉厂，广州510450) 摘 要 ：利用马蹄粉厂采集的产粉废水为原料，通过浓缩来生产 马蹄汁 着重研究了马蹄废水的浓缩倍数、浓缩方法、风 味保持方法及防褐变方法等各生产工艺 实验明，先将 产粉废水在4500r／min下离心 10min，将不溶物除去，加 入 0．02％柠檬酸 ，然后在 8O℃下浓缩 10倍 ，再 离 (4500r／min、1Omin)，除去浓缩过程中产生的沉淀，可以 得到色泽淡黄、风味清香的马蹄汁。 关键词：马蹄汁，浓缩，风味，废液，回收工艺 中图分类号：TS275．5 文献标识码：A 文 章 编 号 ：10H02—0306(2004)06—0074—03 马蹄 除鲜 食 外 ， 目前 加 工 的 主要 方 式 是 制 成 马 蹄 粉 ，而 马蹄 粉 生 产 是 把 马 蹄 中的 淀粉 经 沉 淀 后 收 集 干 燥 而 成 ，马蹄 粉 废 水 主 要 是 在 冲刷 马 蹄 粉 糊 浆 工 序 中 产生 的 ，经 实验 测 定 表 明 ，该 废 水 的主 要 成 分 为碳 水 化 合物 和许 多其 它 营 养 物质 ，具 有 浓 郁 的 马 蹄 香 味 。长期 以来 ，这些 废 水都 是 经 高成 本 的无 害 化 处 理后 弃 去 ，耗 用 了 大量 的处 理 费 用 ，还 白 白浪 费 了 废 水 中 有用 的营 养 物 质 。 本研 究 通 过 分 析 马蹄 粉 产 粉 废 水 中 的主 要 营 养 成 分 的种 类 和浓 度 ，设 计 出浓 缩 的倍 数 ，同时 还 研 究 了将 马蹄 废 水 浓 缩 制 成 马蹄 汁 的 成套 工 艺 ， 由此 将 废 水加 工 处 理 成 为 市场 上 受 到 广 泛欢 迎 的马 蹄 汁 饮 料 ，大 大地 节 省 了废 水处 理 费用 ，提高 了马蹄 的 加工 附加 值 【Il 2_。 1 材料与方法 1．1 材料与设备 马 蹄 废 水 (生 产 马 蹄粉 的后 处 理 液 ) 广 州 江 高 大 田马 蹄 粉 厂 ；马 蹄 市 售 ，选 用 大 小 均 匀 ，无 病 虫 害 、机 械伤 、霉烂 的新 鲜 马蹄 ；硫 酸 铜 (CuSO ·5H O)、 氢 氧 化 钠 、亚 硫 酸 钠 、盐 酸 、碳 酸 氢 钠 、酒 石 酸 钾 钠 (C H O KNa·4H 0)、亚 铁 氰 化钾 次 甲基蓝 、冰 醋 酸 、 醋酸 铅 、柠 檬酸 、葡萄 糖 均 为 分析 纯 。 722型 光 栅 分 光 光 度 计 ，RE一5型旋 转 蒸 发 器 ， 收稿日期：2003一l1一o4 作者简介：周爱梅(197卜 )，女，讲师，研究方向：食品化学与添加剂 ． 周爱梅 刘 欣 潘 珂 薛想宁 冯秀冰 CS1012型 电热鼓风干燥箱 ，TDL一5型低速大容量离 心 机 ，HH·Sll一4型 电热 恒 温水 浴 锅 ，DS一1型 高速 组 织捣 碎 机 ，马头 牌 JYT一5架盘 药 物 天平 ，SHZ—D1型 循 环 水 多用 真 空 泵 ，手持 式 杀 菌锅 ， rrZ一4型 台秤 ， FA2104型上 1111．电子 天 平 ，ES一1020型 电炉 。 1-2 实验方法 1．2．1 浓 缩 倍 数 的 确 定 取 一 定 量 的 原 料 废 水 和 20％鲜 马 蹄 汁测 定各 自的 淀粉 含量 、可溶 性 固形 物 含 量 和 可溶 性 糖 含量 。 比较 两 组 数 据 ，确 定 相 差 倍数 。 按 照所 确定 的相差倍 数 的范 围对原 料废 水进行 浓 缩 ，之后 再 测 其 内 容物 含量 ，再 与 20％鲜 马蹄 汁 的 含 量 比较 以对 浓缩 倍 数进 行 确认 。 鲜 马蹄 原 汁制 备 ：马蹄一挑选一清洗一去皮一加水捣 碎一l00目过滤一 离心(4500r／min 10 n1in)一取上清液并定客 至含原汁 20％。 1，2．2 马蹄 汁 防止 褐 变 的 1二艺 研 究 采 用 加 入亚 硫 酸 钠 和柠 檬 酸护 色 ，与 高 温钝 化酶 活 相结 合 。各 试验 处 理 如下 ： 取废 水一 离心 K：浓缩一 离心 处 理 处理 处理 A：高 温灭 酶 (100。C lOmin)一 浓 缩一 离 心 ； B：加 柠 檬 酸 (Bl：0．05％ ，B2：0．15％ ，B3：0-30％)一 浓 缩一 离 心 ； C：加 0．25g／kg Na2SO3一 浓 缩 一 离 心 (SO2残 留 量 不超 过 0，05g／kg)。 1．2．3 马蹄 汁 内容 物 的 分 析测 定方 法 可溶 性 糖 测 定 ：直接 滴定 法 ；可 溶性 固形 物测 定 ：折 光法闭；淀 粉测 定 ：取 废水 1L在 450Or／min离 心 1Omin，多次 离心 使淀 粉 与其 他 不溶 物 分离 ，40℃烘 干至 恒 重称 重 ；不溶 物 (除 淀粉 )测定 ：离 心 后 的不溶 物 70-80~C烘 干 至恒 重 ， 称重 即得 ；马蹄汁 色泽 和澄清度 测定 ：分光光度 法H。 2 结果与分析 维普资讯 http://www.cqvip.com 2．1 浓缩倍数的确定 测 定鲜 马蹄 汁 和 原料 废 水 的 主要 内 容物 ，结 果 如 表 1所示 。从 表 1可知 ，以 可溶 性 糖 为 确 定 指 标 ， 浓 缩 倍 数 为 10～12倍 ； 而 以可 溶 性 固形 物 含量 为确 定 指 标 ，浓 缩 倍 数 则 应 为 6倍 ，由此 确 定所 试 验 中采 用 的 浓缩 倍 数 分别 为 6、1O、12倍 。 表 l 原料废水和 20％鲜马蹄汁的对比 浓缩 后 的 测 定 数据 如 表 2。从 表 2数据 可 知 ，随 着浓 缩倍 数 的增 大 ，可 溶性 固形 物 含量 逐 渐 减 少 ，可 溶 性糖 含 量 逐渐 增 多 。结 合 感官 观测 ，发 现 马蹄 汁 的 色泽 随浓 缩 倍 数增 加 而 变 深 ，马 蹄 香味 变 淡 ，浓缩 12 倍 时 只剩 下纯 糖水 味 。这 表 明在 浓缩 过 程 中 ，除糖 分 外 ，其 他可 溶性 成 分有 严重 的破 坏 ，浓缩 倍 数 越高 ，可 溶性 成 分 和风 味物 质 破坏 越严 重 ，褐 变 越严 重 。浓 缩 1O倍 时 ，可 溶性 固形 物 与新 鲜 马蹄 汁含 量 一 致 ，可溶 性糖 含量 也 接 近 ，故 选择 浓 缩倍 数 为 10倍Is一61。 表 2 不同浓缩倍数的比较 2．2 浓缩温度对马蹄汁风味的影响 由 表 3可 知 ，在 80oC浓 缩 时 ，色 泽 较 浅 ，褐 变 不 明显 ，马蹄 香 味较 浓 ；在 100℃浓 缩 时 ，马蹄 汁 的褐 色 较 重且 有 焦糖 味 ，虽 然具 有 较 强 的焦 香 风 味 ，但 与 马 蹄本身风 味有较大差距 ，对产品风味有较大的不利 影 响 ，原 因 应是 浓 缩 时 发 生 焦 糖 化 反 应 等非 酶 褐 变 ， 导致 颜 色 变深 ，高 温 导 致 马蹄 特有 的清 香 风 味 物 质 破坏 ，生 成 了其 它 具 有焦 香 风 味 的成 分 。浓缩 前经 离 心 的 ，马蹄 汁 澄 清 透 明 ，感 官 品质 较 好 ，说 明 离 心 除 去 不 溶 物 对 增 加 马蹄 汁 的透 明度 、提 高感 官 品质 是 必 要 的 。 冈此 ，选 择 浓缩 前 离 心 ，并 采 用 80℃真 空 浓 缩 ，可 减 轻 风 味 物 质 的破 坏 ，得 到颜 色 较 浅 ，接 近 透 明的 马蹄 汁 『。 2．3 添加 Na SO3对马蹄汁褐变的抑制影响 由表 4可 知 ，100℃浓 缩 时 ，加 Na2SO 会 减 轻 马 蹄 汁 的 褐 变程 度 ，汁 液 颜 色较 浅 ；在 80cc浓 缩 时 ，加 Na：SO 褐 色无 明显 改 善 。但 在 两 种 温度 下 添 加 都 会 产 生怪 味 ，严 重影 响 马蹄 汁 的 口感 和 风 味 ，所 以 ，虽 然添 加 Na：SO，有利 于 减轻 褐 变 程度 ，但 由于 Na：SO 对 风味 有 不 良影 响 ，而 且 ，亚 硫 酸 盐 如 今是 应 用 受 限 制 的添 加 剂 ，因此 ，本研 究 确 定 的 马蹄 汁生 产 工 艺 中 不 添 加亚 硫 酸盐 。 2．4 添加柠檬酸与高温灭酶处理对马蹄汁褐变的 影响 表5 不同处理样品的吸光度(h=430nm) 经 实验 确 定 ，在 本 实 验 条件 下 ，马蹄 汁 的最 佳 吸 收 波 长 为 430nm，在 此 波 长下 研 究 添 加 柠 檬 酸 和 高 温 灭 酶 处 理 对 马蹄 汁 褐 变 的影 响 ，结 果 如 表 5所 示 。 从 表 5可 以看 出 ，在 80。C下 浓缩 并 添 加 0．030％柠 檬 酸 处 理 的 吸光 度 最 小 ，说 明 褐 变颜 色 最 浅 ，为 较 佳处 理工 艺 。 由于 添加 量 为 0．O15％时 ，吸光 度 也较 低 ，考 虑 到成 本 因 素 ，选 择 的最 佳浓 缩 方 案 为 ：取废水一 离心 (4500r／rain、10min)一 加 0．20％柠檬酸一80。C 真 空浓 缩 10 倍一 离心(4500r／rain、10rain)。采 用这 种 工 艺 ，得 到 的马 蹄 汁 呈淡 黄 色 ，澄清 均 一 ，马蹄香 味浓郁 。 2．5 马蹄汁饮料的配制 取 上 步经 浓 缩 同收 的 马蹄 汁 液进 行 以下处 理 ：分 别 以 1％、0．2％加 入 白 糖 和 碳 酸 氢钠 一 过 滤一 加 入 0．04％ cMC一 杀菌 (93~C 3mm)，得 到 的 最 终 样 品放 置 冰 箱 表 3 不同浓缩温度和操作过程对马蹄汁的影响 表 4 添加 Na~SO 对马蹄汁褐变和风味的影响 维普资讯 http://www.cqvip.com 工 艺 技 术 令 ◇糕令产今 (安徽农业大学食品科学与系，合肥230036) 陆 宁 王蓓蓓 何 枚 接 耍：采用面粉，鸡蛋，糖为基本原料，添加黑米粉，经过打浆 、 注模 、烘烤精制而成具有一定色、香、味 、型的保健蛋糕： 通过研究确定了产品、生产_T-艺条件 ，并对产品的质 量指标进行了分析检验。 关麓词 ：黑米，蛋糕，生产_T-艺 中图分类号：TS213．2 3 文献标识码：B 文 章 编 号 ：10H02—0306(2004)06—0076—02 黑 米 ，俗 称 黑 籼 米 ，又 名 “补 血 糯 米 ”，是 我 国古 老的名贵糯稻 ，具有较高的营养和药用价值 ，从古 至 今 均 被视 为上 等 贡 品 。 黑米 含 有 人 体 所需 的 多种 营 收稿 日期 ：2003—11—2O 24d后 ，仍不 会 出 现沉 淀 ，而 且 有 浓郁 的马蹄 香 味 ，汁 液综 合感 官较 好 ，因 而确 定 此工 艺 为最 佳 工艺 。 3 讨论 3．1 以 20％的 鲜 马 蹄 汁 含 有 的可 溶 性 糖 和 可 溶 性 固 形 物 为 理 化指 标 ，废 水 要 浓 缩 10倍 ，采 用 在 温 度 为 80℃ 、真 空度 为 0．1MPa下浓 缩 ，温 度过 高 ，会促 进 风 味物 质 的破 坏 ，因 而采 用 低 温 真 空 浓缩 以保 存 产 品 的风 味 。防 止褐 变 较 为理 想 的方 法 是 加入 0．2％柠 檬 酸后 ，在 80oC下 真 空浓 缩 ，效 果 最 好 。加 入 柠 檬 酸 的 目的是 调 节 pH，使 废 水 浓 缩 在 酸性 条 件 下 进 行 ， 以 降低 美 拉 德 反 应速 度 ，同时 也抑 制 酚 酶 活 性 ，降低 酶促 褐 变 ， 同时 避免 马蹄 中的 花 黄 素在 碱 性 条 件 下 出现 变 黄 。 3．2 马蹄 制 粉废 水 中含不 溶物 较 多 ，这 些成 分 可 能 是 未 冲洗 掉 的淀 粉 、纤 维 素 等成 分 ，对 马蹄 汁 饮 料 的 生 产有 不 利 影 响 ， 因而 在 浓 缩 之 前 必 须 经 离 心 (4500r／min、10min)，除 去 不溶 物 (包 括 不溶 性 淀 粉 )， 防止在 浓 缩过 程 中淀粉 糊 化导 致 汁 液混 浊 。 3．3 马 蹄 汁饮 料 是一 种 新兴 的果汁 饮 料 ，在 市 场上 尚不 多 见 ，但 经 调 查 ，由于 马蹄 本 身 具 有 清 凉 、解 热 等 功 效 ，因 而人 们 对 其 普 遍 反 映 良好 ，市 场 接受 度 较 高 ，有较为广阔的发展前景。利用马蹄厂废水进行浓 缩 ，得 到 浓缩 马 蹄 ?十，再 将 其 进 行 进 一 步 的 加 工 ，生 养 成 分 ，主要 包 括 黑 色 素 、蛋 白 质 、脂 肪 、碳 水 化 合 物 、食 用 纤 维 和微 量 元 素 等成 分 ；此 外 ，还 含有 17种 氨基 酸 及较 高 的铁 (是 普通 大米 的 7倍 )、钙 、磷 、锌 、 钼等矿 物 质 ；维 生 素 B。含量 达 普通 大 米 的 2倍 ，据 现 代 研 究 分 析 表 明 ，黑 米 中 还 含 有 强 心 甙 、生 物碱 、植 物 甾醇等多种生理活性物质 ，具有促进机体代谢 、抗 衰 老 、滋 阴补 。肾 、开 胃益 中 、健 脾 暖 肝 、明 目活 血 、滋 润养颜等保健功效。 本 研 究 将 黑 米 粉 按 一 定 比 例 添 加 于 蛋 糕 配 方 中 ，加 工 出具 有 一 定 保 健作 用 的食 品— — 黑 米 蛋 糕 ， 同时对 产 品进 行 了相关 分 析 。 1 材料与方法 1．1 材料与设备 产 出马蹄 汁 风 味饮 料 ，无 疑具 有较 好 的应 用 价值 。 3．4 本 研 究得 出 了利用 马蹄 制 粉废 水 浓缩 制取 马蹄 汁最佳工艺 ，将废水加工处理成为马蹄汁 ，不但可以 利 用 马 蹄 原 料 生产 马 蹄 粉 ，而且 实 现 了对 马 蹄废 水 的综 合 利 用 ，节 省 了废 水 处 理 费 用 ，促 进 了环 保 ，大 大 提 高 了 马蹄 的生 产 价 值 ，可 望 具 有 较 好 的商 业 利 用 前景 。 参考文献： 【1】 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