復(fù)合飲料加工工藝論文范文

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1材料與方法

1.1材料與儀器天麻(烏天麻)產(chǎn)自重慶市萬(wàn)州區(qū)天城鎮(zhèn)老巖村天麻種植基地，土中挖出后挑選中等大小、無(wú)明顯蟲(chóng)害和腐爛的天麻塊莖1h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，用蒸餾水仔細(xì)洗凈平鋪風(fēng)干；特級(jí)無(wú)霉變和病蟲(chóng)害的干制玫瑰花茶和茉莉花茶，購(gòu)自福建春倫茶葉集團(tuán)；綠茶品種為黃山毛峰，購(gòu)自黃山市歙縣徽茗茶廠。果膠酶：深圳市綠微康生物工程有限公司；ZTC1+1-II型澄清劑：北京正天成澄清技術(shù)有限公司；蔗糖(白砂糖)、檸檬酸、卡拉膠均為食品級(jí)；高通量組織研磨機(jī)：Scientz-192型，寧波新芝生物科技股份有限公司；小型高壓均質(zhì)機(jī)：APV1000型，APV公司；立式滅菌鍋：YXQ-LS-30S型，上海精密儀器儀表有限公司；三合一灌裝機(jī)：JBJX-12-12-1型，河南鄭州九博灌裝機(jī)械有限公司；pH計(jì)：PHS-25B型，鄭州市滎陽(yáng)華盛儀器廠；高效液相色譜儀：LC-20A型，日本島津公司；分光光度計(jì)：UV-1600型，上海美譜達(dá)儀器有限公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1工藝流程

1.2.2操作要點(diǎn)(1)天麻汁制備方法：將新鮮天麻洗凈去皮仔細(xì)切成小塊后用蒸餾水浸泡，隨后取浸泡過(guò)的天麻加入蒸餾水后用榨汁機(jī)打漿至無(wú)明顯顆粒，按比例分別加入0.25%、0.5%、0.75%和0.1%的果膠酶并用恒溫水浴鍋在30~40℃下保溫1~2h；將酶解過(guò)的天麻漿在80℃下水浴保溫1h以鈍化果膠酶活性；最后將滅酶的天麻漿離心(4000r/min，10min)后用3層紗布過(guò)濾，取淺白色天麻汁冷藏備用。以天麻汁中天麻素為指標(biāo)設(shè)計(jì)混合正交試驗(yàn)L8(4×24)來(lái)確定最適宜果膠酶添加量及酶解條件，混合正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1。(2)花草茶浸提液的制備：按1:1:1的比例稱(chēng)取干制玫瑰花茶、茉莉花茶和綠茶并仔細(xì)粉碎。為防止風(fēng)味物質(zhì)的揮發(fā)，先將混合干制茶按1:60的液料比用10℃蒸餾水冷浸30min，隨后用200目篩網(wǎng)過(guò)濾；將濾渣按1:40的液料比用85℃熱水浸泡20~60min，用200目篩網(wǎng)過(guò)濾后合并2次濾液，冷藏備用。以總酚含量和DPPH•自由基清除率為指標(biāo)選擇最優(yōu)復(fù)提時(shí)間。(3)混合調(diào)配：以上述天麻汁和花草茶浸提液的制備方法為基礎(chǔ)，將天麻汁、花草茶浸提液、蔗糖、檸檬酸和卡拉膠作為因素設(shè)計(jì)L16(45)正交試驗(yàn)，以綜合感官分?jǐn)?shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，尋找最優(yōu)調(diào)配方案。復(fù)合飲料調(diào)配工藝的正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表2。(4)澄清：用ZTC1+1-II型綠色澄清劑對(duì)調(diào)配飲料進(jìn)行澄清操作。根據(jù)朱丹等[11]的方法制備A和B組分黏膠液。以澄清劑濃度配比、澄清溫度和時(shí)間為因素設(shè)計(jì)L9(34)正交試驗(yàn)，以澄清度為依據(jù)確定最適澄清工藝。澄清工藝的正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表3。(5)均質(zhì)、脫氣：用均質(zhì)機(jī)在20~22Mpa、50~60℃的條件下對(duì)復(fù)合飲料進(jìn)行均質(zhì)化處理后用真空泵抽真空至0.05~0.2MPa脫氣1h。(6)精濾、灌裝、消毒：脫氣后的復(fù)合飲料用中空纖維絲材質(zhì)的超濾膜進(jìn)行精濾；隨后用250mL玻璃瓶進(jìn)行灌裝，經(jīng)巴氏消毒后即得成品，4℃下冷藏。

1.3指標(biāo)測(cè)定

1.3.1天麻素的測(cè)定天麻素的提取和測(cè)定根據(jù)吳春敏等[12]的方法進(jìn)行，修改如下：取10mL樣液加入20mL50%冷乙醇溶液后小心振蕩，隨后冷凍離心10min(4000r/min、4℃)以析出蛋白質(zhì)及多糖，取上清液用50%冷乙醇定容至50mL，隨后在40℃的條件下回流提取2.5h，共提取3次，合并提取液后于40℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)直至乙醇全部揮發(fā)，殘留組分用乙腈溶液定容至50mL，再經(jīng)0.45μm孔徑纖維膜微濾，濾液用于HPLC分析。島津LC-20A型高效液相色譜儀測(cè)定天麻素含量，Nova-PakC18(250mm×4.6mm，10μm)色譜柱，柱溫40℃，進(jìn)樣量15μL，流動(dòng)相10%乙腈，在流速0.8mL/min下洗脫60min，在220nm下測(cè)定天麻素含量。

1.3.2總酚的測(cè)定取10mL樣液加入15mL冷丙酮并振蕩混勻，冷凍離心后取上清液過(guò)C18Sep-Pak小柱后定容至25mL，根據(jù)Flion-Ciocalteu法測(cè)定樣液總酚含量。

1.3.3DPPH•自由基清除率的測(cè)定以DPPH•自由基清除率來(lái)評(píng)價(jià)復(fù)合飲料抗氧化活性。DPPH•自由基清除率根據(jù)Duan等的方法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果以DPPH•自由基清除百分率來(lái)表示。

1.3.4澄清度的測(cè)定根據(jù)朱丹等[11]的方法測(cè)定復(fù)合飲料的澄清度，結(jié)果以215nm下透光度表示。

1.3.5感官評(píng)定選擇20名年齡在20~40歲的經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的檢驗(yàn)員(男女各10名)，分別在獨(dú)立檢驗(yàn)室(統(tǒng)一白色光線)內(nèi)對(duì)復(fù)合飲料進(jìn)行感官評(píng)定。評(píng)定內(nèi)容依據(jù)GB/T21733—2008茶飲料國(guó)標(biāo)，從滋味、風(fēng)味、色澤和澄清度等4個(gè)方面進(jìn)行打分，結(jié)果以平均數(shù)表示，標(biāo)準(zhǔn)及分值分布見(jiàn)表4。

1.3.6質(zhì)量指標(biāo)測(cè)定分別按GB/T4789.2—2010、GB/T4789.3—2010、GB/T4789.15—2010和GB4789.18—2010方法檢測(cè)復(fù)合飲料中細(xì)菌總數(shù)、大腸桿菌、酵母菌和霉菌以及致病菌數(shù)量；按GB5009.11—2010、GB5009.12—2010和GB5009.13—2010測(cè)定復(fù)合飲料中砷、鉛和銅含量；用手持WYT-4型折光儀測(cè)定復(fù)合飲料中可溶性固形物含量；用PHS-25B型pH計(jì)測(cè)定pH值。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)運(yùn)用SAS8.2軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用鄧肯法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，5%為顯著水平，1%為極顯著水平。

2結(jié)果與分析

2.1天麻汁制備工藝的優(yōu)化天麻在粉碎、打漿和榨汁的過(guò)程中，其功能性成分天麻素會(huì)有較大損失。采用合適的酶解工藝可最大限度提取粗物料中的天麻素，維持天麻汁中天麻素含量的相對(duì)穩(wěn)定。酶解效果主要受加酶量、酶解溫度、時(shí)間和液料比等因素的影響，其中加酶量是影響酶解效果的首要因素。因此，本試驗(yàn)將加酶量設(shè)定為4個(gè)水平來(lái)設(shè)計(jì)混合正交試驗(yàn)，以酶解后的天麻素含量為依據(jù)對(duì)酶解工藝進(jìn)行分析，其結(jié)果見(jiàn)表5。通過(guò)表5中的極差R值可知，各酶解因素對(duì)天麻素含量的影響順序是：加酶量>酶解溫度>時(shí)間>液料比；而從實(shí)際測(cè)定值的分析可知，天麻汁酶解工藝的最優(yōu)條件組合為：A4B2C2D2，即加酶量0.1%、酶解溫度50℃、酶解時(shí)間2h、料液比1:60。由于該最優(yōu)的酶解工藝組合不包括在表5中的8組試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，因此以相同試驗(yàn)條件并采用最優(yōu)工藝重復(fù)進(jìn)行5次驗(yàn)證試驗(yàn)，得出天麻素提取量為23.1mg/L，高于8組試驗(yàn)最大值21.9mg/L，因此驗(yàn)證A4B2C2D2為最優(yōu)酶解工藝。

2.2花草茶浸泡時(shí)間的優(yōu)化浸泡是有效提取花草茶多酚類(lèi)物質(zhì)的手段，低溫初提和高溫復(fù)提的二次提取法是現(xiàn)行提取效率較高的方法，本研究中低溫初提溫度為10℃而高溫復(fù)提溫度85℃；但考慮到高溫復(fù)提對(duì)于提取液中茶多酚含量影響更大，因此以花草茶浸提液中總酚含量和DPPH自由基清除率為依據(jù)對(duì)高溫復(fù)提時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。如圖1所示，花草茶浸提液中總酚含量和DPPH自由基清除率均隨高溫復(fù)取時(shí)間的延長(zhǎng)而呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，當(dāng)浸泡時(shí)間在40min內(nèi)時(shí)，花草茶浸提液中總酚含量和DPPH自由基逐漸上升并達(dá)到峰值；而當(dāng)浸泡時(shí)間超過(guò)40min后，總酚含量和DPPH自由基逐漸下降。因此，花草茶最佳高溫復(fù)提時(shí)間為40min，此時(shí)提取液中酚類(lèi)物質(zhì)含量和抗氧化活性最高。

2.3天麻花草茶復(fù)合飲料調(diào)配工藝的優(yōu)化基于天麻汁和花草茶制備工藝優(yōu)化的基礎(chǔ)上，添加增加風(fēng)味的蔗糖和檸檬酸以及改善穩(wěn)定性的卡拉膠，以復(fù)合飲料的感官分?jǐn)?shù)為指標(biāo)，設(shè)計(jì)相關(guān)正交實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)配方案，其結(jié)果見(jiàn)表6。從表中極差R值可知，天麻汁加入量對(duì)復(fù)合飲料感官分?jǐn)?shù)的影響最大，其次分別為檸檬酸、花草茶浸提物、蔗糖和卡拉膠。各因素添加水平的最優(yōu)工藝組合為：A1B3C2D2E3，即天麻提取物40mL、花草茶浸提液100mL、蔗糖10g、卡拉膠0.002g、檸檬酸0.2g。由于該最優(yōu)的工藝組合不包含在表6中的16組試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，在以上相同試驗(yàn)條件下采用最優(yōu)配方重復(fù)進(jìn)行5次驗(yàn)證試驗(yàn)，得出復(fù)合飲料的感官評(píng)定平均分?jǐn)?shù)為93.3，高于16組試驗(yàn)最大值92.4，因此驗(yàn)證A1B3C2D2E3為最優(yōu)調(diào)配組合。

2.4最優(yōu)澄清工藝的選擇表7為天麻花草茶復(fù)合飲料澄清工藝的正交試驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)極差R值可知，ZTC天然澄清劑配比對(duì)復(fù)合飲料澄清效果影響最大，其次為澄清時(shí)間和溫度。各因素的最優(yōu)工藝組合為A2B2C3：即先加入2%濃度的澄清劑A組分，40℃水浴2.5h，隨后加入4%濃度的澄清劑B組分并在30°C水浴保溫3h。按此工藝進(jìn)行澄清處理后，復(fù)合飲料澄清度為0.954，符合飲料的澄清度標(biāo)準(zhǔn)(高于95%)。

2.5天麻花草茶復(fù)合飲料質(zhì)量指標(biāo)

2.5.1產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)按優(yōu)化工藝試制的天麻花草茶復(fù)合飲料呈均勻淺粉色、透明澄清、無(wú)絮狀沉淀和分層現(xiàn)象，無(wú)雜質(zhì)；口感圓潤(rùn)、酸甜適中，茶香濃郁且略帶天麻特有的清爽香氣；無(wú)異味。2.5.2理化指標(biāo)：可溶性固形物含量12.8%；pH4.91；砷、鉛、銅殘留量均小于國(guó)標(biāo)GB/T19296—2003規(guī)定。

2.5.3微生物指標(biāo)測(cè)定結(jié)果按照國(guó)標(biāo)GB/T4789方法對(duì)滅菌后的復(fù)合飲料的衛(wèi)生狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。檢測(cè)結(jié)果顯示：細(xì)菌總數(shù)≤100cfu/mL；大腸菌群≤6MPN/100mL；霉菌≤10cfu/100mL；酵母≤10cfu/100mL；致病菌：未檢出。因此，本產(chǎn)品的衛(wèi)生狀態(tài)滿足國(guó)標(biāo)GB/T19296—2003規(guī)定。

2.6天麻花草茶復(fù)合飲料功能性評(píng)價(jià)如表8所示，本試驗(yàn)所制得的天麻花草茶復(fù)合飲料富含天麻素，且總酚含量和DPPH自由基清除率顯著(P<0.05)高于市售主要綠茶或茉莉花飲料，由于酚類(lèi)物質(zhì)和天麻素均有較強(qiáng)保健效果，因此本產(chǎn)品功能性明顯高于市售主要綠茶或茉莉花飲料。同時(shí)，天麻花草茶復(fù)合飲料中天麻素和總酚含量與天麻汁中天麻素和花草茶中總酚含量分別相比無(wú)顯著(P>0.05)差別，說(shuō)明在本復(fù)合飲料加工過(guò)程未造成明顯的功能性成分損失。

3結(jié)論

本研究通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)花草茶浸泡時(shí)間、天麻汁的酶解條件、復(fù)合飲料調(diào)配和澄清工藝進(jìn)行了優(yōu)化。天麻汁最優(yōu)酶解條件為：加酶量0.1%、酶解溫度50℃、酶解時(shí)間2h、料液比1:60；花茶草在85℃下的最優(yōu)浸提時(shí)間為40min；復(fù)合飲料調(diào)配最優(yōu)工藝為：天麻提取物40mL、花草茶浸提液100mL、蔗糖10g、卡拉膠0.002g、檸檬酸0.2g；復(fù)合飲料最優(yōu)澄清工藝：加入2%濃度的澄清劑A組分在40℃下水浴2.5h，隨后加入4%濃度的澄清劑B組分并在30℃水浴保溫3h。澄清后的產(chǎn)品在20~22MPa、50~60℃的條件進(jìn)行均質(zhì)化處理后脫氣，再經(jīng)精濾、灌裝和巴氏消毒，即得成品。制得的天麻花草茶復(fù)合飲料色澤呈均勻淺粉色，風(fēng)味獨(dú)特，清新怡人，較好的保留了天麻清爽的口感和花草茶固有的天然香氣；且本復(fù)合飲料富含天麻素和多酚類(lèi)等功能性成分，具有較高的抗氧化活性和生物活性(總酚含量為653.2mg/L、天麻素含量為22.19mg/L、DPPH自由基清除率為95.8%)，因而具有一定的保健價(jià)值。

作者：汪開(kāi)拓夏情燕馬莉甄卓敏單位：昆明地質(zhì)勘查院