生物工程毕业实验开题报告产一万吨益生菌奶茶粉的工厂设计.doc

本 科 生 毕 业 设 计（论 文）开题报告题目： 年产一万吨益生菌奶茶粉的工厂设计 姓 名： 简利娜 学 号： 201104020107 指导教师： 吕 嘉 枥 班 级： 生工111班 所在院系： 生命科学与工程学院 年产一万吨益生菌奶茶粉的工厂设计一 国内外研究现状2000年奶油、脱脂粉、干酪素的耗奶量是9200万吨（脱脂粉450万吨），全脂乳粉耗奶2000万吨（产量300万吨），分别占总奶量的15%和2.4%。全脂乳粉主要用途是为鲜奶供应不足的地区和国家提供奶源，以中国、巴西、俄罗斯对全脂乳粉的需求量最大。对全脂乳粉的需求量在过去五年中平均以3.2%的速度增长，并且预计在今后几年中以2%3%增长。除了用于食品工业，脱脂乳粉还用作动物饲料。在欧洲，脱脂乳粉在动物饲料中的应用正越来越多的被更为便宜的乳清制品所取代。有关资料数据显示，在国外，发酵型乳酸菌奶饮品已空前发达，日本、欧洲发酵乳酸菌奶饮料在乳制品市场比例已达到80，北美约30，乳酸菌产业在全球大大超过了其他乳制品的增长率。我国消费每年递增25，专家预测，未来35年将是中国乳酸菌行业快速发展的“黄金时期”。目前，全球含乳酸菌、益生菌的乳制品产值已达近400亿美元，欧洲占有约50的市场。在中国市场上，除了专业生产此类产品的太子奶、益乐多等外，为了顺应消费趋势，并能从传统市场的大战中突围，乳品、饮料生产商纷纷将科技含量和附加值高的乳酸菌、益生菌产品纳入到自己的产品视线中。达能BE80菌、蒙牛LABS菌、伊利LGG菌、味全Blongum、光明活力e菌等产品相继上市。中国的乳业大战，瞄准乳酸菌这一新的产业，开辟了具较高科技含量的第二战场。二 课题研究的目的与意义 奶茶在现代人的生活中是不可缺少的营养饮品，三 研究的内容 （一）不同菌群组合条件下浆水发酵中亚硝酸盐消长规律研究。（二）不同培养条件下浆水发酵中亚硝酸盐消长规律研究。（三）确定降低亚硝酸盐含量的浆水发酵较佳工艺及条件。四 实验所需材料、菌种和仪器设备（一）实验材料1 蔬菜：十种（芹菜、白萝卜、胡萝卜、小白菜、小青菜、油麦菜、黄瓜、山药、西红柿、冬瓜）面汤：面粉:水=1:10煮制4min，再将煮制的面汤与凉开水按 1:1 比例配制成用汤汁。2 益生元：十种（低聚乳糖、低聚半乳糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖、帕拉金糖、低聚龙胆糖、大豆低聚糖、水苏糖、棉籽糖、野芝麻四糖）3试剂：硼酸钠（Na2B4O710H2O）、亚铁氰化钾（K4Fe(CN)63H2O）、乙酸锌（Zn(CH3COO)22H2O）、冰醋酸（CH3COOH）、亚硝酸钠（NaNO2）、对氨基苯磺酸(C6H7NO3S）、盐酸（1.19 g/mL）、盐酸萘乙二胺(C12H14N22HCl）等。（二）菌种4种乳酸菌： L1保加利亚乳杆菌、L2嗜酸乳杆菌、L3植物乳杆菌、L4嗜热链球菌均购自陕西科技大学生命科学与工程学院，为标准菌株。（三）仪器设备紫外分光光度计、PB-10酸度计、显微镜、无菌操作台、不灭菌锅、恒温水浴锅、恒温培养箱、电热干燥箱、电子天平、离心机、滴定架、冰箱、无菌注射器电炉以及常见玻璃仪器等。五 研究方案（一） 基本思路棉籽糖水苏糖低聚乳糖低聚半乳糖低聚果糖低聚异麦芽糖帕拉金糖低聚龙胆糖大豆低聚糖野芝麻四糖10种蔬菜白萝卜胡萝卜小白菜小青菜油麦菜黄瓜山药西红柿冬瓜芹菜发酵（乳酸菌）人工接种发酵自然发酵 培养料配方最适PH最适温度热汤处理时间面汤稀释比例单菌接种发酵混菌接种发酵益生元确定浆水发酵过程中最低亚硝酸盐的含量（二）操作要点 1自然发酵5 1.1 自然发酵工艺条件确定1.1.1自然发酵浆水发酵的制备工艺(使用多种发酵蔬菜)：以芹菜为例： 浆水芹菜工艺流程：芹菜茎一洗净一切段一沸水热烫3 min一按芹菜：面汤一1：1(mm)入坛一301.1.2培养料配方的研究7研究内容包括添加的面汤比例、热烫处理时间、所加蔬菜等因素的实验和感官评价。（1）面汤稀释比例：将面汤与凉开水按1:0、1:1、1:3和1:5比例稀释，蔬菜沸水热烫3 min，再按蔬菜:面汤=1:1（m/m）的比例装坛，在30下发酵,隔1天测定浆水中亚硝酸盐含量的变化。（2）热烫处理时间：将新鲜蔬菜沸水热烫1 min、2 min、3 min、4 min和5min，冷却后，按菜:面汤(面汤与水的比例为1:1)=1:1（m/m）的比例装坛，在30下发酵，隔1天测定浆水中亚硝酸盐含量的变化。以上试验每个处理重复3次，测定指标取平均值。1.1.3最适温度将不同处理的浆水置于20、25、30、35、37、40不同温度中进行发酵，在600 nm 处测定吸光值。1.1.4最适pH(pH 值测定采用pHB - 4p 酸度计)将不同处理的浆水pH调至 pH5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0 的不同pH值梯度系列，发酵一定时间后在 600 nm 处测定吸光值。以上试验每个处理重复3次，测定指标取平均值。1.2 不同种蔬菜（10种蔬菜：芹菜、白萝卜、胡萝卜、小白菜、小青菜、油麦菜、黄瓜、山药、西红柿、冬瓜）分别按上述最优方案实验（添加益生元：低聚乳糖、低聚半乳糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖、帕拉金糖、低聚龙胆糖、大豆低聚糖、水苏糖、棉籽糖、野芝麻四糖） 以芹菜为例：分为十组实验，分别添加十种益生元（以棉籽糖为例：添加量为0.5%，以水为溶剂配制成100%的溶液），每种益生元做三组对照试验（其中包含一组空白试验，另外两组平行），在实验过程中测定亚硝酸盐含量。以上试验每个处理重复3次，测定指标取平均值。1.3 浆水中亚硝酸盐的含量测定方法8（盐酸萘乙二胺法 GB/T 5009.332010）1.3.1试样处理：将12.5mL 饱和硼砂液加入于5.0mL发酵液中，再加入40mL蒸馏水后沸水浴加热15min，冷却至室温后加入5mL 亚铁氰化钾溶液，再加入5mL 乙酸锌溶液混匀。静置30min 以沉淀蛋白质。将上述液体定容至100mL。过滤后，弃去初滤液5mL，收集剩余滤液备用。1.3.2亚硝酸盐标准曲线制作：吸取0、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00、2.50mL 亚硝酸盐标准使用液( 相当于0、1、2、3、4、5、7.5、10、12.5g 亚硝酸钠) 分别置于50mL 比色管中，然后分别加入2mL 对氨基苯磺酸溶液( 4 g /L) ，混匀，静置35 min 后再加入1mL 盐酸萘乙二胺( 2g/L) ，混匀，静置15min，用2cm 比色皿，以零管调节零点，在波长538nm 处测定吸光度。1.3.3样品测定：取2.00mL上述处理液加入40mL水，2mL对氨基磺酸溶液，混匀后避光静置5min，再加入1mL盐酸萘乙二胺溶液后定容至50mL 后，避光静置15min，测OD53 8nm 值，同时以等量蒸馏水做空白对照。1.4 比较不同蔬菜发酵的浆水中亚硝酸盐含量：2 人工接种发酵：2.1人工接种发酵工艺条件确定：2.1.1人工接种发酵浆水的制备工艺(使用多种发酵蔬菜)：以芹菜为例： 浆水芹菜工艺流程：芹菜洗净切段沸水热烫 3min按芹菜:面汤（m/m）=1:1 入坛分别接入 3%L1、L2、L3和 L4四种单乳酸菌（L1保加利亚乳杆菌、L2嗜酸乳杆菌、L3植物乳杆菌、L4嗜热链球菌 ）或接入 3%L1+ L2、L1+ L3、L1+ L4、L2+ L3、L2+ L4、L3+ L4=1:1（v/v）和 L1+ L2+ L3+L4=1:1:1:1（v/v）复合菌种）30下敞口发酵2.1.2培养料配方的研究研究内容包括添加的面汤比例、热烫处理时间、所加蔬菜等因素的实验和感官评价。（1）面汤稀释比例：将面汤与凉开水按1:0、1:1、1:3和1:5比例稀释，蔬菜沸水热烫3 min，再按蔬菜:面汤=1:1（m/m）的比例装坛，在30下发酵,隔1天测定浆水中亚硝酸盐含量的变化。（2）热烫处理时间：将新鲜蔬菜沸水热烫1 min、2 min、3 min、4 min和5min，冷却后，按菜:面汤(面汤与水的比例为1:1)=1:1（m/m）的比例装坛，在30下发酵，隔1天测定浆水中亚硝酸盐含量的变化。以上试验每个处理重复3次，测定指标取平均值。2.1.3最适温度将不同处理的浆水置于20、25、30、35、37、40不同温度中进行发酵，在600 nm 处测定吸光值。2.1.4最适pH(pH 值测定采用pHB - 4p 酸度计)将不同处理的浆水pH调至 pH5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0 的不同pH值梯度系列，发酵一定时间后在 600 nm 处测定吸光值。以上试验每个处理重复3次，测定指标取平均值。 2.2 不同种蔬菜（10种蔬菜：芹菜、白萝卜、胡萝卜、小白菜、小青菜、油麦菜、黄瓜、山药、西红柿、冬瓜、芹菜）分别按上述最优方案实验（添加益生元） 以芹菜为例：分为十组实验，分别添加十种益生元（以棉籽糖为例：添加量为0.5%，以水为溶剂配制成100%的溶液），每种益生元做三组对照试验（其中包含一组空白试验，另外两组平行），在实验过程中测定亚硝酸盐含量。以上试验每个处理重复3次，测定指标取平均值。 2.3 浆水中亚硝酸盐的含量测定方法9（盐酸萘乙二胺法 GB/T 5009.33 2010）2.3.1试样处理：将12.5mL 饱和硼砂液加入于5.0mL发酵液中，再加入40mL蒸馏水后沸水浴加热15min，冷却至室温后加入5mL 亚铁氰化钾溶液，再加入5mL 乙酸锌溶液混匀。静置30min 以沉淀蛋白质。将上述液体定容至100mL。过滤后，弃去初滤液5mL，收集剩余滤液备用。2.3.2亚硝酸盐标准曲线制作：吸取0、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00、2.50mL 亚硝酸盐标准使用液( 相当于0、1、2、3、4、5、7.5、10、12.5g 亚硝酸钠) 分别置于50mL 比色管中，然后分别加入2mL 对氨基苯磺酸溶液( 4 g /L) ，混匀，静置35 min 后再加入1mL 盐酸萘乙二胺( 2g/L) ，混匀，静置15min，用2cm 比色皿，以零管调节零点，在波长538nm 处测定吸光度。2.3.3样品测定：取2.00mL上述处理液加入40mL水，2mL对氨基磺酸溶液，混匀后避光静置5min，再加入1mL盐酸萘乙二胺溶液后定容至50mL 后，避光静置15min，测OD53 8nm 值，同时以等量蒸馏水做空白对照。 2.4 比较不同蔬菜发酵的浆水中亚硝酸盐含量：六 质量标准：浆水芹菜质量标准：参照泡菜质量标准,总结制定了浆水芹菜的质量标准10(一)感官指标色泽：嫩黄色、黄绿色；菜半透明、有光泽；风味：酸香味浓、醇厚柔和，芹菜清香味；无杂质，无其它不良气味，有一定的脆度。(二)理化指标浆水芹菜的理化指标见表6-1 。表6-1 浆水芹菜理化指标Table 6-10 Physicochemical standard of Jiangshui celery项目/item 指标/index总酸 0.60.8%砷(以As 计) 0.5铅(以Pb 计) 1食品添加剂按GB2760 - 1996 规定 亚硝酸盐按GB15198 - 1996 规定 (三)微生物指标浆水芹菜的微生物指标见表6-2。表6-2 浆水芹菜微生物指标Table 6-11 Microbial standard of Jiangshui celery项目/item 指标/index大肠杆菌(MPN/ 100g) 30 个致病菌 不得检出七 本实验要突破的创新点（一）对不同发酵工艺条件下浆水中亚硝酸盐的分析检测，为降低浆水中的亚硝酸盐含量提供依据。 （二）根据不同工艺条件下浆水发酵中亚硝酸盐的消长研究以及在乳酸菌降解亚硝酸盐的基础上，利用多种蔬菜进行发酵，添加对人们身体有益的乳酸菌、益生菌（益生元）来降低甚至消除浆水中的亚硝酸盐含量，使浆水产品对人体的危害大大降低。 八 时间安排周 次设计（论文）任务及要求1-2收集资料，并对资料进行分析整理与研究3制定实验方案4实验仪器、设备及药品的准备5-6确定检测指标及其检测方法7-8 不同菌群组合条件下浆水发酵中亚硝酸盐消长规律研究9-11 不同培养条件下浆水发酵中亚硝酸盐消长规律研究12-14确定降低亚硝酸盐含量的浆水发酵较佳工艺及条件15实验数据的整理、分析，完善实验16撰写毕业论文17准备答辩九 参考文献1 郭静利，张洁霞.蔬菜硝酸盐研究概况和展望J北方园艺2011（11）：183-188. 2 沈明珠，翟宝杰，东惠茹，等.蔬菜硝酸盐累积研究I，不同蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐含量平价J.园艺学报，1982,9（4）：41-48.3 赵云斌.大葱清除亚硝酸盐的实验研究J.食品科学,2001,22（5）：76-79. 4 段翰英,李远志,蒋善有,等.泡菜的亚硝酸盐积累问题研究J.食品研究与开发，2001，6：15-17.5 何玲.浆水芹菜营养功能成分与亚硝酸盐变化规律及加工机理研究.学位论文6 张庆芳,迟乃玉, 等J 乳酸菌降解亚硝酸盐机理的研究. 7 郑继舜. 大白菜酸渍加工硝酸盐和亚硝酸盐含量变化的研究, 全国酱腌菜第二次学术交流会资料, 1986.8 陈有容,杨凤琼.降低腌制蔬菜亚硝酸盐含量方法的研究进展 J. 上海水产大学学报,2004,13(1):67-70.9 刘青梅, 杨性民. 腌渍蔬菜亚硝酸盐含量及降低措施研究 J . 食品科学, 2001, 22( 9) : 44 46.10 赵喜茹,郑其良.影响泡菜的因素及其质量控制J.江品,2005,22(1):28-30.