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饮料加工工艺论文
薏米饮料加工工艺的研究
摘要以薏米为主要原料,经磨浆、酶解、过滤、调配等一系列工艺,制成薏米饮料。
本文对耐高温α-淀粉酶、碱性蛋白酶及糖化酶的酶解时间及酶的添加量进行了研究,确定了最佳酶解时间及酶的添加量为:
耐高温α-淀粉酶:
添加量为6U/g,时间30min;碱性蛋白酶:
添加量6mg/g,时间2h;糖化酶:
添加量300U/g,时间1.5h;以此获得的饮品的DE值可达56.7%,氨基态氮含量可达0.036g/100ml。
对原料的预处理及稳定剂的选择进行了研究,确定了最佳的原料预处理及稳定剂;同时还在单因素的基础上对薏米、奶粉、蔗糖添加量进行探讨,对配料比例作正交优化,通过对产品综合评分选出最佳配料比,最后得出最佳配方为:
薏米10%、奶粉1%、蔗糖9%,(均为质量百分比)。
薏米饮料的口感、风味均获得满意效果。
关键词薏米饮料工艺稳定剂
TheproductivetechnologyoftheseedofJob’stearsbeverage
AbstractBeveragewasmadebytheseedofJob’stearsasitsrawmaterial.Itwasmanufacturethroughthegrindedwithwater,hydrolysedbythestarchenzyme,filteredandmixed.Inthispaper,theheat-stableα-amylase,alkaliproteaseandsaccharifyingenzymeofenzymesolutionandenzymeaddingamountoftime.Determinetheoptimalenzymesolutionandenzymeaddingamountoftimefor6Uoftheheat-stableα-amylaseperonegrammestarch,liquefyingfor30minutes;6mgoftheAlkaliproteaseperonegrammestarch,liquefyingfor2hours;300Uoftheheat-stableα-amylaseperonegrammestarch,liquefyingfor1.5hours.Itisakinfofaimingatmilkquality.Theoptimumcond-tions,suchascompostionsofstabilizer、milkpowder、andsugeretc,weredeterminedbyorthoyonaltest.datefromerperimentiderifiestheoptimizedproportionof10%backrice、milkpowder1%、suger9%.Thetasteflavourandstabilityofthisricemilkwerecontent.
KeywordstheseedofJob’stearsbeverageprocessstabilezer
目录
1引言1
2实验材料2
2.1原料2
2.2试剂3
2.3实验仪器3
3实验方法4
3.1酶活力的测定4
3.1.1高温-α淀粉酶活力的测定4
3.1.2糖化酶活力的测定4
3.1.3碱性蛋白酶活力的测定:
福林酚法5
3.2酶解条件的优化5
3.2.1高温α-淀粉酶酶解条件的优化5
3.2.2碱性蛋白酶酶解条件的优化6
3.2.3糖化酶酶解条件的优化7
3.3原料前处理的选择8
3.3.1原料的预处理8
3.3.2DE值的测定8
3.3.3氨态氮含量的测定8
3.3.4稳定性及及感观评价8
3.4稳定剂及杀菌公式的选择8
3.5配方的调配8
3.5.1单因素实验8
3.5.2正交实验设计9
3.6微生物检验:
10
3.6.1大肠菌群检验10
3.6.2细菌总数的测定10
3.7理化检验11
3.7.1可溶性固形物含量的测定11
3.7.2总糖的测定11
3.7.3总酸度的测定11
3.7.4氨基酸的测定11
4结果分析12
4.1酶活力的测定12
4.1.1高温α-淀粉酶活力的测定12
4.1.2糖化酶酶活力的测定12
4.1.3碱性蛋白酶活力的测定13
4.2酶解条件的优化14
4.2.1高温α-淀粉酶酶解条件的优化15
4.2.2碱性蛋白酶酶解条件16
4.2.3糖化酶酶解条件的优化17
4.3原料前处理的选择19
4.3.1DE值的测定19
4.3.2氨态氮含量的测定20
4.3.3稳定性评价20
4.4稳定剂的选择20
4.5配方的调配22
4.6微生物检验23
4.7理化指标23
5结论24
6致谢语24
7参考文献24
1引言
薏米又名薏仁、薏苡仁,主要产于福建、河北、辽宁等地。
薏米的营养价值很高,被誉为“世界禾本科植物之王”。
富含淀粉、蛋白质、多种维生素及人体所需的氨基酸。
中医认为:
薏米味甘、淡,性微寒、入脾、胃、肺经,具有利水渗湿、健脾止泻、清热解毒之功。
《本草纲目》记载薏米“健脾益胃、补肺清热、去风渗湿”;《本草经》记载薏米“主筋急拘挛,不可曲伸,风湿痹”。
薏米为药食两用的食品,具有医食同源、寓医为食、食中求健、食进其用[1]。
薏米是一种营养丰富的谷物,它含有薏米含蛋白质16.2%,脂肪4.6%,糖类79.2%[2]这些成分的含量均大大超过稻米,所含蛋白质远比米、面高,而且还含有人体所需的亮氨酸、精氨酸、赖氨酸、酪氨酸等必需氨基酸及矿物质。
薏米的不饱和脂肪酸含量也较高,其中亚油酸和油酸的含量可达75%以上;薏米重金属及有毒物质残留量极低,是典型的“绿色食品”。
研究表明,薏米含有多种活性成分,如脂类、多糖类、木脂素类、酚类和腺苷等化合物。
薏米油中甘油三酯达87%以上,不饱和脂肪酸残基占甘油三酯脂肪酸残基的大部分,多达84%以上,其主要的脂肪酸为油酸和亚油酸,含量分别达到3.l42%和47.38%,具有一定的抗癌作用。
有学者认为薏米油中还含有具有很强的抗癌活性的奇数碳链脂肪酸。
另外,有学者对薏米成分进行筛选,得到3种活性多糖,精制得到多糖A由鼠李糖:
阿拉伯糖:
木糖:
甘糖露糖:
半乳糖(1:
1:
1:
11:
10)组成,多糖B由鼠李糖:
阿拉伯糖:
木糖:
甘露糖:
半乳糖:
葡萄糖(3:
18:
13:
3:
10:
5)组成,多糖C为葡聚糖,这3种活性多糖具有降血糖的作用[3]。
薏米具有多种作用功效,第一,它是减肥主食:
薏仁是五谷类中纤维质最高的,低脂、低热量,是减肥的最佳主食。
它还含有丰富的蛋白质、油脂、维生素、矿物质和糖类。
有美白、除斑功能,对下半身水肿的人尤具疗效。
第二,它还具有预防心血管疾病:
若每天食用50-100克的薏仁,可以降低血中胆固醇以及三酸甘油脂,并可预防高血脂症高血压、中风、心血管疾病以及心脏病。
第三,降血脂作用:
因为薏仁含有丰富的水溶性纤维,可以由吸附胆盐(负责消化脂肪),使肠道对脂肪的吸收率变差,进而降低血脂肪、降血糖。
第四,促进新陈代谢:
薏仁可以促进体内血液和水分的新陈代谢,有利尿、消水肿等作用,并可帮助排便,所以可以帮助减轻体重。
第五,美白肌肤:
薏仁因富含蛋白质,可以协助消除班点,使肌肤较白皙,若长期饮用,还可以达到滋润肌肤的功效!
第六,预防和抵抗癌症:
现代科学证实,薏仁内含的薏苡脂有阻止癌细胞生长及伤害作用。
目前在国际上薏米越来越多地被人们开发利用,尤其在日本,薏米作为极佳的保健食品被加工成各种形式的产品得到广泛使用。
而在我国,食用方面加工产品较为单一,原料主要用于出口,薏米的经济效益并未得到充分发挥。
因此开发以薏米为原料的薏米乳,获得食用方便风味化、功能化食品饮料,提高薏米的经济价值具有重要意义。
目前现有技术生产薏米饮品的方法主要是发酵法与配制法。
但这些生产技术均存在几个问题,严重影响了饮品的质量。
(1)在对薏米进行预处理时花费时间长,且效果不理想,所得薏米饮料仍有不良异味,
(2)为防止薏米饮品的分层与沉淀,加入了比例较高的增稠剂与稳定剂,从而导致了饮品的稠度较高,口感较差[4]。
因此,如何解决这两个问题至关重要。
薏米饮料的主要制作工艺为原料→筛选→浸泡→(烘烤)→磨浆→糊化→酶解→(离心分离)→调配→均质→灌装→杀菌→检验→成品[5],酶解过程主要包括淀粉酶的液化过程和糖化酶的糖化两个部分,由于薏米的蛋白质含量比较高,因此可以加入蛋白酶进行水解,以此获得氨基酸,制作营养丰富的薏米功能饮料。
本实验采用酶解工艺对薏米饮料进行研制,对淀粉酶、蛋白酶及糖化酶酶解工艺进行研究,确定最佳的酶解条件,对原料的预处理及稳定剂使用进行探讨,同时对薏米原料、蔗糖、奶粉的添加量等影响产品品质的因素进行探讨,在单因素实验的基础上,用正交试验进行配方的优化,以此获得最佳的制作工艺。
2实验材料
2.1原料
薏米.........................................................................福建龙海市嘉荣水产有限公司
耐高温α-淀粉酶..................................................苏柯汉(潍坊)生物工程有限公司
糖化酶.................................................................苏柯汉(潍坊)生物工程有限公司
碱性蛋白酶.........................................................................广西庞博生物技术有限公司
2.2试剂
AR福林-酚.....................................................................…………SIGMA公司
三氯乙酸............................................................................................SIGMA公司
AR无水碳酸钠.............................................................................上海虹光化工厂
AR无水硫酸铜.............................................................................上海虹光化工厂
AR无水硫酸钾.............................................................................上海虹光化工厂
AR无水乙醇..........................................................................广汕头市西陇化工厂
酪氨酸.........................................................................上海化学试剂总厂经贸公司
AR甲醛.............................................................................广东汕头市西陇化工厂
AR浓盐酸..........................................................................广东山头市西陇化工厂
AR浓硫酸..........................................................................广东山头市西陇化工厂
AR甲醛..............................................................................广东山头市西陇化工厂
AR硼酸..............................................................................广东山头市西陇化工厂
溴甲酚绿............................................................................广东山头市西陇化工厂
AR磷酸氢二纳...................................................................广东汕头市西陇化工厂
AR磷酸二氢纳...................................................................广东汕头市西陇化工厂
AR氢氧化钠..................................................................….广东汕头市西陇化工厂
三氯乙酸..............................................................................广东汕头市西陇化工厂
干酪素................................................................................广东汕头市西陇化工厂
葡萄糖...........................................................................................广东汕头市西陇化工厂
2.3实验仪器
FA1004型电子天平.........................................................................上海精科天平
UV-2600型紫外可见分光光度计.....................................尤尼柯(上海)仪器公司
DHG-9146A型电热恒温鼓风干燥箱...........................上海精密实验设备有限公司
高速离心机.................................................................................BECKMAN公司
SB3200型超声波清洗机................................................上海新芝生物技术研究所
M35电子水分测定仪......................................................赛多利斯快速水分测定仪
pH211酸度计...........................................................厦门MOTIC实业有限公司
绞肉机..............................................................................厦门英博机械有限公司
阿贝折射仪………………………………………………….….上海明兹精密仪器厂
UDK132自动凯氏定氮仪.........................................................意大利VELP公司
SY-1-2电热式很温水浴锅...........................................天津欧诺仪器仪表有限公司
3实验方法
3.1酶活力的测定
3.1.1高温-α淀粉酶活力的测定
吸取20.0mL可溶性淀粉溶液于试管中加入磷酸缓冲溶液5.00mL,摇匀后,置于70℃恒温水浴中预热8min。
加入1.00mL稀释好的待测酶解液,立即计时,摇匀,准确反应5min。
立即用自动移液器吸取1.00mL反应液,加到预先盛有0.5mL盐酸溶液和5.00mL稀释碘液的试管中,摇匀,并以0.5mL盐酸溶液和5.00mL碘液为空白,于660nm波长下,用10mm比色皿迅速测定其吸光度(A)。
根据吸光度查得测试酶液的浓度。
酶活力按一下公式计算:
X=c×n×16.67
(1)
式中:
X:
样品的酶活力,u/mL
C:
测试酶样的浓度,u/mL
n:
样品的稀释倍数,400
16.67:
根据酶活力定义计算的换算系数
所得结果表示至整数。
3.1.2糖化酶活力的测定
于甲、乙两支50ml比色管中,分别加入可溶性淀粉25ml及缓冲液5ml,摇匀后,于40℃恒温水浴中预热5min。
在甲管(样品)中加入待测酶液2ml,立刻摇匀,在此温度下准确反应30min,立刻各加入200g/L氢氧化钠溶液0.2ml,摇匀,将两管取出迅速冷却,并于乙管(空白)中补加待测酶液2ml,吸取上述反应液与空白液5ml,分别置于碘量瓶中,准确加入碘溶液10ml,再加0.1mol/L氢氧化钠溶液15ml,摇匀,密塞,于暗处反应15min。
取出,加硫酸溶液2ml,立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定,直至蓝色刚好消失为其终点。
酶活力按一下公式计算
X=(A-B)c×90.05×32.2/5×1/2×n×2=579.9×(A-B)c×n
(2)
式中:
X——样品的酶活力(u/ml)
A——空白消耗硫代硫酸钠溶液的体积(ml)
B——样品消耗硫代硫酸钠溶液的体积(ml)
c——硫代硫酸钠溶液的浓度(mol/L)
90.05——与1ml硫代硫酸钠标准溶液(1mol/L)相当的以克表示的葡萄糖的质量
32.2——反应液的总体积(ml)
5——吸取反应液的体积(ml)
1/2——吸取酶液2ml,换算为1ml
n——稀释倍数
2——反应30min,换算成1h的酶活力系数所得的结果表示至整数
3.1.3碱性蛋白酶活力的测定:
福林酚法
3.2酶解条件的优化
3.2.1高温α-淀粉酶酶解条件的优化
3.2.1.1最佳液化时间及加酶量的确定
取三角锥瓶(瓶口加橡皮塞,塞中打孔倒插一移液管)五个,编号,分别加入5.00g的薏仁干粉,用10倍热水将薏米粉调成薄浆并加入0.2%CaCl2,用柠檬酸溶液调节pH为6.0。
放在95℃水浴锅中预热5min。
加入耐高温α-淀粉酶6U/g,于95℃分别液化0.5、1.0、1.5、2.0、4.0h,用0.1mol/L的HCl调pH<3,进行灭酶(pH<2.2,30min)。
待冷却到60℃时,用0.1mol/L的NaOH调pH至6.5左右[6]。
对液化液进行离心(4000r/min,10min),离心完测DE值(莱恩-艾农法)。
考察液化时间对薏米干粉液化效果的影响。
另取五个三角锥瓶,分别加入耐高温α-淀粉酶1U/g,3U/g,6U/g,12U/g,
24U/g,耐高温α-淀粉酶作用时间为1.5h,其他条件同液化时间的确定,以DE值为指标考察酶的添加量对薏米干粉液化效果的影响。
3.2.1.2DE值的测定
3.2.1.2.1标定碱性酒石酸铜溶液
吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL碱性酒石酸铜乙液,置于150mL锥形瓶中,加水10mL,加入玻璃珠两粒,从滴定管滴加约9mL葡萄糖标准溶液,控制在2min内加热至沸,趁热以1滴/2s的速度继续滴加葡萄糖标准溶液,直至溶液蓝色刚好退去为终点,记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积V0,同时平行操作三份,取其平均值,计算每10mL(甲、乙液各5mL)碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量(mg)。
F=CV0
3.2.1.2.2试样溶液测定
吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL碱性酒石酸铜乙液,置于150mL锥形瓶中,加水10mL,加入玻璃珠两粒,从滴定管滴加比预测体积少1mL的试样溶液至锥形瓶中,使在2min内加热至沸,保持沸腾继续以1滴/2s的速度滴定,直至蓝色刚好褪去为终点,记录样液消耗体积,同法平行操作三份,得出平均消耗体积。
3.2.1.2.3结果计算
试样中还原糖的含量(以葡萄糖计)按下式进行计算:
X=
F×n×100/V
=C×V0×n×100/V(3)
DE=X×100/DMC
式中:
X——试样中还原糖的含量(以葡萄糖计),单位为克每百克(g/100mL);
F——碱性酒石酸铜溶液(甲、乙液各半)相当于葡萄糖的质量,单位为毫克(g);
C——葡萄糖标准溶液浓度,0.002g/mL
n——稀释倍数;
V——测定时平均消耗试样溶液体积,单位为毫升(mL)。
DMC——样品的干物质量,%
3.2.2碱性蛋白酶酶解条件的优化
3.2.2.1最佳液化时间及加酶量的确定
取三角锥瓶(瓶口加橡皮塞,塞中打孔倒插一移液管)五个,编号,分别加入5.00g的薏仁干粉,用10倍热水将薏米粉调成薄浆并加入0.2%CaCl2,用高温α-淀粉酶液化后调节pH值为8.0并加入碱性蛋白酶,加入碱性蛋白酶6mg/g,于50℃下分别反应0.5h,1.0h,2.0h,4.0h,8.0h,反应结束后在100℃下灭酶15分钟,冷却至室温后测定其氨态氮含量[7]。
考察酶解时间及对薏米干粉碱性蛋白酶酶解的影响。
另取五个三角锥瓶,分别加入碱性蛋白酶1.5mg/g,3mg/g,6mg/g,12mg/g,24mg/g,碱性蛋白酶的酶解时间为2.0h,其他条件同酶解时间的确定,以氨基态氮含量为指标考察酶的添加量对薏米干粉酶解效果的影响。
3.2.2.2氨态氮含量的测定:
准确称量样液20ml于200ml烧杯中,加水60ml,开动磁力搅拌器,用0.05M的Na0H标准溶液滴定至酸度计指示pH8.2,不要记录消耗NaOH的ml数;再加入10m140%的中性甲醛,混匀。
用上述Na0H标准溶液继续滴定至pH9.2,记录消耗NaOH标准溶液的ml数,同时做空白试验。
氨基酸态氮计算公式如下:
氨基态氮(g/100ml)=0.01401×c×(V1-V2)×100/20(4)
式中:
V1:
第二次消耗Na0H标准溶液体积数(ml);
V2:
空白试验加入甲醛后滴定至终点(pH9.2)所消耗Na0H标准溶液体积数(ml);
C:
Na0H标准溶液实际浓度(mol/L);C=0.05032mol/L
0.01401:
氮的毫摩尔质量(g/mmol)。
3.2.3糖化酶酶解条件的优化
3.2.3.1最佳液化时间及加酶量的确定
取三角锥瓶(瓶口加橡皮塞,塞中打孔倒插一移液管)五个,编号,分别加入5.00g的薏仁干粉,用10倍热水将薏米粉调成薄浆并加入0.2%CaCl2,先在确定好的耐高温α-淀粉酶及碱性蛋白酶最佳酶解条
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