糖汁冷冻浓缩技术的初步应用研究

论文摘要

冷冻浓缩利用冰与水溶液之间的固液相平衡原理,在水溶液中溶质浓度低于共晶浓度的前提下,使溶液冷却降温至冰点,部分水分因放热而结冰,再将浓缩液与冰晶分离即可实现浓缩。本文采用悬浮结晶式冷冻浓缩法对糖汁浓缩进行了初步研究。通过单因素和正交实验对冷冻浓缩工艺进行优化,确定了糖汁冷冻浓缩最佳工艺条件;首次将冰核活性细菌应用于糖汁冷冻浓缩,提高了溶液的过冷点;通过热蒸发浓缩和冷冻浓缩的对照实验,证明了冷冻浓缩技术在制糖工业中的可行性。主要结论如下:1.搅拌速度、冷媒温度和冰晶种加入量是影响冷冻浓缩效果的主要因素,其中搅拌速度为最主要控制因素。正交实验确定冷冻浓缩最佳工艺条件为:搅拌速度1200r/min,冷冻温度-4℃,冰晶种加入量15.00g。在此工艺条件下,糖汁最终可浓缩达30.0°Bx。2.为达到一定的浓缩目的,采用逐步降低冷媒温度的方法进行糖汁多级冷冻浓缩试验,一级浓缩从初始浓度为14.2°Bx浓缩至30.3°Bx,糖汁经过每一级冷冻浓缩过程中的浓缩比均不断下降,四级浓缩从浓度为33.5°Bx浓缩至34.0°Bx的最终浓缩液。3.以冰核活性细菌P.syringae为实验菌种,采用海藻酸钙固定化的方法,建立了P.syringae的包埋技术,并应用到糖汁的冷冻浓缩实验,结果发现添加冰核活性细菌的同时进行搅拌可以获得较优效果,成核温度提高了1℃左右。4.进行了悬浮式结晶冷冻浓缩法和传统真空蒸发浓缩的对照试验,分析所得糖汁的各项理化指标,研究发现冷冻浓缩法所得糖汁的品质更佳。本文关于糖汁冷冻浓缩技术的研究是初步的,对以后进一步的研究有一定的参考作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 食品浓缩技术
• 1.1.1 浓缩技术的分类
• 1.1.2 液体食品浓缩
• 1.2 冷冻浓缩技术
• 1.2.1 冷冻浓缩的理论基础
• 1.2.2 冷冻浓缩的国内外研究及应用现状
• 1.3 冰核活性细菌在冷冻浓缩中的应用研究
• 1.3.1 冰核活性细菌和冰核活性蛋白的研究
• 1.3.2 冰核细菌在冷冻浓缩中的应用实例
• 1.4 本课题的研究目的和研究内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 糖汁冷冻浓缩工艺研究
• 2.1 实验材料与仪器
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 测定与计算方法
• 2.2.2 糖汁冰点与锤度之间的关系
• 2.2.3 冷冻浓缩过程
• 2.2.4 搅拌速度对冷冻浓缩效果的影响研究
• 2.2.5 冷媒温度对冷冻浓缩效果的影响研究
• 2.2.6 冰晶种加入量对冷冻浓缩效果的影响研究
• 2.2.7 正交试验设计
• 2.2.8 多级冷冻浓缩
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 搅拌速度对冷冻浓缩效果的影响
• 2.3.2 冷媒温度对冷冻浓缩效果的影响
• 2.3.3 冰晶种的加入对冷冻浓缩效果的影响
• 2.3.4 正交试验结果
• 2.3.5 多级冷冻浓缩
• 2.4 小结
• 第三章 冰核活性细菌在糖汁冷冻浓缩中的应用研究
• 3.1 实验材料与仪器
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 菌种培养方法
• 3.2.2 冰核细菌活性的测定
• 3.2.3 菌体收获量的测定
• 3.2.4 海藻酸钠包埋法固定化
• 3.2.5 应用于冷冻浓缩的实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 冰核活性和菌体收获量的测定
• 3.3.2 固定化条件的优化
• 3.3.3 应用于冷冻浓缩的实验
• 3.4 小结
• 第四章 热蒸发浓缩与冷冻浓缩的对照试验
• 4.1 实验材料与仪器
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 一次旋光法测定糖汁的糖度
• 4.2.2 分光光度法测定糖汁的色值
• 4.2.3 兰—艾农法测定还原糖含量
• 4.2.4 真空蒸发浓缩方法
• 4.2.5 冷冻浓缩方法
• 4.3 结果与分析
• 4.4 经济分析
• 4.5 小结
• 第五章 课题总结与研究展望
• 5.1 课题总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况