燕麦谷物饮料的研制.pdf

食 品 科 技 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2012年 第37卷 第3期 粮食与油脂 178 谷物饮料作为一种健康饮品，已经渐渐成 为一个热点，国内外已有大量研究报道1-2，燕 麦是谷类食品中最好的全价营养食品之一，富含 蛋白质、矿物质、维生素等，其氨基酸含量较 其他谷物食品营养丰富、均衡。燕麦中的亚油 酸和亚麻酸含量占燕麦总不饱和脂肪酸含量的 38.1%52.0%，释放的热量也要高于其他谷物3。 燕麦中的可溶性膳食纤维含量也高于小麦及其他 谷物，燕麦麸皮中的总粗纤维含量可达27.8%， 而可溶性纤维高达14.0%。这种可溶性膳食纤维 主要是-葡聚糖，具有降低机体内胆固醇、血 糖4，预防糖尿病、高血压、肥胖症等功效，有 收稿日期：2011-07-18 *通讯作者 作者简介：李建磊(1982)，男，硕士，研究方向为食品加工。 良好的营养和保健价值5-7。且燕麦饮料是生理碱 性食品，可以缓冲肉类、禽类、鱼类等生理酸性 食品对人体的不良作用，欧美国家将燕麦饮料当 成继牛乳、豆乳之后的第3种最重要的饮品8。 燕麦制备燕麦谷物饮料一直存在较大的技术 难度，主要是燕麦中直链淀粉含量较高，容易出 现析水，甚至凝胶，国外燕麦饮料制品已经大量 销售，而我国燕麦饮料产品还未得到良好开发。 本试验以燕麦、荞麦、花生、芝麻为原料，拟通 过乳化剂与亲水胶体抑制淀粉老化，并结合烘 烤、蒸煮、磨浆、调配、乳化、均质等工艺，制 备出口感良好、组织状态稳定的燕麦谷物饮料。 李建磊，陆 淳，王东泽，张利斌，朱 宏* (石家庄君乐宝乳业有限公司，石家庄 050221) 摘要：研究了燕麦谷物饮料的稳定性与工艺参数。通过研究乳化剂与胶体对饮料体系稳定性的影 响，筛选出稳定剂的最佳复配组合：单硬脂酸甘油酯、瓜胶、黄原胶、微晶纤维素以5:2:2:1比例 复配。通过正交试验优化出制备燕麦谷物饮料最佳工艺条件：磨浆后浆液糊化温度85 、糊化 时间20 min、稳定剂添加量0.3%、均质压力25 MPa。 关键词：燕麦；稳定性；工艺 中图分类号：TS 219 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2012)03-0178-04 Preparation of oat grist beverage LI Jian-lei, LU Chun, WANG Dong-ze, ZHANG Li-bin, ZHU Hong* (Shijiazhuang Junlebao Dairy Co., Ltd., Shijiazhuang 050221) Abstract: The technological parameters and stability of oat grist beverage were studied in this paper. By studying the emulsifi er and colloidal to the stability of the beverage system. Selected the best combination of stabilizer: the ratio of monostearate, guar gum, xanthan gum, microcrystalline cellulose is 5:2:2:1. The parameters of optimum conditions were decided by orthogonal assay. The results showed that the slurry pasting temperature were 85 After grinding, pasting time were 20 min, the doses of stabilizer were 0.3%, the homogenization pressure were 25 MPa. Key words: oat; stability; technology 燕麦谷物饮料的研制 食 品 科 技 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2012年 第37卷 第3期 粮食与油脂 179 1 试验材料与方法 1.1 材料与设备 1.1.1 材料 燕麦：产于河北张家口；乔麦：产于 山西朔州市；芝麻：产于河南驻马店；花生：产 于山东日照；白糖：广西南宁，符合国家一级白 砂糖标准。 单硬脂酸甘油酯，蔗糖脂肪酸酯，硬脂酰乳 酸钠，卡拉胶，瓜胶，黄原胶，CMC，琼脂，微 晶纤维素，结冷胶均为食品级 1.1.2 设备 XMTD水浴锅：余姚市东方电工仪 器厂；85D-胶体磨：沈阳航天新光超微粉碎机 械有限公司；JRJ-300-I剪切乳化搅拌机：上海 标本模型厂；JHG-Q高压均质机：上海张堰轻工 设备有限公司；TP17SE管式超高温杀菌机：上 海沃迪科技有限公司；PH-71电热恒温培养箱： 天津泰斯特仪器有限公司；SPX-生化培养 箱：上海新苗医疗器械制造有限公司； DV-博 力飞黏度测定仪：美国博力飞公司； 游标卡尺： 桂林量具刃具厂。 1.2 方法 1.2.1 工艺流程 燕麦烘焙蒸煮磨浆煮浆 均质调配定容均质灭菌无菌灌装 成品。 1.2.2 研究方法及操作要点 1.2.2.1 烘焙 分别将去杂后的燕麦在200 烘箱 中烘烤，使之在烤成微黄色、焦黄色、浅黑色时 终止烘焙，3种烘焙程度不同的谷物分别制成饮 料，用感官评定法确定最佳烘焙程度。 1.2.2.2 单因素试验 本试验筛选了单硬脂酸甘油 酯、蔗糖脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、卡拉胶、瓜 胶、黄原胶、CMC、琼脂、微晶纤维素、结冷胶 做单因素试验，用游标卡尺测量析水量，观察胶 体或乳化剂对溶液体系胶凝析水的改善作用。 1.2.2.3 复配试验 在单体试验的基础上做大量的 实验室复配试验，筛选出4种效果较好的稳定剂复 配方案并做稳定性观察，定期用游标卡尺与黏度 计测量析水厚度和黏度。 1.2.2.4 打浆、糊化 将烤好的谷物洗净，以1:6的 比例加入水，在95100 下蒸煮1 h，以软化燕麦 组织结构，以1:1的比例加水经胶体磨打浆成均匀 糊状，糊状浆液再经水浴保温使淀粉充分糊化。 1.2.2.5 最佳工艺确定 燕麦谷物饮料的稳定性受 很多因素的影响，不同的糊化温度、糊化时间、 稳定剂添加量、浆液的均质压力对稳定性及口感 都有很大影响。以产品口感与稳定性观察结果评 价为考察指标，选择对影响多谷力稳定性的4个因 素，采用L9(34)设计4因素3水平正交试验如表1，优 化多谷力生产工艺。 表1 生产工艺L9(34)正交试验因素水平表 水平 因素 糊化温度/ A 糊化时间/min B 稳定剂添加量 /% C 均质压力/ MPa D 165100.220 275200.325 385300.430 1.2.3 分析方法 1.2.3.1 感官评定法 感官评定法是感官评鉴小组 对燕麦谷物饮料的外观(均匀性、析水程度、凝胶 程度)、风味、整体口感进行综合分析。在具体感 官评定时，分别对产品的感官品质进行文字描述 并打分，以分值的高低作为判定感官综合品质优 劣的依据。 1.2.3.2 析水测定 用游标卡尺沿透明玻璃瓶外壁 测定燕麦谷物饮料的析水厚度。 1.2.3.3 凝胶程度的判定 用博力飞黏度测定仪测 定燕麦谷物饮料的黏度，并由黏度的变化间接反 映凝胶的严重程度。 2 结果与分析 2.1 烤焙 烤焙能使谷物在高温低湿条件下发生反应， 形成大量的芳香化合物，使谷物具有浓郁的焙烤 香气9，烤焙的温度太低，产生的香味不浓，烤焙 的温度太高容易产生焦糊的味道，本试验将燕麦 烤至微黄色、焦黄色、浅黑色3种程度，经实验室 试验，感官评鉴小组评定，确定4种谷物最佳烤焙 温度为200 ，颜色烤至焦黄色最佳。 2.2 乳化剂与胶体对稳定体系改善的单因素试验 谷物饮料含有大量的原淀粉，很容易老化析 水，乳化剂的疏水基团进入-螺旋结构内并在这 里与淀粉以疏水方式结合起来, 形成一种稳定的强 复合物。因而直链淀粉在淀粉粒中被固定下来， 向淀粉周围自由水中溶出的直链淀粉减少，防止 了因淀粉粒之间的再结晶而发生老化。亲水性胶 体也有很强的抑制淀粉老化的作用，多数胶体本 身是多糖，其羟基能与淀粉链上的羟基及周围的 水分形成大量的氢键，起到阻止淀粉老化的作 用，并且大多数胶体都具有很高的吸水、持水能 食 品 科 技 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2012年 第37卷 第3期 粮食与油脂 180 力，对失水老化起到延缓作用10。各单体对稳定体系的析水厚度影响如表2。 图2 25 放置样品的析水变化 表2 各种乳化剂与增稠剂单一添加时析水变化 时间/d 析水厚度/mm 0.51234567 空白样1.90.14 3.090.10 12.20.55 凝胶分层 单硬脂酸甘油酯00.30.03 0.720.02 1.750.16 2.520.24 3.020.09 3.570.05 4.690.22 蔗糖脂肪酸酯00.640.03 1.10.092.70.06 3.370.14 4.870.06 6.140.26 6.760.31 硬脂酰乳酸钠01.130.04 1.790.13 4.10.079.90.16 11.990.21 凝胶分层 瓜胶00.90.02 1.920.06 4.60.06 6.560.10 7.50.07 8.810.14 9.180.39 结冷胶0.30.02 0.790.02 1.460.04 4.180.09 6.030.07 8.510.17 8.90.48 10.220.24 卡拉胶00.840.04 1.680.06 3.20.04 5.860.09 7.550.18 8.80.38 10.520.36 CMC0.920.05 2.10.053.60.09 6.160.11 7.090.30 11.860.24 凝胶分层 琼脂0.660.03 1.90.06 3.280.02 8.60.21凝胶分层 微晶纤维素00.560.04 1.480.06 3.250.04 4.380.14 6.370.13 7.880.21 9.060.18 黄原胶00.920.07 1.80.03 3.630.08 5.30.147.40.10 8.160.22 9.250.16 由表2可以看出，不加乳化剂与胶体的空白样 在第2天时析水就达12 mm，第3天就出现分层， 添加乳化剂或胶体的样品中析水程度要好于空白 样，乳化剂中添加单硬脂酸甘油酯效果最好，其 次是蔗糖脂肪酸酯，硬脂酰乳酸钠效果较差在第6 天出现分层。胶体中微晶纤维素与黄原胶效果最 好，其次是瓜胶与结冷胶、卡拉胶，CMC、琼脂 效果较差，添加适量的乳化剂或胶体能显著减慢 析水速率。 2.3 乳化剂与增稠剂的复配筛选 通过乳化剂与胶体的复配，它们之间的协 同作用更能改善析水程度，增强溶液体系的稳定 性。通过选用单硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、 黄原胶、卡拉胶、瓜尔胶、结冷胶、微晶纤维素 等做大量的实验室复配试验，筛选出4种较好的稳 定剂复配方案并做稳定性观察，定期测定样品析 水厚度及黏度，试验中其他方案不再敖述。 稳定剂1：单硬脂酸甘油酯、卡拉胶、黄原 胶； 稳定剂2：单硬脂酸甘油酯、瓜胶、黄原胶、 微晶纤维素； 稳定剂3：蔗糖脂肪酸酯、黄原胶、结冷胶； 稳定剂4：蔗糖脂肪酸酯、瓜胶、黄原胶、卡 拉胶。 2.3.1 使用不同稳定剂样品的析水变化 由图1图 2可以看出，在25 放置时产品析水好于4 ，在 4组添加稳定剂的样品中，由于乳化剂与胶体的协 同作用明显减弱了体系的析水程度，在使用稳定 剂2的产品中，析水情况好于其他3组，复配稳定 剂2对谷物饮料析水有很好的抑制效果。 2.3.2 使用不同稳定剂样品的凝胶变化 谷物饮料 淀粉含量较高，容易老化凝胶，实验观察过程中用 博力飞黏度计测定溶液的黏度来间接反映凝胶程 度，凝胶越严重黏度越大，黏度变化如图3图4。 由图3图4可以看出，在25 放置时样品凝 胶好于4 ，用稳定剂2所做样品的黏度变化明显 小于其他3组，凝胶现象好于其他3组，黏度增大 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图1 4 放置样品的析水变化 食 品 科 技 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2012年 第37卷 第3期 粮食与油脂 181 到一定程度后趋于平稳，复配稳定剂2对谷物饮料 凝胶有很好的抑制效果。 通过试验筛选的复配稳定剂能很好的抑制谷物 饮料产品析水与凝胶，这也保证了谷物饮料产品工 业化生产后在较长的货架期内有良好的稳定性。 2.4 燕麦谷物饮料最佳工艺确定 优化燕麦谷物饮料生产工艺结果见表3，稳定 剂添加量对口感和稳定性最大，糊化温度与均质 压力次之，糊化时间影响最小，稳定剂添加量为 最主要因素，影响黏稠度口感及后期的凝胶析水 程度，由极差分析可选出最佳组合为A3B2C2D2或 A3B3C2D2，即多谷力最佳生产工艺条件为糊化温 度85 、糊化时间20 min或30 min、稳定剂添加量 0.3%、均质压力25 MPa。考虑热损耗成本，糊化 时间选择20 min。 2.5 燕麦谷物饮料营养成分 燕麦谷物饮料含有丰富的膳食纤维，同时也 是饮料中主要的功能成分，它可以可使肠道中的 食物增大变软，促进肠道蠕动，从而加快了排便 速度，防止便秘和降低肠癌的风险。另外，纤维 素还可调节血糖，有助于预防糖尿病，又可以减 少消化过程对脂肪的吸收，从而降低血液中胆固 醇、甘油三酯的水平，有防治高血压、心脑血管 疾病的作用。燕麦谷物饮料理化指标见表4。 表4 燕麦谷物饮料理化指标 g/100 mL 项目数值 蛋白1.05 脂肪2.1 总固形物10.15 膳食纤维1.3 钠90 3 结论 通过对乳化剂与胶体复配研究，筛选出由 单硬脂酸甘油酯、瓜胶、黄原胶、微晶纤维素以 5:2:2:1复配的稳定剂，确保燕麦谷物饮料在较长的 货架期内有很好的稳定性。 确定了制备燕麦谷物饮料的最佳工艺条件 为：磨浆后浆液糊化温度85 、糊化时间20 min、 稳定剂添加量0.3%、均质压力25 MPa。 燕麦谷物饮料含有丰富的膳食纤维，它是一 种饮料的同时更作为一种具有保健作用的饮品， 必将在这个健康饮食的时代受到重视，市场前景 广阔。 参考文献： 1 Papetti A Pruzzo, C Daglia, M Grisoli, et al. 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