馮晶晶 陳思宇
α-AI能夠有效抑制腸道中的α-淀粉酶活性,具有降低血糖、血脂和減肥的作用,可以預(yù)防糖尿病和治療肥胖。與其他豆類相比,白蕓豆中的α-AI活性更強、安全性更高。本文以白蕓豆為原料,經(jīng)過單因素試驗和正交試驗對α-AI的提取參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,并用含α-AI的白蕓豆液研制出一種白蕓豆山楂復(fù)合飲料,該飲料兼具白蕓豆的清香味和山楂的爽口,色澤鮮亮,具有一定的市場開發(fā)價值。
一、白蕓豆中α-AI的提取工藝
1.試驗材料與試劑。白蕓豆,吉林通化;α-淀粉酶,上??评噭┯邢薰荆环€(wěn)定劑(羧甲基纖維素鈉),山東鑫偉商貿(mào)有限公司;DNS試劑、可溶性淀粉酶,上海撫生實業(yè)有限公司。
2.試驗儀器與設(shè)備。分析天平,上海贊維衡器有限公司;智能水浴鍋,上海勝衛(wèi)電子科技有限公司;高速冷凍離心機,雷勃泰科國際有限公司;可見分光光度計,日本津島公司;粉碎機,江蘇裕昌干燥工程有限公司;鼓風(fēng)干燥箱,吳江德順電熱設(shè)備廠;高壓均質(zhì)機,上海錦竹機械設(shè)備有限公司;滅菌鍋,廣州市華粵行儀器有限公司。
3.工藝流程。白蕓豆→除渣→粉碎→溶解→調(diào)節(jié)pH→離心→過濾→α-AI粗提取液。
4.操作要點。(1)原料預(yù)處理:選擇新鮮、成熟度良好的白蕓豆,用清水洗凈,放入4℃的水中浸泡10h,剝?nèi)ネ馄ず蠓湃敫稍锵涓稍?。?)粉碎:將烘干的去皮白蕓豆放入粉碎機中粉碎,過80目篩得到白蕓豆粉。(3)調(diào)節(jié)pH:取白蕓豆粉5g并根據(jù)料液比添加蒸餾水,恒溫攪拌至完全溶解,添加0.5mol/L NaOH,調(diào)整白蕓豆樣液pH。(4)離心、過濾:將白蕓豆樣液于8000r/min的條件下離心25min,過濾,取上清液,得到α-AI粗提取液。
5.白蕓豆中α-AI提取條件的確定。(1)α-AI抑制率的測定。按照趙蓉文章中提到的方法進(jìn)行測定。(2)白蕓豆α-AI提取單因素試驗。分別對白蕓豆液的pH值(3.5、4.5、5.5、6.5、7.5)、水浴溫度(20℃、30℃、40℃、50℃、60℃)、料液比(1:4g/mL、1:6g/mL、1:8g/mL、1:10g/mL、1:12g/mL)、離心時長(10min、15min、20min、25min、30min)進(jìn)行單因素試驗,研究各因素對α-AI抑制率的影響。(3)正交試驗優(yōu)化提取條件。在單因素試驗結(jié)果基礎(chǔ)上,對白蕓豆液pH值、水浴溫度、料液比、離心時長進(jìn)行正交優(yōu)化,正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。
二、白蕓豆山楂復(fù)合飲料的制作工藝
1.工藝流程。白蕓豆山楂復(fù)合飲料的工藝流程如下所示:
白蕓豆液、白砂糖、穩(wěn)定劑
↓
山楂→挑選、清洗→蒸煮→破碎榨汁→調(diào)配、均質(zhì)→脫氣→灌裝→殺菌→冷卻→成品
2.操作要點。(1)挑選、清洗:選擇無病蟲害、無霉?fàn)€的新鮮山楂,放入水中清洗干凈,然后去核。(2)調(diào)配、均質(zhì):將白蕓豆液、山楂汁、白砂糖和穩(wěn)定劑按照一定比例混合均勻,進(jìn)行均質(zhì)處理,均質(zhì)溫度為60℃、壓力為18Mpa。(3)灌裝、殺菌:將玻璃瓶清洗消毒后灌裝,在95℃的溫度下滅菌15min。
3.白蕓豆山楂復(fù)合飲料配方試驗。(1)單因素試驗。分別對白蕓豆液用量(10%、15%、20%、25%、30%)、山楂汁用量(5%、10%、15%、20%、25%)、白砂糖用量(3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%)、穩(wěn)定劑用量(0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%)進(jìn)行單因素試驗,由30名專業(yè)品鑒人員組成按表2所示對各飲料進(jìn)行感官評價。(2)正交試驗。在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,對白蕓豆液用量、山楂汁用量、白砂糖用量、穩(wěn)定劑用量進(jìn)行正交優(yōu)化試驗,采用感官評分作為試驗指標(biāo),確定飲料最佳配方,正交試驗因素及水平見表3。
三、試驗結(jié)果與分析
1.白蕓豆中α-AI的單因素試驗結(jié)果。經(jīng)研究得出,隨著pH的升高,α-AI抑制率逐漸增長。在pH=6.5時,淀粉酶抑制率達(dá)到峰值,然后逐漸降低。這是由于酸堿過度,從而導(dǎo)致α-AI失活,使抑制率大幅下降。
隨著水浴溫度的提升,α-AI抑制率逐漸增長,在50℃時抑制率達(dá)到最大值,超過50℃時,抑制率開始下降。實驗結(jié)果表明,適當(dāng)升高溫度可提高α-AI抑制率,但是溫度過高會使α-AI滅活從而導(dǎo)致抑制率降低。
料液比從1:4提高到1:8的過程中,α-AI的抑制率逐漸提高,料液比在1:8提高到1:12的過程中,抑制率開始下降。這是因為隨著料液比的提高,會降低黏度,有利于α-AI的溶出,抑制率增加;如果料液比過大,α-AI的濃度被稀釋,從而導(dǎo)致α-AI的抑制率下降。
離心時長在15min時α-AI的抑制率達(dá)到最高,離心時長大于15min時,抑制率緩慢降低。
2.抑制率的正交試驗結(jié)果與分析。根據(jù)分析得出,因素A的R值為4.31,因素B的R值為0.99,因素C的R值為1.86,因素D的R值為1.56,各因素對α-AI抑制率的影響由強到弱的排列順序為pH>料液比>離心時長>水浴溫度,A2B2C1D1為最佳組合,即白蕓豆樣液的pH為6.5、水浴溫度為50℃、料液比為1:6、離心時長為15min。
3.白蕓豆山楂復(fù)合型飲料配方的單因素試驗結(jié)果。經(jīng)研究得知,當(dāng)白蕓豆液用量為20%時,飲料感官評分最高,此時飲料的口感綿軟,具有白蕓豆獨特的豆香。當(dāng)白蕓豆液用量高于20%時,飲料顏色加深,豆腥味較重;用量超過30%以上,出現(xiàn)白色粉末狀沉淀;白蕓豆液用量減少時,雖然飲料顏色澄清度有所增加,但飲料中白蕓豆的味道變淡。因此,當(dāng)白蕓豆液用量為20%時,復(fù)合飲料的風(fēng)味最佳。
當(dāng)山楂汁用量為20%時,感官得分最高,此時色澤淡紅,口味酸甜適度,有山楂獨特的風(fēng)味。當(dāng)山楂汁用量超過20%以上,飲料風(fēng)味偏酸,山楂風(fēng)味掩蓋了白蕓豆的香氣,感官評分降低。因此,當(dāng)山楂用量為20%時,復(fù)合飲料風(fēng)味最佳。
添加白砂糖的作用在于調(diào)節(jié)山楂的酸度,從而調(diào)節(jié)飲料風(fēng)味。實驗表明,白砂糖用量為5%時,評分最高。當(dāng)白砂糖用量小于4.5%時,飲料甜度低、發(fā)酸;用量較多時,飲料變得太甜,從而掩蓋了本來的香氣,影響口感。
隨著穩(wěn)定劑用量的升高,感官得分先升后降。穩(wěn)定劑用量為0.15%時,飲料無明顯分層,香氣濃郁;用量過低時,起不到穩(wěn)定體系黏度的作用;用量過高時,對穩(wěn)定效果促進(jìn)作用不大,還會增加成本。
4.白蕓豆山楂復(fù)合型飲料配方的正交試驗結(jié)果。根據(jù)分析得出,因素A的R值為7.0,因素B的R值為5.3,因素C的R值為3.7,因素D的R值為1.0,各因素對飲料的影響程度從強到弱依次是白蕓豆液>山楂汁>白砂糖>穩(wěn)定劑,最佳配方比為A2B3C3D1,即白蕓豆液用量20%、山楂汁用量20%、白砂糖用量4.5%、穩(wěn)定劑用量0.15%。
四、結(jié)論
本實驗以白蕓豆為主要原料,經(jīng)過單因素試驗和正交試驗,改進(jìn)白蕓豆中α-AI的提取參數(shù),得出最佳提取工藝:白蕓豆液pH為6.5、水浴溫度為50℃、料液比為1:6、離心時長為15min。然后用含α-AI的白蕓豆液與山楂汁制備成保健型復(fù)合飲料,試驗表明:當(dāng)白蕓豆液用量20%、山楂汁用量20%、白砂糖用量4.5%、穩(wěn)定劑用量0.15%時,制成的白蕓豆山楂復(fù)合飲料兼具白蕓豆的清香味和山楂的爽口,呈現(xiàn)出獨特的口感。
基金項目:2022年國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目“白蕓豆山楂保健飲料的開發(fā)”(202210202022)。
作者簡介:馮晶晶(1999-),女,漢族,河南民權(quán)人,本科在讀,研究方向為食品科學(xué)與工程。
*通信作者:陳思宇(1993-),女,漢族,吉林通化人,助教,碩士研究生,研究方向為思想政治教育。