黑米饮料工艺的研究.pdf

工艺技术Vol 29 No 09 2008 食品工业科技 2008年第09期 黑米饮料工艺的研究 马晓佩 张 晖 王 立 郭晓娜 姚惠源 江南大学食品学院 食品科学与工程国家重点实验室 江苏无锡214122 摘 要 以黑米为原料 通过单因素和正交实验 对黑米饮料浸提工艺和糖化工艺进行了研究 结果表明 采用1 10的 料液比 在75 条件下浸提1h 可将黑米色素最大程度地转移到饮料中 工艺中糖化酶用量为200u g原料 糖化时间 为4h 饮料中花色苷含量为12180mg 100mL 关键词 黑米饮料 黑米色素 浸提 糖化 Study on processing technology of black rice beverage MA Xi ao pei ZHANG Hui WANG L i GUO Xiao na YAO Hui yuan College of Food Science and Technology State KeyLaboratory of Food Science and Technology Jiangnan University Wuxi 214122 China Abstract The extrac tion and saccha rifica tion p rocess ing of b lack rice beve rage we re s tud ied us ing s ing le fac tor and orthogona l exp e ri m ent1The results showed tha t10ti m es of wa te r extrac tion for1h unde r75 could extrac t m os t of the b lack rice p igm ent into the b lack rice beve rage1The extrac tion p rocess could p rotec t the b lack rice p igm ent from deg rada tion in the long ti m e high temp e ra ture enzym a tic hyd rolys is p rocess the dosage of the g lucoam ylase was200u g rice the saccha rifying ti m e was4h the content of anthocyanin was12180m g 100mL1 Key wo rds b lack rice beve rage p igm ent of b lack rice extrac tion saccha rifying 中图分类号 TS27514 文献标识码 B 文 章 编 号 1002 0306 2008 09 0209 03 4 曹家权 秦岭 1园艺植物种质资源学 M 1北京 中国农 业出版社 20021 5 何健 1板栗汁乳酸发酵的研究 J 1郑州工程学院报 2002 2 59 611 7 杨芙莲 杨大庆 1纯板栗饮料的研究 J 1陕西科技大学 学报 2003 2 51 551 8 杨芙莲 宋宏新 1板栗加工中防褐变和稳定性的研究 J 1 食品科技 2003 3 74 761 谷物饮料作为一种健康饮料 已经渐渐成为一 个热点 国内外已有大量研究报道 1 4 黑米集色 香 味于一身 营养丰富 并具有保健及药用价值 明代李时珍在 本草纲目 中早已记载食用黑米具 有 滋阴补肾 健脾暖肝 明目活血 等功效 在民 间 黑米也有 珍贡米 药米 之誉 5 近年来 由于现代科学技术的进步 进一步确认了黑米特有 的营养和食疗价值 黑米不仅营养成分含量丰富 而且各种营养素之间比例合理 其蛋白质 矿物质 维生素含量均远远高于普通稻米 6 此外 黑米皮 层中还含有丰富的黄酮 花青素 生物碱等抗癌活 性物质 7 8 如今人们的饮食消费观念已转向 食 以黑为补 的新阶段 为了迎合食品发展的这种新 趋势 黑米饮料应运而生 目前国内已有大量关于 黑米饮料的报道 9 11 但是上述工艺中没有考虑到 尽可能地将黑米色素提取进饮料中 本实验经过 预先浸提 将黑米中的功能性物质 黑米色素最 收稿日期 2008 02 28 作者简介 马晓佩 1983 女 在读硕士 研究方向 谷物功能成分 大程度地提取到饮料中 避免了黑米色素因高温长 时的酶解操作而受到较多的破坏 因此 饮料营养价 值极为丰富 而且工艺包括原料焙炒以及酶解糖化 处理 使得饮料澄清透明 颜色美观 具有特殊的焙 炒香味 是真正的将黑米的色 香 营养集于一身的 保健佳品 1 材料与方法 111 材料与设备 黑米 安徽燕之坊食品有限公司 高温 淀粉 酶 20000u mL 糖化酶 100000u mL 无锡杰能 科生物技术有限公司 TU 1900双光束紫外可见分光光度计 上海 禾工科学有限公司 722光栅分光光度计 无锡科 达智能仪器厂 DELTA300PH计 电子天平 梅特 勒 托利多仪器 上海 有限公司 低速离心机 上 海医用分析仪器厂 恒温水浴锅 上海一恒科技有 限公司 增力电动搅拌器 金坛市岸头国瑞实验仪 器厂 S M 603T型电烤炉 新麦机械有限公司 112 工艺流程 902 食品工业科技 Science and Technology of Food Industry 工艺技术 2008年第09期 113 操作要点 11311 烘焙 将原料黑米在160 烘箱中烘烤 30min 使之产生焦香气味 11312 浸提 准确称取烘烤黑米 加定量去离子水 在一定温度下提取1h 将提取液稀释至适当倍数 测 定吸光度 通过吸光度反映色素的提取率 12 并通过 单因素及正交实验确定最佳浸提条件 11313 打浆 将浸提后的黑米按1 5的料液比加入 水 打浆 并使之糊化 11314 液化 将黑米糊pH调至610 按30u g黑米 的加酶量加入高温 淀粉酶 在90 反应30min 使 最终DE值达到20 左右 11315 糖化 将上一步的液化液迅速冷却至60 并 调pH为415 加入糖化酶 在60 条件下反应 反应 结束后 迅速煮沸5min 进行灭酶处理 2 结果与分析 211 烘烤 烘烤能使黑米在低湿条件下发生反应 形成大 量的香味化合物 使黑米具有浓郁的焙炒香味 从而 使得黑米饮料也具有浓郁的特殊香味 此外 高温 烘焙还可以使得黑米达到一定的糊化度 增大淀粉 酶的作用面积 增加黑米淀粉的可降解性 13 烘烤 温度太低 产生的香味不浓 烘焙温度太高 容易产 生 焦 糊 的 味 道 因 此 本 产 品 选 择160 烘 烤30min 4 212 黑米最佳浸提条件的确定 由于花色苷是水溶性色素 根据比尔定律 溶液 的浓度与其吸光度A成正比 因此实验采用吸光度 来表示提取率的高低 12 将黑米色素水提液用TU 1900双光束紫外可见 分光光度计在400 600nm之间每隔10nm测定其吸 光度 并绘制吸收光谱图 见图1 由图1可知 黑米 色素在pH为6的去离子水中的最大吸收波长 为495nm 图1 黑米浸提液紫外扫描图 21211 时间对浸提效果的影响 将5g黑米以1 10 的料液比加入去离子水 在75 下浸提不同时间 所 得浸提液的吸光值如图2所示 随着浸提时间的延 长 色素的提取率逐渐增高 但是在浸提60min后 浸提率有下降的趋势 这是因为黑米色素的热不稳 定性 随着浸提时间的延长 黑米色素有部分降解 21212 温度对浸提效果的影响 将5g黑米以1 10 图2 时间对浸提效果的影响 的料液比加入去离子水 在不同温度下分别提取 45min所得到的色素提取液的吸光值如图3所示 随 着浸提温度的升高 黑米色素在相同时间内提取率 逐渐增高 在温度增高至75 时 提取率随之下降 这是由于黑米色素在高温下不稳定 可见 适当的 提高浸提温度有利于提高色素的转移速率 但是 不 能超过75 否则由于色素的热不稳定性 会造成一 定的损失 图3 温度对浸提效果的影响 21213 料液比对浸提效果的影响 将5g黑米以不同 的料液比加入去离子水 在75 下浸提45min 所得 的色素提取液的吸光值如图4所示 随着料液比的 增高 色素提取率缓慢上升 但影响不大 在相同时 间内 随着料液比的增加 其对于色素提取率的影响 逐渐减小 图4 料液比对浸提效果的影响 21214 浸提时间 温度 料液比对浸提率影响的正交 实验 通过单因素实验可知 浸提时间 温度 料液 比对提取率均有一定的影响 因此采用正交实验确 定最佳提取条件 以吸光度作为指标反映色素的提 取效率 以提取温度 时间 料液比作为影响因素 因 素水平见表1 结果表略 表1 浸提正交实验的因素水平表 水平 因素 A温度 B时间 min C料液比 165451 8 270601 10 375751 12 由结果可知 影响吸光度值的各因素的主次关 012 工艺技术Vol 29 No 09 2008 食品工业科技 2008年第09期 系为 A 温度 B 时间 C 料液比 而料液比对 于吸光度值的影响差异不是很大 因此 最佳提取 条件为 温度75 时间60min 料液比为1 10 213 液化糖化条件的确定 高温 淀粉酶液化使得液化液的 DE值达到 20 左右时 后续糖化酶作用时间短 且滤液较 澄清 14 15 对于糖化酶 通过加酶量 反应时间的单因素实 验 以DE值为指标 确定了酶的最佳添加量与反应 时间 如图5所示 随着加酶量的增大 DE值上升 但增加到200u g原料时 增加量便不再显著 如 图6所示 随着糖化时间的延长 DE值增加 但是在 4h后 增加量便不再显著 因此 最终确定糖化酶的 添加量为200u g 反应时间为4h 214 饮料的理化指标 花色苷是黑米色素的主要组成成分 同时也是 黑米中的主要功能性物质 如表2所示 黑米饮料 中花色苷含量为12180mg 100mL 此外 饮料中还含 有人体必需的氨基酸 以及丰富的K Mg Mn Ca Na P等人体必需的矿物质元素 其中以K为最高 含量为2019mg 100mL 表2 饮料的理化指标 成分含量 总可溶性固形物 g 100mL 1013 蛋白质 g 100mL 0107 脂肪 g 100mL 0105 总糖 g 100mL 10137 黑米花色苷 mg 100mL 12180 氨基酸 mg 100mL 3130 Zn g 100mL 46150 Fe g 100mL 23100 Mg g 100mL 7150 103 Mn g 100mL 2188 102 K g 100mL 2109 104 Na g 100mL 1170 103 Ca g 100mL 8190 102 P g 100mL 1121 104 3 结论 311 黑米色素水提液的最大吸收波长为495nm 黑 米饮料浸提工艺的最佳条件为 温度75 时间 60min 料液比为1 10 此时可以最大程度地将黑米 中的色素转移到饮料中 312 经前期实验 确定了液化工艺条件为 高温淀粉 酶用量为30u g原料 在pH为6的条件下酶解 40min 本实验确定糖化工艺条件为 在pH为415的 条件下 糖化酶添加量为200u g原料 酶解时间 为4h 313 黑米饮料中含有丰富的花色苷 其含量为 12180mg 100mL 还含有丰富的K Mg Mn Ca Na P 等矿物质 参考文献 1 Miki A Isogai A Utsunomiya H I wata H J Biosci Bioeng1 Identification of 2 4 6 trichloroanisole TCA causing a musty muddy off flavor in sake and its production in rice koji and moromimash J 12005 100 2 178 1831 2 Papetti A Pruzzo C Daglia M Grisoli P Bacciaglia A Repetto B Dacarro C Gazzani G1J1Effectof barley coffee on the adhesive properties of oral streptococci J 1Agric Food Chem 2007 55 2 278 2841 3 Drewnowski A F Bellisle1Liquid calories sugar and body weight J 1Am J Clin Nutr 2007 85 3 651 6611 4 Mitchell Cheryl R Mitchell Pat R et al1Nutritional rice milk production P 1US4744992 19881 5 赖来展 1黑色食品开拓研究 M 1北京 中国农业出版 社 1995121 241 6 游月华 1紫黑米的色素和营养成分研究综述 J 1中国 稻米 2006 5 7 81 7 Chen P N Kuo W H Chiang C L Chiou H L1Black rice anthocyanins inhibit cancer cells invasion via repressionsofMMPs and u