（食品科学专业论文）紫薯乳饮料及紫薯米酒工艺技术参数的研究.pdf

贾正华紫薯深加工的研究 中文摘要 紫甘薯属旋花科一年生或多年生草本植物，是甘薯( z p o m o e ab a t a t a sl ) 特有品种。 因其表皮和肉质呈紫黑色而得名，又叫黑薯，英文名为忍印l ep o t a t o ，是近几年发展起 来的一种新型红薯类。外形小巧玲珑，好看又好吃，具有很高的营养价值，且有多种药用 价值及保健功效。文章共分三部分。第一部分叙述了紫薯在我国的栽培、加工、烹调现状 以及营养保健作用。第二部分是紫薯乳饮料的研究。第三部分研究了紫薯营养酒的酿造技 术参数。本文为紫薯的进一步开发和深加工提供了一定的理论依据。 紫薯乳饮料以紫薯、牛乳为原料，研究一种新型的复合饮品。首先就紫薯原料的加水 量、酶解的条件进行探讨。结果显示：紫薯去皮、蒸煮后，加入1 0 倍量的水打成浆液， 加瑾一淀粉酶酶解。旷淀粉酶酶解反应最适作用条件为温度6 5 。c 、p h 值6 5 、用量3 2 0 u g 淀粉酶( 酶活力4 0 0 0 u g ) 、酶解时间6 5 m i n 。酶解后的紫薯液调配成乳饮料，对乳的加 入量、糖酸比、稳定剂的筛选、乳化剂的筛选进行了一定的研究。结果显示：在l ：1 0 的 酶解紫薯液中加入7 的白砂糖、o 2 的柠檬酸、2 的奶粉、0 3 5 的复合稳定剂( 琼脂：黄 原胶：c m c = i ：1 ：1 ) 、2 0 的乳化剂( 蔗糖酯：单甘酯：三聚甘油酯= 5 ：3 ：5 ) 。在3 0m p a 的压力 下均质、脱气、灌装，密封后在1 2 1 下灭菌2 0m i n ，即可得到口感、色泽、风味理想的 紫薯乳饮料。 紫薯营养保健酒选择紫薯与糯米为原料，发酵出的酒不仅在口感上保留了原汁原味， 且营养丰富，老少皆宜，同时紫薯中的紫红色素会保留在酒液中，形成漂亮的紫红色，产 品的外观相当诱人。增强了营养型低度发酵酒的色、香、味等风味质量和保健功能。文章 主要研究关于紫薯酿造过程中的加水比例、酵母菌的加入量、糖化温度以及时间等技术参 数。结果显示：以紫薯、糯米、纯净水为原料，用甜酒曲、果酒酵母为发酵剂发酵生产低 酒精度紫薯保健酒。以色泽等感观指标确定紫薯与糯米的最佳配料比为3 ：1 ；糖化最适加 曲量为4 、糖化温度为3 0 c 、时间2 4 h 。在此基础上生产的紫薯米酒色泽独特、口感甜糯、 营养丰富。 关键词：紫薯，深加工，乳饮料，酿造酒 扬州大学硕士学位论文 2 一 a b s t r a c t t h er e s e a r c ho np r o c e s so ft h ep u r p l es w e e t p o t a t o t h ep u r p l es e c tp o t a t ob e l o n g st oc o n v o l v u l a e e a eo f1y e a rh e a l t ho rp e r e n n i a lh e r bw h i c hi s a u n i q u es p e c i e so fp o t a t o t h ep u r p l ep o t a t ow a s 8 0n a m e dd u et op u r p l e r e do fs k i na n df l e s h n o to n l yi th a ss m a l la n de x q u i s i t ea p p e a r a n c e ，g o o d - l o o k i n ga n dd e l i c i o u s ，b u ta l s oh a sh i g h n u t r i t i o n a lv a l u e ，av a r i e t yo fm e d i c i n a lv a l u ea n dh e a l t he f f e c t s t h ea r t i c l ei sd i v i d e di n t ot h r e e p a r t s t h ef i r s tp a r td e s c r i b e sa b o u tt h ep u r p l es w e e tp o t a t oi n c l u d i n gg r o w t h , p r o c e s s i n g , c o o k i n g , n u t r i t i o na n dh e a l t hr o l ei nt h ec o u n t r y t h es e c o n dp a r tr e s e a r c h e st h ep u r p l es w e e t p o t a t o1 1 1 i u 【b e v e r a g e t h et h i r dp a r ti sb r e w i n gt e c h n o l o g yp a r a m e t e r so ft h ep u r p l es w e e tp o t a t o n u t r i t i o nw i n e t h i sp a p e rp r o v i d e sat h e o r e t i c a lb a s i st ot h ef u r t h e rd e v e l o p m e n ta n d d e e p - p r o c e s s i n go f p u r p l es w e e tp o t a t o t h ep a p e ru s e sp u r p l es w e e tp o t a t oa n dm i l ka sr a wm a t e r i a lt or e s e a r c han e wt y p eo f c o m p o s i t ed r i n k s f i r s to fa l l ，i tr e s e a r c h e si n t ot h ea m o u n to fp l u sw a t e ra n dt h ec o n d i t i o n so f h y d r o l y s i s t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：p u r p l es w e e tp o t a t op e e l e d ，c o o k e d ，a d dt h ea m o u n to fw a t e r 10t i m e st om a t e r i a l s ，g r o u t , a d da - a m y l a s e t h eo p t i m u mr e a c t i o nc o n d i t i o n so fa a m y l a s ew e r e 6 5 c ，p h6 5 ，s t a r c h3 2 0 u g ( e n z y m ea c t i v i t y4 0 0 0 u g ) ，h y d r o l y s i st i m e6 5 m i n a f t e rh y d r o l y s i s ， t h ep u r p l es w e e tp o t a t om i x e sl i q u i dm i l kb e v e r a g e ，t h eq u a n t i t yo ft h em i l k , s u g a ra c i dr a t i o ， s e l e c t i o no fs t a b i l i z e r , e m u l s i f i e rs e l e c t i o nf o rac e r t a i nr e s e a r c h t h er e s u l t ss h o w e d ：p u r p l e s w e e tp o t a t oi n1 ：10o ft h ee n z y m es o l u t i o ni sa d d e d7 s u g a r , 0 2 c i t r i ca c i d ，2 m i l l0 3 5 c o m p o u n ds t a b i l i z e r ( a g a r ：x a n t h a ng u m ：c m c = 1 ：1 1 ) ， 2 e m u l s i f i e r ( s u c r o s e e s t e r s ： m o n o g l y c e r i d e ：t r i m e r i ce s t e r = 5 ：3 ：5 ) i n3 0m p ap r e s s u r e ，i d e a lm i l k 幽1 1 1 【o ft e x t u r e , c o l o r , f l a v o rc a l lb eo b t a i n e db yh o m o g e n i z a t i o n , d e g a s s i n g ，f i l l i n g , s e a l i n ga f t e rs t e r i l i z a t i o na t121 2 0 r a i n p u r p l es w e e tp o t a t ow i n ec h o o s e sp u r p l es w e e tp o t a t oa n df l e e a sr a wm a t e r i a l ，a f t e r f e r m e n t a t i o nt h ew i n ek e e p sn o to n l yt h en a t u r a lf l a v o rb u ta l s or i c hn u t r i t i o n ，w h i l eb es u i t e dt o y o u n ga n do l d t h ep u r p l ep i g m e n to fp o t a t o e sw i l lr e m a i ni nt h el i q u o ri nt h ef o r m a t i o no fa b e a u t i f u lp u r p l e ，v e r ya t t r a c t i v ea p p e a r a n c eo fp r o d u c t s i te n h a n c e st h en u t r i t i o no fl o ww i n e s u c ha sf l a v o rq u a l i t yo ft h ec o l o r , s m e l l ，t a s t ea n dh e a l t hc a r ef u n c t i o n s p a p e r sm a j o rr e s e a r c h i ss o m et e c h n i c a lp a r a m e t e r ss u c ha sw a t e rc o n t e n ti nt h eb r e w i n gp r o c e s s ，t h ep r o p o r t i o no f y e a s t ，g l y c o s y l a t e dt e m p e r a t u r ea n dt i m e t h er e s u l t ss h o w e d ：l o wa l c o h o lw i n eu s e sp u r p l e s w e e tp o t a t o ，g l u t i n o u sr i c e , p u r ew a t e ra sr a wm a t e r i a l s ，s w e e ts o n ga n df i u i tw i n ey e a s ta s f e r m e n tt op r o d u c t b yc o l o ra n do t h e rs e n s o r yi n d i c a t o r si td e t e r m i n e st h eb e s ti n g r e d i e n t sr a t i o 贾正华紫薯深加工的研究 3 3 ：1 ；s a c c h a r i f i e a t i o no p t i m a la m o u n to fs o n g4 ，s a c c h a r i f i c a t i o nt e m p e r a t u r e3 0 c ，t i m e2 4 h o nt h i sb a s i s ，t h ep r o d u c t i o no fp u r p l es w e e tp o t a t ow i n eh a su n i q u ec o l o r , t a s t es w e e ta n ds t i c k y t a s t e ，a n dr i c hn u t r i t i o n k e yw o r d s ：p u r p l es w e e tp o t a t o ，d e e pp r o c e s s i n g ，m i l kd r i n k s ，b r e w i n gw i n e 贾正华紫薯深加工的研究 扬州大学学位论文原创性声明和版权使用授权书 学位论文原创性声明 3 7 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下独立进行研究工作所取得的研究成果。 除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果。对本 文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人 承担。 学位论文作者签名： 签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关 部门或机构送交学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权扬州大 学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录 到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 学位论文作者签名：导师签名： 签字日期：年月日签字日期：年月日 贾正华紫薯深加工的研究 7 一 第一章概况 1 我国紫薯概况 紫薯因其表皮和肉质呈紫黑色，又叫黑薯，英文名称p u r p l ep o t a t o ，是近几年发展起来 的一种新型红薯类。目前市场出现的品种有国内杂交培育的、也有从国外引进的【1 1 。我国 目前各地栽培的紫红薯品种有：济薯1 8 号。该品种为山东省农科院作物研究所育成， 产量高达3 0 0 0 公斤亩以上；广紫1 3 5 。由广东省农科院育成，亩产量为2 0 0 0 公斤 - - - 2 5 0 0 公斤；宁紫4 号。为江苏省农科院育成，产量相对较低，亩产为1 5 0 0 公斤左右；京 薯6 号。由巴西红薯与我国红薯杂交而成，品质好，亩产量为1 5 0 0 公斤 - 2 0 0 0 公斤。国 外引进的品种主要有：川山紫。从日本川崎农场引进的特色红薯品种，亩产量一般在1 5 0 0 公斤以上。用该薯的嫩茎叶( 尖) 做菜，口感比空心菜还好；美国黑红薯。从美国引种， 产量较高，亩产量为2 0 0 0 公斤左右。适应能力强、口感好、粉而糯、抗病害能力较强， 但薯块上有深条状沟。除食用外，还可用来提取色素；美国短蔓黑杂薯。该品种由美国 航天育种中心培育而成，口味细腻甜滑、香味浓郁。一般亩产量3 0 0 0 公斤；德国黑红 薯。2 0 0 2 年引进我国，薯块大小整齐、肉质细腻、香甜可口、高产。一般亩产量4 0 0 0 公 斤 - 5 0 0 0 公斤。 2 紫薯的营养及保健功能 2 1 紫薯的营养价值 紫红薯又叫黑红薯，薯肉呈紫色至深紫色。它除了具有普通红薯的营养成分外，还富 含硒元素和丰富的花青素。花青素是一种天然紫色素添加剂，它安全无毒副作用，虽然比 人工合成的色素价格贵，但仍然畅销于国际市场。 紫薯和黑薯，好看，好吃，营养成份比普通地瓜高数倍，富含抗癌物质，硒、碘、钙、 锌的含量高出小麦、玉米的十几倍圆。 紫红薯在国际、国内市场上十分走俏，发展前景非常广阔。当今，各国育成了不少紫 红薯良种。紫红薯的深加工主要是提取花青素。川山紫花青素的含量比普通紫红薯高2 倍 以上。美国短蔓黑杂薯其赖氨酸和锰、钾、锌等微量元素，以及具有抗癌作用的碘、硒均 高于一般红薯，且色、香、味、形均佳，属目前最为理想的健康食品。 2 2 紫薯的保健功能 紫薯外形美观，小巧玲珑，人见人爱。薯皮薯肉呈深紫红近黑色，又叫黑薯，为黑色 食品作物资源又增添了一员。 扬州大学硕士学位论文 8 一 紫薯最大的特点是含有丰富的花青素类色素。这类物质在酸性条件下呈红色至深红 色，稳定性较好。近年来的研究结果表明 2 捌，花青素类物质具有抗氧化、捕获氧自由基的 能力，是一类具有保健功能的天然活性物质。因此除了作为天然色素使用外，还可以防治 某些疾病的发生，具有较高的保健功效。 2 2 1 防便秘 紫薯口感香糯，肉质细腻粉沙，含糖量较一般红薯低，食味较淡。紫薯含有丰富的纤 维素等营养成分，这些成分在肠道内无法被消化吸收，可增加粪便体积，促进肠胃蠕动， 清理肠腔内滞留的粘液、积气和腐败物，排出粪便中的有毒物质和致癌物质，保持大便通 畅，改善消化道环境，防止胃肠道疾病的发生。尤其对对防治老年习惯性便秘十分有效。 2 2 ，2 防癌、抗癌 研究表明，紫薯具有多种食疗保健作用，尤其在防癌、抗癌方面与一般红薯比有特殊 的功效。紫薯富含硒，硒能增强免疫系统能力来抵御致癌物质的侵袭，能够抗癌，防老化。 日本国立癌症预防研究所公布了2 0 种抗癌蔬菜“排行榜 ，其中熟甘薯排第一位( 有 效9 8 7 ) 。美国生物学家瑟施瓦茨证实，甘薯中含有的脱氢表雄甾酮可以防止结肠癌和 乳腺癌，它还含有假性雌激素，对保护皮肤、消除人体中的破坏性游离基细胞、延缓衰老 起着十分重要的作用。紫薯还具有消除活性氧的作用。活性氧是癌症、衰老和动脉硬化的 诱因之一。一项针对小白鼠细胞的实验显示，在8 2 种用于实验的蔬菜汁及植物成分中， 紫薯抑制癌细胞增殖的作用最明显。饮食中最具有抗癌作用的营养物质是p 胡萝i - 素、维 生素c 和叶酸，紫薯中这3 者含量都比较丰富。常吃紫薯有助于维持人体的正常叶酸水平， 体内叶酸含量过低会增加患癌症的风险。 2 2 3 清除自由基，抗衰老 紫薯含有大量药用价值高的花青素，花青素类色素广泛存在于紫甘薯、葡萄、血橙、 红球甘蓝、蓝莓、茄子皮、樱桃、红橙、红莓、草莓、桑葚、山楂皮、紫苏、黑( 红) 米、 牵牛花等植物的组织中。花青素为人体带来多种益处。从根本上讲，花青素是一种强有力 的抗氧化剂，它能够保护人体免受一种叫做自由基的有害物质的损伤。花青素还能够增强 血管弹性，改善循环系统和增进皮肤的光滑度，抑制炎症和过敏，改善关节的柔韧性【4 】。 法国科学家马斯魁勒博士发现花青素是天然强效自由基清除剂【5 1 。花青素对1 0 0 多种 疾病有预防和治疗作用，被誉为继水、蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质之后 的第七大必需营养素。花青素是目前发现的防治疾病、维护人类健康最直接、最有效、最 安全的自由基清除剂，其清除自由基的能力是维生素c 的2 0 倍、维生素e 的5 0 倍。花青 贾正华紫薯深加工的研究 9 一 素具有小分子结构，是惟一能透过血脑屏障清除自由基保护大脑细胞的物质，同时能减少 抗生素给人体带来的危害。 2 2 4 降血压、防动脉硬化 紫薯富含多种矿物质、胡萝b 素、叶酸、维生素c 和维生素b 6 ，这些成分均有助于预 防心血管疾病。钾有助于人体细胞液体和电解质平衡，维持正常血压和心脏功能。 实验证明，肥胖导致人体内脂肪蓄积后，会减少脂肪细胞释放的激素，这种激素不但 有助于抑制血管硬化，而且可促进人体消耗脂肪和糖。紫薯含有的逆渗透蛋白，有使人体 该激素回升的作用。因此，专家建议多吃紫薯能抑制代谢综合症，对心脏、血管起到一定 的保健作用。日本的营养学家发现，紫薯中丰富的黏液蛋白，对人体有特殊的保健功能， 能保持心血管壁的弹性，阻止动脉粥样硬化，减少皮下脂肪蓄集，具有减肥健美之功效。 紫薯中丰富的花色素具有保护动脉血管内壁、保持血细胞正常的柔韧性的作用，从而 帮助血红细胞通过细小的毛细血管，增强全身的血液循环并增强细胞活力【5 一。花色素同样 具有松弛血管从而促进血流和防上高血压的功效。花青素的另一降压功效是能防止肾脏释 放出的血管紧张素转化酶所造成的血压升高。 3 紫薯的加工与烹调 3 1 紫薯的加工 由于紫黑薯含有丰富的天然花色素，所以加工出的产品都含有一定的色彩。如用紫薯 加工的粉皮、粉条，产品呈紫红色半透明，好看又好吃，在济南、青岛等城市销售每公斤 1 0 1 5 元，十分抢手。紫黑薯加工成面粉后再掺合3 0 的黑麦面粉，做成高钙保健面条， 在哈尔滨、沈阳、天津等城市销售，比纯麦粉面条价格高出3 倍以上，供不应求。很多城 市的大宾馆、饭店，相继推出了黑薯馒头、窝头、蒸黑薯等食品，很受欢迎【7 ，8 】。山东一家 食品企业，在2 0 0 2 年中秋节月饼中添加了黑薯，十分畅销。在日本的鹿儿岛颖娃镇，完 全用黑薯加工的饮料，被称为“紫色之梦 ，特受青睐。现在有些外贸出口企业，瞄准国 际市场，正在组织黑薯及其产品的出口。紫黑薯生长过程中，病虫害极少，很少使用农药， 薯块生长于地下，受农药污染更小。因地制宜地开发黑薯及黑薯产品，定会有广阔的市场 前景和较高的经济效益。 紫红薯还可去皮烘干粉碎后加工成全粉，色泽美观、营养丰富，是极好的食品加工原 料，可作为各种糕点主料和配料。目前韩国每年要从我国进口紫红薯全粉5 0 0 吨左右。另 外，以紫红薯为原料制作的炸薯片、冷冻薯饼和粉丝等产品，以营养丰富、口感好而颇受 市场青睐。近来，在河南、湖北、山东等地有人种植川山紫红薯，称之为黄土地长出的“黑 扬州大学硕士学位论文 1 0 色金子”。 时下，日本人把烤红薯作为一种美味健康食品，欧美人还设计出以红薯为原料制作的 冰激凌、点心、糖果等。尽管紫薯是我国近年发展起来的新型薯类，但已有多种加工产品。 3 2 紫薯的烹调 紫薯因其外形美观、色泽独特，餐馆也用其代替萝卜作水果雕盘 9 1 。 在一些高档饭店，将紫薯软化后加一定量的水稀释后与牛奶混合后就是一种鲜榨薯乳 饮料。既有丰富的营养又有诱人的色彩、浓郁的芳香、细腻的口感，正是色、香、味具全。 将紫薯洗净切片、放开水中软化打浆，与糯米粉一起和面做成的糕点，香糯可口，为 餐馆的小吃增添了一道美丽的风景线。 将具有良好保健功能的紫薯破碎制成馅料，包裹在饼皮之中，经成型、烘烤加工即紫 薯营养饼。该饼食用方便、口感甚佳、非常适合寻常百姓消费。而且有效保留了紫薯的良 好风味和营养保健成分，保质期可达半年以上。消费者普遍反映紫薯营养饼不仅利于人们 的营养保健，而且这大大有利于促进异地连锁经营，加速进入外地市场，扩大产品销售范 围。 4 紫薯的应用发展前景 随着现代科技的发展，人们对食品添加剂的安全性越来越重视，合成色素的使用种类 和数量也越越受到限制。而天然色素以其安全性高、色彩自然而受到广大消费者的欢迎， 已在食品工业中得到广的应用。目前，国内外已开发出了多种以植物资源为原料的天然色 素，如栀子黄色素、辣椒红色素等。紫红薯因薯皮紫红近黑色，其含有的色素具有很高的 利用价值。紫红薯色素的主要成分为氰定酰基葡糖苷和甲基花青素酰基葡糖苷。目前，国 外学者对该色素的理化性质等已作了不少研究【1 0 】。据报道，该色素有花青素类色素的一般 通性，其色调和稳定性易受p h 值的影响。酸性时稳定，呈红色或紫红色，碱性不稳定， 呈黄绿色。在酸性介质中，色素在可见光区的最大吸收峰为5 4 0 r i m ，其水溶液的耐光性、 耐热较好；除铁、铝离子可降低其溶液稳定性外，其他常见金属离子对其稳定性无明显影 响。 在湖北省农科院的红薯试验地中，就种有多个紫色红薯品种，包括川山紫，主要是利 用它们作杂交育种的亲本材料，以求选出产量高、适应当地种植的紫色红薯品种。紫色红 薯富含紫色素和生物酮。因此紫色红薯的应用前景在于：( 1 ) 加工提取天然色素，用作糕 点、饮料配色或作化妆品( 如唇膏) 的原料，有软化血管、降压护心的作用；( 2 ) 提取生物 酮，作医药原料。红薯是一种保健食品，相对来说紫色红薯含有更多的生物酮。 贾正华紫薯深加工的研究 第二章紫薯乳饮料的研究 甘薯除富含淀粉和可溶性糖外，还含有蛋白质、脂肪酸、多种维生素、氨基酸及钙、 磷、铁等矿物质，是一种药食同源的天然食物【“】，一些发达国家已把甘薯视为营养平衡而 全面的保健食品。紫甘薯属于近年引进的新型甘薯品种，因其含有大量的花青素而呈现诱 人的紫色。花青素是一种抗氧化剂【1 2 , 1 3 】，可以提高人体免疫机能，抑制诱癌物质的产生和 减少基因突变，还可以降低血清中的转氨酶，预防高血压等心血管疾病。 目前，国内外学者对紫甘薯的色素提取、鉴定和理化性质方面已作了不少研究【1 4 1 7 】， 但对于紫甘薯的深i j n - r 方面报道很少。由于紫甘薯中的花青素在加热、烹饪过程中能够保 持稳定性，不会失去原有活性【1 8 2 们，因此紫甘薯是研究开发天然功能性食品的良好材料。 本文利用紫甘薯为原料，添加与其营养成分互补的脱脂奶粉，研制出营养丰富、口感较好 的紫甘薯乳饮料，为紫甘薯的深加工利用提供一条途径。 1 材料与方法 1 1 原辅材料 材料：紫薯( 优质、表面光滑、无病虫害、无机械损伤、皮薄、肉厚的川山薯) 购于扬州大 润发超市，伊利脱脂奶粉：购于扬州大润发超市。 试剂：4 0 0 0 u g 的伐- 淀粉酶：无锡酶制剂厂，柠檬酸( 食品级) ：常熟市杨园化工有限公司，白 糖( 市售优级) ：购于扬州大润发超市，黄原胶，琼脂，单甘酯( h l b3 8 ) ，蔗糖酯，大豆磷 脂，三聚甘油酯等。 1 2 主要仪器和设备 数显恒温水浴锅上海浦东跃欣仪器厂 p h s 3 c 精密p h 计上海精密科学仪器公司 v i s - - - 7 2 2 0 g 可见分光光度计北京瑞利分析仪器公司 w a ：y _ - 2 s 数字阿贝折射仪上海精密科学仪器与公司 高速组织捣碎机金坛市亿通电子有限公司 分析天平北京赛多利斯仪器系统有限公司 s y q d s x - 2 8 0 b 手提式压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂 分光扫描仪上海慧杰科技发展有限公司生产 1 3 试验方法 1 3 1 酶处理条件的确定 扬州大学硕士学位论文 1 2 由于紫薯浆中含有较多的淀粉，容易使饮料产生分层现象，所以须要加入a 淀粉酶糖 化防止分层现象，所用的a 一淀粉酶的酶活力为4 0 0 0 u g 。影响a 一淀粉酶反应的因素有温度、 p h 、用量、时间跚2 2 1 。固定三个因素，有规律的变化第四个因素，用阿贝折射仪测定此状 况下的紫薯溶液的糖度，确定最佳条件。 称取紫薯5 0 0 9 ，切成3 - 5 c m 的薄片，在1 0 0 。c 沸水中煮1 0 m i n ，使其软化，软化的紫 薯质地变得松软，稍经压榨即可成泥状。取出以1 ：8 的料水比加水放入组织捣碎机中打浆。 紫薯含氧化酶和粗纤维，经预煮使酶失活，防止褐变，用打浆机将红薯片打成泥状。 1 3 1 1a 淀粉酶酶解温度的确定 取7 支试管，加入1 0 0 m l 料水比为1 ：8 的紫薯溶液、o 1 9 的q 一淀粉酶，加柠檬酸调节 p h 为6 5 ，分别在5 0 、5 5 、6 0 、6 5 、7 0 。c 、7 5 、8 0 。c 下各水浴加热两小时，测 定糖的含量。 1 3 1 20 【淀粉酶酶解p h 值的确定 取7 支试管，加入1 0 0 m l 料水比为1 ：8 的紫薯溶液、o 1 9 的旷淀粉酶，加柠檬酸调节 p h 值分别为4 1 、4 4 、5 0 、5 5 、6 0 、6 5 、7 0 ，并在6 5 。c 水浴中加热两小时，测糖度。 1 3 1 3a 淀粉酶酶解用量的确定 取9 支试管，加入1 0 0 m l 料水比为1 ：8 的紫薯溶液，分别加入0 【- 淀粉酶2 0 m g 、4 0 m g 、 6 0 m g 、8 0 m g 、1 0 0 r a g 、1 2 0 m g 、1 4 0 m g 、1 6 0 r a g 、1 8 0 r n g ，加柠檬酸调节p h 为6 5 ，并在 6 5 下水浴加热两小时，测糖度。 1 3 1 4a 淀粉酶酶解时间的确定 取9 支试管，加入1 0 0 m l 料水比为1 ：8 的紫薯溶液，0 1 9 的甜淀粉酶，加柠檬酸调节 p h 值为6 5 ，在6 5 水浴中分别加热1 0 m i n 、2 0 m i n 、3 0 m i n 、4 0 m i n 、5 0 m i n 、6 0 m i n 、7 0 m i n 、 8 0 m i n 、9 0 m i n ，测定糖的含量。 1 3 2 紫薯与水的最佳比值 紫薯饮料必须突出紫红薯的风味与特性。控制较好的薯水比，薯水比小无法突出紫薯 的滋味和香型，并且很难达到饮后效果；薯水比大，口感和风味不好，增加了成本，消费 者难以接受。选取薯水比为1 ：2 、1 ：4 、1 ：6 、1 ：8 、1 ：1 0 、1 ：1 2 、l ：1 4 进行试验，并通过品尝 和观察的方法确定最适的加水量。 1 3 3 乳加入量的确定 确定评分标准，取6 份1 0 0 m l 的紫薯与水比为1 ：8 的溶液，分别按1 、2 、3 、4 、 5 、6 的浓度加入奶粉，请1 0 位本专业同学进行品评并打分。感官评价标准见表2 1 。 贾正华紫薯深加工的研究 表2 - 1 饮料感官品质评价标准 t a b 2 一lt h es e n s o r ye v a l u a t i o ns t a n d a r d so f d r i n k s 1 3 1 3 4 糖酸比的确定 在紫薯乳饮料中添加一定量的蔗糖和柠檬酸，不仅有助于改善风味，而且在一定程度 上有助于防止沉淀发生。对紫薯乳饮料的酸味和风味评价良好的p h 值范围是4 5 4 8 ，而 乳蛋白的等电点为p h 值4 6 【6 】，当加入乳后调酸，经常出现沉淀现象即蛋白质凝聚。为了 防止沉淀，增加风味，经配比试验确定糖酸比。将已经酶解的料水比为1 ：2 的紫薯溶液稀释 到1 ：1 0 ，加入3 的乳粉，添加不同比例的砂糖和柠檬酸，从口感和风味上来判断最佳糖酸 比。 1 3 5 稳定剂的筛选 稳定剂是一类能提高食品黏度或形成凝胶的食品添加剂。在食品加工中能起到提高稠 性、黏度、黏着力、凝胶形成能力、硬度、脆性、紧密度以及稳定乳化、悬浊等的作用2 3 甜】。 本试验选择羧甲基纤维素( c m c ) 、琼脂、黄原胶来做比较。 将上面已经调节好甜度和酸度的紫薯溶液取6 份，每份2 0 0 m l ，标好序号，l 中添加 o 3 的黄原胶，2 中添加o 3 的琼脂，3 中添加0 3 的c m c ，4 中添加o 1 5 的琼脂和 o 。1 5 的c m c ，5 中添加o 1 5 的黄原胶和o 。1 5 的c m c ，6 中添加0 1 的黄原胶、o 1 的c m c 和o 1 的琼脂。 杀菌后放置7 天，观察，最后作出判断，确定最适合的稳定剂类型以及它的最适合浓 度。 1 3 6 乳化剂的筛选 乳化剂乳化能力的差别一般用“亲水亲油平衡值”( h l b 值) 表示。h l b 值越小亲油性越 强，h l b 值越大亲水性越强。不同h l b 值的乳化剂有加和性，当两种或以上乳化剂进行适 当的配伍时，可使原h l b 范围扩大，因而增加其适用范围。一个理想的乳饮品乳化剂配方， 应与水相和油相均有较强的亲和力，能够对乳饮品中的各种不稳定因子( 主要是油脂和蛋白 质) 都有较好的乳化稳定作用。而单一的乳化剂很难达到这种理想状态。一般都将h l b 值大 的乳化剂与h l b 值小的乳化剂复配使用，同时还要与适当的胶体使用，方能取得最佳的乳 扬州大学硕士学位论文 1 4 化效果【2 5 矧。 乳化剂筛选实验过程的乳饮料基本配方：伊利脱脂奶粉3 ，蔗糖8 0 ，乳化剂0 1 5 ，稳定剂0 3 ，水加到1 0 0 。 1 3 6 1 单体乳化剂对乳饮料稳定性影响 分别用单甘酯、蔗糖酯、大豆磷脂、三聚甘油酯、s p 6 0 等单体乳化剂【刁。将用不同单 体乳化剂配置的乳饮料稀释8 0 倍，用分光光度计在5 4 0 姗波长下测定样品吸光度a l ，然后 用台式高速离心机在4 0 0 0 r m i n 转速下离, 0 5m i n ，在相同波长下测定离心后样品的吸光度 值a 2 。设r ( 稳定性系数) 咄a l ( i 选1 ) ，r 值越大，说明乳化剂的乳化性能越好【8 】。 用吸光度值来衡量乳化剂乳化效果好坏的原理，主要是利用了蛋白质颗粒和脂肪球的 双折射现象。蛋白质颗粒和脂肪球越小，分布越均匀，吸光度值就越大：蛋白质颗粒和脂 肪球越大，发生附聚的越多，分布越不均匀，吸光度值就越小。 1 3 6 2 复合乳化剂对乳饮料稳定性影响 依据上述结果，选择r 值较大且感官评价好的三种单体乳化剂进行复配。复合乳化剂 的总量与单因素的用量相同，故复合乳化剂中各乳化剂的用量取单因素用量的1 3 进行三 因素三水平的实验，以确定复合乳化剂中单体的用量。确定单体乳化剂复配的因素水平表， 以r 值和感官评价作为评判标准，通过正交试验确定不同乳化剂的最佳配比。 1 3 7 紫薯乳饮料最佳配方的正交试验 根据紫薯的营养保健成分和特有的风味以及决定饮料口感的呈味物质用量，通过正交 试验确定最佳配方。试验样品分别进行感官评分，评分标准见表2 - 2 。 表2 - 2 紫薯乳饮料感官评分标准 t a b 2 - 2t h es e n s o r ye v a l u a t i o ns t a n d a r d so f p u r p l es w e e tp o t a t om i x e dm i l kb e v e r a g e 贾正华紫薯深加工的研究 1 5 选取薯与水的混合比例( a ) 、乳的添加量( b ) 、复合稳定剂用量( c ) 、乳化剂用 量( d ) 为试验因素，进行正交试验。 1 4 工艺流程 院粉酶l i 匿 匝 匿 恒b 堰銎咂蛩堪窭 垣洱牺虱凰匦 匦 匪 匾蜩 1 5 操作要点 1 5 1 原料选择及处理 选择个体肥大、无霉烂、无发芽、无机械损伤的紫薯，用清水洗干净修整后，一部分 用去皮刀刮去表皮，去皮时动作尽量要快。去除表皮后立即投入护色液( 0 0 5 维生素 c + o 1 柠檬酸) 中进行护色处理，以防止紫薯肉体暴露在空气中较长时间引起褐变。 1 5 2 软化、打浆 称取紫薯5 0 0 9 ，切成3 s e m 的薄片，在1 0 0 c 沸水中预煮3 0 m i n ，使其软化，软化的 紫薯质地变得松软，稍经压榨即可成泥状。取出以1 ：2 的料水比加水放入组织捣碎机中打 浆成泥状。紫薯含氧化酶和粗纤维，经预煮后使酶失活，防止褐变。 1 5 3 糖化 采用适宜的温度、p h 值和时间进行酶解处理，酶解反应最适作用条件为温度6 5 c 、 p h 值6 5 、a 淀粉酶用量4 0 0 u g 淀粉( 酶活力4 0 0 0 u g ) 、酶解时间6 0 m i n 。再用滤布进 行过滤，得到紫薯溶液。 1 5 4 调配 一个受消费者欢迎的产品要有一个好的口感和让人喜欢的外观。紫薯糖化液是一个玫 瑰色的溶液，与乳的混合液则是一个均匀的乳浊液。因此需要一个合理的配方。 1 5 5 均质、灌装杀菌 均质是使紫薯乳饮料中固体物质进一步细化，使口感更细腻，稳定性更好。一个乳浊 液既要混浊又要保持均匀的混浊状态。经过均质后会使紫薯乳饮料体系更细腻润滑。 清洗饮料瓶将多个2 0 0 毫升的玻璃瓶清洗干净并杀菌，灌装好的饮料放热水中先进行 排气，以排出饮料的空气，防止饮料的氧化变色、延长保质期。工业化生产中则采用真空 排气的方法。 料液均质后送入灌装机定量灌装，压盖密封，进入高压灭菌锅内1 2 1 灭菌2 0r n i n 2 7 1 ， 扬州大学硕士学位论文 1 6 即为成品。 2 结果与分析 2 1 酶处理条件的确定 2 1 1a 淀粉酶作用温度的确定 每种酶都有其适宜的作用温度。温度低了不能充分发挥酶的活力，温度高了会使酶失 活，糖化不能正常进行。因此对该旷淀粉酶做了最佳糖化温度的试验，结果见图2 1 。 4 55 05 56 06 57 07 58 08 5 温度( ) 图2 1 不同温度下糖的含量 f i g 2 1t h es u g a rc o n t e n tu n d e rd i f f e r e n tt e m p e r a t u r e s 由图2 - 1 可以看出，随着温度的升高，酶解加快。但当温度达到6 5 - - 7 0 的时候，酶 的活力下降，失去活性，部分糖分解，出现糖分下降的趋势。因此在生产过程中应尽量使 反应体系的温度控制在6 5 - 7 0 。 2 1 2a 淀粉酶作用p h 的确定 每种酶都有其适宜的作用酸碱度，即p h 。试验选择从酸性至中性( 4 7 ) 的p h 范围， 试验结果见图2 - 2 。 v 8 6 4 2 o d o o 6 t 2& & 良& 一掌一删攀缸 贾正华紫薯深加工的研究 1 9 糖8 含 量7 ( ) 6 44 555 566 57 p h 值 1 7 图2 - 2 不同p h 值下糖的含量 f i g 2 2t h es u g a rc o n t e n tu n d e rd i f f e r e n tp hv a l u e 由图2 2 可以看出，随着p h 的增加a 一淀粉酶的活性增加，但接近中性时，含糖量变 化趋于稳定，因此确定a 淀粉酶解的最佳p h 值为6 5 。0 t 淀粉酶在p h 值6 7 范围内酶解 的效果最好。 2 1 3a 淀粉酶最佳用量的确定 不同的酶有不同的活力，同一种酶不同的生产方法其活力也不同。试验用酶活力为 4 0 0 0 u g 的a 一淀粉酶作用于紫薯液的用量进行了探讨，结果见图2 - 3 。 酶用量( g ) 图2 - 3 不同旷淀粉酶的用量对糖含量的影响 f i g 2 3t h es u g a rc o n t e n tu n d e rd i f f e r e n ta m o u n to fa - a m y l a s e 扬州大学硕士学位论文 1 8 由图2 3 可以看出，a 一淀粉酶酶解的最佳用量为0 1 9 ，即4 0 0 u g 淀粉酶。而淀粉酶用 量0 0 8 9 与0 1 9 对糖的影响差异不明显，从经济考虑，本试验决定酶用量0 0 8 9 ，即3 2 0 u g 淀粉酶。 2 1 4 仅一淀粉酶最佳作用时间的确定 确定了酶的最佳作用温度、作用p h 和最佳用量后，试验对最佳作用时间做了探讨， 结果见图2 4 。 9 8 5 8 7 5 糖， 含6 5 量6 ( 菇，5 b 4 5 4 1 0 2 03 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 09 0 时间( m i n ) 图2 4 不同时l 司下糖的含量 f i g 2 - 4t h ec o n t e n to f s u g a ru n d e rd i f f e r e n tt i m e 由图2 4 可以看出，a 淀粉酶酶解的最佳作用时间为6 5 - 7 0 m i n 。 综上所述，a 一淀粉酶酶解最适作用条件为温度6 5 。c 、p h 6 5 、用量3 2 0 u g 淀粉酶( 酶 活力4 0 0 0u 曲、时间6 5 r a i n 。 2 2 紫薯与水的最佳配比的确定 紫薯是近几年我国发展起来的一种新型甘薯品种。中性溶液深紫色，随p h 改变色调 有所变化。紫薯溶液太浓薯昧较重，颜色较深。加水比例太大，味道和色泽都太淡。为此， 试验对该饮品以色香味为评价标准探讨最佳薯水比，结果见表2 3 。 贾正华紫薯深加工的研究 表2 - 3 不同薯水比下的感官评价 t a b 2 3t h es e n s o r ye v a l u a t i o nu n d e rd i f f e r e n tr a t i oo f p o t a t oa n dw a t e r 1 9 由表2 。3 可知，不同薯水比的溶液颜色差异不是很明显，但对风味影响较大，本试验 选取1 ：8 、1 ：1 0 、1 ：1 2 比较合适。 2 3r f l n 入量对饮料的影响 乳加入量对饮料的风味、外观、生产地成本都有很大关系，所以本试验对饮料中的乳 加入量做了探讨。评分标准见表2 - 1 。 取6 份2 0 0 m l 的紫薯与水比为1 ：1 0 的溶液，分别按以下比例加入奶粉，请1 0 位本专 业同学进行品评，结果见表2 - 4 。 表2 - 4 不同比例奶粉的感官评价 t a b 2 - 4t h es e n s o r ye v a l u a t i o no fd i f f e r e n tp r o p o r t i o n so f m i l k 由表2 - 4 可知，不同比例奶粉的色、香、昧感官评价得出，奶粉比例在2 、3 、4 时都较合适，考虑成本因素，选择2 最适宜。 2 4 糖酸比的确定 扬州大学硕士学位论文 2 0 每种饮料都有不同的糖酸比。一般原则为高糖配合高酸，低糖应调整较低的酸度，才 有一个协调的口味。试验做了不同糖酸比的研究，结果见表2 5 。 表2 - 5 紫薯乳饮料糖酸比试验结果 t a b 2