高抗性淀粉米乳飲料的研究

1982年，研究人員在未可溶性纖維（idf）中發(fā)現(xiàn)了不能通過酶分解的部分淀粉。英國的生理學(xué)家englyst將其稱為抗粘液（ss）。它被定義為不能被健康人體的結(jié)腸吸收的帶狀物粉末，但可以通過結(jié)腸和昆蟲分解產(chǎn)生粘液。抗性淀粉具有提高機(jī)體對胰島素的敏感性、預(yù)防便秘和結(jié)(直)腸癌、有助于控制體重、促進(jìn)人體對微量元素的吸收等保健功效。高抗性淀粉大米———“宜糖米”的抗性淀粉含量比普通優(yōu)質(zhì)大米高20倍以上。以宜糖米為主要原料開發(fā)高抗性淀粉米乳飲料,不僅營養(yǎng)價值高,而且還具有降低血糖、減肥等保健功效。但是,由于高抗性淀粉米乳飲料中含有纖維素、半纖維素、糊精、脂肪、蛋白質(zhì)等多種物質(zhì),這些物質(zhì)在貯存過程中,由于重力作用或者相互之間的交聯(lián)締合、碰撞形成較大的顆粒會發(fā)生沉降,影響米乳飲料的懸浮穩(wěn)定性和感官品質(zhì)。通過在飲料中加入親水膠體,能夠讓其在固形物含量較高的前提下,擁有較高的懸浮穩(wěn)定性。本研究擬通過添加乳化劑和增稠劑來提高米乳飲料的穩(wěn)定性,并確定最適添加量;同時研究米乳飲料的最適均質(zhì)條件和滅菌條件,以確保米乳飲料的感官品質(zhì)和穩(wěn)定性。1材料和方法1.1酯、蔗糖酯、黃原膠、海藻酸鈉等聚合物的制備宜糖米:抗性淀粉含量1.1%,浙江金華綠巨人有限公司;分子蒸餾單甘酯、蔗糖酯、三聚甘油酯、黃原膠、卡拉膠、阿拉伯膠、海藻酸鈉:上海健鷹食品科技研究所;卵磷脂、Tween、Span:市售;濃硫酸、苯酚、95%酒精、無水乙醇、葡萄糖、次甲基藍(lán)、甲基橙:國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。1.2主要設(shè)備和設(shè)備立式壓力蒸汽滅菌器:YXQ-LS-SⅡ型,上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。1.3測試方法1.3.1米汁糊化、均質(zhì)原料米→去雜→粉碎→烘焙→浸泡→磨漿→糊化→脫支酶處理→滅酶→過濾→調(diào)配→均質(zhì)→灌裝→殺菌→冷卻→成品將挑選的宜糖米粉碎后置于130℃烤箱中烘烤80min,使其散發(fā)出濃郁的米香味。浸泡后磨漿,漿液過180目篩。為了利于宜糖米的酶解,要將米汁進(jìn)行糊化。糊化時加6倍水,在90℃下糊化40min,糊化后的漿料粘稠均勻。糊化完畢后,冷卻至80℃,α-淀粉酶的用量為60U/g,在pH5.0條件下酶解55min。然后采用55℃、50MPa+25MPa均質(zhì)2次(表示第一次均質(zhì)壓力為50MPa,第二次25MPa,以此類推),均質(zhì)處理后立即脫氣。抗性淀粉米乳飲料的優(yōu)化配方為宜糖米10%、奶粉2.0%、甜賽糖0.15%、復(fù)合乳化穩(wěn)定劑0.2%(均為質(zhì)量百分比)。1.3.2乳化劑的選擇及復(fù)配方案的確定選擇蔗糖酯、單甘酯和三聚甘油酯3種乳化劑作為米乳飲料的乳化劑,并分別選擇3個添加量,通過測定離心沉淀率和穩(wěn)定系數(shù)分析添加不同乳化劑的米乳飲料的沉淀情況,確定最佳乳化劑種類及其用量,并進(jìn)行復(fù)配,確定較好的復(fù)配比例。1.3.3添加增稠劑對米乳飲料穩(wěn)定性的影響為達(dá)到長期穩(wěn)定貯藏的要求(穩(wěn)定系數(shù)W≥0.97),需要添加一定量的增稠劑來進(jìn)一步提高米乳飲料的穩(wěn)定性。在預(yù)試驗的基礎(chǔ)上,選擇穩(wěn)定效果較好的阿拉伯膠、海藻酸鈉進(jìn)行復(fù)配試驗。1.3.4均質(zhì)壓力對米乳飲料穩(wěn)定性的影響(1)均質(zhì)次數(shù)對米乳飲料穩(wěn)定性的影響:米乳飲料溫度為50℃、均質(zhì)壓力為40MPa,考察均質(zhì)次數(shù)對米乳飲料穩(wěn)定性的影響。(2)均質(zhì)壓力對米乳飲料穩(wěn)定性的影響:米乳飲料的溫度為50℃,均質(zhì)2次,考察均質(zhì)壓力對米乳飲料濁度保留率的影響,10MPa+5MPa,均質(zhì)2次。(3)均質(zhì)溫度對米乳飲料懸浮穩(wěn)定性的影響:固定均質(zhì)壓力為50MPa+25MPa,均質(zhì)2次,考察均質(zhì)溫度對米乳飲料濁度保留率的影響。1.3.5米乳飲料乳化穩(wěn)定性測定采用分光光度法測定乳化穩(wěn)定性。將乳化劑與甜菊糖等配料混合均勻,加入一定量的去離子水溶解,使用高速剪切乳化器在60℃、10000r/min條件下攪打至膏狀,然后緩慢加入米乳樣品中,再使用高速剪切乳化器在10000r/min下攪打2min,立即在540nm下測定吸光度,記為A前,再將此米乳液在3500r/min轉(zhuǎn)速下離心,在相同波段測定離心后的吸光度,記為A后,采用式(1)計算米乳飲料樣品的乳化穩(wěn)定性系數(shù)(W),取3次試驗平均值。1.3.6沉淀物質(zhì)的提取在帶有刻度的離心管中,準(zhǔn)確加入配制好的米乳飲料樣品10mL,然后在3500r/min的轉(zhuǎn)速下離心20min,讀取頂部上浮的脂肪層體積,再棄去所有溶液,準(zhǔn)確稱取沉淀物質(zhì)的質(zhì)量。分別按式(2)和式(3)計算離心沉淀率和上浮指數(shù)。2結(jié)果與分析2.1試驗結(jié)果通過對乳化劑的預(yù)試驗與分析,選取單甘酯、蔗糖酯和三聚甘油酯3種乳化劑進(jìn)行復(fù)配,設(shè)計正交試驗因素水平見表1,試驗結(jié)果及分析見表2。由表2可知,由單甘酯、蔗糖酯和三聚甘油酯按不同比例進(jìn)行復(fù)配試驗所得的穩(wěn)定性W值的影響次序為B>A>C,說明對米乳飲料乳化穩(wěn)定性影響大小依次為單甘酯>蔗糖酯>三聚甘油酯,根據(jù)正交試驗結(jié)果,確定乳化劑的最佳復(fù)配組合為A2B1C2,即蔗糖酯0.06%,單甘酯0.04%,三聚甘油酯0.06%。2.2復(fù)配劑添加量的確定表3為乳化劑和增稠劑復(fù)配的水平因素設(shè)計表,以離心沉淀率為指標(biāo)進(jìn)行了L9(33)正交試驗,試驗分析結(jié)果見表4。由表4可知,離心沉淀率最小的組合為A2B1C2,即復(fù)合乳化劑0.16%,海藻酸鈉0.1%,復(fù)合乳化劑中蔗糖酯,單甘酯和三聚甘油酯的添加量分別為0.06%,0.04%,0.06%。表4中的數(shù)據(jù)顯示,阿拉伯膠和海藻酸鈉兩者的復(fù)配效果不理想,正交試驗結(jié)果中,3號、5號和9號的離心沉淀率比其他試驗號的值都要大,即當(dāng)增稠劑的用量加大時,離心沉淀率也增大了;而且如果增稠劑的添加量過大,會使飲料的口感過于濃稠不清爽。2.3均質(zhì)條件對體系穩(wěn)定性的影響2.3.1不同均質(zhì)次數(shù)對均質(zhì)效果的影響由圖1可知,在均質(zhì)壓力和溫度分別為40MPa和50℃條件下,二次均質(zhì)的效果明顯比一次均質(zhì)好,隨著均質(zhì)次數(shù)繼續(xù)增加,均質(zhì)效果提高不顯著。綜合考慮均質(zhì)效果和生產(chǎn)成本等因素,確定采用二次均質(zhì)。2.3.2穩(wěn)定系數(shù)w值由圖2可知,隨著均質(zhì)壓力增加,米乳飲料的離心沉淀率下降,穩(wěn)定系數(shù)W值則升高,組織狀態(tài)趨于穩(wěn)定。但當(dāng)均質(zhì)壓力達(dá)到超過50MPa+25MPa后,米乳飲料的穩(wěn)定系數(shù)和離心沉淀率趨于平穩(wěn),因此均質(zhì)壓力選50MPa+25MPa為宜。2.3.3均質(zhì)壓力和溫度對產(chǎn)品的影響通常均質(zhì)溫度過高,會導(dǎo)致米乳飲料體系中液滴的擴(kuò)散系數(shù)增大、沉降速度提高,米乳液的黏度降低,穩(wěn)定性降低;均質(zhì)壓力過大和均質(zhì)溫度過高,不僅增加生產(chǎn)成本,也會對食品的營養(yǎng)成分造成破壞;另外,溫度過高會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性,產(chǎn)生絮凝現(xiàn)象,同時也加劇美拉德反應(yīng),使得褐變現(xiàn)象嚴(yán)重。由圖3可知,均質(zhì)溫度為55℃時,離心沉淀率最低,穩(wěn)定系數(shù)W值最大,均質(zhì)效果較好。3均質(zhì)、飲料和儀器本研究著重對影響抗性淀粉米乳飲料的穩(wěn)定性的因素進(jìn)行試驗,經(jīng)正交試驗確定復(fù)配乳化劑的最佳添加量及配比,即:蔗糖酯0.06%,單甘酯0.04%,三聚甘油酯0.06%。確定了乳化劑和增稠劑的最佳復(fù)配比例,即:復(fù)合乳化劑0.16%,增稠劑為海藻酸鈉0.1%。采用55℃、50MPa+25MPa均質(zhì)2次有較好的效果。制得的產(chǎn)品流體均一,色澤乳白,可穩(wěn)定保存。經(jīng)過上述工藝加工的米乳飲料符合中國飲料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。本試驗開發(fā)的高抗性淀粉米乳飲料營養(yǎng)價值較高,確定了米乳飲料的配方及穩(wěn)定性的影響因素,可為工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。電子天平:FD2004B型,上海精密科學(xué)儀器有限公司;旋渦混合器:XW-80A型,上海精科實業(yè)有限