胡萝卜汁加工贮藏过程中硝酸盐变化与控制

摘要

胡萝卜（Daucus carrot L.）有“小人参”之美誉，营养价值独特，其产业是中国重要的蔬菜产业之一，以胡萝卜为原料加工而成的胡萝卜（浓缩）汁、浆，是胡萝卜主要加工出口产品。硝酸盐可在体内外转变为亚硝酸盐，对人体有潜在健康威胁，蔬菜是人体摄入硝酸盐的主要来源。胡萝卜易于富集硝酸盐，其制品胡萝卜汁硝酸盐含量较高，成为影响产品安全质量和国内外市场的重要因素。本课题以胡萝卜为原料，研究了胡萝卜汁在加工贮藏过程中硝酸盐及亚硝酸盐的变化，离子交换树脂脱除硝酸盐及对胡萝卜汁品质的影响，并探讨了树脂脱除硝酸盐机制，主要结果与结论如下： 1、胡萝卜汁在加工贮藏过程中硝酸盐、亚硝酸盐变化：以新鲜胡萝卜为原料制作胡萝卜汁，采用分光光度法测定硝酸盐和亚硝酸盐的含量，研究了胡萝卜汁去皮、热烫、酶解和灭菌工序中硝酸盐和亚硝酸盐的变化、不同热烫方式和灭菌方式对硝酸盐的影响及4℃和25℃条件下贮藏，硝酸盐、亚硝酸盐和硝酸还原酶酶活的变化。结果表明，去皮、热烫工序能显著降低硝酸盐和亚硝酸盐含量，水浴热烫更有利于降低硝酸盐和亚硝酸盐含量；胡萝卜汁硝酸盐含量随着贮藏时间的延长呈下降趋势，室温贮藏比冷藏下降速度快，亚硝酸盐含量呈增加趋势；硝酸还原酶活性随着贮藏时间的延长均呈先上升后下降趋势，室温和冷藏条件下，硝酸还原酶活性变化不同，分别在第5d和第3d酶活最高。 2、离子交换树脂脱除胡萝卜汁硝酸盐及对品质的影响：以新鲜胡萝卜为原料制作胡萝卜汁，研究了硝酸盐浓度、树脂投加量、处理时间和处理温度对硝酸盐脱除率和a*、b*、可溶性固形物含量、β-胡萝卜素含量的影响。结果表明，离子交换树脂可用于胡萝卜汁中硝酸盐的吸附和脱除；硝酸盐浓度、处理时间、树脂投加量显著影响硝酸盐脱除率，处理温度对硝酸盐的脱除率影响不显著；树脂投加量和处理时间条件下硝酸盐脱除率与a*、b*、可溶性固形物含量和β-胡萝卜素含量呈显著负相关性。响应面试验及验证结果表明，硝酸盐浓度2481.39 mg·kg-1的胡萝卜汁，采用7.21%的树脂添加量，处理3 h ，硝酸盐脱除率为80.77%、a*为6.36、b*为31.15 ，得硝酸盐含量500 mg·kg-1以下，色值良好的胡萝卜汁。 3、树脂脱除硝酸盐机制：研究了三种树脂（LX-13、LX-12、HZ-222）在水溶液和胡萝卜汁中吸附动力学，采用准一级动力学方程和准二级动力学方程拟合，并用液膜扩散、颗粒内扩散和化学反应模型对动力学速率控制机理进行分析。结果表明，三种树脂吸附动力学符合准二级动力学模型；在水溶液和胡萝卜汁中颗粒内扩散模型拟合的相关系数R2均在0.9和0.8以上，三种树脂对硝酸盐的吸附速率主要受颗粒内扩散控制。

目录

声明

1前言

1.1胡萝卜资源特性与产业发展

1.1.1胡萝卜生物学特性

1.1.2胡萝卜的营养与保健特性

1.1.3胡萝卜加工特性、质量安全特性与加工产业

1.2食物中的硝酸盐

1.2.1硝酸盐的性质、来源、危害

1.2.2蔬菜中的硝酸盐及其转化

1.2.3硝酸盐清除方法

1.2.4吸附机理研究

1.3研究内容、目的及意义

1.3.1研究内容

1.3.2目的及意义

1.3.3技术路线

2材料与方法

2.1材料

2.1.1原料

2.1.2主要试剂

2.1.3主要仪器

2.2方法

2.2.1胡萝卜汁在加工贮藏过程中硝酸盐、亚硝酸盐的变化

2.2.2离子交换树脂脱除胡萝卜汁硝酸盐及对品质的影响

2.2.3吸附动力学

2.2.4测定方法

2.2.5数据分析

3结果与分析

3.1胡萝卜汁在加工贮藏过程中硝酸盐、亚硝酸盐变化

3.1.1胡萝卜汁加工过程中硝酸盐、亚硝酸盐变化

3.1.2不同热烫和灭菌方式对胡萝卜汁中硝酸盐的影响

3.1.3胡萝卜汁贮藏中硝酸盐、亚硝酸盐和硝酸还原酶酶活变化

3.2离子交换树脂脱除胡萝卜汁硝酸盐及对品质的影响

3.2.1树脂筛选

3.2.2硝酸盐浓度对胡萝卜汁硝酸盐含量及品质的影响

3.2.3树脂添加量对胡萝卜汁硝酸盐含量及品质的影响

3. 2.4吸附时间对胡萝卜汁硝酸盐含量及品质的影响

3.2.5吸附温度对胡萝卜汁硝酸盐含量及品质的影响

3.2.6胡萝卜汁中硝酸盐吸附率及品质间相关性分析

3.2.7树脂吸附响应面试验设计及优化

3.2.8树脂脱除硝酸盐机制

4讨论

4.1胡萝卜汁在加工贮藏过程中硝酸盐、亚硝酸盐变化

4.2离子交换树脂脱除胡萝卜汁硝酸盐及对品质的影响

4.3树脂脱除硝酸盐机制

5结论

参考文献

致谢

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