全國高職學生 102 年度專題製作競賽暨成果展 決賽說明書 群別 : 農業群 參賽作品名稱 : 芸香芬芳甜入心 果皮附加價值 關鍵詞 : 果皮巧克力
目錄 壹 前言...3 一 研究動機...3 二 研究目的...3 貳 果皮營養成分的分析...4 參 研究方法...6 一 巧克力製作...6 二 果皮巧克力的熱量檢...7 三 果皮維他命 C 檢測...8 四 問卷調查...10 肆 研究結果...11 一 果皮巧克力的熱量...11 二 柳丁維他命 C 量計算...12 三 問卷調查統計...12 伍 結論與討論...14 陸 參考文獻...14 2
芸香芬芳甜入心 果皮附加價值 摘要 本專題製作是將廢棄的芸香科果皮結合巧克力, 創造出獨一無二的新口感, 以創新的導向去研發新的農產加工品 由於不論生食或生產果汁, 人們根本不可能去食用苦澀的果皮, 最終果皮都將難逃被丟棄的命運, 但各方面的資料都顯示, 整顆芸香科果實中最營養的部分就是果皮 ; 冷颼颼的冬季, 正是橙黃橘紅時, 同時, 大眾喜歡在此時吃上一口甜進心頭的巧克力, 因此將果皮與巧克力結合的想法隨之生, 希望藉由巧克力能提升大眾吃果皮的興趣, 更在柑橘類盛產的冬季結束後, 將果皮回收利用, 創造另一股新的芸香商機! 壹 前言 一 研究動機 柑桔類是台灣冬季水果特產之一, 然而國人食用此類水果大多以鮮食為主, 剩餘的果皮大多丟棄, 但平常不起眼的果皮內卻含有大量的營養成分, 不好好利用, 實在可惜 巧克力是一般民眾在冬季首選的零食之一, 因其柔順的口感, 贏得各年齡層的青睞 果皮是一種 食之無味, 去之可惜 的東西, 而巧克力除提供熱能外, 營養成分也較少, 所以便突發奇想, 把巧克力和果皮結合, 希望在吃巧克力之餘也能攝取到其他營養成分 鮮果柳丁供過於求的現象導致價格下跌, 進而各樣化的加工品推陳出新 果皮卻常常是被忽略丟棄的一員, 恰巧有次實習中我們製作柑橘果醬, 本想說問題已獲得解決, 但製作過程中果皮不但只使用三分之一, 還必須經過長時間的漂洗, 且當終點判定時最低溫也達 105 果皮經過如此惡劣得環境不知內涵的營養成分是否都流失了? 因此我們展開了一段研發與探究的實驗旅程 二 研究目的 ( 一 ) 製作獨一無二的果皮巧克力, 包含四種口味 : 柳丁 橘子 檸檬 柚子 ( 二 ) 藉由燃燒放熱的原理, 計算一般巧克力與果皮巧克力的熱量差別 ( 三 ) 利用柳丁的維他命 C 含量之測定, 證明果皮內含有營養成分 ( 四 ) 透過問卷的調查與分析探討大眾的接受程度 喜好 ( 五 ) 採用較簡易的製作方法, 減少製作工機具的使用, 讓一般大眾及農民也能花較少的成本, 願意動手試做, 增加另一項產値 3
貳 果皮營養成分的分析 一 黃酮類化合物柑橘類水果的果皮內含有一種生物黃酮成分, 可有效抗癌也可抗蟲淨菌 如柚皮 新橙皮 柚皮芸香等, 其中柚皮占 80% 以上 二 膳食纖維素果皮中的果膠質更可提供水溶性膳食纖維素與天然植物酵素, 對於降低體內膽固醇的作用與促進排便與消化都有所助益有研究表明, 柚皮膳食纖维的提取率為 50.81% 柚皮内果皮果膠含量較高 果膠是一種以半乳糖醛酸為主的複合多糖類物質, 它是是由 α- 半乳糖醛酸中 C1 和 C4 通過 α-1,4 糖苷鏈連接而形成的直鏈高分子鏈 果膠具有良好的膠凝化和乳化稳定作用 三 香精油香精油 (Essential oil), 是存在於植物中一類具芬芳氣味在常温下能揮發的油狀液體 研究表明, 葡萄柚柚皮精油中含有藥類化合物 醇類 醛類 酮類 酯類 酸類及非揮發性组分等约 40mg ( 表 1 圖 1) 表 1: 柑桔皮精油成分 : 總含量 % α- 蒎烯檸檬烯香葉烯芳樟烯其他橘子 : 1.29 1.12 86.47 0.84 3.84 0.73 柳橙 : 1.09 1.98 94.74 1.71 0.34 1.23 檸檬 : 1.27 11.18 72.8 1.77 0.21 14.04 柚子 : 1 0.54 95.85 1.94 0.07 1.6 註 : 紅色數字為最高數據 柑橘皮精油總含量 : 1.5 1 1.29 1.09 1.27 1 0.5 0 橘子 : 柳橙 : 檸檬 : 柚子 : 橘子 : 柳橙 : 檸檬 : 柚子 : 圖 1. 柑橘皮精油總含量表 4
四 天然色素 果皮中含有兩類性質不同的天然色素 : ( 一 ) 脂溶性的類胡蘿 (carotinoids), 類胡蘿蔔素的基本結構是多個異戊二烯結構首尾相連的大共軛多烯, 多數類胡蘿蔔素的結構兩端都具有環己烷 類胡蘿蔔素可按結構分為兩大類 : 1. 為胡蘿蔔素的純碳氫化合物, 包括 α- β- γ- 胡蘿蔔素和番茄紅素 ; 2. 結構中含有羥基 環氧基 醛基 酮基等含氧基因的葉黃素 玉米黃素 ( 二 ) 水溶性的黃色色素, 其組成十分複雜, 主要為黃酮類色素 四 油包層與果皮層百分比 ( 表 2) 表 2: 油包層與果皮層百分比 果皮層 % 油包層 % 橘子 18.82±0.17 9.46±0.26 柳橙 24.64±0.26 9.24±0.12 檸檬 55.66±1.85 10.21±0.32 柚子 32.40±1.4 10.43±0.25 註 : 紅色粗體字為最高含量數據 5
叁 研究方法 一 巧克力的製作 1. 設備與材料巧克力 400g 果皮適量 鍋具瓦斯爐 砧板和菜刀 巧克力模型 2. 製作流程 (1) 將果皮切成小塊 ( 圖 2) (2) 將巧克力磚放入鍋中溶解 ( 圖 3) (3) 在溶解後關火加入果皮 ( 圖 4) (4) 邊加邊攪拌直到巧克力快凝固倒入模型中 (5) 等涼放入冰箱使變硬即完成 ( 圖 5) 圖 2: 果皮切成小塊 圖 3: 隔水加熱巧克力 圖 4: 關火加入果皮混勻 圖 5: 攪拌直至巧克力快凝固 圖 6: 切成小塊及成品 圖 7: 包裝成品 6
二 果皮巧克力的熱量檢測 ( 一 ) 設備與材料燒杯 溫度計 酒精燃燒器一組 等重的巧克力 ( 二 ) 檢測流程有加果皮的巧克力和沒加果皮的巧克力以定量 (4.6g) 燃燒定量的水 (100ml, 比熱 1), 檢測水的溫度差, 利用此法計算熱量 ( 圖 8 9) 公式 : 熱量 = 質量 * 比熱 * 溫度差 圖 8: 巧克力以定量燃燒 圖 9: 燃燒成灰燼時, 測水的溫 度差 圖 13: 終點溫度判定 圖 14: 實驗結束 7
三 果皮維他命 C 檢測 ( 一 ) 果皮維他命 C 量計算利用氧化還原原理定量維他命 C 含量測驗公式 : 1. 維生素 C, 又稱為抗壞血酸 (C6H8O6), 為良好的還原劑, 可將 Fe3+ 還原成為 Fe2+, 或將 I2 還原為 I- 2. 維生素 C 的定量 (1) 在本實驗中利用碘酸鉀溶液 (KIO3) 為滴定劑在酸性溶液中與碘化鉀 (KI) 先反應產生碘分子 (I2), 如式 :IO3 + 5I + 6H+ 3I2 + 3H2O (2) 碘分子可與溶液中的抗壞血酸很快地進行氧化還原反應 (3) 當溶液中抗壞血酸完全反應後, 過量的 I2 與溶液中 I- 生成 I3-, 並和預先加入的澱粉指示劑產生藍黑色錯合物而達到滴定終點 (4) 依據滴定劑 IO3- 之莫耳數及與 I2 和抗壞血酸之化學計量關係, 可計算出藥錠中抗壞血酸之含量 ( 二 ) 設備與材料 1. 碘酸鉀 (KIO3) 碘化鉀(KI) 2. 濃鹽酸 3. 刻度吸量管 4. 電子秤 5. 果皮 0.5g 6. 偏磷酸溶液 3.0 % 7. 澱粉液 0.5% 8. 滴定管架一組 ( 三 ) 檢測流程 1. 精秤 0.1g 的碘酸鉀 2. 粗秤 2g 的碘化鉀 3. 加入 50mL 水攪拌使溶解 ( 圖 11) 4. 加入 1mL 濃鹽酸攪拌溶液呈紫紅色 ( 圖 12) 5. 將溶液倒入量瓶中加水沖洗搖勻, 最後加水至刻度線 ( 圖 13) 6. 精秤 0.5g 的果皮 ( 圖 14) 7.0.5g 果皮 +1mL3% 偏磷酸溶液 +1mL0.5% 澱粉液 ( 皆以刻度吸量管量取 )( 圖 15) 8. 以碘溶液滴定溶液呈藍色為止 ( 圖 16) 9. 判定反應量 ( 圖 17 18) 8
圖 11: 碘酸鉀 碘化鉀 水混勻 圖 12: 加入 1mL 濃鹽酸 圖 13: 將溶液倒入量瓶中 圖 14: 精秤 0.5g 的果皮 圖 15: 被滴定溶液 圖 16: 以碘溶液滴定 圖 17; 終點判定 圖 18: 終點量 9
四 問卷調查 ( 表 3) 表 3: 問卷 1. 請問您常食用橘子 檸檬 柳丁 柚子此類水果嗎? 是 否 2. 請問您在吃完橘子 檸檬 柳丁 柚子此類水果都如何處理果皮? 丟棄 再利用 3. 您喜歡吃巧克力嗎? 是 否 4. 您能接受把果皮加入巧克力內食用嗎? 是 否 5. 您較能接受何種果皮材料?( 可複選 ) 橘子 檸檬 柳丁 柚子 都無法接受 6. 您可否接受透過吃巧克力的方式補充其他營養素? 可 否 7. 對於今日品嚐的巧克力, 如果要打分數, 您會打幾分?(1~5 分 ) 橘柳檸柚子丁檬子外觀口感味道 有苦澀味要一直咬太甜果皮太硬其他 橘子柳丁檸檬柚子 10
肆 研究結果 一 果皮巧克力的熱量 ( 表 4) 表 4: 果皮巧克力的熱量比較 熱量 初溫 終點溫度 溫度變化量 熱量 ( 大卡 ) 項目 柳丁口味 22 62 40 4.0 橘子口味 24 62 38 3.8 檸檬口味 23 70 47 4.7 柚子口味 23 61 38 3.8 一般巧克力 23 80 57 5.7 總熱量 ( 大卡 cal): 27% 18% 17% 橘子柳橙檸檬柚子一般市售巧克力 17% 21% 圖 10: 熱量種表 二 柳丁維他命 C 量計算 = ( 0.1 214 0.5 3) 2.3 1000 176.3=1130mg 0.5g 的柳丁果皮含有 1130mg 的維他命 C, 而一塊 4.6 公克重的巧克力 ( 市面上小包裝含有 8 塊 ) 含有 0.68g 的果皮, 相對含有 1.53g 的維他命 C * 每人每日所需維他命 C 含量 : 一般所需量 :75~90 毫克吸煙者所需 :110~125 毫克製劑藥量 :150~2000 毫克 11
三 問卷調查統計我們採用官能品評法, 作四種果皮巧克的滿意度調查 隨機抽樣 56 位不同年齡成的樣本, 收回 50 份客觀有效問卷, 並將其換算成百分比 調查研究結果如下 : ( 一 ) 經常食用柑桔類水果的人佔了 86%( 圖 19) ( 二 ) 有 96% 的人將吃完的果皮丟棄 ( 圖 19) ( 三 ) 98% 的人都可以接受將剩餘果皮加入巧克力食用 ( 圖 19) ( 四 ) 四種樣品大眾喜好程度 ( 圖 20) ( 五 ) 四種樣品的味道 ( 圖 21) 口感( 圖 22) 外觀( 圖 23) 之比較 圖 19: 整體統計結果 人數 人數 可接受橘子 60 44 40 都無法接受 20 00 39 可接受柳丁 21 26 可接受柚子 可接受檸檬 圖 20: 大眾喜好程度 12
圖 21: 味道統計圖表 圖 22: 口感統計圖表 圖 23: 外觀統計圖表 13
伍 結果與討論 一般果皮最常被使用來製成果醬, 但過程中經過漂洗 高溫沸煮營養成分都將大大流失, 實驗探討發現屬於水溶性的維他命 C 流失, 且隨著溫度的生高流失的越多 ; 果醬的食用率不比巧克力高, 製作過程也較麻煩 我們因而在大眾常食用的巧克力中加入果皮, 不但熱量會降低, 又能攝取到額外的營養成分 將原本被視為是垃圾的果皮, 經由研發加入巧克力, 成為了大眾都能接受的食品 且製作過程並不繁雜, 非常適合家庭親子一起 DIY, 並因應現代高品質的飲食水準, 針對樣品進行熱量與維他命 C 含量的檢測, 希望藉此提升產品的優質化 由於果皮的回收利用, 相對成本壓低, 加上大眾對巧克力的喜愛程度, 有潛力在柑橘類產期結束後, 創造一股芸香商機 ( 從初級的鮮果販售, 到二級加工產品, 最後則是高附加價值的果皮巧克力 ) 陸 參考文獻 1. 劉原蘭 許漢原 食品加工食習 I, 台灣復文興業股份有限公司,(97 年 8 月 ) 2. 乙級化學學術科徹底研究, 3. 柑橘之食用與營養 董一中的部落格 取自 : http://tw.myblog.yahoo.com/jw!lnctjxcbewmdyuh3pnckqws-/article?mid=75 4. 維他命 c 有沒有 中華民國 47 屆中小學科學展覽會 取自 : http://activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/47/elementary/081531.pdf 5. 鍍金變黃金 - 賦予台灣柑橘新生命 中華民國 57 屆中小學科學展覽會 取自 : http://activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/52/pdf/080827.pdf 6. 柑桔果皮利用 蔡榮哲碩士論文 取自 : http://agrapp.afa.gov.tw/formupload/%e6%9f%91%e6%a9%98%e9%a1%9e%e6 %9E%9C%E7%9A%AE%E5%8A%A0%E5%B7%A5%E5%88%A9%E7%94%A8%EF%BC%8D%E8%94 %A1%E6%A6%AE%E5%93%B2.pdf 7. 台灣新發現 - 橘皮妙用 郭朝禎 取自 : http://blog.yam.com/elinernurse/article/24715724 8. 柚皮提取物有效成分與概況 國家食物與營養諮委員會 取自 : http://www.chaoyoufeel.com/quban/2012-8/4740.html 9. 維他命與碘酒的實驗 奇摩知識加 取自: http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1206111814023 10. 如紅酒澀般的柳丁皮 草地狀元 取自: http://blog.iset.com.tw/careermaster/?p=2517 14