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紫薯麦芽复合饮料加工工艺的研究

作者:饮料配方研发 时间:2022年12月14日 17:03

紫薯是一类薯皮呈紫黑色、肉质呈紫色至深紫色的甘薯品种,因其含有十分丰富的花青素、硒、多糖、植物蛋白、维生素和矿物质等多种营养成分, 而成为当前农产品研究开发的热点,其中紫薯饮料就是其中一类新型的产品。 由于紫薯中淀粉含量较高,在加工过程中往往需要加入一定量的淀粉酶对淀粉进行适度的水解,以改善饮料的口感和提高产品稳定性。 而麦芽是啤酒生产的主要原料之一, 其中富含α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶等多种酶类, 且麦芽汁营养丰富,同时含有麦芽糖、麦芽三糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、糊精等多种糖类物质, 以及含氨基酸、多肽、蛋白质等多种含氮物质。 经过烘烤处理的麦芽具有特殊的麦香风味,用于饮料生产可以改善其风味。 选取质量上乘的紫薯和麦芽,二者分别经过前处理然后混合,利用麦芽中淀粉酶的作用制备紫薯麦芽复合饮料,可以得到营养丰富、风味独特的新型谷物饮料。 在关于谷物饮料的研究中,对酶解工艺条件进行优化时, 往往以酶解液葡萄糖值(DE值) 或还原糖含量作为指标, 而对于产品的感官品质与还原糖含量的相关性的研究鲜见报道,探讨二者的相关性对于选择适宜的工艺条件具有指导意义。

 

酶解工艺单因素实验

 酶解温度对饮料还原糖含量和感官品质的影响 甘薯添加量为50g, 麦芽添加量为30g,水的添加量为240mL, 酶解时间1h, 在酶解温度分别为45、60、75、90℃进行实验。

酶解时间对饮料还原糖含量和感官品质的影响:甘薯添加量为50g,麦芽添加量为30g, 水的添加量为240mL, 酶解温度为60℃, 酶解时间分别为0、0.5、1、3、5h进行实验。

薯麦质量比对饮料还原糖含量和感官品质的影响:酶解温度60℃, 酶解时间1h, 甘薯添加量为50g,水的添加量为240mL,甘薯与麦芽的质量比分别为5∶1,5∶3,5∶5,5∶7,5∶10进行实验。

酶解工艺的优化:分别以饮料还原糖含量和感官评分为评价指标,选取酶解温度、酶解时间和薯麦比例进行 正交实验,对酶解工艺条件进行优化。

酶解温度对饮料还原糖含量和感官评分的影响

随着酶解温度的升高, 紫薯麦芽饮料还原糖含量和感官评分均呈现先增大后下降的趋势,并且最大值都是出现在60℃,表明最适酶解温度为60℃。 饮料的感官评分与其甜度、澄清度、粘稠度等有关,而这些指标与紫薯和麦芽中的淀粉被水解的程度直接相关。 在温度低于60℃时,随着温度升高,酶促反应速度加快,在麦芽中淀粉酶的作用下,麦芽淀粉和紫薯淀粉的水解程度增加;但超过酶作用的适宜温度范围时,酶蛋白逐渐变性失活,反应速度降低,淀粉水解程度降低,从而导致饮料总体感官品质有所下降。

 

酶解时间对饮料还原糖含量和感官评分的影响

随着酶解时间的增加, 紫薯麦芽饮料的还原糖含量和感官评分呈现增大的趋势。 在反应1h内,还原糖含量迅速增加,而当酶解时间继续延长时,还原糖含量的变化不大,但总体呈现缓慢增加的趋势。 由于酶反应速度与底物浓度有关,在反应的初始阶段, 底物浓度大, 酶反应速度快, 因而还原糖量迅速增加;当反应达到平衡后,还原糖量不再增加。感官评分的变化趋势与还原糖含量变化趋势一致。因此较适宜的酶解时间为1h。

薯麦质量比对饮料还原糖含量和感官评分的影响

由图3可知, 随着麦芽添加量的增加, 紫薯麦芽饮料还原糖含量呈增大趋势,而感官评分则呈现先增大后下降的趋势。 麦芽添加量的增加意味着淀粉酶添加量的增加, 淀粉酶解程度也相应增加; 此外, 麦芽特有的焦香味还可为饮料带来特殊的风味。 但当麦芽添加量过大(薯麦质量比为5∶10) 时, 带来苦涩味,而且色泽很暗沉,对感官品质造成不良影响。 当薯麦质量比为5∶7时,总体感官评分最高。

酶解工艺的优化

以饮料中还原糖含量为指标,正交实验优化得到的最佳配方为酶解温度为75℃,酶解时间为1h,薯麦质量比为5∶7。由极差分析可知,各因素的影响顺序为: 酶解温度>酶解时间>薯麦质量比,说明酶解温度对紫薯麦芽饮料还原糖含量的影响最大,其次是酶解时间,影响最小的是紫薯与麦芽的质量比。以饮料感官评分为指标,正交实验优化得到的最佳配方为酶解温度为75℃,酶解时间为0.5h或1h,紫薯与麦芽的质量比为5∶7。 由极差分析可知,各因素的影响顺序为: 酶解温度>薯麦质量比>酶解时间,说明酶解温度对紫薯麦芽饮料感官品质的影响最大,其次是紫薯与麦芽的质量比, 而酶解时间对感官品质的影响最小。 综合考虑还原糖含量和感官评分的指标,选取最佳工艺条件为酶解温度为75℃,酶解时间为1h,紫薯与麦芽的质量比为5∶7。由于 组合不在实验组中,因此对其进行验证实验,结果测得饮料中还原糖含量为10.45%,感官

评分21分, 较实验组A 3 B 1 C 3 (还原糖含量为9.61%, 感官评为19分) 高,可以确定最佳的工艺组合为A 3 B 2 C 3 ,即酶解温度为75℃, 酶解时间为1h, 紫薯与麦芽的质量比为5∶7,得到的紫薯麦芽饮料颜色为粉紫色,甜度适中,麦芽香味、紫薯味浓郁,饮料澄清透明,没有明显分层,絮状沉淀较少,粘稠度适中,口感比较顺滑。

结论

由单因素实验可知,随着酶解温度的升高, 紫薯麦芽饮料还原糖含量和感官评分均呈现先增大后下降的趋势。 最适酶解温度为60℃。 随着酶解时间的增加, 紫薯麦芽饮料的还原糖含量和感官评分呈现增大的趋势。 较适宜的酶解时间为1h。 随着麦芽添加量的增加, 紫薯麦芽饮料还原糖含量呈增大趋势,而感官评分则呈现先增大后下降的趋势。 当薯麦质量比为5∶7时,总体感官评分最高。优化的酶解工艺条件为: 酶解温度75℃, 酶解时间1h, 紫薯与麦芽的质量比为5∶7, 得到的紫薯麦芽饮料颜色为粉紫色, 甜度适中, 麦芽香味、紫薯味浓郁,饮料澄清透明,没有明显分层,絮状沉淀较少, 粘稠度适中,口感比较顺滑。

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