陳樹(shù)俊,龐震鵬,劉曉娟,胡　潔,徐曉霞,儀　鑫,石　玥,李　樂(lè)

(山西大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,山西太原 030006)

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小米-藜麥飲品液化糖化及穩(wěn)定劑配方研究

陳樹(shù)俊,龐震鵬,劉曉娟,胡潔,徐曉霞,儀鑫,石玥,李樂(lè)

(山西大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,山西太原 030006)

以小米、藜麥為原料,探討了二者復(fù)配后最佳的液化、糖化條件及乳化劑、增稠劑對(duì)體系穩(wěn)定性的影響。通過(guò)單因素及正交實(shí)驗(yàn)確定了小米-藜麥復(fù)配谷物粉的最佳液化及糖化條件,通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化了體系穩(wěn)定劑添加配方。結(jié)果表明,最佳液化條件為:α-淀粉酶添加量6 U/g,作用時(shí)間40 min,液化溫度70 ℃,pH7;最佳糖化條件為:β-淀粉酶添加量120 U/g,糖化溫度65 ℃,作用時(shí)間60 min,pH6.5。優(yōu)化的穩(wěn)定劑配方:蒸餾單硬脂酸甘油酯0.05%,蔗糖脂肪酸酯0.05%,黃原膠0.064%,CMC 0.008%,海藻酸鈉0.036%。此工藝條件下的小米-藜麥飲品中還原糖含量高,穩(wěn)定性好。

小米-藜麥,液化,糖化,穩(wěn)定性

小米是我國(guó)北方地區(qū)常見(jiàn)的雜糧作物之一,營(yíng)養(yǎng)成分豐富。小米中蛋白含量平均為9.28%,消化率達(dá)80%,生物價(jià)57,優(yōu)于大米及小麥[1]。小米中碳水化合物比重高,還原糖平均為0.53%、淀粉58%,纖維素1.3%[2]。其脂肪屬優(yōu)質(zhì)脂肪,含量均值4.5%,其中不飽和脂肪酸如亞油酸、亞麻酸的含量高于85%[3],亞油酸及亞麻酸比例為6.5∶1,在世界衛(wèi)生組織推薦標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)[4]。國(guó)外研究發(fā)現(xiàn),小米多酚對(duì)羥自由基清除率達(dá)90%以上,高于多數(shù)谷物[5-6]。藜麥原產(chǎn)于南美,谷粒與小米相似,其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富[7]。藜麥氨基酸組成較均衡,藜麥蛋白中賴氨酸是推薦量的3.38倍、組氨酸及蛋氨酸是推薦量的2倍[8],藜麥亦含多種必需脂肪酸,其不飽和脂肪酸占比83%[9]。此外,藜麥富含礦物質(zhì)及維生素等微量元素,鐵、鎂、銅可滿足成人及嬰幼兒每日所需,藜麥籽中VE含量約5.37%,高于小麥、大麥等常見(jiàn)糧食,VB1、VB2含量也較高[10-11]。

小米中限制性氨基酸為賴氨酸[12],蛋白價(jià)值較低,陳樹(shù)俊等[13]通過(guò)氨基酸評(píng)價(jià)法發(fā)現(xiàn),小米粉與藜麥粉按1∶2的質(zhì)量比混合后,其化學(xué)評(píng)分及氨基酸評(píng)分較未復(fù)配的小米分別提高了201.52%及182.3%,二者復(fù)配后氨基酸評(píng)價(jià)指標(biāo)提升明顯。目前市場(chǎng)上關(guān)于此類復(fù)配型谷物飲品品種較少,本研究將小米粉、藜麥粉混合,采用酶解法對(duì)其液化、糖化等關(guān)鍵工藝進(jìn)行研究,確定最佳的液化、糖化條件;采用單因素實(shí)驗(yàn)與響應(yīng)面法探究乳化劑及增稠劑對(duì)體系穩(wěn)定性的影響,并篩選出了最佳的穩(wěn)定劑添加配方,為日后小米-藜麥復(fù)配谷物飲品的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

“沁州黃”小米、藜麥太原市美特好超市售;碘-碘化鉀溶液;堿性酒石酸銅甲乙液、乙酸鋅溶液(219 g/L)、亞鐵氰化鉀(106 g/L);0.1%葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液;石油醚(分析純)、乙醇溶液(85%)、氫氧化鈉溶液(400 g/L)、乙酸鉛溶液(200 g/L)、硫酸鈉溶液(100 g/L);α-淀粉酶(3700 U/g)、β-淀粉酶(100000 U/g)北京索萊寶科技有限公司;蒸餾單硬脂酸甘油酯張家港中期食品添加劑有限公司;蔗糖脂肪酸酯柳州愛(ài)格富食品科技股份有限公司;羥甲基纖維素鈉(CMC)重慶力宏精細(xì)化工有限公司;黃原膠淄博中軒生化有限公司;海藻酸鈉河南思遠(yuǎn)生物科技有限公司。

SC-3610低速離心機(jī)安徽中科中佳儀器有限公司;電熱恒溫水浴鍋HRHS24青島海爾醫(yī)用低溫科技有限公司;FA25高剪切分散乳化機(jī)上海弗魯克流體機(jī)械制造有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1原料處理將小米、藜麥分別磨10 min并過(guò)60目篩,每組實(shí)驗(yàn)均準(zhǔn)確稱取相同質(zhì)量(精確至0.001 g)的小米粉與藜麥粉,按1∶2的比例混合[13],作為復(fù)配谷物粉。

1.2.2復(fù)配谷物飲品工藝流程復(fù)配谷物粉→加水熱磨30 min(料水比1∶14,80 ℃)[13]→冷卻→液化(酶解)→糖化(酶解)→滅酶→調(diào)配→均質(zhì)→滅菌→成品

1.2.3復(fù)配谷物粉液化的單因素實(shí)驗(yàn)以Dextrose Equivalent值(還原糖值,以下簡(jiǎn)稱DE值)為指標(biāo),評(píng)價(jià)α-淀粉酶添加量、作用溫度、作用時(shí)間及pH四因素對(duì)復(fù)配谷物濃漿液化效果影響。α-淀粉酶添加量的確定:取熱磨冷卻后的復(fù)配谷物濃漿150 mL,在溫度70 ℃,pH6.0,加酶量分別為2、3、4、5、6、7 U/g的條件下,酶解30 min,測(cè)定DE值。時(shí)間的確定:取熱磨冷卻后的復(fù)配谷物濃漿150 mL,在α-淀粉酶添加量5 U/g,溫度70 ℃,pH6條件下,分別酶解10、20、30、40、50 min,測(cè)定DE值。溫度的確定:取熱磨冷卻后的復(fù)配谷物濃漿150 mL,在α-淀粉酶添加量5 U/g,pH6,溫度分別為50、60、70、80、90 ℃的條件下,酶解30 min,測(cè)定DE值。pH的確定:取熱磨冷卻后的復(fù)配谷物濃漿150 mL,在pH分別為5.0、5.5、6.0、6.5、7.0,α-淀粉酶添加量5 U/g,溫度70 ℃的條件下,酶解30 min,測(cè)定DE值。

1.2.4復(fù)配谷物粉液化正交實(shí)驗(yàn)在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn),選擇α-淀粉酶添加量、溫度、時(shí)間及pH為自變量,結(jié)果用DE值表示,因素水平表見(jiàn)表1。

表1　因素水平表Table 1　Table of factors and levels

1.2.5復(fù)配谷物粉糖化的單因素實(shí)驗(yàn)以DE值為指標(biāo),評(píng)價(jià)β-淀粉酶添加量、作用溫度、作用時(shí)間及pH四因素對(duì)復(fù)配谷物濃漿的糖化效果影響。β-淀粉酶添加量的確定:取液化后的復(fù)配谷物濃漿150 mL,在溫度55 ℃,pH6,加酶量分別為50、70、90、110、120 U/g的條件下,酶解40 min,測(cè)定DE值。糖化溫度的確定:取液化后的復(fù)配谷物濃漿150 mL,在β-淀粉酶添加量90 U/g,pH6條件下,溫度分別為40、45、50、55、60、65、70 ℃,酶解40 min,測(cè)定DE值。糖化時(shí)間的確定:取液化后的復(fù)配谷物濃漿150 mL,在β-淀粉酶添加量90 U/g,溫度55 ℃,pH6條件下,分別酶解10、20、30、40、50、60、70 min,測(cè)定DE值。pH的確定:取液化后的復(fù)配谷物濃漿150 mL,在pH分別為5.0、5.5、6.0、6.5、7.0的條件下,β-淀粉酶添加量90 U/g,溫度55 ℃,酶解40 min,測(cè)定DE值。

1.2.6復(fù)配谷物粉糖化正交實(shí)驗(yàn)在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn),選擇β-淀粉酶添加量、溫度、時(shí)間及pH為自變量,結(jié)果用DE值表示,因素水平表見(jiàn)表2。

表2　因素水平表Table 2　Table of factors and levels

1.2.7液化、糖化DE值的測(cè)定不同液化、糖化條件下的復(fù)配谷物濃漿DE值公式:

式中:還原糖含量:150 mL復(fù)配谷物濃漿酶解后含有的還原糖含量;原淀粉含量:150 mL復(fù)配谷物濃漿參與酶解反應(yīng)的淀粉含量。

還原糖含量測(cè)定方法:食品中還原糖的測(cè)定(GB/T 5009.7-2008);

淀粉含量測(cè)定方法:食品中淀粉的測(cè)定(GB/T 5009.9-2008)。

1.2.8不同乳化劑對(duì)體系穩(wěn)定性影響的單因素實(shí)驗(yàn)植物蛋白飲品的穩(wěn)定性是由體系親水親油平衡狀態(tài)決定的,乳化劑親水基團(tuán)分為線性和環(huán)形,二者復(fù)配使用效果較好[14]。以液化、糖化后的小米-藜麥谷物漿液為原料,線性基團(tuán)的蒸餾單硬脂酸甘油酯、環(huán)形基團(tuán)蔗糖脂肪酸酯為乳化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以離心沉淀率為指標(biāo),評(píng)估蔗糖脂肪酸酯:蒸餾單硬脂酸甘油酯在比例為1∶5、2∶4、3∶3、4∶2、5∶1,總添加量為0%、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%時(shí)復(fù)配谷物濃漿的穩(wěn)定性。

添加乳化劑后,先均質(zhì)5 min,置于60 ℃恒溫水浴30 min,待冷卻至室溫后再均質(zhì)2 min,取10 mL樣液置于15 mL離心管中,于4000 r/min離心15 min,棄去上清液,用濾紙吸去殘留于離心管壁的液體,準(zhǔn)確稱取沉淀重量(精確至0.001 g),計(jì)算離心沉淀率。公式:

1.2.9增稠劑對(duì)體系穩(wěn)定性影響的單因素實(shí)驗(yàn)以添加乳化劑配方后的復(fù)配谷物濃漿為原料,以離心沉淀率為指標(biāo),分別探究黃原膠、CMC、海藻酸鈉三種增稠劑在不同添加量下對(duì)體系穩(wěn)定性的影響。黃原膠添加量的確定:取添加最適乳化劑的樣品液100 mL,加入0.01%的CMC及0.03%的海藻酸鈉后,分別添加0.01%、0.03%、0.05%、0.07%、0.09%的黃原膠,測(cè)定離心沉淀率。海藻酸鈉添加量的確定:取添加最適乳化劑的樣品液100 mL,加入0.01%的CMC及0.05%的黃原膠后,分別添加0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的海藻酸鈉,測(cè)定離心沉淀率。CMC添加量的確定:取添加最適乳化劑的樣品液100 mL,加入0.05%的黃原膠及0.03%的海藻酸鈉后,分別添加0.005%、0.01%、0.015%、0.02%、0.03%的CMC,測(cè)定離心沉淀率。

添加增稠劑后,先均質(zhì)5 min,置于60 ℃恒溫水浴30 min,待冷卻至室溫后再均質(zhì)2 min,取10 mL樣液置于15 mL離心管中,于4000 r/min離心15 min,棄去上清液,用濾紙吸去殘留于離心管壁的液體,準(zhǔn)確稱取沉淀重量(精確至0.001 g),計(jì)算離心沉淀率。

1.2.10增稠劑對(duì)體系穩(wěn)定性影響的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)依據(jù)1.2.9單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,利用Box-Behnken中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,以離心沉淀率為響應(yīng)值設(shè)計(jì)三因素三水平實(shí)驗(yàn)見(jiàn)表3。

表3　Box-Behnken因素及水平編碼表Table 3　Factors and levels in the Box-Behnken experiment design

1.2.11數(shù)據(jù)處理及分析每組實(shí)驗(yàn)均重復(fù)測(cè)定三次,數(shù)據(jù)均以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)偏差SD(±SD)表示。采用Microsoft Excel及SPSS數(shù)學(xué)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理及圖表編輯,采用Minitab(15.0)軟件對(duì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1小米-藜麥復(fù)配粉最佳液化工藝條件的確定

2.1.1單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果液化、糖化是緊密關(guān)聯(lián)的過(guò)程,由于糖化過(guò)程中酶與底物先絡(luò)合再催化,所以要求底物在一定分子量范圍內(nèi),當(dāng)DE<10,淀粉顆粒會(huì)重新結(jié)合;DE>20,影響催化效果,造成最終糖化DE值變低[15]。故復(fù)配谷物粉液化至DE值在10～20內(nèi)才利于糖化[16]。

由圖1～圖4,液化DE值隨加酶量、時(shí)間及pH的變化曲線相似,均是先增大后趨于平緩。當(dāng)加酶量大于5 U/g或酶解時(shí)間大于40 min時(shí),酶解反應(yīng)接近終點(diǎn)。pH在6～7的范圍內(nèi)酶解反應(yīng)效果相對(duì)較好,pH中性環(huán)境不會(huì)影響α-淀粉酶的活性[17]。隨溫度的升高,液化DE值先升高后降低,70 ℃時(shí)達(dá)到最高值,繼續(xù)升溫DE值反而降低,原因可能是70 ℃以上的高溫使酶的活性降低,酶解反應(yīng)減弱。

圖2　作用時(shí)間對(duì)液化DE值的影響Fig.2　Effect of reaction time on DE of liquefaction

圖3　作用溫度對(duì)液化DE值的影響Fig.3　Effect of reaction temperature on DE of liquefaction

2.1.2液化正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果由表4～表5,復(fù)配谷物濃漿最佳液化工藝條件組合為A3B2C2D3,即α-淀粉酶為6 U/g,時(shí)間40 min,溫度70 ℃,pH7,在此工藝條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),重復(fù)測(cè)定三次取均值,DE值為19.93±0.05,介于10～20范圍內(nèi),且高于10～20范圍內(nèi)的其他指標(biāo)值。其中,溫度對(duì)液化工藝的影響最大,加酶量及pH次之,時(shí)間的影響最小。由方差分析,1號(hào)與6號(hào)實(shí)驗(yàn)數(shù)值間差異不顯著(p>0.05),其他各組實(shí)驗(yàn)數(shù)值兩兩間均差異顯著(p<0.05)。α-淀粉酶添加量和溫度對(duì)液化DE值的影響顯著,其他兩個(gè)因素影響不顯著。

表5　方差分析表Table 5　analysis of variance table

圖4　pH對(duì)液化DE值的影響Fig.4　Effect of pH on DE of liquefaction

注:*表示差異顯著(p<0.05)。

表4　液化正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 4　Orthogonal test result of liquefaction

2.2小米-藜麥谷物飲品最佳糖化工藝條件的確定

2.2.1單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果將淀粉全部酶解為葡萄糖時(shí),其DE理論值可達(dá)100,而β-淀粉酶水解后的產(chǎn)物為麥芽糖,在相同質(zhì)量下其還原能力為葡萄糖的一半,這使得糖化過(guò)程中DE值一般很難高于50,故糖化過(guò)程中,DE值最佳范圍為20～50。

圖5　β-淀粉酶添加量對(duì)糖化DE值的影響Fig.5　Effect of β-amylase amount on DE of saccharification

圖6　作用溫度對(duì)糖化DE值的影響Fig.6　Effect of reaction temperature on DE of saccharification

圖7　作用時(shí)間對(duì)糖化DE值的影響Fig.7　Effect of reaction time on DE of saccharification

由圖5～圖8,DE值隨β-淀粉酶添加量增加而增大,之后曲線趨于平緩,即酶解反應(yīng)接近重點(diǎn),確定β-淀粉酶最適添加量為110 U/g;當(dāng)溫度從40 ℃升至65 ℃時(shí),DE值從31.42±0.13迅速增至42.33±0.13,溫度超過(guò)65 ℃時(shí),DE值降低,可能是65 ℃以上的溫度破壞了β-淀粉酶的蛋白結(jié)構(gòu),降低了酶解反應(yīng)能力;DE值隨時(shí)間增長(zhǎng)而增長(zhǎng),60 min時(shí)曲線趨于平緩,底物濃度減少,淀粉酶與底物反應(yīng)變慢,故反應(yīng)時(shí)間為60 min;DE值隨pH的升高先升后降,在pH>6.5的反應(yīng)環(huán)境下,DE值減小,故pH為6.5。

表7　方差分析表Table 7　analysis of variance table

圖8　pH對(duì)糖化DE值的影響Fig.8　Effect of pH on DE of saccharification

注:*表示差異顯著(p<0.05)。

2.2.2糖化正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果由表6～表7,小米-藜麥復(fù)配谷物濃漿最佳糖化工藝條件組合為A3B3C2D2,即β-淀粉酶為120 U/g,溫度65 ℃,時(shí)間60 min,pH6.5,進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),重復(fù)測(cè)定三次后DE值達(dá)45.46±0.12,在20～50范圍內(nèi)最高,說(shuō)明該糖化工藝效果較好,糖化產(chǎn)物麥芽糖含量較高。β-淀粉酶的添加量對(duì)糖化影響作用最大,其次為時(shí)間、溫度,pH影響作用最小。經(jīng)方差分析,3號(hào)與6號(hào)實(shí)驗(yàn)數(shù)值間差異不顯著,2號(hào)、7號(hào)、8號(hào)實(shí)驗(yàn)數(shù)值兩兩間差異不顯著,其他各組實(shí)驗(yàn)數(shù)值兩兩間均差異顯著。β-淀粉酶添加量及時(shí)間對(duì)糖化DE值影響顯著,其他兩個(gè)因素影響不顯著。

表6　糖化正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 6　Orthogonal test result of saccharification

2.3不同乳化劑對(duì)體系穩(wěn)定性影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

不同總添加量的乳化劑在不同復(fù)配比例下對(duì)體系沉淀率影響趨勢(shì)見(jiàn)圖9。

圖9　不同配比的乳化劑在不同總添加量下對(duì)沉淀率的影響Fig.9　Effect of different proportion of emulsifier on the deposition rate of different additive amount注:不添加乳化劑時(shí),沉淀率為(21.33±0.17%)。

由圖9可得不同復(fù)配比例的乳化劑對(duì)沉淀率的影響均為先降低后升高,且均在總添加量為0.10%時(shí)達(dá)到最低點(diǎn),當(dāng)蔗糖酯∶單甘酯=3∶3時(shí),復(fù)配谷物濃漿的離心沉淀率低至(17.36±0.11)%。當(dāng)總添加量為0.15%及以上時(shí),其沉淀率高于不添加乳化劑時(shí)的沉淀率,原因可能是乳化劑添加過(guò)量時(shí),乳液體系泡沫增多,粘度增大,大顆粒物質(zhì)因粘附作用更易發(fā)生沉淀,致使體系不穩(wěn)定性增加。因此蔗糖酯:單甘酯復(fù)配比例為3∶3(即1∶1),總添加量為0.10%時(shí),谷物漿液系統(tǒng)穩(wěn)定性最好,且與添加乳化劑前相比,沉淀率降低了18.61%。

2.4不同增稠劑對(duì)體系穩(wěn)定性影響單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖10～圖12,隨黃原膠添加量的增加,沉淀率先降后升,添加量為0.05%時(shí),沉淀率低至(13.57±0.06)%,當(dāng)超過(guò)0.07%時(shí),沉淀率升高,且出現(xiàn)分層現(xiàn)象,可能是較高濃度的黃原膠更易引起乳狀液的絮凝[18];隨海藻酸鈉添加量的增加,沉淀率先降低后升高,0.03%時(shí)達(dá)到最低,為(14.68±0.07)%,超過(guò)0.03%時(shí),沉淀率上升,原因可能是體系平衡被打破,發(fā)生了蛋白沉淀及油脂上浮;隨CMC添加量的增加,沉淀率先降低后升高,0.01%時(shí)沉淀率最低,隨后沉淀率一直升高?？赡苁歉吆緾MC體系中蛋白質(zhì)與CMC的靜電吸附作用減小,未被吸附的CMC分子使體系發(fā)生排斥絮凝,導(dǎo)致沉淀率上升[18]。

圖10　黃原膠添加量對(duì)沉淀率的影響Fig.10　Effect of xanthan gum amount on sedimentation ratio

圖11　海藻酸鈉添加量對(duì)沉淀率的影響Fig.11　Effect of sodium alginate amount on sedimentation ratio

圖12　CMC添加量對(duì)沉淀率的影響Fig.12　Effect of sodium carboxymethyl cellulose amount on sedimentation ratio

2.5不同增稠劑對(duì)體系穩(wěn)定性影響的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的數(shù)值進(jìn)行多元回歸分析,確定回歸方程如下:

Y=12.2300-0.917500A+0.818750B-0.691250C+0.865000A2+0.937500B2+1.03750C2-0.0725000AB-0.597500AC+0.0900000BC

表8　Box-Behnken設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 8　Box-Behnken experimental design and results

表9　回歸模型方差分析及顯著性檢驗(yàn)Table 9　The variance analysis and significance test of regression model

由表10,A、B、C,A2、B2、C2,AC對(duì)響應(yīng)值的影響是極顯著的,表明A(黃原膠)、B(CMC)、C(海藻酸鈉)三個(gè)因子對(duì)沉淀率的影響顯著,且AC交互項(xiàng)影響大于AB與BC,各因素對(duì)響應(yīng)值的影響次序?yàn)锳>C>B。

表10　回歸系數(shù)顯著性分析結(jié)果Table 10　The significant results of autoregressive model cofficients

注:*表示差異顯著(p<0.05);**表示差異極顯著(p<0.01)。

響應(yīng)面圖是響應(yīng)值對(duì)各實(shí)驗(yàn)因素構(gòu)成三維曲面,從分析圖上可找出最佳參數(shù)及各因素的交互作用。由圖13～圖15,在各因素水平編碼范圍內(nèi),隨黃原膠添加量增加及CMC添加量減少,離心沉淀率趨于降低;隨黃原膠及海藻酸鈉添加量增加,離心沉淀率趨于降低;隨海藻酸鈉添加量增加及CMC添加量減少,離心沉淀率趨于降低。三者對(duì)于離心沉淀率的影響,原因可能是:蛋白與膠體吸附后再與水結(jié)合,使蛋白顆粒穩(wěn)定分散在體系中;黃原膠與海藻酸鈉復(fù)配產(chǎn)生協(xié)同作用,將大分子蛋白穩(wěn)定在二者形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中不發(fā)生沉降,使得復(fù)配谷物飲品的離心沉淀率降低并保持穩(wěn)定[19]。

圖13　黃原膠與CMC之間的等高線及響應(yīng)面圖Fig.13　Response surface and contour plots showing the interactive effects of xanthan gum and sodium carboxymethyl cellulose

圖14　黃原膠與海藻酸鈉之間的等高線及響應(yīng)面圖Fig.14　Response surface and contour plots showing the interactive effects of xanthan gum and sodium alginate

圖15　CMC與海藻酸鈉之間的等高線及響應(yīng)面圖Fig.15　Response surface and contour plots showing the interactive effects of sodium carboxymethyl cellulose and sodium alginate

由等高線及響應(yīng)面圖可以看出該模型存在最小值。利用Minitab軟件響應(yīng)優(yōu)化器得到最佳工藝為:黃原膠0.0639%,CMC 0.0078%,海藻酸鈉 0.0356%,離心沉淀率為11.537%。將工藝參數(shù)調(diào)整為:黃原膠添加量0.064%,CMC添加量0.008%,海藻酸鈉添加量0.036%后進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),重復(fù)測(cè)定三次,離心沉淀率為(11.56±0.05)%,與預(yù)測(cè)值接近,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)論準(zhǔn)確度較高,此回歸模型預(yù)測(cè)具有應(yīng)用價(jià)值。

3　結(jié)論

液化、糖化及穩(wěn)定劑的篩選是復(fù)配谷物濃漿飲品生產(chǎn)中的關(guān)鍵步驟,其中液化產(chǎn)物有助于糖化淀粉酶的進(jìn)一步糖化,糖化過(guò)程可提高飲品中固形物的含量,利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)溶出[20-21]。經(jīng)實(shí)驗(yàn),得到最佳液化條件:α-淀粉酶添加量為6 U/g、時(shí)間40 min、溫度70 ℃、pH7,α-淀粉酶添加量及溫度對(duì)液化影響顯著。最佳糖化條件:β-淀粉酶添加量為120 U/g、溫度65 ℃、時(shí)間60 min、pH6.5,β-淀粉酶添加量及時(shí)間對(duì)糖化影響顯著。采用單因素實(shí)驗(yàn)及Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)確定了最佳穩(wěn)定劑配方:蒸餾單硬脂酸甘油酯0.05%、蔗糖脂肪酸酯0.05%、黃原膠0.064%、CMC 0.008%、海藻酸鈉0.036%,黃原膠與海藻酸鈉的協(xié)同作用對(duì)體系沉淀率的影響作用極顯著。經(jīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),添加此配方后離心沉淀率僅為(11.56±0.05)%,與原濃漿相比,沉淀率降低了45.8%。最終的小米-藜麥谷物飲品中還原糖含量較高,穩(wěn)定性好。

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Study on the conditions of liquefaction,saccharification and stabilizer formula in millet-quinoa beverage

CHEN Shu-jun,PANG Zhen-peng,LIU Xiao-juan,HU Jie,XU Xiao-xia,YI Xin,SHI Yue,LI Le

(College of Life Science,Shanxi University,Taiyuan 030006,China)

With millet,quinoa as raw materials,the best conditions of liquefaction,saccharification and the effects of emulsifier,thickener on the stability of the system were discussed. The best conditions of liquefaction and saccharification were determined by single factor experiments and orthogonal test. Using the response surface methodology to optimize the prescription of stabilizer of the beverage. Results showed that,the best conditions of starch liquefaction were 6 U/gα-amylase,40 min,70 ℃,pH7.0. The best conditions of saccharification were 120 U/gβ-amylase,65 ℃,60 min,pH6.5. The optimized formulation were 0.05% glycerin monostearate,0.05% sucrose ester of fatty acid,0.064% xanthan gum,0.008% sodium carboxymethyl cellulose and 0.036% sodium alginate. Under this condition,the beverage contains higher reducing sugar and better stability.

millet-quinoa;liquefaction;saccharification;stabilization

2016-01-27

陳樹(shù)俊(1964-)，男，本科，副教授，研究方向:食品新工藝及功能食品，E-mail：chenshujun515@163.com。

TS213.2

A

1002-0306(2016)15-0249-08

10.13386/j.issn1002-0306.2016.15.040