紫薯復(fù)合飲料的研制

紫薯復(fù)合飲料的研制

紫甘薯是一種具有紫黑色皮膚和紫色果肉深度的甘薯新品種。因含有十分豐富的花青素類(lèi)色素、硒、多糖、植物蛋白、維生素和礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)成分而成為當(dāng)前研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)?；ㄇ嗨厥撬幱脙r(jià)值很高的天然強(qiáng)效自由基清除劑,具有清除自由基、抗氧化、抗腫瘤、預(yù)防和治療心血管疾病、抑菌等多種藥用功能。采用紫薯為原料制得的飲料,顏色鮮艷、香氣濃厚、口感甘甜且具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)紫薯飲料的研究主要集中在產(chǎn)品的工藝開(kāi)發(fā)方面,而對(duì)紫薯飲料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分析和抗氧化性的研究則相對(duì)較少。本實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室自制紫薯復(fù)合飲料的主要成分進(jìn)行系統(tǒng)地檢測(cè)分析與評(píng)價(jià),并將其與市售相關(guān)飲料的抗氧化性進(jìn)行比較,旨在為紫薯原料的高值化利用和紫薯飲料的規(guī)?；a(chǎn)提供參考依據(jù)。1材料和方法1.1不添加其它試劑紫薯、100%蘋(píng)果汁、桑果緣桑果汁飲料、紫薯漿復(fù)合果蔬汁飲料市購(gòu)。其中,100%蘋(píng)果汁不添加白砂糖,購(gòu)買(mǎi)的飲料均不添加任何防腐劑,且與實(shí)驗(yàn)室自制的紫薯復(fù)合飲料生產(chǎn)日期相近。氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品(色譜純)、DPPH自由基美國(guó)Sigma公司;TRIONE茚三酮(色譜純)、TBST洗滌緩沖液(色譜純)美國(guó)Pickering公司;乙腈(色譜純)美國(guó)Tedia天地試劑公司;TrisBase美國(guó)Promega公司;其他試劑均為分析純。1.2儀器和檢測(cè)方法高效液相色譜儀美國(guó)Waters公司;AR1140/C型電子天平澳豪斯(上海)公司;S7130AminoAcidReagentOrganizer氨基酸全自動(dòng)分析儀德國(guó)Sykam公司;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋常州國(guó)華電器有限公司;PHS-2C型精密pH計(jì)上海勝磁儀器有限公司;UV-2102PC型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)龍尼柯(上海)儀器有限公司;臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)美國(guó)Beckman公司。UDK152自動(dòng)凱氏定氮儀意大利Velp公司;N-1000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上海愛(ài)朗儀器有限公司;3-550PD可控高溫爐美國(guó)Vulcan公司。1.3方法1.3.1紫甘薯基本營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定、紫甘薯復(fù)合飲料的制備工藝條件1.3.1.理化指標(biāo)的測(cè)定水分:按GB/T5009.3—2010《食品中水分的測(cè)定》規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定;灰分:按GB/T5009.4—2010《食品中灰分的測(cè)定》規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定;粗脂肪:按GB/T14772—2008《食品中粗脂肪的測(cè)定》規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定;蛋白質(zhì):按GB/T5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定;淀粉:按GB/T5009.9—2008《食品中淀粉的測(cè)定》規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定;膳食纖維按GB/T5009.88—2008《食品中膳食纖維的測(cè)定》規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。1.3.1.花青素含量的測(cè)定1)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制:配制0.5mg/mL的原花青素標(biāo)準(zhǔn)溶液(稱(chēng)取原花青素標(biāo)準(zhǔn)品5.00mg溶于甲醇中,定容至10mL),吸取0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mL分別置于6支10mL具塞比色管中,各加入甲醇溶液至1.0mL,然后加入6.0mL正丁醇-鹽酸溶液(95:5,V/V),和0.2mL2%硫酸鐵銨溶液(臨用時(shí)配,用濃度為2mol/L鹽酸配成2%的溶液,2.0gNH4Fe(SO4)2·12H2O溶于鹽酸中,定容至100mL),搖勻后,置沸水浴中加熱40min,然后置于冰水浴中冷卻15min,以正丁醇-鹽酸:硫酸鐵銨:0.1%鹽酸=30:1:5(V/V)的混合試劑空白作參比,于最大吸收波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。2)樣品中花青素含量的測(cè)定:將樣品中提取的花青素濃縮液定容,取1.0mL按標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制方法測(cè)定其吸光度,根據(jù)回歸方程計(jì)算樣品中花青素的質(zhì)量濃度,樣品中原花青素含量的計(jì)算見(jiàn)式(1):式中:ρ為樣品花青素的質(zhì)量濃度/(mg/mL);V為溶液體積/mL;m為樣品質(zhì)量/g。1.3.1.調(diào)節(jié)ph值紫薯→清洗去皮→蒸汽滅酶5min→破碎→高溫糊化40min→加3倍水打漿→調(diào)節(jié)pH值至6.0,α-淀粉酶的加入量為70U/100mL(酶活為2000U/g)、酶解溫度70℃、酶解50min→調(diào)節(jié)pH值至4.2;再加入葡萄糖糖化酶進(jìn)行酶解,葡萄糖糖化酶的加入量為8500U/100mL(酶活為75000U/g)、酶解溫度65℃、酶解時(shí)間120min→滅酶后冷卻→過(guò)濾→硅藻土精濾→紫薯原汁60mL、蘋(píng)果汁25mL、水15mL調(diào)配→80℃條件下滅菌40min→成品1.3.2紫甘薯復(fù)合飲料的質(zhì)量指數(shù)為1.3.2.1.感官指數(shù)的測(cè)量參照NY82.2—1988《果汁測(cè)定方法:感官檢驗(yàn)》規(guī)定的方法檢驗(yàn)。1.3.2.2.微生物指數(shù)的測(cè)量參照GB/T4789.21—2003《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn):冷凍飲品、飲料》規(guī)定的方法檢驗(yàn)。1.3.2.總酸含量的測(cè)定可溶性固形物:按GB/T12143—2008《飲料通用分析方法》規(guī)定的方法測(cè)定;總酸:按GB/T12456—2008《食品中總酸的測(cè)定》規(guī)定的方法測(cè)定;總砷及無(wú)機(jī)砷:按GB/T5009.11—2003《食品中總砷及無(wú)機(jī)砷的測(cè)定》規(guī)定的方法測(cè)定;鉛:按GB5009.12—2010《食品中鉛的測(cè)定》規(guī)定的方法測(cè)定;銅:按GB/T5009.13—2003《食品中銅的測(cè)定》規(guī)定的方法測(cè)定;花青素參照1.3.1.2節(jié)的方法測(cè)定。1.3.3紫甘薯復(fù)合飲料中糖組分的測(cè)定1.3.3.高效液相色譜分析方法將葡萄糖、果糖、蔗糖和麥芽糖烘干,配制成2.5mg/mL的混合標(biāo)品,過(guò)0.22μm水系濾膜,再進(jìn)行高效液相色譜(highperformanceliquidchromatography,HPLC)分析。1.3.3.2.紫甘薯原果汁和紫甘薯復(fù)合飲料的處理將紫薯原汁和成品紫薯復(fù)合飲料分別離心,過(guò)0.22μm水系濾膜,再進(jìn)行HPLC分析。1.3.3.3-鉻條件色譜柱:氨基柱;流動(dòng)相:乙腈:水=80:20(V/V);流速:0.6mL/min;進(jìn)樣量:15μL;柱溫:80℃。1.3.4濃縮緩沖液過(guò)濾機(jī)體取0.5mL試樣加入10mL80%乙醇溶液混合均勻后,靜置過(guò)夜,10000r/min離心5min,取1mL上清液濃縮后加入1mL緩沖液過(guò)濾上機(jī)。參考GB/T5009.124—2003《食品中氨基酸的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。1.3.5抗氧化能力的測(cè)定1.3.5.制備有利于干燥的水溶液取1mL0.75mmol/L鄰二氮菲的無(wú)水乙醇溶液于試管中,依次加入2mL0.15mol/L磷酸鹽緩沖溶液(PBS,pH7.40)和1mL蒸餾水,混勻;加入1mL0.75mmol/LFeSO4?7H2O溶液,混勻,加入1mL0.01%的H2O2,于37℃水浴反應(yīng)60min,在536nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度A損,未損傷管以蒸餾水代替損傷管中H2O2,同等操作條件下測(cè)吸光度A未,樣品管分別以4種樣品代替損傷管中的蒸餾水,同等操作條件下測(cè)吸光度A,每個(gè)樣品做3個(gè)平行取平均值,清除率計(jì)算見(jiàn)式(2):1.3.5.鄰苯三酚用量的影響在試管中加4.5mL0.05mol/L、pH8.2的Tris-HCl緩沖液,分別加入待測(cè)樣品50μL,空白組加入同體積的蒸餾水,再加入25μL的0.045mol/L鄰苯三酚(以0.01mol/L鹽酸配制),振蕩計(jì)時(shí)3min,加入50μL10%抗壞血酸中止反應(yīng),立即于325nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,樣品本身顏色有影響,用50μL樣品加4.5mL0.05mol/L、pH8.2的Tris-HCl緩沖液作為參比。清除自由基活力(scavengingactivity,SA)計(jì)算見(jiàn)式(3):1.3.5.無(wú)水乙醇混合溶液樣品的測(cè)定取待測(cè)樣品各2mL,分別與2×10-4mol/L的DPPH自由基無(wú)水乙醇溶液混合,搖勻后放置30min。以相對(duì)應(yīng)的溶劑(2mL蒸餾水與2mL無(wú)水乙醇的混合溶液)為對(duì)照,分別測(cè)定上述溶液在517nm波長(zhǎng)處的吸光度A1。取待測(cè)樣品各2mL,分別與2mL蒸餾水混合均勻后,以蒸餾水為對(duì)照,分別測(cè)定各混合液于波長(zhǎng)517nm波長(zhǎng)處的吸光度A2。取2×10-4mol/L的DPPH自由基無(wú)水乙醇溶液2mL與水混合均勻后,以相對(duì)應(yīng)的溶劑(2mL蒸餾水與2mL無(wú)水乙醇的混合溶液)為對(duì)照,測(cè)定上述溶液于517nm波長(zhǎng)處的吸光度A0,清除率(Ⅰ,%)按式(4)計(jì)算:2結(jié)果與分析2.1甘薯的基本營(yíng)養(yǎng)成分2.2紫甘薯復(fù)合飲料的質(zhì)量指數(shù)2.2.1香辛料、甜酸、組織狀態(tài)色澤:呈亮紫色液體,均勻一致;滋味和氣味:具有紫薯的氣味,香氣協(xié)調(diào)、滋味柔和,甜酸適度、無(wú)異味;組織狀態(tài):均勻一致的透明液體,有極少量沉淀,但搖勻后仍成均勻狀態(tài),無(wú)肉眼可見(jiàn)外來(lái)雜質(zhì)。飲料放置6個(gè)月后,色澤、滋味、氣味以及組織狀態(tài)均無(wú)改變。2.2.2菌、酵母計(jì)數(shù)菌落總數(shù)≤100CFU/mL;大腸桿菌數(shù)≤3MPN/100mL;霉菌、酵母數(shù)≤20CFU/mL;致病菌(沙門(mén)氏菌、志賀氏菌、金黃色葡萄球菌)未檢出。2.2.3物理和化學(xué)指標(biāo)2.3紫甘薯復(fù)合飲料中糖組分分析2.3.1糖種類(lèi)的檢測(cè)結(jié)果按高效液相色譜分析條件測(cè)定,4種糖的混合標(biāo)品見(jiàn)圖1。出峰時(shí)間8.426、9.293、12.438、13.408min依次為果糖、葡萄糖、蔗糖和麥芽糖,4種糖在給定檢測(cè)條件下,分離效果較好,峰形標(biāo)準(zhǔn),基線(xiàn)穩(wěn)定,說(shuō)明儀器條件合適。2.3.2紫薯飲料的調(diào)配糖類(lèi)化合物是維持生命活動(dòng)的主要能源,能夠改善飲料的口味并起到增加熱能的目的。目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)部分飲料中糖類(lèi)物質(zhì)種類(lèi)、含量沒(méi)有明確規(guī)定。飲料中的糖主要包括果糖、葡萄糖和蔗糖。由表3可以看出,紫薯復(fù)合飲料雖未添加食用糖類(lèi),但由于加工過(guò)程中采用酶解淀粉的方法處理紫薯原料,并且在調(diào)配得過(guò)程中加入了蘋(píng)果汁,所以飲料中含有一定數(shù)量的單糖和雙糖。飲料中葡萄糖含量最多,為38.94mg/mL,紫薯中含有大量淀粉,經(jīng)過(guò)液化和糖化后,紫薯中的淀粉轉(zhuǎn)化成麥芽糖并最終轉(zhuǎn)換為葡萄糖(圖2、3),同時(shí)由于調(diào)配工藝中添加了蘋(píng)果汁,蘋(píng)果汁中也含有一定量的葡萄糖,因此,最終的成品中含有較多的葡萄糖。飲料中果糖含量為7.59mg/mL,由于紫薯的加工工藝中未采用果膠酶進(jìn)行水解,所以只產(chǎn)生了很少的果糖(圖2),果糖的主要來(lái)源是蘋(píng)果汁,蘋(píng)果原汁中果糖含量居所有糖類(lèi)之首,約為10%。飲料中蔗糖含量為0.84mg/mL,由圖3可知,酶解后的紫薯原汁中不含有蔗糖,且飲料的調(diào)配過(guò)程中未添加蔗糖,所以推測(cè)蔗糖也主要來(lái)源自蘋(píng)果汁。2.4紫甘薯復(fù)合飲料中的氨基酸組成和含量2.4.1紫薯氨基酸營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)人體必需氨基酸共有8種——亮氨酸、賴(lài)氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸(其中兒童還包括組氨酸)。從表4中可以看出,紫薯復(fù)合飲料中含有5種必需氨基酸,必需氨基酸含量為9.15mg/100mL,占氨基酸總量27.16%。必需氨基酸中纈氨酸含量高達(dá)5.6mg/100mL,其他必需氨基酸含量為:苯丙氨酸1.01mg/100mL、賴(lài)氨酸0.88mg/100mL、亮氨酸0.85mg/100mL、異亮氨酸0.81mg/100mL。從表4可以看出,實(shí)驗(yàn)室自制的紫薯復(fù)合飲料中必需氨基酸配比較適宜,可以作為日常生活的必需氨基酸補(bǔ)充來(lái)源。我國(guó)居民習(xí)慣于食用含賴(lài)氨酸較少的谷物類(lèi)食,因此賴(lài)氨酸攝入量不足,而實(shí)驗(yàn)室自制的紫薯復(fù)合飲料賴(lài)氨酸的含量較高,可以起到平衡我國(guó)居民膳食中氨基酸比例的作用。2.4.2絲氨酸和精氨酸從表4可以看出,紫薯復(fù)合飲料中至少含有12種游離氨基酸,氨基酸總量達(dá)33.68mg/100mL,其中絲氨酸含量達(dá)9.92mg/100mL,占氨基酸總量的29.45%,絲氨酸是腦等組織中的絲氨酸磷脂的組成部分,有降低血液中的膽固醇濃度、防治高血壓的作用。此外,組氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、酪氨酸、精氨酸、甘氨酸的含量分別為6.46、4.66、2.18、0.72、0.39、0.21mg/100mL。由此可以看出,實(shí)驗(yàn)室自制的紫薯復(fù)合飲料中氨基酸種類(lèi)豐富,含量較多,具有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。2.4.3來(lái)源一：一種來(lái)源紫薯復(fù)合飲料中,天冬氨酸、精氨酸、丙氨酸和甘氨酸呈現(xiàn)一定的鮮味,是構(gòu)成飲料鮮味的主要來(lái)源之一。其中天冬氨酸與味覺(jué)中鮮味的形成有關(guān),甘氨酸、丙氨酸與味覺(jué)中甜味的形成有關(guān),這幾種呈甜、鮮味的氨基酸同其他呈味物質(zhì)共同構(gòu)成復(fù)雜的味感,呈味氨基酸在飲料中含量相對(duì)較高,占氨基酸總量的22.08%,這也是飲料呈現(xiàn)特殊的紫薯香甜味的原因之一。2.5對(duì)抗氧化能力的測(cè)定是有局限性將實(shí)驗(yàn)室自制的紫薯復(fù)合飲料與選擇的3種相關(guān)市售飲料進(jìn)行抗氧化性對(duì)比實(shí)驗(yàn)。選擇的3種相市售飲料分別為紫薯漿復(fù)合果蔬汁飲料、100%蘋(píng)果汁和桑果緣桑果汁飲料。3次平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。由圖4可以看出,3種抗氧化評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果是有一定差異的。每種抗氧化能力的測(cè)定方法都是有其局限性的,有的甚至還會(huì)得到趨勢(shì)完全不同的結(jié)果。在對(duì)·OH清除率的測(cè)定中,抗氧化能力強(qiáng)弱順序?yàn)樽灾谱鲜盹嬃?gt;市購(gòu)紫薯飲料>蘋(píng)果汁>桑果汁飲料;在對(duì)DPPH自由基清除率的測(cè)定中,抗氧化能力