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        葛根-葡萄復(fù)合飲料的工藝研究

        2015-07-25 08:37:50趙娟娟吳榮榮夏君霞路敏劉健衡水學(xué)院生命科學(xué)系河北衡水053000河北養(yǎng)元智匯飲品股份有限公司河北衡水053000
        食品研究與開發(fā) 2015年19期
        關(guān)鍵詞:葡萄汁飲料

        趙娟娟,吳榮榮,夏君霞,路敏,劉?。?衡水學(xué)院生命科學(xué)系,河北衡水053000;.河北養(yǎng)元智匯飲品股份有限公司,河北衡水053000)

        葛根-葡萄復(fù)合飲料的工藝研究

        趙娟娟1,吳榮榮1,夏君霞2,路敏2,劉健2
        (1.衡水學(xué)院生命科學(xué)系,河北衡水053000;2.河北養(yǎng)元智匯飲品股份有限公司,河北衡水053000)

        摘要:以葛根汁和葡萄汁為主要原料,開發(fā)富含葛根素的植物飲料。葛根汁的α-淀粉酶酶解最佳工藝條件為:pH5.5,溫度65℃,時間120min,α-淀粉酶用量6.7×10-4Kat/L。糖化酶酶解最佳工藝條件為:pH 5.0,溫度60℃,時間90min,糖化酶用量2.5×10-2Kat/L。通過正交試驗,確定了飲料的最佳配方為:白砂糖10%、葡萄汁20%、葛根汁25%、檸檬酸0.4%。該飲料的葛根素含量為5.302μg/mL。飲料的感官、理化和微生物指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

        關(guān)鍵詞:葛根汁;葡萄汁;飲料

        葛根最早記載于漢代的《神農(nóng)本草經(jīng)》,是一種國家衛(wèi)生部承認(rèn)的藥食兩用植物。醫(yī)藥方面有效成分是葛根素,屬于黃酮類物質(zhì)。現(xiàn)代藥理實驗表明,葛根素具有明顯降血糖血脂作用、對抗心率失常、擴(kuò)張冠狀動脈、降低腦血管痙攣、抗腫瘤作用,并能消除超氧陰離子和氧自由基,提高超氧化物歧化酶(SOD)活性[1]。除此之外,葛根中的有效成分包括大豆苷元、葛根素、大豆苷等,均屬于異黃酮類物質(zhì)。開發(fā)葛根飲料,能夠?qū)⑦@些有效成分充分融入到飲料中,增加飲料本身的營養(yǎng)價值和功能。

        葡萄,果實藥食皆宜,含有較多的生理活性物質(zhì),其中部分具有優(yōu)良的提高免疫能力、減緩衰老和降低腫瘤發(fā)生幾率等功能[2]。常飲葡萄汁則可以補(bǔ)氣養(yǎng)脾,能改善臉色不佳、皮膚干燥、身體消瘦、面目浮腫等情況。

        以葛根汁為主料,擬采用對葛根汁進(jìn)行液化酶和糖化酶處理,探究飲料前處理的最佳工藝,解決實際生產(chǎn)過程中,葛根飲料容易出現(xiàn)沉淀,影響產(chǎn)品透明度和澄清度;通過添加適量的葡萄汁,以及采用的浸提工藝增加有效成分葛根素的溶出率,使其口感和氣味更符合廣大消費(fèi)者的要求,使葛根的深加工和利用更加科學(xué)合理。

        1 材料及設(shè)備

        1.1材料

        柴葛根、白砂糖、匯源100%純葡萄汁:市購。

        1.2主要儀器設(shè)備

        數(shù)顯恒溫水浴鍋:江蘇榮華儀器制造有限公司;MP512-01型精密pH計:上海三信儀表廠;722S可見分光光度計:上海菁華科技儀器有限公司;紫外可見分光光度計:上海美譜達(dá)儀器有限公司;電磁爐:美的集團(tuán)有限公司。

        2 方法

        2.1葛根汁制備

        柴葛根經(jīng)膠體磨磨成葛根粉,將得到的葛根粉以100 g/L的料液比,加入少量的VC進(jìn)行護(hù)色,在自然pH下,浸泡時間為3 h,浸泡溫度為30℃,用雙層濾紙過濾得到粗的顏色較淺的葛根汁,備用[3]。

        2.2α-淀粉酶酶解

        將以上述步驟預(yù)處理的葛根汁,以時間、pH、溫度和酶用量做四因素三水平的正交試驗,測得葛根汁α-淀粉酶酶解的最適工藝條件,見表1。

        表1 α-淀粉酶酶解試驗因素水平表Table1 The factsand levelsof the liquefying testby am ylase according to L

        表1 α-淀粉酶酶解試驗因素水平表Table1 The factsand levelsof the liquefying testby am ylase according to L

        水平  因素A pH B溫度/℃ C時間/min D酶用量/10-4Kat/L 1 5.5 55 60 3.3 2 6.0 60 90 5.0 3 6.5 65 120 6.7

        2.3糖化酶酶解

        經(jīng)α-淀粉酶酶解處理的葛根汁,再以pH、溫度、時間、酶用量做四因素三水平的正交試驗,測得葛根汁糖化酶酶解的最佳工藝條件,見表2。

        表2 糖化酶酶解試驗因素水平表Table 2 The factorsand levels for thediastatic testby glucoam ylase according to L

        表2 糖化酶酶解試驗因素水平表Table 2 The factorsand levels for thediastatic testby glucoam ylase according to L

        水平  因素A pH B溫度/℃ C時間/min D酶用量/10-2Kat/L 1 5.0 55 60 1.7 2 5.5 60 90 2.5 3 6.0 65 120 3.3

        2.4飲料的配方研究

        對飲料的配方研究的影響因素有:葛根汁含量、葡萄汁含量、檸檬酸、白砂糖,對這四種因素進(jìn)行四因素三水平的正交試驗,確定飲料最佳配方,因素水平表見表3。

        表3 飲料配方試驗因素水平表Table 3 The Factorsand levels for the formula of beverage according to L

        表3 飲料配方試驗因素水平表Table 3 The Factorsand levels for the formula of beverage according to L

        水平D白砂糖/ % 1 20 20 0.2 6 2 25 25 0.3 10 3 30 30 0.4 14因素A葛根汁含量/% B葡萄汁含量/% C檸檬酸/ %

        2.5飲料分裝、滅菌

        按照配方依次添加葛根汁、葡萄汁、檸檬酸、白砂糖,分裝于三角瓶中,然后置于高壓滅菌鍋中進(jìn)行滅菌,反應(yīng)溫度121℃,處理時間15min。

        2.6還原糖含量測定

        取0、1、2、3、4、5、6、7mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液各1mL置于25mL容量瓶中,各加入3,5-二硝基水楊酸溶液2m L,放置于水浴鍋中,煮沸2min,用以顯色。接著用流水處理,使其快速冷卻,用水對溶液進(jìn)行定容,至25mL,搖勻。在540 nm處測吸光度,然后做標(biāo)準(zhǔn)曲線。取樣液1m L置于25m L容量瓶中,操作同上,通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出樣品中還原糖的含量。

        2.7飲料的質(zhì)量評定

        2.7.1理化指標(biāo)測定

        pH,葛根素含量。

        2.7.2微生物指標(biāo)測定

        大腸菌群,菌落總數(shù),致病菌。

        2.7.3感官評定

        以氣味、顏色、口感及外觀形態(tài)作為考察指標(biāo),邀請10人進(jìn)行試飲評判。評分結(jié)果取其平均值計算。滿分10分,其中色澤2分、香味2分、組織形態(tài)3分、口感3分,具體評定細(xì)則見表4[4-5]。

        表4 感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table4 Score standards of sensory

        3 結(jié)果與分析

        3.1葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

        按照試驗方法中的2.6所述步驟測定不同濃度葡萄糖含量,繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。

        圖1結(jié)果表明,葡萄糖含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線為y= 5.820 8x+0.171 3,R2=0.991 8,兩者的相關(guān)系數(shù)0.99以上,表明線性關(guān)系良好,能夠準(zhǔn)確定量。

        3.2葛根汁α-淀粉酶酶解條件研究

        采用四因素三水平正交試驗,以還原糖含量作為評價指標(biāo),確定最佳α-淀粉酶酶解條件。試驗結(jié)果見表5和表6。

        圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve ofglucose

        表5 α-淀粉酶酶解試驗的結(jié)果Table5 The resultsof orthogonal testof the liquefying testby am ylase

        表6 α-淀粉酶酶解試驗的方差分析Table6 The Analysis of vaianceof the liquefying test by am ylase

        表5和表6數(shù)據(jù)顯示,酶用量對還原糖含量影響最大,其次為pH和溫度,酶解時間的影響最小。方差分析結(jié)果顯示,在95%的置信區(qū)間內(nèi),四個因素的F比都小于F臨界值,對還原糖的影響不顯著。其最佳工藝條件組合為3號組合,即pH 5.5,溫度65℃,時間120min和酶用量6.7×10-4Kat/L,其還原糖含量達(dá)到7.712 g/L。由正交試驗得到的理論最優(yōu)條件未包含在正交表的9個試驗中,為了進(jìn)一步確認(rèn)試驗結(jié)果,做α-淀粉酶酶解處理驗證試驗追加試驗,即pH5.5,溫度65℃,酶解時間60min和酶用量6.7×10-4Kat/L,還原糖含量為7.118 g/L。因此α-淀粉酶酶解的最佳工藝條件為pH 5.5,溫度65℃,時間120 min和酶用量6.7× 10-4Kat/L。

        3.3葛根汁糖化酶酶解條件研究

        采用四因素三水平正交試驗,以還原糖含量作為評價指標(biāo),確定最佳糖化酶酶解條件。試驗結(jié)果見表7和表8。

        表7 糖化酶酶解試驗結(jié)果Table 7 The resultsoforthogonal testof thediastatic testby glucoam ylase

        表8 糖化酶酶解試驗方差分析Table 8 The Analysisof vaianceof the diastatic testby glucoam ylase

        表7和表8數(shù)據(jù)顯示,pH對還原糖含量的影響最為顯著,然后是酶解時間和酶的量,溫度的影響最不顯著。方差分析結(jié)果顯示,在95%的置信區(qū)間內(nèi),四個因素的F比都小于F臨界值,對還原糖的影響不顯著。其最佳工藝條件組合為2號組合,即pH 5.0,溫度為60℃,時間90min和酶用量2.5×10-2Kat/L,其還原糖含量達(dá)到17.659 g/L。由正交試驗得到的理論最優(yōu)條件未包含在正交表的9個試驗中,為了進(jìn)一步確認(rèn)試驗結(jié)果,做糖化酶酶解處理驗證試驗追加試驗,即pH 為5.0,溫度為55℃,酶解時間為120min和酶用量2.5×10-2Kat/L,還原糖含量為16.693 g/L。因此,糖化酶酶解的最佳工藝條件為pH 5.0,溫度60℃,時間90min和酶用量2.5×10-2Kat/L。這與劉永樂等得到的最佳酶解工藝條件一致。

        3.4飲料配方研究

        采用四因素三水平正交試驗,以感官得分作為評價指標(biāo),確定最佳配方。試驗結(jié)果見表9和表10。

        表9 飲料配方試驗結(jié)果Table9 The resultsof orthogonal testof the formula ofbeverage

        表10 飲料配方試驗方差分析Table 10 The Analysis of vaianceof the form ula ofbeverage

        表9和表10數(shù)據(jù)顯示,葛根汁含量對葛根葡萄飲料口感影響最大,其次為葡萄汁含量和蔗糖,檸檬酸的影響最小。方差分析結(jié)果顯示,在95%的置信區(qū)間內(nèi),四個因素的F比都小于F臨界值,對葛根葡萄飲料口感的影響不顯著。其最佳飲料配方為5號組合,即葛根汁含量25%、葡萄汁含量25%、檸檬酸0.4%、白砂糖6%,其分?jǐn)?shù)達(dá)到9.2。由正交試驗得到的理論最優(yōu)條件未包含在正交表的9個試驗中,為了進(jìn)一步確認(rèn)試驗結(jié)果,按理論的最優(yōu)條件即葛根汁含量25%、葡萄汁含量20%、檸檬酸0.4%、白砂糖10%,做驗證試驗,評分為9.3。因此,葛根葡萄汁飲料最佳調(diào)配工藝為葛根汁含量25%、葡萄汁含量20%、檸檬酸0.4%、白砂糖10%。

        3.5飲料質(zhì)量的研究

        3.5.1飲料感官指標(biāo)

        飲料采用上述最佳配方,感官指標(biāo)綜合得分為9.3,口感入口柔和,酸甜適中,清爽可口,具有葡萄汁和葛根特有的香味,無異味,呈淺紅色色澤,澄清透明,無肉眼可見的細(xì)小顆粒。

        3.5.2飲料理化指標(biāo)

        飲料理化指標(biāo)測定結(jié)果見表11。

        表11 飲料理化指標(biāo)結(jié)果Table11 The resultsof physicaland chem ical indicatorsof beverage

        表12 飲料微生物指標(biāo)結(jié)果Table 12 The resultsofm icrobiological ind icator ofbeverage

        4 結(jié)論

        1)α-淀粉酶酶解葛根汁的優(yōu)化條件為:pH為5.5、反應(yīng)溫度為65℃、酶解時間為120min、酶用量為6.7×10-4Kat/L。

        2)糖化酶酶解葛根汁的優(yōu)化條件為:pH為5.0、溫度為60℃、酶解時間為90 min、酶用量為2.5× 10-2Kat/L。

        3)飲料的最適配方為:葛根汁25%、葡萄汁20%、檸檬酸0.4%、白砂糖10%,葛根素濃度為5.302μg/mL。

        本研究中主要解決飲料前處理工藝中存在的渾濁和沉淀問題,但由于為了保證調(diào)配的飲料中較高的葛根素含量,還存在飲料略帶有葛根中藥氣味的問題。針對這種情況,為了使飲料成品能夠獲得廣大消費(fèi)者的認(rèn)可,在不減少葛根素含量的前提下,可通過添加包埋劑β-環(huán)糊精,包埋葛根的異味,進(jìn)行后續(xù)研究。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 趙亮,潘顯道,朱承根.葛根黃酮的研究進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)研究通訊, 2004,33(11):33-35

        [2]Bekhit AEDA,Cheng VJ,McConnell M,et al.Antioxidant activities, sensory and anti-influenza activity of grape skin tea infusion[J]. Food Chemistry,2011,129(3):837-845

        [3]李志銳,韓淑琴,莊曉梅.超聲微波協(xié)同萃取葛根中葛根素工藝的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011(21):12849-12850,12862

        [4]高秀端,刁春英,王燕.葛根菠蘿保健飲料的加工工藝[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,15(6):66-68,97

        [5]李興武,章黎黎.荸薺.豐水梨汁復(fù)合飲料的研制[J].飲料工業(yè), 2013,16(3):19-21

        DO I:10.3969/j.issn.1005-6521.2015.19.031

        收稿日期:2015-03-30

        基金項目:河北省科技支撐計劃項目(13227119D)

        作者簡介:趙娟娟(1982—),女(漢),講師,碩士,研究方向:食品生物技術(shù)。

        The Resesarch of a M ixed Beverage Consists of Radix Puerariae-Grape

        ZHAO Juan-juan1,WURong-rong1,XIA Jun-xia2,LUMin2,LIU Jian2
        (1.Departmentof Life Science,HengshuiUnivercity,Hengshui053000,Hebei,China;2.HengshuiYangYuanZhiHuiBeverage Ltd.,Hengshui053000,Hebei,China)

        Abstract:A plant beverage containing puerarin was developed with Radix Puerariae and Grape as raw materials.The optimum technology of amylase was pH of 5.5,temperature of65℃,time of120 min,enzyme contentof6.7×10-4Kat/L.The optimum technology ofglucoamylasewas pH of5.0,temperature of 60℃,time of 90 min,enzyme content of 2.5×10-2Kat/L.The optimal formulas of the beverage were determined through orthogonal testas follows:25%radix Puerariae juice,20%grape juice,0.4%citric acid and 10%sugar.The puerarin was 5.302μg/L in the beverage,The quality of beverage reached the national standard,including sensory indicators,physicaland chemical indicatorsand indicatorsofmicro-organisms.

        Keywords:radix puerariae juice;grape juice;beverage

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