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膨化红高粱速溶饮料配方的工艺研究

作者:饮料工艺 时间:2023年3月23日 09:53

试验采用挤压膨化法对高梁粉进行预处理,挤压膨化法技术是在高温、高压、高剪切力环境下,淀粉发生糊化、降解,生成小分子量物质6-1,使原料更易被人体所收,改善食用品质。在膨化过程中产生的美拉德反应增加了食品的色、香、味,有利于粗粮细作。膨化后的高粱粉黏度增大,在热水中不易分散,并可通过添加辅料增加其溶解性及风味。

试验方法

挤压膨化工艺:高粱粒清洗一烘干一粉碎一过筛一调节加水量一调节挤压机参数-挤压膨化一干燥一粉碎一过筛一膨化高粱粉

挤压膨化工艺优化试验

设定温度150 ℃,螺杆转速160 r/min,选择物料含水量13%,14%,15%,16%和17%来考察物料含水量对结块率和溶解度指数的影响,选出较优物料含水量;设定物料含水量15%,螺杆转速160 r/min,度130 ℃,140 ℃,150℃,160℃和170℃来考察挤压膨化温度对结块率和溶解度指数的影响,选出较优挤压膨化温度;设定物料含水量15%,度150 ℃,选择螺杆转速140,150,160,170和180 r/min来考察挤压膨化温度对结块率和溶解度指数的影响,选出较优螺杆转速。

配方优化试验

设定白砂糖粉添加量35%,麦芽糊精添加量30%,选择红豆粉添加量5%,10%,15%,20%和25%来考察红豆粉添加量对感官评分的影响,选出较优红豆粉添加量;设红豆粉添加量15%,麦芽糊精添加量30%,选择白砂糖粉添加量25%,30%,35%,40%和45%来考察白砂糖粉添加量对感官评分的影响,选出较优白砂糖粉添加量;设定红豆粉添加量15%,白砂糖粉添加量35%,选择麦芽糊精添加量10%,20%,30%,40%和50%来考察挤压麦芽糊精添加量对感官评分的影响,选出较优麦芽糊精添加量。

单因素试验

物料含水量的影响由图1可知,结块率随物料含水量的增加呈先降低后增加趋势,在物料含水量15%时达到最小值,溶解度指数随物料含水量的增加呈先增加后减小趋势,在物料含水量15%时达到最大值。在挤压过程中,物料受热膨胀,淀粉的有序结构被破坏。当含水量较低时,吸热较少,无法充分糊化,当含水量较高时,物料在挤压机腔内停留时间缩短,其受到的剪切作用减弱,淀粉呈部分降解。

挤压膨化温度的影响由图2可知,结块率随温度增加先降低后增加趋势,在温度160 ℃时达到最小值,溶解度指数随温度增加呈先增加后减小趋势,在温度160℃时达到最大值。在挤压过程中,淀粉会发生糊化和部分降解,挤压膨化温度太低时,水分子运动不剧烈,不易渗透到淀粉的空间结构中,但随温度升高,淀粉已经开始降解,当挤压膨化温度太高时,产品焦糊化,且淀粉降解作用减弱。

螺杆转速的影响:由图3可知,结块率随螺杆转速的增加呈先降低后增加趋势,在温度160℃时达到最小值,溶解度指数随螺杆转速的增加呈先增加后减小趋势,在温度160 ℃时达到最大值。物料受到螺杆转速的作用力,淀粉分子内和分子氢键受到破坏,当螺杆转速过大,物料在机筒中的停留的时间过低,高剪切力会导致部分淀粉的分解。

原料预处理:购买新鲜、饱满的葵花籽仁,去除杂质。用生葵花籽仁和烘烤后的分别作为原料,对产品进行口感测试,筛选合适的预处理工艺。

浸泡:将葵花籽仁浸泡,使其充分吸水膨胀、软化,易于磨浆,采用常温水(25℃)、温水(50℃)、热水(80℃)进行浸泡。选择合适的浸泡水温。

去皮:葵花籽仁外有一薄层种皮,含有类似胶状物质,对产品的状态和稳定性造成影响,所以尽量去掉种皮。浸泡过的葵花籽仁用器具轻微破碎,捞出种皮,可以将大部分种皮去掉。

过滤:过滤目数为200-250,可将原料中较大颗粒去掉,保证口感的细腻度。

配制:为了保证好的口感和风味,需要确定蛋白含量、糖的添加量。葵花籽中脂肪含量较大,需要乳化来控制浮油,为了保证产品没有沉淀,需要添加胶体来悬浮葵花籽仁的微小颗粒。

均质:均质后脂肪颗粒充分细碎、均一,有利于乳化剂有效包裹,防止由于布朗运动、机械力的作用使得脂肪颗粒碰撞、聚集引起上浮。需要确定均质温度和均质压力。

罐装、杀菌、冷却:均质后的将料液罐装到玻璃瓶中,采用一次性瓶盖密封,进行杀菌,杀菌采用121 C,10 min。杀菌冷却后分别放入0℃、常温、37℃存放,观察。

分析和判定方法

品质确定:采用品评的方法,由7名味觉敏感的品尝员对产品进行品尝评分,先对甜度进行综合评分,确定甜度后对产品的口感饱满度(50),香气(50),进行综合评定。

稳定性评价:常规观察:4 ℃一周无凝胶;常温观察3月以上无明显沉淀,析水,允许有少量浮油:37℃产品1个月内无明显沉淀,状态均匀。离心分析:3000 r/min离心10 min观察沉淀量,确定悬浮效果。粒径分析1:通过脂肪颗粒的大小,均一程度判定乳化效果。

结果与分析

原料预处理工艺的确定用生的、烘烤的葵花籽分别加工,杀菌后品尝口感和香气,综合评分分别为:90分,75分,普遍认为生葵花籽仁做出的产品香气更加自然、清新,而烘烤过的油脂感强,香气不清新。故确定采用生原料进行加工。

浸泡工艺的确定:根据多次反复试验,得出25 ℃浸泡8h,50℃浸泡4h,80℃浸泡2h均可以达到相同的软化结果。同时,发现由于料液pH较低,杀菌后出现明显的挂壁,发絮等蛋白变性现象。因此,在浸泡物料时添加碳酸氢钠将水的pH调整到7.2-7.5,调整pH后,产品状态均匀。为了提高生产效率,将浸泡水温确定为80 ℃,并且添加碳酸氢钠将pH调节到7.2-7.5。

稳定效果的研究

乳化剂对稳定体系的影响根据制作植物蛋白饮料的经验,脂肪含量过高,导致浮油明显,需要充足的乳化剂,在脂肪颗粒表面形成坚韧的界面膜,并且在外力作用下,界面膜被局部破坏后,能够有游离的乳化剂进行补充。这样脂肪颗粒之间才有充足的静电斥力,不产生聚集和上浮。一般我们选择低HLB值的单甘脂(亲油),高HLB值的蔗糖脂(亲水)复合来使用。通过观察实验,乳化剂最优配比为m(单甘脂):m(蔗糖酯)-2:1,总添加量为0.12%,在6个月保质期内,浮油小于2mm。

均质条件的确定:均质可使料液形成细致、均一的体系,其效果的好坏直接影响到产品的稳定性。考虑到实际生产情况,故确定均质次数为2次。在均质次数2次的条件下对均质温度和压力进行研究。粒径随着均质温度的升高,粒径变小明显,但随着温度进一步升高,粒径有变大趋势,可能是高温造成脂肪颗粒体系不稳,导致脂肪颗粒的碰撞、聚集,导致平均粒径增大。所以确定60-70℃之间进行均质。由图7可知,乳液粒径随着均质压力的增大,呈现减小趋势,考虑实际生产情况,均质压力最大在35MPa即可。