一种清液调清型稻米饮料的研制

一种清液调清型稻米饮料的研制

杏仁营养丰富，口感独特，深受中国消费者喜爱。《本草纲目》记载，糯米有驱寒暖胃、止虚寒泄利、缩小便、收自寒的功效。作为一种主要的粮食作物，糯米在我国传统饮食中占有重要地位，如可用于黄酒的研制，我国传统汤圆、麻球、年糕和糯米糍等黏性小吃的开发等1材料和方法1.1中温-淀粉酶和糖化酶糯米精米：由安徽湘园食品科技有限公司提供，淀粉含量92%±1.3%（干重）。中温α-淀粉酶（来源于枯草芽孢杆菌，10000U/g，食品级，北京索莱宝科技有限公司），糖化酶（来源于黑曲霉，100000U/g，食品级，北京索莱宝科技有限公司）。柠檬酸、柠檬酸钠为食品级，其它所用分析化学试剂均为分析纯。1.2实验仪器和设备阿贝折射仪（WYA-2S，上海仪电物理光学仪器有限公司），数显恒温水浴锅（HH-2，国华（常州）仪器制造有限公司），小型高速万能粉碎机（FW100，上海楚定分析仪器有限公司），胶体磨（JMF\B-80，上海科劳机械设备有限公司），台式高速冷冻离心机（TGL18M，盐城市凯特实验仪器有限公司），pH计（雷磁PHS-3E，上海仪电科学仪器有限公司），板框过滤机（SQ-100，三青过滤设备制造有限公司），高压蒸汽灭菌器（DGS-280C，上海力辰仪器科技有限公司）。1.3工艺精米→粉碎→浸泡→制浆→糊化→液化→糖化→灭酶→过滤→调配→灌装→灭菌→包装成品1.4酶解米浆制备要点1）粉碎、浸泡、制浆：精米粗粉碎后，过60目筛，糯米粉和水以1∶10的料液比（w/w）室温下混合浸泡2～4h后，采用胶体磨制浆。2）糊化：糯米浆90℃加热处理30min。3）液化：调整糯米浆温度和pH，加入一定量的α-淀粉酶进行液化处理。4）糖化：调整糯米浆温度和pH，加入一定量的糖化酶进行糖化处理。5）灭酶：酶解米浆在沸水浴灭酶10～15min。6）过滤：采用板框过滤机处理酶解米浆，取清液。7）调配：以糯米酶解清液主要原料，添加去离子水、柠檬酸、白砂糖进行调配。8）灭菌：灌装后采用高压蒸汽灭菌器121℃15min进行批次灭菌。1.5实验设计1.5.1最佳液化工艺参数的确定取糊化糯米浆液50mL，用柠檬酸/柠檬酸钠调整至α-淀粉酶的最适pH6.0，采用单因素优化试验，依次分别研究α-淀粉酶添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%,w/v）、酶解时间（30、35、40、45、50、55min）和酶解温度（60、65、70、75、80、85℃）对可溶性固形物含量的影响，获得α-淀粉酶的最佳液化工艺参数。1.5.2糖化酶糖化工艺参数对可溶性固形物的影响取液化后糯米浆液50mL，用柠檬酸/柠檬酸钠调整至糖化酶的最适pH5.0，采用单因素优化试验，依次分别研究糖化酶添加量（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%,w/v）、酶解时间（1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0h）和酶解温度（50、55、60、65、70、75℃）对可溶性固形物含量的影响，获得糖化酶的最佳糖化工艺参数。1.5.3饮料配比研究取灭酶、过滤后的糯米酶解清液与白砂糖、柠檬酸等复配，采用单因素优化实验，以饮料的口感、澄清度、气味等感官评价标准为指标，采用单因素优化实验，依次分别研究糯米酶解清液添加量（20%、25%、30%、35%、40%,v/v）、白砂糖添加量（4%、6%、8%、10%、12%,w/v）和柠檬酸添加量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%,w/v）对感官的影响，获得最佳的饮料配比。1.6实验方法1.6.1饮料中可溶性固形物的测定参照GB/T12143—2008《饮料通用分析方法》，采用阿贝折光仪测量待定样品的折光率，并直接获知可溶性固形物含量。1.6.2感官评价方法参照前人报道的方法1.7处理数据实验参照GB/T12143—2008《饮料通用分析方法》要求至少进行3次重复，取算术平均值作为结果。2结果与分析2.13淀粉酶液化技术的研究目前，我国工业上应用的α-淀粉酶仍以枯草芽孢杆菌产中温α-淀粉酶为主2.1.1添加量对可溶性固形物含量的影响调整糊化糯米淀粉浆pH至α-淀粉酶酶活最佳的pH6.0，固定加热温度70℃，酶解时间50min，研究α-淀粉酶添加量对可溶性固形物含量的影响，实验结果如图1所示。由图1可知，随着α-淀粉酶添加量的增加，可溶性固形物含量呈快速上升的趋势，表明糯米淀粉的水解度不断增大；当α-淀粉酶添加量为0.5%(w/v）以后时，可溶性固形物含量增加的差异不显著。α-淀粉酶对于直链淀粉的水解速度最快，且不能水解支链淀粉分支点的α-1,6糖苷键及其附近的α-1,4糖苷键2.1.2淀粉酶酶解时间对可溶性固形物含量的影响调整糊化糯米淀粉浆pH至α-淀粉酶酶活最佳的pH6.0，固定α-淀粉酶添加量为0.5%(w/v），加热温度70℃，研究α-淀粉酶酶解时间对可溶性固形物含量的影响，实验结果如图2所示。由图2可知，随着α-淀粉酶酶解时间的延长，可溶性固形物含量呈现先显著增加后平缓的变化趋势，当酶解时间为50min时，可溶性固形物含量达到最高点，此时，糯米浆的液化程度最高，黏度最低。当α-淀粉酶酶解时间大于50min时，可溶性固形物含量未见明显增加。因此，从经济成本和实际生产效果考虑，选择50min作为最佳的α-淀粉酶酶解时间。2.1.3酶解温度的确定调整糊化糯米淀粉浆pH至α-淀粉酶酶活最佳的pH6.0，固定α-淀粉酶添加量为0.5%(w/v），酶解时间50min，研究α-淀粉酶酶解温度对可溶性固形物含量的影响，实验结果如图3所示。由图3可知，随着α-淀粉酶酶解温度的提高，可溶性固形物含量呈现先增加后降低的变化趋势，并在酶解温度75℃时，达到最高值。本实验所选的中温α-淀粉酶活力范围在60～80℃之间，温度较低时，酶活力受抑制，随着温度的升高，酶活力显著提升，固形物含量显著提高，但当酶解温度超过75℃后，淀粉酶活性明显降低，可溶性固形物含量显著降低2.2外切型糖苷酶糖化酶多由黑曲霉变异菌株发酵制得，是一种外切型糖苷酶，能从淀粉的非还原性末端依次水解α-1,4糖苷键，并可缓慢水解支链淀粉的α-1,6糖苷键2.2.1糖化酶添加量的确定调整液化糯米淀粉浆pH至糖化酶酶活最佳的pH5.0，固定加热温度60℃，酶解时间3h，研究糖化酶添加量对可溶性固形物含量的影响，实验结果如图4所示。由图4可知，当糖化酶添加后，可溶性固形物含量迅速上升，表明糖化酶与α-淀粉酶形成协同效应，可迅速对淀粉链中的α-1,4糖苷键进行水解2.2.2糖化酶酶解对可溶性固形物含量的影响调整液化糯米淀粉浆pH至糖化酶酶活最佳的pH5.0，固定糖化酶添加量为0.8%(w/v），加热温度60℃，研究糖化酶酶解时间对可溶性固形物含量的影响，实验结果如图5所示。虽然糖化酶可以水解α-1,6糖苷键，将淀粉分子酶解成葡萄糖，但所需要的时间较长。由图5可知，随着酶解时间的延长，可溶性固形物含量呈现缓慢上升的变化趋势；当酶解时间为3.0h时，可溶性固形物含量达到顶峰，说明此时酶解效率最高；随着酶解时间的延长，可溶性固形物含量略有下降，变化不明显，这表明葡萄糖的含量越来越多，糖化酶的酶活受到抑制2.2.3糖化酶酶解温度对可溶性固形物含量的影响调整糊化糯米淀粉浆pH至糖化酶酶活最佳的pH5.0，固定糖化酶添加量为0.8%(w/v），酶解时间3.0h，研究糖化酶酶解温度对可溶性固形物含量的影响，实验结果如图6所示。由图6可知，随着糖化酶酶解温度的增加，可溶性固形物含量呈现先升高后降低的变化趋势。具体而言，当酶解温度低于65℃时，酶活呈逐渐升高的趋势；当酶解温度高于65℃时，酶活明显被抑制；当酶解温度为65℃时，水解效率最大。一般而言，糖化酶的最适水解温度在50～60℃之间2.3饮料配体优化研究2.3.1饮料感官品质的影响固定白砂糖添加量8%(w/v），柠檬酸添加量0.10%(w/v），分别研究糯米酶解清液添加量为20%、25%、30%、35%、40%(v/v）时对饮料感官品质的影响，实验结果如图7所示。由图7可知，随着糯米酶解清液添加量的增多，糯米饮料的口感和澄清度得分均呈现先略微升高后逐渐降低的变化趋势，这主要是因为糯米清液经液化和糊化后，小分子糖类物质显著增加，甜度较大，随着清液添加量的增多，口感偏甜，同时体系复杂化，容易出现浑浊。但随着糯米酶解清液添加量的增多，糯米香气浓郁，因此气味得分呈现逐渐上升的趋势。综合感官分析表明，糯米酶解清液添加量为25%(v/v）时，可获得较好的感官评价。2.3.2品质的影响实验固定糯米酶解清液添加量为25%(v/v），柠檬酸添加量0.10%(w/v），分别研究白砂糖添加量为4%、6%、8%、10%、12%(w/v）时对饮料感官品质的影响，实验结果如图8所示。由图8可知，当白砂糖添加量低于8%时，饮料气味和澄清度均未呈现明显变化，但添加量大于8%时，两者评分均呈现缓慢降低趋势，这主要是因为随着白砂糖添加量的增多，饮料透明度降低以及甜度过大的缘故。饮料的口感评价变化较为明显，这主要与饮料的酸甜比有一定的关系。随着白砂糖添加量的增多，饮料口感得分呈现先增加后降低的变化趋势，且在白砂糖添加量为8%时，评价最好。饮料综合感官评价与口感得分变化趋势一致。因此，确定白砂糖的最佳添加量为8%。2.3.3w/v对饮料甜酸比的影响固定糯米酶解清液添加量为25%(v/v），白砂糖添加量8%(w/v），分别研究柠檬酸添加量为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%(w/v）时对饮料感官品质的影响，实验结果如图9所示。甜酸比在饮料调配中尤为关键。由实验结果（图9）可知，柠檬酸的添加未对饮料澄清度造成明显的影响，但随着柠檬酸添加量的增加，对饮料口感和风味均呈现先缓慢上升后逐渐降低的变化趋势。实验表明，当柠檬酸添加量在0.10%左右时，米香浓郁，但随着柠檬酸添加量的增加，酸味增加，对米香有较强的抑制作用，同时，入口酸味较强，所以感官评分呈现降低趋势。因此，确定柠檬酸添加量为0.10%为最近的添加量，此时甜酸比最佳，米香浓郁。3糖化工艺参数的确定本试验以糯米淀粉为原料，经糊化、液化