廣西地方標準《桑果粉加工技術規程》編制說明廣西壯族自治區農業科學院農產品加工研究所廣西頤生園生態農業有限公司一、任務來源和起草單位根據廣西壯族自治區質量技術監督局《關于下達2016年第八批廣西地方標準制定（修訂）項目計劃的通知》（桂質監函[2016]342號）的通知要求，《桑果粉加工技術規程》廣西地方標準于2016年8月獲得立項。本標準由廣西壯族自治區農業科學院提出，廣西壯族自治區農業科學院農產品加工研究所、廣西頤生園生態農業有限公司共同負責起草。二、制定標準的必要性廣西桑果資源豐富，桑園面積接近300萬畝，桑果年產量達2萬多噸，并且生產規模正不斷擴大。自2000年起，桑蠶業即定位為廣西新興農業優勢產業，種植面積不斷擴大，位居全國前列。但我區目前對桑蠶產業主要副產物資源─桑果的加工與循環利用極少，綜合開發技術水平低下，大量桑果制種后棄于田間地頭成為廢棄物，臭味難聞、病原菌滋生擴散問題嚴重，這不僅造成資源極大浪費，還嚴重污染生態環境。桑果營養價值高，桑果總氨基酸含量比核果類高4-6.5倍；比梨、葡萄、香蕉、柑桔高5-8.5倍；鈣含量是橙、草莓的1.5-3倍；是葡萄、杏的4-5倍。此外，鮮果中總糖含量為12-18%，其中10%是果糖和葡萄糖，很易被人體吸收。如何充分利用廣西豐富的蠶桑資源，對其進行深加工開發，成為我區蠶桑資源生態建設以及農產品加工產業亟待解決的問題。應用深加工技術手段，將蠶桑廢棄物桑果轉化為具有高附加值的產品，不僅能有效減少桑果資源的浪費，降低廢棄物對生態環境污染的風險，還能增加農民的經濟收入，帶動產業發展，滿足市場對桑果保健食品的需求，取得良好的生態效益、經濟效益和社會效益。目前，區內沒有桑果粉生產技術對應的標準，通過標準的制定，可作為生產的準繩和檢驗依據，以最佳的條件組織生產，提高桑果加工產品的質量，促進優質、高產、低耗。同時，有利于更好地開展桑果產品的質量監督，保證產品穩定性，對產品品質的優化以及保護產品所屬行業的進一步的發展意義重大。三、課題研究工作和標準送審討論稿的起草經過1、起草工作基本情況起草單位廣西農業科學院農產品加工研究所一直致力于開展農產品貯運保鮮、精深加工、農業廢棄物綜合利用及其相關質量標準、控制體系的研發與推廣。在職在編員工35人，其中博士4人、碩士24人，高級職稱24人，聘用職工30人。擁有國家百千萬人才工程人選、有突出貢獻中青年專家1人，國家“萬人計劃”青年拔尖人才1人，享受國務院政府特殊津貼專家2人，2020年中國農學會青年科技獎獲獎者1人，國家級品酒師4人，廣西“八桂學者”1人，廣西“新世紀十百千人才工程”第二層次人選2人，廣西高層次人才認定專家2人，廣西創新驅動發展科技重大專項首席專家4人，廣西“十百千知識產權中青年專家”6人，廣西農業科學院青年拔尖人才3人，外籍客座研究員2人，廣西博士后創新人才支持計劃引進博士后1人，柔性引進高層次人才3人。建設有國家芒果保鮮加工技術研發專業中心，國家香蕉產業技術體系加工功能研究室、副產物綜合利用崗位，廣西農產品生物保鮮物流與加工八桂學者崗位，廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室，廣西香蕉保鮮與加工工程技術研究中心，廣西亞熱帶果蔬保鮮加工工程研究中心等科研平臺。廣西頤生園生態農業有限公司一直從事桑果系列產品加工生產。2、研究工作基礎廣西壯族自治區農業科學院農產品加工研究所自2010年以來一直從事桑果精深加工技術方面的研究，先后承擔桑果深加工相關農業部公益性行業（農業）201303073-06）、國家星火計劃項目（2013GA790007）、國家農業部預算項目、生態廣西建設引導資金項目（桂財建函〔2012〕80號）等不同級別的項目7項，成果獲得2014年廣西區科技進步二等獎等獎勵。2.1有關項目（1）國家農業部公益性行業（農業）科研專項經費項目（201303073-06）：非商品漿果綜合利用技術研究和關鍵裝備示范（2）國家科技部國家星火計劃項目（2013GA790007）：桑葚深加工關鍵技術研究與示范（3）國家農業部預算項目（農財發[2014]24號）：水果產地初加工技術先試先行（4）生態廣西建設引導資金項目（桂財建函〔2012〕80號）：桑葚資源加工利用產業化技術示范及推廣（5）廣西技術創新項目（桂工信投資[2012]659號）：桑葚水牛酸乳新產品開發及產業化關鍵技術研究（6）廣西農業科學院農產品加工研究所科技孵化基金項目（桂農加01）：桑葚深加工關鍵技術研究（7）廣西農業科學院科技成果轉化項目：廣西桑椹深加工關鍵技術成果中試轉化與示范2.2成果簡介（1）桑果減損采運裝置開發完成桑葚采運裝備的開發與示范，改進和開發出了新型收運裝置50套（已授權專利ZL201220060370.0），能有效防止桑果田間采摘期間造成積壓損壞，并方便清洗運輸。（2）高效節能干燥設備研發與示范推廣完成高效節能環保的漿果太陽能-熱泵聯合干燥設備的開發（已授權專利ZL201320617683.6），高效利用清潔的太陽能源，同時解決太陽能能源密度低、不連續、不穩定的特點，提供一種太陽能與熱泵聯合設備，集供熱與供冷與一體，既能作為烘房，又能作為冷庫，滿足優質產品的烘烤供熱和冷藏的需求，實現節能減排，達到提質增效的目的。設備性能穩定，升溫速度快，干燥效率高，同時耗能較低，達到了高效節能和品質提升的目標。目前已經在廣西推廣到10余家企業和農村合作社。（3）廣西地區13個主栽桑品種的桑椹營養與藥用品質綜合評價對廣西蠶區13?個桑品種桑椹營養品質、藥用品質性狀指標進行了系統分析，描述性指標結果顯示，大多數指標變異程度大，品種間各成分含量差異較大。桑椹的營養品質、藥用品質均是綜合性品質，評價指標較多，各指標間存在相關性和信息重疊，不同指標對品質的影響程度不同，因此需采用合理的分析方法進行科學地評價。從15?項營養指標中提取了5?個公因子，累計方差貢獻率為86.32%，主要有維生素因子、有益微量元素因子、其他內在因子、膳食纖維因子和有害微量元素因子，結合相關性分析，最終確定影響桑椹營養品質的主要評價指標為VB2、Mg、Fe、總氨基酸、可溶性固形物、膳食纖維和Cu7項指標。桑椹營養品質綜合得分排列前3位的為大10、桑特優2號和桂誘M161，可作為廣西蠶區桑椹食用開發的專用桑品種資源。從9?項活性成分指標中提取了4?個公因子，累計方差貢獻率為88.02%，較好地反映了桑枝藥用品質的綜合信息。確定了桑椹藥用品質的主要評價指標為多酚、綠原酸、蘆丁和花青素4項指標，桂誘M257、桂桑優62和大10的藥用品質綜合得分最高，可作為廣西蠶區桑椹藥用開發的專用桑品種資源。表313個桑品種桑椹中的主要功能活性成分含量（4）金屬離子和食品添加劑對桑果花色苷穩定性的影響①金屬離子對桑椹花色苷穩定性的影響添加四種不同濃度Ca2+，桑椹花色苷保存率變化趨勢與對照相同，高濃度的Ca2+對花色苷略有增色作用。經過多重比較統計分析得P=0.998﹥0.05，說明實驗組間沒有顯著差異，即金屬離子Ca2+在1～15mM時對桑椹花色苷的穩定性無顯著影響。當Zn2+濃度為1～15mM時，桑椹花色苷保存率隨著Zn2+濃度的增加而減小，且添加Zn2+組的花色苷保存率均低于對照組。分析認為，Zn2+可能與花色苷形成了某種絡合物，從而影響了桑椹花色苷的穩定性。當加熱時間為0～2h時，含不同濃度Mn2+的桑椹花色苷溶液保存率急劇下降，之后變化趨于平緩，添加Mn2+組的花色苷保存率顯著低于對照組。由此可見，Mn2+使桑果花色苷的穩定性明顯下降。在實驗所設置的濃度范圍內，桑椹花色苷保存率隨著Fe2+濃度的增加而增加，且隨著加熱時間的延長含Fe2+的花色苷保存率均高于對照組，在80°C條件下加熱5h，不含Fe2+的桑果花色苷保存率為55.59%，而Fe2+濃度為1mM、5mM、10mM和15mM的花色苷保存率僅為56.65%、60.69%、65.32%和66.06%。說明Fe2+對桑椹花色苷有一定的護色效果。②抗氧化劑對桑椹花色苷穩定性的影響延長加熱時間或者增加抗壞血酸的濃度，均會導致桑椹花色苷的保存率出現大幅度下降，溶液顏色由深變淺，在80°C條件下加熱5h，不含抗壞血酸的桑椹花色苷保存率為80.24%，而抗壞血酸濃度為250mg/L和500mg/L的花色苷保存率僅為41.84%、27.30%。由此可見，抗壞血酸對桑椹花色苷有明顯的降解作用，這可能是因為抗壞血酸在接觸氧氣后，發生氧化反應生成H2O2，而H2O2則可以直接親核進攻花色苷的C2位，從而導致花色苷開環降解。③甜味劑對桑椹花色苷穩定性的影響葡萄糖對桑椹花色苷穩定性的影響：當葡萄糖濃度為5%～20%時，添加葡萄糖組的桑椹花色苷保存率均低于對照組，在80°C條件下加熱5h，不含葡萄糖的桑椹花色苷保存率為46.09%，葡萄糖濃度為5%、10%、15%和20%的花色苷保存率分別為39.67%、41.15%、32.12%和37.29%。這是由于葡萄糖、蔗糖和果糖等和它們的降解產物均能導致花色苷的穩定性下降，使其發生降解，同時Daravingas等報道，作為糖的典型降解產物糠醛比羥甲基糠醛更能引起花色苷的降解。蔗糖對桑椹花色苷穩定性的影響：在實驗所設置的濃度范圍內，隨著蔗糖濃度的升高，桑椹花色苷的保存率逐漸遞增。但蔗糖對桑椹花色苷也有輕微的不良影響，添加蔗糖組的桑椹花色苷保存率均低于對照組。④酸味劑對桑椹花色苷穩定性的影響檸檬酸對桑椹花色苷穩定性的影響：在所研究的檸檬酸濃度范圍內（1%～4%），桑椹花色苷的保存率均明顯高于對照組，但添加4種不同濃度的檸檬酸，其對應的桑椹花色苷保存率差異不顯著（P＞0.05），因此可以根據生產需要適當添加檸檬酸來增加桑椹花色苷的穩定性。蘋果酸對桑椹花色苷穩定性的影響：在加熱時間為1h時，各濃度的蘋果酸增色效果均不明顯，隨著加熱時間的延長，桑椹花色苷的增色效果逐漸明顯，且桑椹花色苷的保存率隨著蘋果酸濃度的增加而增加。由此可見，蘋果酸對桑椹花色苷的穩定性具有增強作用。乳酸對桑椹花色苷穩定性的影響：在實驗所設置的乳酸濃度范圍內，加入1%～4%的乳酸對桑椹花色苷的保存率無明顯影響，且當加熱時間大于2h后，添加4種不同濃度乳酸對應的桑椹花色苷保存率均低于對照組。可見乳酸能降低桑椹花色苷的穩定性，應用時避免使用乳酸。⑤防腐劑對桑椹花色苷穩定性的影響在食品衛生標準使用范圍內，添加四種不同濃度的山梨酸鉀，隨著山梨酸鉀濃度的升高，桑椹花色苷的保存率逐漸升高。當山梨酸鉀濃度為0.15%、0.20%時，桑椹花色苷的保存率明顯高于對照組。表明山梨酸鉀能夠提高桑椹花色苷的穩定性，對花色苷有一定護色效果。綜合以上得出不同的金屬離子和食品添加劑對桑椹花色苷的穩定性的影響并不盡相同，例如Ca2+對桑椹花色苷的穩定性無顯著影響，Zn2+、Mn2+、抗壞血酸、葡萄糖、蔗糖、乳酸均對桑椹花色苷具破壞作用，Fe2+、檸檬酸、蘋果酸、山梨酸鉀對桑椹花色苷具有一定的護色效果。因此，在桑椹果汁飲料的加工過程中應盡量避免使用對其花色苷有破壞作用的金屬離子和食品添加劑，最大限度地保持桑椹花色苷的生物活性。圖1Ca2+對桑椹花色苷穩定性影響圖2Zn2+對桑椹花色苷穩定性影響圖3Mn2+對桑椹花色苷穩定性的影響圖4Fe2+對桑椹花色苷穩定性的影響圖5抗壞血酸對桑椹花色苷的影響圖6葡萄糖對桑椹花色苷穩定性的影響圖7蔗糖對桑椹花色苷穩定性的影響圖8檸檬酸對桑椹花色苷穩定性的影響圖9蘋果酸對桑椹花色苷穩定性的影響圖10乳酸對桑椹花色苷穩定性的影響圖11不同濃度山梨酸鉀對桑椹花色苷穩定性的影響（5）桑果粉噴霧干燥工藝研究①進風溫度對噴霧干燥桑椹果粉的影響設定出風溫度200℃，離心泵轉速240r/min，進料泵流速24mL/min，以進風溫度分別在160、200、220、240℃條件下，進行單因素實驗，進風溫度對桑椹果粉的得粉率和含水量影響顯著。隨溫度升高，得粉率升高，桑椹果粉含水量降低，當溫度升高至200°C時，得粉率達到最大值，為34.67%，顯著高于其他溫度時得粉率，此時桑椹果粉含水量為3.74%，顏色為紫紅色，最接近桑椹原色。進風溫度繼續升高，得粉率降低，水分含量繼續降低。這是因為在噴霧干燥過程中，進風溫度過低，產品水分含量高，流動性差，蒸發能力差，不足以形成致密性良好、強度適合的壁膜而粘壁，或者在干燥室中不能完全干燥而附著在干燥室壁上，導致得粉率低，含水量高;溫度過高時，液料的水分蒸發過快，麥芽糊精與桑椹果粉形成的微膠囊表面結構出現裂紋，或者出現破損，桑椹多糖糖化而出現熱粘壁現象和焦糖化現象，當溫度達到240℃時，桑椹果粉由于焦糖化現象，顏色加深，呈現紫黑色，桑椹果粉分散性差且結塊嚴重。②出風溫度對噴霧干燥桑椹果粉的影響設定進風溫度200℃，離心泵轉速240r/min，進料泵流速24mL/min，以出風溫度分別在60、80、100、120℃條件下，進行單因素實驗，出風溫度對桑椹果粉得粉率和含水量有較明顯影響，隨溫度升高，得粉率升高，含水量降低，當出風溫度達到100℃時，得粉率最高，為32.56%，含水量為2.56%，此時桑椹果粉顏色接近桑椹果的紫紅色。出風溫度繼續升高，得粉率和含水量都降低。這是因為出風溫度對噴霧干燥工藝過程中，果粉微膠囊結構的形成有很大影響，溫度升高時有助于加快微膠囊完整致密結構的形成，提高包埋率，降低粘壁現象和水分含量，但是出風溫度過高時，容易使微膠囊結構出現裂紋，導致桑椹多糖焦糖化而結塊，顏色加深，降低得粉率;出風溫度過低，噴霧干燥不充分，粘壁現象嚴重，得粉率降低，含水量升高，桑椹果粉分散性差，易結塊。③離心泵轉速對噴霧干燥桑椹果粉的影響設定進風溫度200℃，出風溫度100℃，進料泵流速24mL/min，以離心泵轉速分別在200、220、240、260、280r/min條件下，進行單因素實驗，離心泵轉速對桑椹果粉得粉率和水分含量有顯著影響。隨著離心泵轉速提高，得粉率先升高后降低，當離心泵轉速達到260r/min時，得粉率最高，為36.51%，水分含量為2.41%，桑椹果粉顏色為紫紅色；當轉速達到280r/min時，水分含量降低，為2.26%。這主要是因為離心泵轉速提高時，有利于物料霧化均勻，加快水分蒸發，但當離心泵轉速過高時，霧滴過小受熱面積過大，膠囊結構出現裂紋導致焦糖化現象，粘壁現象嚴重，桑椹果粉顏色加深且易結塊，降低了桑椹果粉得粉率。④進料泵流量對噴霧干燥桑椹果粉的影響設定進風溫度200℃，出風溫度100℃，離心泵轉速260r/min，以進料泵轉速分別在12、24、36、48、60mL/min條件下，進行單因素實驗，進料泵流速對桑椹果粉得粉率和含水量有較顯著影響，隨著進料泵轉速增大，得粉率先升高后降低，當進料泵流速為36mL/min時，得粉率最高，為38.26%，此時含水量為2.64%；含水量隨著進料泵轉速增大而升高，當流量為60mL/min時，含水量達到2.98%。主要原因是進料泵轉速增大時，進料量增大。進料量過低時，物料單位面積受熱過大，導致焦糖化嚴重;進料量過高時，物料流量過大，霧化不完全，水分蒸發過慢而粘壁嚴重，得粉率嚴重降低，水分含量增大。⑤正交實驗結果及分析根據單因素實驗結果，選用進風溫度（A）、出風溫度（B）、離心泵轉速（C）、進料泵流速（D）4個實驗因素，采用4因素3水平的正交試驗設計，以桑椹果粉得粉率和維生素C（Vc）含量為考察指標，進行正交試驗。結果表明，各指標所得的優化方案不同，利用指標拆開單獨處理方法的平衡過程如下，A因素:對于Vc含量和水分含量2個指標，A2好；對于得粉率，A1好，從3個指標來看，A因素是最主要因素。為保證噴霧干燥所得的桑椹果粉營養價值和儲藏效果，同時保證得率相對較高的情況下，根據多數傾向和影響的重要情況，選取A2。B因素：對于Vc含量，各水平所得均方差相似，所以3個水平偏差不大。對于得粉率，B2好，對于水分含量，B3好，對于得粉率和水分含量，B是第3個重要影響因素，從均差可看出，得粉率2水平與3水平偏差比水分含量相同水平偏差大，所以B因素對得粉率影響比水分含量影響大，依據影響重要情況來看，選取B2。C因素:對于得粉率和水分含量，C因素為第二重要因素，對于得粉率C3好，對于含水量C2好，從均方差看，得粉率C3明顯大于其他水平，含水量C1與其他水平偏差不大。對于Vc含量，C屬于第三重要因素，但其影響不大。綜上，依據影響重要情況來看，選取C3。D因素:對于3個指標，D2好，選擇D2。確定優化方案為:A2B2C3D2。即生產桑椹果粉的離心噴霧干燥優化工藝條件為：進風溫度200℃，出風溫度100℃，離心泵轉速260r/min，進料泵流速36mL/min。（6）桑果系列產品開發先后研發出桑果汁飲料、桑果酒、桑椹水牛奶酸乳、桑果膏、桑果荔枝混合飲料6個新產品，獲得專利3件。開發的技術產品經專家鑒定為國內領先水平。2014年，技術成果獲得廣西科技進步二等獎、廣西農科院科技進步一等獎各1項。2標準送審討論稿的起草經過2017年1月按照廣西壯族自治區質量技術監督局《關于下達2016年第八批廣西地方標準制定（修訂）項目計劃的通知》精神，為做好標準的編制工作，我單位成立標準起草工作小組；部署了制標工作方案和小組成員分工負責標準起草工作時間安排表，全面開展《桑果粉加工技術規程》廣西地方標準的編制工作。2017年2月至2018年11月，標準編制小組對廣西桑果粉生產情況開展了充分的調研，對多年來的研