新型紅薯飲料的開(kāi)發(fā)

袁秋萍,陳 劼,王燕敏

(浙江科技學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院,杭州310023)

紅薯是首選的抗癌食品,在20種抗癌蔬菜排行榜中名列榜首。紅薯中的活性物質(zhì)去雄酮,能有效地抑制和預(yù)防癌癥的發(fā)生[1]。紅薯含有豐富的淀粉、維生素、纖維素等人體必需的營(yíng)養(yǎng)成分,還含有豐富的鎂、磷、鈣等礦物元素和亞油酸等,能保持血管彈性,對(duì)防治老年習(xí)慣性便秘十分有效。紅薯還是一種理想的減肥食品,它的熱量只有大米的1/3,富含纖維素和果膠,能夠阻止糖分轉(zhuǎn)化為脂肪[2-3]。

中國(guó)是世界上最大的紅薯生產(chǎn)國(guó),近幾年紅薯年產(chǎn)量都超過(guò)100 Mt,占世界總產(chǎn)量的80%以上。雖然中國(guó)紅薯的種植面積和產(chǎn)量均居世界首位,但紅薯加工業(yè)發(fā)展卻很緩慢[4],紅薯的工業(yè)加工只占15%,多數(shù)仍采用傳統(tǒng)的單一加工方法,加工出的產(chǎn)品僅為紅薯淀粉,而占紅薯重量75%以上的紅薯汁、紅薯纖維和蛋白等營(yíng)養(yǎng)成分和活性物質(zhì)都被當(dāng)成廢水和廢渣排棄,既浪費(fèi)資源,又污染環(huán)境,導(dǎo)致利用率低下,產(chǎn)品單一,附加值不大,效率不高[5]。采用綜合加工利用方法,除生產(chǎn)紅薯淀粉外,為了盡可能多地保留紅薯中的營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì),可制備新型紅薯飲料。如何在加工中使紅薯物盡其用,獲得高利用率、高附加值和高效益,成為必須研究的課題。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

紅皮白芯紅薯,Na2SO3,抗壞血酸,檸檬酸,α-淀粉酶,黃原膠,CMC-Na,海藻酸鈉;電子分析天平,B25型B.R.T高剪切分散乳化機(jī),DK-8A型數(shù)顯電熱恒溫水槽,UV-722型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),SPX-250BS-Ⅱ型生化培養(yǎng)箱,YXQ-LS-18SI型全自動(dòng)手提式滅菌鍋,CF15R型離心機(jī),榨汁機(jī),電磁爐等。

1.2 工藝流程

紅皮白芯紅薯→清洗→去皮→切塊→護(hù)色→榨汁→分離→紅薯汁→酶處理→滅酶→調(diào)配→均質(zhì)→殺菌→冷卻→成品[6-7]

1.3 測(cè)試方法

1.3.1 色度測(cè)定

采用比色法,以蒸餾水作參比,在420 nm下測(cè)定紅薯汁的吸光度A。以A×10表示褐變度(Degree of Browning,DB)。

1.3.2 穩(wěn)定性測(cè)定

采用離心法,10 cm高的離心管中加入10 mL紅薯汁飲料,4 000 r/min離心10 min,測(cè)量離心沉淀的高度(cm)。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)紅薯汁飲料出汁率的影響

將紅薯塊根切碎,按1∶1(W∶V)加入冷開(kāi)水混勻,一定溫度下保溫2 min后榨汁,榨汁溫度分別為20,55,75,95℃,按公式(1)計(jì)算出汁率,結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同溫度下紅薯出汁率Table1 Extraction rate of sweet potato juice under different temperature

表1結(jié)果說(shuō)明,以4種不同溫度處理所得的汁液,在20℃時(shí)榨汁的出汁率最高,隨溫度升高,出汁率下降。其原因在于,隨著溫度的升高,淀粉開(kāi)始糊化,造成汁液黏稠,使得出汁率降低。生產(chǎn)過(guò)程中,榨汁用水無(wú)需加熱。

2.2 復(fù)合護(hù)色劑的護(hù)色效果

榨汁過(guò)程中,紅薯組織被破碎,在有氧條件下紅薯中的多酚氧化酶(PPO)及過(guò)氧化物酶(POD)等催化酚類物質(zhì)引起變色[8-9]。護(hù)色劑單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果為,Na2SO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%,抗壞血酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%,檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%。在單因素試驗(yàn)得到的最適濃度附近選取試驗(yàn)點(diǎn),采用L16(44)正交試驗(yàn)表,通過(guò)正交試驗(yàn)確定最佳護(hù)色配比和條件[10]。DB值越小,說(shuō)明護(hù)色效果越好。因素水平表見(jiàn)表2,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 護(hù)色試驗(yàn)因素水平表Table 2 Design of orthogonal experiment for color of sweet potato juice

表3 護(hù)色L 16(44)正交試驗(yàn)結(jié)果Table3 Result of orthogonal experiment for color of sweet potato juice

通過(guò)正交試驗(yàn)和極差分析,確定護(hù)色最佳方案是A1B4C4D3,即最佳護(hù)色條件為抗壞血酸0.3%,檸檬酸0.6%,浸泡時(shí)間15 min,不添加亞硫酸鈉。與圖1的直觀分析結(jié)果吻合。

該配比不在已進(jìn)行的試驗(yàn)中,經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn),DB值為1.55。

2.3 酶解澄清

參考廠家提供的酶使用條件,酶解澄清試驗(yàn)以酶解溫度、p H值和處理時(shí)間為因子進(jìn)行正交試驗(yàn)[10],以檸檬酸調(diào)節(jié)體系p H值,與2.2護(hù)色結(jié)果無(wú)沖突。以透光率為指標(biāo),透光率越高則澄清效果越好[11-12]。因素水平表見(jiàn)表4,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

圖1 護(hù)色L 16(44)正交試驗(yàn)結(jié)果直觀分析Fig.1 Intuitive Analysis of experiment for color of sweet potato juice

表4 酶解澄清試驗(yàn)因素水平Table4 Design of orthogonal experiment for enzymic hydrolysis of sweet potato

由表5正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析,主次因素順序?yàn)锳＞B＞C,表明對(duì)紅薯汁生物酶解澄清效果影響最大的是pH值,其次是溫度,時(shí)間影響最小。最佳組合是 A1B2C1,即p H 4.5,溫度60℃,處理時(shí)間1 h。

經(jīng)A1B2C1驗(yàn)證試驗(yàn),透光率為99.4%。

表5 酶解澄清處理L9(33)正交試驗(yàn)結(jié)果Table5 Result of orthogonal experiment for enzymic hydrolysis of sweet potato

2.4 飲料穩(wěn)定性試驗(yàn)

采用單一穩(wěn)定劑很難取得較好的穩(wěn)定效果,參考相關(guān)資料[13-14],選取黃原膠、CMC-Na和海藻酸鈉做L9(33)正交試驗(yàn)。沉淀高度值越小,說(shuō)明飲料穩(wěn)定性越好。因素水平表見(jiàn)表6,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

由表6、表7可知,影響飲料穩(wěn)定性的主次因素順序?yàn)锳＞B＞C,最佳狀態(tài)組合為A3B2 C2和A3B3C1,考慮到成本因素,最終選擇 A3B2C2,即 CMC-Na 0.2%、黃原膠0.12%、海藻酸鈉0.15%。

經(jīng)A3 B2C2驗(yàn)證試驗(yàn),沉淀高度為0.2 cm。

表6 飲料穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)因素水平Table 6 Design of orthogonal experiment for stability of sweet potato juice

表7 飲料穩(wěn)定性L 9(33)正交試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Result of orthogonal experiment for stability of sweet potato juice

3 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3.1 感官指標(biāo)

感官指標(biāo)應(yīng)符合表8的規(guī)定。

3.2 理化指標(biāo)

參考GB 19297—2003《果、蔬汁飲料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和GB 2762—2005《食物中污染物限量》制定,理化指標(biāo)應(yīng)符合表9的規(guī)定。

表8 感官指標(biāo)Table8 Sensory standards

表9 理化指標(biāo)Table9 Physical and chemical standards

3.3 衛(wèi)生指標(biāo)

參考GB 19297—2003《果、蔬汁飲料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和GB 2762—2005《食物中污染物限量》制定,衛(wèi)生指標(biāo)應(yīng)符合表10的規(guī)定。

表10 微生物指標(biāo)Table 10 Microbiological standards

4 結(jié) 論

1)紅薯汁的榨取應(yīng)在室溫下進(jìn)行。

2)護(hù)色的最佳條件為0.3%Vc加0.6%檸檬酸復(fù)合使用,護(hù)色15 min。

3)酶解澄清處理最佳條件為pH 4.5,溫度60℃,處理1 h。

4)穩(wěn)定劑用量為0.12%黃原膠,0.20%CMC-Na,0.15%海藻酸鈉。

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