紫薯是旋花科甘薯属草本植物。薯肉呈紫色至深紫色,因此又叫黑薯、紫红薯、紫心甘薯、紫肉甘薯等。我国种植甘薯历史悠久,是目前最大的甘薯种植国。紫薯为引进种,20世纪末由日本引入我国种植。紫薯不仅色泽诱人,而且具有超越普通甘薯的营养价值。紫薯富含淀粉、糖蛋白、维生素、氨基酸、硒、碘、钙、磷、铁等多种营养成分,其含量均明显高于普通甘薯。据报道,紫薯中具有抗氧化、抗肿瘤活性的碘、硒含量比普通甘薯高出20余倍;赖氨酸含量高5倍;铜、锰、钾、锌含量高4倍,紫薯还富含普通甘薯所没有的花青素,其主要为芍药素-3,5葡糖昔和矢车菊-3,5葡糖昔,是一种天然色素,具有超强的抗氧化、清除自由基的能力。同时紫薯还是一种理想的减肥食品,其热量仅为大米的1/3,而.目_因富含纤维素和果胶而具有减少人休对糖、脂肪吸收的特殊功能。随着我国人民生活水平的不断提高,营养健康、美观、无公害的紫薯产品越来越受到人们的青睐,主要包括紫薯花青素、紫薯全粉制备等,但对紫薯功能饮料的报道还相对较少。紫薯因富含淀粉,在紫薯饮料的制备过程中存在澄清度和稳定性差的问题。本研究采用α一淀粉酶和糖化协同水解工艺生产紫薯功能饮料,在不破坏花青素的前提下有效提高紫薯汁的稳定性,为紫薯的深加工提供理论参考。
工艺流程及操作要点
紫薯--清洗切分--蒸熟--打浆--双酶水解--高温灭酶--冷却--离心--灌装杀菌--产品
蒸煮:新鲜紫薯洗净、去皮切成1-2 cm的薯块,置于盛有沸水的蒸锅中蒸8-10 min,至薯块中无硬心。
打浆:比例为紫薯:水=1:5(g/g)
双酶水解:取紫薯原浆在沸水浴中糊化10min,在一定条件下,加入一定量的。一淀粉酶和糖化酶进行协同水解试验。
高温灭酶:将酶促反应液置于沸水浴中5min终止酶促反应。
冷却:室温放置30 min冷却。
离心:3500r/min离心5min.
灌装杀菌:采用250 mL玻璃瓶,灌装温度80℃,121℃条件下灭菌1min.
双酶比例对DE值的影响
经过预试验确定α-淀粉酶和糖化酶的总用量为每1L紫薯原浆中加2g混合酶制剂。将打浆过滤后的紫薯原浆在温度65℃, pH值为6.0的条件下分别添加α一淀粉酶与糖化酶的质量比为7:10,6:10,5:10,4:10,3:10混合酶制剂,酶解50min,试验结果可知,随着α-淀粉酶添加量的增加,比例不断增大,DE值明显增加,这是双酶协同作用的效果,α-淀粉酶通过其水解作用不断为糖化酶提供新的非还原末端,有效提高了其底物浓度,同时糖化酶又不断消耗α一淀粉酶的产物,促进α一淀粉酶的有效水解。随后比例再增加,DE值的增加率逐渐减慢,是由于α一淀粉酶处于过饱和状态,糖化酶量不足,体系内还原糖的量增加缓慢。故将双酶质量比为5:10,在此条件下DE值为21.92%
温度对DE值的影响
将紫薯原浆在pH值为6.0,双酶质量比为5:10,温度为45℃,55℃,65℃,75℃,85℃的条件下,酶解50min,试验结果可知,随着温度的升高,DE值不断增加,是由于高温有助于淀粉液化充分,更易进行糖化反应,因此多采用高温a-淀粉酶,而高温同时会导致花青素的分解和美拉德反应的发生,降低紫薯饮料的品质。采用α一淀粉酶和糖化酶协同水解反应,在65℃的条件下就能达到传统酶解反应90℃酶解效果。超过65℃后变化较为和缓,因此确定酶解温度为65℃。
结论
通过单因素试验和正交试验确定紫薯浆的双酶协同水解工艺:α-淀粉酶0.75g/L,糖化酶1.25g/L,酶解温度65℃,反应时间70min, pH值为6.0。此工艺条件下的DE值为24.92%,生产的紫薯饮料稳定性好,色泽红艳、口感良好、营养丰富。
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