酸奶加工酸奶的工藝研究

酸奶加工酸奶的工藝研究

作為一種健康的飲料，谷物飲料已成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。隨著人們消費(fèi)觀念向“食以黑為補(bǔ)”的轉(zhuǎn)變,黑色飲料應(yīng)運(yùn)而生。明代李時(shí)珍在《本草綱目》中記載黑米具有“滋陰補(bǔ)腎、健脾暖肝、明目活血”等功效,在民間,黑米也有“珍貢米”、“藥米”之譽(yù)。黑米中富含類黃酮類化合物,膳食纖維,鐵、鋅、硒等微量元素,必需氨基酸比例高,水溶性和脂溶性維生素均較豐富,此外,還含有強(qiáng)心苷、生物堿等具有獨(dú)特生物活性的物質(zhì),因此具有清除自由基、延緩衰老,改善營養(yǎng)性貧血、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗應(yīng)激反應(yīng)、鎮(zhèn)靜和改善睡眠等功能。黑豆是黑色食品中的佼佼者,蛋白質(zhì)含量48%以上,居豆類之首;脂肪含量高達(dá)12%,以不飽和脂肪酸為主,還含有1.64%磷脂。據(jù)測(cè)定,黑豆所含黃酮及類黃酮化合物的量高于普通大豆5~7倍;膳食纖維12.26%,高出黑大米1倍;必需氨基酸含量是其他黑色谷物不能比擬的,具有預(yù)防動(dòng)脈硬化、抗老防衰、預(yù)防便秘、改善腸內(nèi)菌叢環(huán)境,防止大腦老化遲鈍、健腦益智等功能。黑豆中含有的豐富VB、VE、泛酸,對(duì)養(yǎng)發(fā)、烏發(fā)也有助益。黑芝麻中含有的大量不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)、糖類、VA、VE、卵磷脂、鈣、鐵、鎂等營養(yǎng)成分有調(diào)節(jié)膽固醇、防止過氧化脂質(zhì)對(duì)皮膚危害,養(yǎng)血、令皮膚細(xì)膩光滑、紅潤光澤等功效。本實(shí)驗(yàn)利用黑米、黑豆和和黑芝麻研制一種兼具三種保健食品的新型復(fù)合保健飲料。1材料和方法1.1其他試劑及助劑黑米、黑豆、黑芝麻市售;高溫α-淀粉酶(4000U/g)北京雙旋微生物培養(yǎng)基制品廠;中溫淀粉酶(2000U/g)北京東華強(qiáng)盛生物技術(shù)有限公司;堿性蛋白酶(200000U/g)北京索萊寶生物有限公司;中性蛋白酶(50000U/g)山東安克生物工程有限公司;SE-11蔗糖脂肪酸酯杭州金鶴來食品添加劑有限公司;三聚甘油單硬脂酸酯山西頤泰恒精細(xì)化學(xué)有限公司;聚甘油脂肪酸酯浙江金華市南山食品添加劑有限公司;黃原膠淄博順達(dá)生物科技有限公司;羧甲基纖維素鈉新鄉(xiāng)市順達(dá)實(shí)業(yè)有限公司;海藻酸鈉青島明月海藻集團(tuán)有限公司;其他試劑均為分析純。50-6S型高壓均質(zhì)機(jī)上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠;PC-1000型數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠;723C型可見分光光度計(jì)上海欣茂儀器有限公司制造;阿貝折光儀上海精密科學(xué)儀器有限公司;SHA-B型恒溫振蕩器常州國華電器有限公司。1.2綜合飲料生產(chǎn)工藝及操作要點(diǎn)1.2.1工藝黑米、黑豆、黑芝麻復(fù)合飲料的生產(chǎn)工藝流程見圖1。1.2.2操作要點(diǎn)1.2.2.單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)篩選:選用籽粒飽滿、粒度整齊、裂紋粒少的黑米,去除石子等雜質(zhì)與癟粒。烘烤:將黑米置于150℃烤箱,烘烤時(shí)間10min,使其散發(fā)出濃郁的米香味。浸泡:將烘烤后的黑米于60℃水中浸泡1h,至組織軟化,浸泡時(shí)料水比1:4。打漿:將浸泡至組織軟化的黑米進(jìn)行打漿,料水比1:6。糊化:將制得的黑米乳液置于90℃恒溫水浴鍋中糊化20min,糊化時(shí)加水量為原料質(zhì)量的12倍。酶處理:糊化完畢后,冷卻,加入α-淀粉酶和蛋白酶,在一定溫度和時(shí)間下進(jìn)行酶解,以黑米乳得率、可溶性固形物含量、懸浮穩(wěn)定性為指標(biāo),分別對(duì)酶制劑的種類、酶解溫度、酶解時(shí)間、加酶量進(jìn)行單因素試驗(yàn),以確定各因素的影響效果。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用L16(36)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),以淀粉酶用量、蛋白酶用量、淀粉酶酶解溫度、蛋白酶酶解溫度、淀粉酶酶解時(shí)間、蛋白酶酶解時(shí)間為考察因素,以懸浮穩(wěn)定性和可溶性固形物含量為指標(biāo),優(yōu)化酶解工藝參數(shù),從中篩選最優(yōu)的工藝條件和技術(shù)參數(shù)。滅酶:將酶解后的黑米乳升溫至95℃,加熱15min,使酶鈍化。離心:滅酶后的黑米乳4000r/min、離心15min,裝瓶待用。1.2.2.黑豆乳液的制備選用籽粒飽滿、無蟲害、無霉變、顏色正常的黑豆,剔除石塊等雜質(zhì),用水清洗除去表面灰塵,加入黑豆質(zhì)量2.5~3.0倍的水浸泡12h,然后將浸泡好的黑豆,采用8倍原料質(zhì)量、85℃的熱水進(jìn)行磨漿以去除豆腥味,過濾除去豆皮,磨至均一乳液,無明顯顆粒。將磨漿所得乳液置于大容量離心機(jī)中進(jìn)行離心,轉(zhuǎn)速4000r/min,離心15min,得澄清黑豆乳液,裝瓶待用。1.2.2.天麻黨組織水磨漿研磨法選用籽粒飽滿的黑芝麻,去除雜質(zhì),置于150℃烤箱烘烤10min使其發(fā)出熟芝麻香味。加入黑芝麻質(zhì)量2.5~3.0倍、15~20℃水中浸泡6~8h。隨后采用8倍原料質(zhì)量的水磨漿。將磨漿所得乳液以4000r/min離心15min得到均勻黑芝麻乳液,裝瓶待用。1.2.2.復(fù)合飲料配方的確定以可溶性固形物含量、懸浮穩(wěn)定性和感官評(píng)分作為評(píng)價(jià)指標(biāo),將黑米乳、黑豆乳和黑芝麻乳按照一定比例混合(主料黑米乳≥50%),加入水、蔗糖、復(fù)合穩(wěn)定劑(黃原膠、羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉)以及復(fù)合乳化劑(蔗糖酯、三聚甘油單硬脂酸酯、聚甘油脂肪酸酯)進(jìn)行調(diào)配,以確定復(fù)合飲料的最佳配方。1.2.2.5均質(zhì)將料液在60℃、25MPa條件下進(jìn)行二次均質(zhì)處理。均質(zhì)處理后立即脫氣。1.2.2.6.包裝和消毒均質(zhì)后的飲料采用容積為100mL的玻璃瓶灌裝后,立即在110℃殺菌30min。1.3穩(wěn)定性試驗(yàn)可溶性固形物含量測(cè)定:阿貝折光儀法。懸浮穩(wěn)定性:采用比色法,將漿液在4200×g離心10min,將未離心的漿液以及所得上清液在波長660nm處測(cè)OD值,分別記為T0、TS,兩者的相對(duì)比值Trel=TS/T0表示的飲料懸浮穩(wěn)定性的大小,其值越大越穩(wěn)定,空白為水。1.4感官評(píng)價(jià)方法按照表1對(duì)飲料進(jìn)行感官評(píng)定。2結(jié)果與分析2.1烘烤溫度對(duì)黑米黑受害者的影響高溫烘烤不僅使黑米產(chǎn)生大量的香味化合物,使得黑米飲料具有濃郁的烘焙香味,還可以使黑米達(dá)到一定的糊化度,有利于淀粉酶作用,增加黑米淀粉的可降解性。由表2可見,烘烤溫度太低,產(chǎn)生的香味不濃;烘焙溫度太高,容易產(chǎn)生焦糊的味道,而在150℃、烘烤10min時(shí)感官評(píng)價(jià)最好,所以確定黑米的最佳烘烤條件為150℃、10min。采用相同方法得到黑芝麻的最佳烘烤條件也為150℃、10min。2.2黑桃的糊化條件2.2.1溫度對(duì)糊化效果的影響當(dāng)黑米糊化時(shí)間為20min時(shí),在不同溫度(80、85、90、95℃)條件下進(jìn)行糊化,研究溫度對(duì)糊化效果的影響。由圖2可見,90℃時(shí),可溶性固形物含量最大,懸浮穩(wěn)定性最好,糊化效果最好,所以確定黑米的糊化溫度90℃。2.2.2研究時(shí)間對(duì)糊化效果的影響當(dāng)黑米的糊化溫度為90℃時(shí),在不同時(shí)間(10、20、30、40min)條件下進(jìn)行糊化,研究時(shí)間對(duì)糊化效果的影響。由圖3可見,糊化20min時(shí),可溶性固形物含量最大,懸浮穩(wěn)定性最好,糊化效果最好,所以確定黑米的糊化時(shí)間為20min。2.3酶分解條件2.3.1水解溫度的確定在淀粉酶(H為高溫淀粉酶、M為中溫淀粉酶)最適溫度條件下水解40min,然后在蛋白酶(J為堿性蛋白酶、Z為中性蛋白酶)最適溫度下水解40min,結(jié)果見表3。由表3可見,綜合得率、可溶性固形物以及懸浮穩(wěn)定性3個(gè)指標(biāo),最佳酶制劑(組合)是H+J,即高溫淀粉酶+堿性蛋白酶。2.3.2淀粉酶酶解黑米乳最佳溫度的確定用篩選出的最佳酶組合,采用兩步法進(jìn)行酶解,(1)設(shè)定高溫淀粉酶添加量0.3%,在不同溫度(75、80、85℃)條件下酶解40min,由圖4可見,當(dāng)酶解溫度80℃時(shí),黑米乳的可溶性固形物、懸浮穩(wěn)定性和得率都最大,因此確定淀粉酶酶解黑米乳的最佳溫度80℃。(2)在步驟(1)的基礎(chǔ)上,設(shè)定堿性蛋白酶添加量0.3%,在不同溫度(50、55、60、65℃)條件下酶解40min,由圖5可以看出堿性蛋白酶酶解黑米乳的最佳溫度為60℃,此時(shí),此時(shí)黑米乳的可溶性固形物含量、懸浮穩(wěn)定性和得率都達(dá)到最大值。2.3.3高溫淀粉酶酶解時(shí)間對(duì)黑米乳酶解效果的影響以0.3%加酶量、高溫淀粉酶酶解溫度80℃、堿性蛋白酶酶解溫度60℃,考察高溫淀粉酶酶解時(shí)間對(duì)黑米乳酶解效果的影響。由圖6可以看出,酶解時(shí)間60min時(shí),黑米乳的可溶性固形物含量、懸浮穩(wěn)定性和得率均最大,酶解效果最好,所以確定酶解時(shí)間60min。2.3.4不同加酶量對(duì)黑米乳酶解效果的影響先采用高溫淀粉酶80℃酶解60min,隨后用堿性蛋白酶60℃酶解60min,考察高溫淀粉酶不同加酶量對(duì)黑米乳酶解效果的影響。由圖7可見,加酶量0.3%時(shí),黑米乳的可溶性固形物含量、懸浮穩(wěn)定性和得率均最大,酶解效果最好,所以確定加酶量0.3%。2.3.5正交試驗(yàn)結(jié)果考慮到黑米酶解過程中各因素之間的相互影響,在前期單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以淀粉酶用量、蛋白酶用量、淀粉酶酶解溫度、蛋白酶酶解溫度、淀粉酶酶解時(shí)間、蛋白酶酶解時(shí)間為因素,以飲料的浮穩(wěn)定性、可溶性固形物含量為指標(biāo),采用L18(36)正交表優(yōu)化黑米乳酶解的最優(yōu)工藝參數(shù)。酶解采用兩步法,先用高溫淀粉酶進(jìn)行水解,隨后采用堿性蛋白酶進(jìn)行水解。表4是因素水平表,試驗(yàn)結(jié)果見表5。由表5可以看出,以懸浮穩(wěn)定性為指標(biāo)時(shí),因素主次順序是B>A>F>C>D>E,最佳方案是A2B1C2D2E2F1,以可溶性固形物為指標(biāo)時(shí),因素主次順序是B>A>E>D>C>F,最佳方案是A2B1C2D3E3F1,綜合考慮,選取A2B1C2D2E2F1作為最佳方案,即先用0.3%高溫淀粉酶在80℃酶解60min,隨后用0.2%堿性蛋白酶在60℃酶解50min。在此條件下做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),測(cè)得酶解液的懸浮穩(wěn)定性指數(shù)為0.851、可溶性固形物含量為16.34。Brix,將其與正交試驗(yàn)中各方案所得實(shí)驗(yàn)值相比較,知最佳方案的酶解效果最好。2.4飲料的味道2.4.1黑豆乳、黑豆乳最佳配比的確定按照上述工藝生產(chǎn)一批黑米乳、黑豆乳和黑芝麻乳,將三者按不同比例混合,按照表1對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)定以確定最佳配比,由表6可見,最佳配比為試驗(yàn)號(hào)10,即黑米乳:黑豆乳:黑芝麻乳=5:2:3。2.4.2飲料加水量的確定按照黑米乳:黑豆乳:黑芝麻乳=5:2:3配比,做單因素試驗(yàn)確定飲料加水量對(duì)飲料懸浮穩(wěn)定性和感官評(píng)分的影響,由圖8確定加水量為飲料主劑的2倍。2.4.3飲料生產(chǎn)糖度的確定按照黑米乳:黑豆乳:黑芝麻乳=5:2:3配比,2倍的加水量,做單因素試驗(yàn)確定飲料加糖量對(duì)飲料懸浮穩(wěn)定性和感官評(píng)分的影響,由圖9確定加糖量6%。2.5復(fù)合穩(wěn)定劑篩選在單因素和正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用0.1%CMC-Na、0.5%海藻酸鈉、0.12%黃原膠作為復(fù)合穩(wěn)定劑,0.02%蔗糖酯、0.06%三聚甘油單硬脂酸酯、0.16%聚甘油酯作為復(fù)合乳化劑,在60℃、25MPa條件下進(jìn)行二次均質(zhì),110℃殺菌30min,貯存3個(gè)月無沉淀出現(xiàn),說明其穩(wěn)定性較好。3高溫淀粉不同溫度對(duì)酶解分的影響通過單因素和正交試驗(yàn),對(duì)黑米的烘烤、糊化和酶解工藝進(jìn)行優(yōu)化,得到黑米乳,其最佳生產(chǎn)配方和工藝條件。黑米烘烤條件150℃、10min;糊化條件為90℃、20min、加12倍水量。酶解分兩個(gè)步驟:先用0.3%高溫淀粉80