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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