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荞麦-藜麦复合谷物饮品的工艺研究*

2021-10-21张弘弛高小玲石金波

食品工程 2021年3期
关键词:透光率芦丁荞麦

李 慧 刘 瑞 张弘弛 高小玲 石金波

荞麦被誉为“五谷之王”,其多糖类、蛋白质、矿物质、维生素等营养物质丰富,是一种对人体具有保健和营养功能的健康食品。荞麦中的黄酮类化合物对于治疗高血压、糖尿病、心脑血管疾病和癌症等传统和新型疾病具有一定作用。藜麦富含人类所需的多种营养物质,具有接近人体氨基酸组成的优质蛋白质,其中赖氨酸是其特有的氨基酸。藜麦具有预防“三高”、抗氧化、预防癌症和保健等功能,被誉为“营养黄金”,国际营养学家称其为未来最具发展潜力的谷类农作物之一。

随着人们物质生活水平和健康意识的提高,人类的饮食结构逐渐向天然型和保健型方向发展。以荞麦和藜麦为主要原料生产的产品丰富多样,包括醋、茶、酒、饼干等。谷物饮料作为一种新型产品,正受到人们越来越多的关注。鉴于谷物中淀粉、蛋白质含量较高,在食品加工和储存过程中易发生上浮、沉淀、分层等现象,为有效缓解或防止这些现象的发生,可以通过酶解和添加稳定剂的方法,提高产品稳定性。此外,以谷物为基础的饮料缺乏甘甜、酸爽的口感,可添加酸味剂、甜味剂对其进行调配,使其口感细腻而醇厚。

1 材料和方法

1.1 材料

荞麦、藜麦、α-淀粉酶、糖化酶、0.05%柠檬酸溶液、木糖醇、单甘油脂肪酸酯、果胶。

1.2 试剂

芦丁,南京都莱生物技术有限公司;亚硝酸钠、硝酸铝、乙醇,均为分析纯试剂。

1.3 主要仪器和设备

HH-6 数显恒温水浴箱,国华电器有限公司;FK-A 组织捣碎机,江苏金坛市环宇科学仪器厂;电热鼓风干燥箱,上海博讯实业有限公司;高压蒸汽灭菌锅,浙江新丰仪器有限公司;SPS-100B-Z型生化培养箱,上海博讯实业有限公司;电子天平,常州天之平仪器设备有限公司;HC-2062 高速离心机,安徽中科中佳仪器有限公司;紫外可见分光光光度计,上海光谱仪器有限公司。

1.4 方法

1.4.1 工艺流程

荞麦、藜麦→筛选→除杂→清洗→灭菌→清洗→烘干→破碎→过筛→按比例复配→糊化→酶解→高温灭酶→离心→调配→灭菌→荞麦-藜麦复合谷物饮品

1.4.2 操作要点

清洗:用蒸馏水将荞麦、藜麦清洗干净至不再产生泡沫为止。灭菌:用75%的乙醇溶液浸泡荞麦、藜麦30 s。烘烤:清水清洗灭菌液后,置于电热鼓风干燥箱中80 ℃烘烤约2 h。

破碎:用组织捣碎机将荞麦、藜麦捣碎至粉末状。

过筛:将烘烤、破碎后的荞麦粉、藜麦粉过60目筛,待用。

复配:以荞麦和藜麦蛋白质含量比例进行复配。

糊化:将按比例配置的复配粉置于恒温水浴锅中,85 ℃糊化50 min,使复配粉完全糊化。

酶解:将一定量α-淀粉酶、糖化酶分别加入糊化后的复配液中于65 ℃酶解20 min。

高温灭酶:在120℃的高温灭菌锅中反应10min,使酶完全失活。

离心:将复配液于6 000 r/min 条件下离心10 min。

调配:向复配液中加入适量食品添加剂进行调配,优化饮品品质。

1.4.3 芦丁标准曲线的制作

以芦丁为标准品绘制标准曲线。在380 nm~560 nm 处测定吸光度,选择最大吸收波长,结果如图1 所示。由图1 可知,410 nm 处吸光度最大,故选择410 nm 作为测定波长。以芦丁溶液的质量浓度为横坐标,吸光度A 为纵坐标,制作芦丁标准曲线,得到芦丁的线性方程为Y=156.33X+0.046,相关系数R2=0.997 7,标准曲线见图2。

图1 不同波长下吸光度的比较

图2 芦丁标准曲线

1.4.4 配比的确定

设置不同的荞麦和藜麦复配比例,在85 ℃条件下,糊化50 min,8 000 r/min 离心8 min,测定其黄酮含量。

1.4.5 料水比的确定

设置不同的料水比,在85 ℃条件下糊化50 min,8 000 r/min 离心8 min,测定其黄酮含量,并计算原料利用率。

式中:X——原料利用率,%;

V0——离心前复配液体积,mL;

V1——离心后复配液体积,mL。

1.4.6 酶解工艺优化

1.4.6.1 α-淀粉酶添加量的确定

在料水比为1∶20,复配比为2∶3(荞麦∶藜麦)基础上,以复配液透光率为指标,探究α-淀粉酶添加量对复配液酶解效果的影响。添加不同量α-淀粉酶,65 ℃条件下酶解20 min,121℃高温灭菌10 min,37 ℃恒温15 min,离心后在490 nm处测其透光率。

1.4.6.2 糖化酶添加量的确定

以复配液透光率为指标,探究糖化酶添加量对复配液酶解效果的影响。添加不同量糖化酶,65 ℃条件下酶解20 min,121 ℃高温灭菌10 min,37 ℃恒温15 min,离心后在490 nm 处测其透光率。

1.4.7 荞麦-藜麦复合饮品的调配

在荞麦-藜麦复合型饮品中,添加单甘酯、果胶、柠檬酸、木糖醇对饮品的色泽、香气、口感和组织状态进行调配,添加量如表1 所示。

表1 食品添加剂添加量

对荞麦-藜麦复合型饮品进行感官评定。选择10 人作为感官评定小组,从饮品的色泽、香气、口感和组织状态4 方面对其进行评分,并将其各自得分相加(总分为100 分)作为最终评分。产品感官评价评分标准如表2 所示。

表2 产品感官评价评分标准

2 结果与分析

2.1 复配比的确定

当荞麦和藜麦配比为0.5 ∶0.5、0.4 ∶0.6、0.3∶0.7、0.2∶0.8、0.1∶0.9 时对复配液中黄酮含量的影响如图3 所示。

图3 复配比的确定

由图3 可知,随着复配比的增加,黄酮含量增大,当复配比为0.4∶0.6 时,黄酮含量达到最大值0.008 mg/mL,此后出现下降趋势;当复配比为0.2∶0.8 时,黄酮含量趋于平缓。因此,以复配液中黄酮含量为指标考虑,选择荞麦和藜麦最佳复配比为0.4∶0.6。

2.2 料水比的确定

当料水比分别为1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30(g∶mL)时,料水比对原料利用率和黄酮含量的影响如图4 所示。

图4 料水比的确定

随着料水比的增加,原料利用率持续增大,在料水比为1∶15 和1∶20 之间增加趋势较显著;但黄酮含量随着料水比的增加呈现下降趋势,黄酮含量对于复合型饮品的质量有一定影响,黄酮含量越低,饮料的营养价值越低,以原料利用率和黄酮含量为双指标综合考虑,确定最佳料水比为1∶20。同时料水比也会影响饮料的感官指标。料水比为1∶10、1∶15 时,复配液颜色呈现微黄色,料水比为1∶20 时,复配液颜色澄清、透亮,随着料水比的增加,复配液颜色恢复为淡黄色,颜色比前者深。通过对复配液颜色的观察,最佳料液比也为1∶20。

2.3 酶解工艺优化

2.3.1 α-淀粉酶添加量的影响

固定料水比为1∶20,复配比为2∶3(荞麦∶藜麦),探究此条件下α-淀粉酶添加量分别为125 U/mL、250 U/mL、375 U/mL、500 U/mL、625 U/mL 时对复配液酶解效果的影响,结果如图5所示。

图5 α-淀粉酶添加量的影响

从图5 中可以看出,随着α-淀粉酶添加量的增加,复配液的透光率显著增加,但当添加量为250 U/mL 时,复配液酶解效果达到最佳,透光率为93.7%;继续添加α-淀粉酶,透光率呈现下降趋势。因此,以复配液透光率为指标考虑,选择α-淀粉酶最适添加量为250 U/mL。

2.3.2 糖化酶添加量的影响

固定料水比为1∶20,复配比为2∶3(荞麦:藜麦),探究此条件下糖化酶添加量分别为125 U/mL、250 U/mL、375 U/mL、500 U/mL、625 U/mL 对复配液酶解效果的影响,结果如图6所示。

图6 糖化酶添加量的影响

由图6 可知,随着糖化酶添加量的增加,复配液的透光率显著并持续增加,但当添加量为375 U/mL 时,复配液酶解效果达到最佳,透光率为93.9%;继续添加糖化酶,透光率呈现下降趋势。因此,以复配液透光率为指标考虑,选择糖化酶最适添加量为375 U/mL。

2.4 荞麦-藜麦复合饮品的调配

在荞麦-藜麦复合型饮品中,选择单甘酯、果胶作为稳定剂,木糖醇作为甜味剂,柠檬酸作为酸味剂对饮品进行调配,获得复合型饮品。感官评价结果如表3 所示。

表3 感官评价结果

添加剂的调配比例分别为单甘酯0.03%、果胶0.04%、柠檬酸1%、木糖醇8%,添加稳定剂、酸味剂、甜味剂之后,荞麦-藜麦复合型饮品色泽呈天然淡黄棕色,组织均一,清亮透明,没有沉淀、上浮现象,具有天然的谷物香味,口感酸甜爽口。

3 结论

本试验通过对荞麦-藜麦复合型饮品的酶解工艺和食品添加剂调配比例进行研究,得到风味独特、营养丰富的复合型饮品。试验结果表明,当料液比为1∶20、荞麦和藜麦复配比为2∶3 时,复合型饮品的最佳酶解工艺为:α-淀粉酶添加量250 U/mL,糖化酶添加量375 U/mL,酶解温度65 ℃,酶解时间50 min 时,荞麦-藜麦混复合型饮品的酶解透光率为96.5%;加入食品添加剂单甘酯0.03%、果胶0.04%、柠檬酸1%、木糖醇8%进行调配,得到口感酸爽细腻、营养物质丰富,组织均一的优质荞麦-藜麦复合型饮品。

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