高抗性淀粉米乳饮料的研究

高抗性淀粉米乳饮料的研究

1982年，研究人员在未可溶性纤维（idf）中发现了不能通过酶分解的部分淀粉。英国的生理学家englyst将其称为抗粘液（ss）。它被定义为不能被健康人体的结肠吸收的带状物粉末，但可以通过结肠和昆虫分解产生粘液。抗性淀粉具有提高机体对胰岛素的敏感性、预防便秘和结(直)肠癌、有助于控制体重、促进人体对微量元素的吸收等保健功效。高抗性淀粉大米———“宜糖米”的抗性淀粉含量比普通优质大米高20倍以上。以宜糖米为主要原料开发高抗性淀粉米乳饮料,不仅营养价值高,而且还具有降低血糖、减肥等保健功效。但是,由于高抗性淀粉米乳饮料中含有纤维素、半纤维素、糊精、脂肪、蛋白质等多种物质,这些物质在贮存过程中,由于重力作用或者相互之间的交联缔合、碰撞形成较大的颗粒会发生沉降,影响米乳饮料的悬浮稳定性和感官品质。通过在饮料中加入亲水胶体,能够让其在固形物含量较高的前提下,拥有较高的悬浮稳定性。本研究拟通过添加乳化剂和增稠剂来提高米乳饮料的稳定性,并确定最适添加量;同时研究米乳饮料的最适均质条件和灭菌条件,以确保米乳饮料的感官品质和稳定性。1材料和方法1.1酯、蔗糖酯、黄原胶、海藻酸钠等聚合物的制备宜糖米:抗性淀粉含量1.1%,浙江金华绿巨人有限公司;分子蒸馏单甘酯、蔗糖酯、三聚甘油酯、黄原胶、卡拉胶、阿拉伯胶、海藻酸钠:上海健鹰食品科技研究所;卵磷脂、Tween、Span:市售;浓硫酸、苯酚、95%酒精、无水乙醇、葡萄糖、次甲基蓝、甲基橙:国药集团化学试剂有限公司。1.2主要设备和设备立式压力蒸汽灭菌器:YXQ-LS-SⅡ型,上海博讯实业有限公司医疗设备厂。1.3测试方法1.3.1米汁糊化、均质原料米→去杂→粉碎→烘焙→浸泡→磨浆→糊化→脱支酶处理→灭酶→过滤→调配→均质→灌装→杀菌→冷却→成品将挑选的宜糖米粉碎后置于130℃烤箱中烘烤80min,使其散发出浓郁的米香味。浸泡后磨浆,浆液过180目筛。为了利于宜糖米的酶解,要将米汁进行糊化。糊化时加6倍水,在90℃下糊化40min,糊化后的浆料粘稠均匀。糊化完毕后,冷却至80℃,α-淀粉酶的用量为60U/g,在pH5.0条件下酶解55min。然后采用55℃、50MPa+25MPa均质2次(表示第一次均质压力为50MPa,第二次25MPa,以此类推),均质处理后立即脱气。抗性淀粉米乳饮料的优化配方为宜糖米10%、奶粉2.0%、甜赛糖0.15%、复合乳化稳定剂0.2%(均为质量百分比)。1.3.2乳化剂的选择及复配方案的确定选择蔗糖酯、单甘酯和三聚甘油酯3种乳化剂作为米乳饮料的乳化剂,并分别选择3个添加量,通过测定离心沉淀率和稳定系数分析添加不同乳化剂的米乳饮料的沉淀情况,确定最佳乳化剂种类及其用量,并进行复配,确定较好的复配比例。1.3.3添加增稠剂对米乳饮料稳定性的影响为达到长期稳定贮藏的要求(稳定系数W≥0.97),需要添加一定量的增稠剂来进一步提高米乳饮料的稳定性。在预试验的基础上,选择稳定效果较好的阿拉伯胶、海藻酸钠进行复配试验。1.3.4均质压力对米乳饮料稳定性的影响(1)均质次数对米乳饮料稳定性的影响:米乳饮料温度为50℃、均质压力为40MPa,考察均质次数对米乳饮料稳定性的影响。(2)均质压力对米乳饮料稳定性的影响:米乳饮料的温度为50℃,均质2次,考察均质压力对米乳饮料浊度保留率的影响,10MPa+5MPa,均质2次。(3)均质温度对米乳饮料悬浮稳定性的影响:固定均质压力为50MPa+25MPa,均质2次,考察均质温度对米乳饮料浊度保留率的影响。1.3.5米乳饮料乳化稳定性测定采用分光光度法测定乳化稳定性。将乳化剂与甜菊糖等配料混合均匀,加入一定量的去离子水溶解,使用高速剪切乳化器在60℃、10000r/min条件下搅打至膏状,然后缓慢加入米乳样品中,再使用高速剪切乳化器在10000r/min下搅打2min,立即在540nm下测定吸光度,记为A前,再将此米乳液在3500r/min转速下离心,在相同波段测定离心后的吸光度,记为A后,采用式(1)计算米乳饮料样品的乳化稳定性系数(W),取3次试验平均值。1.3.6沉淀物质的提取在带有刻度的离心管中,准确加入配制好的米乳饮料样品10mL,然后在3500r/min的转速下离心20min,读取顶部上浮的脂肪层体积,再弃去所有溶液,准确称取沉淀物质的质量。分别按式(2)和式(3)计算离心沉淀率和上浮指数。2结果与分析2.1试验结果通过对乳化剂的预试验与分析,选取单甘酯、蔗糖酯和三聚甘油酯3种乳化剂进行复配,设计正交试验因素水平见表1,试验结果及分析见表2。由表2可知,由单甘酯、蔗糖酯和三聚甘油酯按不同比例进行复配试验所得的稳定性W值的影响次序为B>A>C,说明对米乳饮料乳化稳定性影响大小依次为单甘酯>蔗糖酯>三聚甘油酯,根据正交试验结果,确定乳化剂的最佳复配组合为A2B1C2,即蔗糖酯0.06%,单甘酯0.04%,三聚甘油酯0.06%。2.2复配剂添加量的确定表3为乳化剂和增稠剂复配的水平因素设计表,以离心沉淀率为指标进行了L9(33)正交试验,试验分析结果见表4。由表4可知,离心沉淀率最小的组合为A2B1C2,即复合乳化剂0.16%,海藻酸钠0.1%,复合乳化剂中蔗糖酯,单甘酯和三聚甘油酯的添加量分别为0.06%,0.04%,0.06%。表4中的数据显示,阿拉伯胶和海藻酸钠两者的复配效果不理想,正交试验结果中,3号、5号和9号的离心沉淀率比其他试验号的值都要大,即当增稠剂的用量加大时,离心沉淀率也增大了;而且如果增稠剂的添加量过大,会使饮料的口感过于浓稠不清爽。2.3均质条件对体系稳定性的影响2.3.1不同均质次数对均质效果的影响由图1可知,在均质压力和温度分别为40MPa和50℃条件下,二次均质的效果明显比一次均质好,随着均质次数继续增加,均质效果提高不显著。综合考虑均质效果和生产成本等因素,确定采用二次均质。2.3.2稳定系数w值由图2可知,随着均质压力增加,米乳饮料的离心沉淀率下降,稳定系数W值则升高,组织状态趋于稳定。但当均质压力达到超过50MPa+25MPa后,米乳饮料的稳定系数和离心沉淀率趋于平稳,因此均质压力选50MPa+25MPa为宜。2.3.3均质压力和温度对产品的影响通常均质温度过高,会导致米乳饮料体系中液滴的扩散系数增大、沉降速度提高,米乳液的黏度降低,稳定性降低;均质压力过大和均质温度过高,不仅增加生产成本,也会对食品的营养成分造成破坏;另外,温度过高会导致蛋白质变性,产生絮凝现象,同时也加剧美拉德反应,使得褐变现象严重。由图3可知,均质温度为55℃时,离心沉淀率最低,稳定系数W值最大,均质效果较好。3均质、饮料和仪器本研究着重对影响抗性淀粉米乳饮料的稳定性的因素进行试验,经正交试验确定复配乳化剂的最佳添加量及配比,即:蔗糖酯0.06%,单甘酯0.04%,三聚甘油酯0.06%。确定了乳化剂和增稠剂的最佳复配比例,即:复合乳化剂0.16%,增稠剂为海藻酸钠0.1%。采用55℃、50MPa+25MPa均质2次有较好的效果。制得的产品流体均一,色泽乳白,可稳定保存。经过上述工艺加工的米乳饮料符合中国饮料生产标准。本试验开发的高抗性淀粉米乳饮料营养价值较高,确定了米乳饮料的配方及稳定性的影响因素,可为工业化生产提供理论依据。电子天平:FD2004B型,上海精密科学仪器有限公司;旋涡混合器:XW-80A型,上海精科实业有限