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小麦胚芽悬浮饮料稳定剂的选择及工艺优化

发布日期:2014-12-25 22:47:22
小麦胚芽悬浮饮料稳定剂的选择及工艺优化
小麦胚芽悬浮饮料稳定剂的选择及工艺优化:
小麦胚芽悬浮饮料稳定剂的选择及工艺优化,以小麦胚芽为原料,通过单因素试验选择合适的稳定剂,正交试验进行工艺优化生产 麦胚悬浮饮料。以粘度为指标,研究了溶液浓度、温度、pH值和非电解质等对复合稳定剂特性 的影响;以悬浮性及口感为指标,优化了麦胚悬浮饮料的调配方案。结果表明:麦胚添加量为 1%时,几种稳定剂相比较,由黄原胶一瓜尔豆胶复合稳定剂对麦胚悬浮饮料的悬浮性能最好, 黄原胶:瓜尔豆胶(1: 4)总用量0 15%,抗坏血酸0 015%,蔗糖2 0%。
小麦胚芽是小麦加工的副产品,以其占小麦重 量2% ~ 3%计算,我国小麦胚蕴藏量达280~ 420 万t[1]。小麦胚是小麦籽粒的精华,含有28% ~ 35%的优质植物蛋白,必需氨基酸组成合理,属完全 蛋白质,特别是赖氨酸在胚芽中的含量比小麦籽粒 高60%以上,比大米、面粉高出6~ 7倍;麦胚含脂 肪约10%,其中不饱和脂肪酸占80%以上,对防止 胆固醇沉积、预防动脉硬化有重要作用;麦胚富含多 种维生素(BP B2、B6、VE等)及铁、锌等多种矿物 质,还含有谷胱甘肽、二十八碳醇、麦胚凝集素、黄酮 类化合物、脂多糖、谷胱甘肽过氧化酶等生物活性物 质,具有许多重要的生理功能[7]。因此被誉为/人 类天然的营养宝库”。
如此丰富的宝贵资源尚未充分开发利用,造成 这种局面的主要原因是麦胚不耐储藏性[6]。本研 究在综合法稳定小麦胚的基础上,开发具保健功能 的天然饮料。目前我国饮料市场己经发生了巨大变 化,饮料开发趋向多样化、营养化和原料天然化,而 麦胚悬浮饮料的开发尚未见报道。悬浮类饮料在生 产、销售或存放过程中,不同程度地出现悬浮不匀、 上浮、下沉等。尽管此种现象对产品的质量并无影 响,却严重影响感观和销售。为此,本文研究了几 种食品稳定剂对麦胚悬浮性能的影响,并对麦胚悬 浮饮料的配方工艺进行了优化。
1材料与方法
1 1试验材料和仪器
小麦胚芽(河南华星粉业公司)、琼脂、羧甲基 纤维素钠、黄原胶、海藻酸钠、柠檬酸、蔗糖、NDJ79 型旋转式粘度计(同济大学机电厂生产)、90-2恒温 磁力搅拌器、压力灭菌锅。
1 2方法 1 2 1食品稳定剂
黄原胶、海藻酸钠、CMC-Na瓜儿豆胶、琼脂等 稳定剂在溶液中有悬浮増稠作用,本文采用以上几 种稳定剂有进行溶液和小麦胚芽的悬浮性试验,以 黏度和悬浮性能为指标,筛选出较好的食品稳定剂 及其复配组合,并对较好的复配组合进行应用试验。 1 2 2小麦胚芽悬浮饮料生产工艺流程
小麦胚芽悬浮饮料生产工艺为:稳定剂溶化+ 配料(加入处理后小麦胚芽)—调味(蔗糖、Vc、麦香 香精等)装瓶杀囷冷却成品.
工艺操作要点如下:①小麦胚芽的预处理为 了具有良好的感观效果,生产该产品要求胚芽纯度 达到95%以上,厂家提供的胚芽纯度达不到要求, 有面粉、麸皮等混合。用30~ 40目筛子筛分,筛分 后筛下物弃之不用,除去筛上物中金属物和杂质 后[3],经5mh蒸汽脱腥,再微波干燥备用。试验中 麦胚添加量为1%,稳定剂溶化完全后加入,边加边 用磁力搅拌器搅拌。②成品产生稳定剂与水在锅 中溶化,煮沸过滤,加入处理后小麦胚芽,蔗糖、抗坏 血酸,最后加入山梨酸钾、麦香香精等搅拌均匀,趁 热装瓶。再采用80~ 85 °C,30~ 40mh的热力杀 菌,并用流水快速冷却。
2结果与分析
2 1几种稳定剂的悬浮性能比较
将上述5种稳定剂经80 °C热水溶化后冷却到 室温添加1%麦胚,比较不同浓度不同稳定剂的悬 浮性能。结果见表1。由表1可见,无论哪一种稳 定剂单独使用,都难以达到使麦胚饮料悬浮的理想 效果。琼脂是目前生产中主要使用的稳定剂,但琼 脂在水溶液中稳定性较差,易于水相分层,且当琼脂 浓度\0 4%时,溶液呈凝固态,胶感性强(食用时 有黏口的感觉)。黄原胶有较好的悬浮性,黄原胶 在溶液中呈悬浮浊液状态,色黄不透明。海藻酸钠、 CMC和瓜尔豆胶的黏度较低,麦胚不能悬浮。 
表1五种稳定剂的悬浮性能比较
浓度/%黄原胶、海藻酸钠CMC瓜儿豆胶琼脂
ft 1不透明、色微黄、 85%悬浮透明、不能悬浮透明、不能悬浮不透明,色微黄、不 能悬浮半透明、不能悬浮
ft 2不透明、色微黄、均 匀悬浮透明、不能悬浮透明、不能悬浮,有 大量胶体不透明,73%悬浮半透明、不能悬浮
ft 3-透明、不能悬浮透明、不能悬浮,有 大量胶体不透明,均匀悬浮半透明、80%悬浮
ft 4-透明、80%悬浮--半透明、均匀悬浮、
很黏稠
 
2 2黄原胶一瓜尔豆胶复合稳定剂不同配比条件 下的悬浮效果
黄原胶一瓜尔豆胶复合稳定剂溶液不透明,色 微黄,与麦胚颜色相近,而且黄原胶具有长链高分 子的一般性能,但它比一般高分子含有更多的官 能团,小麦胚芽悬浮饮料稳定剂的选择及工艺优化,在水溶液中呈多聚阴离子[5]。而瓜尔豆胶 与阴离子聚合物和阴离子表面活性剂配合后有増 强黏度的协同作用[10]。故本文对黄原胶一瓜尔豆 胶复合稳定剂作了进一步研究。固定黄原胶分别 与瓜尔豆胶复配的总用量为0 15%,30 °C条件下 测定黏度,调节复配比例分别为2: 1、1: 2、4: 1、 1: 4进行比较实验。虽然3号试验均可以使麦 胚均匀悬浮,但溶液太稠,有黏口感,二者比例 1: 4时麦胚也可均匀悬浮,且口感清爽。表2所 示为黄原胶一瓜儿豆胶复合稳定剂不同配比条件
表2原胶一瓜尔豆胶复合稳定剂 不同配比条件下的悬浮性
实验号黄原 胶 /%瓜儿豆
胶 /%黏度 /Pa# s悬浮性
/%
10 1ft 059. 2590% 悬浮
20 050 18不能悬浮
30 12ft 0312 5均匀悬浮,较黏稠
40 03ft 129. 5均匀悬浮,口感清爽
2 3温度对黏度的影响
在固定选取黄原胶:瓜尔豆胶(1: 4)总用量 0 15%、麦胚添加量1%的条件下,以黏度为指标, 30 °C条件下测定黏度,分别研究温度变化对黄原 胶一瓜尔豆胶复合稳定剂性能的影响。结果见表3 绘制成曲线图见图1,表3和图1分别显示了温度
_1—L•__1 o
12108 6 4 2 o
H
P
时黏度升高且变化较陡,这是因为在温度下降过程 中,颗粒聚结体由小变大,小麦胚芽悬浮饮料稳定剂的选择及工艺优化,聚结颗粒而吸收能量,其 黏度随温度的下降而升高|21。瓜尔豆胶加热至很 高温度时可导致热降解,瓜尔豆胶溶液加热至80~ 95 °C并持续一定时间,就可丧失黏度[41。当温度 降到20 °C左右时,由于小颗粒明显聚结成半流动网 状结构,溶液黏度急剧上升。
表3不同温度对黄原胶一瓜尔豆胶
复合稳定剂黏度的影响
温度/c9080 70 60 50 40 30 20
黏度/Pa# s45 5 75 6 7 7. 5 8 5 10 5
图2溶液pH值对黄原胶一瓜尔豆胶黏度的影响 2 5非电解质(蔗糖)对溶液黏度的影响
2 4溶液pH值对黄原胶一瓜尔豆胶黏度的影响 在固定选取黄原胶:瓜尔豆胶(1: 4)总用量 0. 15%、麦胚添加量1%的条件下,以黏度为指标, 30°C条件下测定黏度,分别研宄溶液pH值对黄原 胶一瓜尔豆胶复合稳定剂性能的影响。结果见表 4,绘制成曲线图见图2。抗坏血酸(Vc)具有抗氧 化作用,本试验采用VC调节溶液酸度,探讨溶液 pH值对黄原胶一瓜尔豆胶黏度的影响。由表4和 图2可以看出,溶液pH值从3. 87~ 7地黄原 胶一瓜尔豆胶黏度稳定在8 Pa# s不变,而随着溶 液酸度增加,pH值3. 87之后黏度下降非常明显。 因为[H+ ]、[OH—]增加都可能促使稳定剂高分子 的解离,同时[H+ ]的存在可中和黄原胶所带的负 电荷。瓜尔豆胶及其衍生物在pH 3或以下的酸性 溶液中会降解,被水解的是糖苷键,结果黏度急剧 丧失[8'。
表5蔗糖浓度对黄原胶一瓜尔豆胶黏度的影响
蔗糖浓度/%0 Q05Q1Q15Q2Q25Q3
黏度/Pa# s7 5 7. 5 8 8 5 9 9. 5 9. 75
图3蔗糖浓度对黄原胶一瓜尔豆胶黏度的影响 2 6小麦胚芽悬浮饮料调配方案的优化
由前面单一稳定剂和复合稳定剂悬浮性能的比 较可知,黄原胶一瓜尔豆胶为最佳组合,为使饮料 风味更佳,进而对黄原胶一瓜尔豆胶、抗坏血酸、蔗 糖三因素进行了正交试验,选择L9(34)表进行。正 交试验因素水平表见表6悬浮性及口感评价结果 见表7。由表7可见黏度不与悬浮性呈完全正比关 系,因此以悬浮性及口感的综合评分作直观分析,把 悬浮性及口感最好的7号定为100分,优方案为 J94-2012 China Academic Journal Electronic Publi 〜B2Cr 黄原胶 i:瓜小豆胶(1B 4)总用里 0 15%、抗
表4溶液pH值对黄原胶一瓜尔豆胶黏度的影响
vc添加量/%00. 010. 020. 030. 04
pH值7. 164. 253. 873. 533. 28
黏度 /Pa# s8886. 55
在配制麦胚饮料的时,为调整风味,需加入调味 剂(蔗糖),小麦胚芽悬浮饮料稳定剂的选择及工艺优化,在固定选取黄原胶:瓜尔豆胶(1: 4)总 用量0. 15%、麦胚添加量1%的条件下,以黏度为指 标,30 °C条件下测定黏度,以不同糖浓度对黄原 胶一瓜尔豆胶黏度的影响进行试验,结果见表5绘 制成曲线图见图3。由表5和图3可知,在稀糖液 中,溶液黏度相对较高。当糖液浓度增加时,溶液黏 度有所增加但变化不大,若进一步提高糖浓度,糖浓 度从0. 25%增加到0 3%时,溶液黏度变化趋向缓 和,黏度从9 5 Pa# s增加到9 75 Pa#。这可能是 由于糖的加入可使溶液的密度增大,由此可见,加入 蔗糖对提高溶液的悬浮性有利。 
坏血酸0. 015%,蔗糖2 0%。
表6复合稳定剂及其它辅料正交试验水平表
水平黄原胶:瓜尔豆胶抗坏血酸蔗糖
(1:4) (A) %(B) /%(C) %
1ft130 011
2ft14Q Q1515
3ft150 022 0
表7正交试验设计及溶液黏度与悬浮性
试验ABC
P:溶液黏悬浮性及口感
序号i /Pa#s (以100分计)
11111885
21221896
31331890
42122093
52231890
62311894
731319100
83212096
93322290
K
1271278275
K
2277282279
K286274280
极差R1585
因素主 y次ABC
优方案ABC
3 2 3
2 7产品质量指标 2 7 1感官指标
本品具有小麦胚芽特有的浓郁的麦香味,无生 腥味。呈黄绿色,原麦胚可见片状,均匀悬浮,口感 细腻、滑润。
2 7 2理化指标
可溶性固形物含量采用折光计法,样品经捣碎 用四层纱布挤出滤液测试,可溶性固形物含量(以 折光仪计)\5 0%,蛋白质\ 1 0%,脂肪\0 1%, jH 值 5 0~ 6 0 砷(以 As计)<0. lmg/L,铅(以 Pb计)<0 2mg/L。经高液相色谱测定,其必需氨 基酸组成为(mgA00mL):苏氨酸55 3缬氨酸 36 3,蛋氨酸11. 7异亮氨酸19 9亮氨酸51 2苯 中含赖氨酸和苏氨酸较高,而这两种必需氨基酸正 是绝大多数谷类蛋白的第一、第二限制性氨基酸。
2 7 3微生物指标
产品由湖北省疾病预防控制中心检验,微生物 指标如下:小麦胚芽悬浮饮料稳定剂的选择及工艺优化,细菌总数(个A00mL) < 100大肠菌群 (个/100mL)<2致病菌未检出,霉菌、酵母菌(个/ mL) 符合我国植物蛋白饮料卫生标准 GB16322- 2003 的要求[9]。
3结论
本文对几种常见的稳定剂琼脂、羧甲基纤维素 钠、海藻酸钠、黄原胶、瓜尔豆胶的稳定性所作的系 列研究表明,由黄原胶一瓜尔豆胶复合稳定剂对麦 胚悬浮饮料的悬浮性能最好,在溶液中可长期保持 稳定。黄原胶一瓜尔豆胶最佳复配比例为1: 4溶 液浓度、温度、IH值、蔗糖浓度对黏度影响较大,黏 度随温度下降上升,!H值3 87之后黏度下降非常 明显,黏度在接近中性条件下稳定性较好,加入蔗糖 对提高溶液的稳定性有利。正交试验得到小麦胚芽 悬浮饮料的最佳工艺配方为:麦胚添加量为1%,黄 原胶:瓜尔豆胶(1: 4)总用量0 15%,抗坏血酸 0 015%,蔗糖2 0%。麦胚片均匀悬浮,黏度适中, 呈黄绿色,有较浓的麦香味,营养丰富,口感良好。
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