綠豆酶法水解特性及全綠豆新型飲品的開發(fā)研究.pdf

1、綠豆湯在我國(guó)甚受歡迎，是我國(guó)人民消暑、解渴的主要傳統(tǒng)飲品之一，然而目前市場(chǎng)上還沒有令人滿意的相關(guān)產(chǎn)品。本文以酶法水解為主要手段，開發(fā)兩種綠豆飲料新產(chǎn)品——全綠豆速溶固體飲料和全綠豆仿乳固體飲料，并從實(shí)用與理論相結(jié)合的角度出發(fā)，就產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究，主要研究結(jié)果如下： 采用粗纖維測(cè)定法、中性洗滌纖維測(cè)定法、酸性洗滌纖維測(cè)定法以及改良的Southgate 法分別測(cè)定了綠豆中的纖維含量，測(cè)定結(jié)果分別為5.812％，10.

2、56％，6.921％和12.62％，測(cè)定結(jié)果從大到小依次為：改良的Sothgate法>中性洗滌纖維測(cè)定法>酸性洗滌纖維測(cè)定法>粗纖維測(cè)定法。首次分析了改良的Southgate法分析綠豆纖維素的具體條件，并分析了綠豆膳食纖維組成及其在綠豆皮和子葉中的分布情況：(1)綠豆含膳食纖維12.62％，其中水溶性非消化性多糖、水不溶性非纖維素多糖、纖維素及木質(zhì)素含量分別為0.8473％、6.272％、4.361％和1.143％：(2)綠豆皮含膳食纖

3、維64.56％，其中水溶性非消化性多糖、水不溶性非纖維素多糖、纖維素和木質(zhì)素含量分別為9.063％、9.183％、32.84％和13.47％；(3)綠豆中豆皮的干物質(zhì)含量為8.42％，但它含有綠豆43.07％的膳食纖維，而且綠豆水溶性非消化性多糖和木質(zhì)素90％以上都來(lái)自豆皮。 建立了綠豆在20℃～40℃時(shí)的吸水動(dòng)力學(xué)模型： y=f(x，T)=(0.0697×T<'2>-4.8181×T+134)1n(x)-0.5069×T<'2

4、>+36.631×T．851.65式中，y 為吸水百分率；x 為浸泡時(shí)間，單位為min；T為浸泡溫度，單位為℃。對(duì)20℃、25℃、30℃、35℃、和40℃下模型吸水進(jìn)程進(jìn)行擬合所得的總體回歸系數(shù) r<'2>均大于0.99。吸水實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果同時(shí)表明，無(wú)論采用室溫浸泡還是高溫浸泡，從吸水率角度考慮，熱燙工序沒有必要。 首次研究了綠豆浸泡過(guò)程中Mg、Fe、Mn、Ca、Zn和Cu等微量元素的溶出情況。室溫浸泡對(duì)Mg、Zn和Mn的含量沒有

5、明顯影響，對(duì)Fe、Cu和Ca的含量影響相對(duì)明顯但這種影響基本與浸泡時(shí)間及過(guò)程中綠豆?fàn)顟B(tài)(皮裂開與否)無(wú)關(guān)。熱燙處理對(duì)浸泡過(guò)程中Fe和Ca的流失影響不顯著，但對(duì)Mg、Cu、Zn及Mn的流失有加速作用，尤其加速M(fèi)g的損失，因此，從微量元素?fù)p失角度考慮，熱燙工序不可取。水煮處理并沒有很好地使綠豆中的微量元素溶于水中，即使煮沸45min至爛，綠豆中的Mn、Zn和Fe仍然很難進(jìn)入水相，其提取率分別只有8.01％、18.0％、23.3％，其它三種微

6、量元素除Mg之外，也有60％以上殘留在渣中，因此，傳統(tǒng)的“綠豆汁”工藝或只喝綠豆湯而棄其渣的習(xí)慣對(duì)綠豆中的微量元素利用率不高。確定了α-耐高溫淀粉酶的最佳水解工藝條件，即：加酶量0.5％，酶解溫度98℃，酶解時(shí)間3小時(shí)，pH6.2及底物濃度1:8(綠豆：水)，淀粉提取率為96.34％。 從氮收率和產(chǎn)物風(fēng)味兩個(gè)指標(biāo)出發(fā)，考察了Alcalase 2.4L FG酶、復(fù)合蛋白酶、木瓜蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶對(duì)綠豆分離蛋白的水解特性。從水解度方

7、面考慮，Alcalase 2.4L FG 酶具有最高的氮收率，其次是木瓜蛋白酶、復(fù)合蛋白酶，風(fēng)味蛋白酶的氮收率最低；從風(fēng)味方面考慮，Alcalase 2.4L FG酶和木瓜蛋白酶水解產(chǎn)物均有苦味，而復(fù)合蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶水解產(chǎn)物無(wú)苦昧；風(fēng)味蛋白酶水解產(chǎn)物雖無(wú)苦味，卻有明顯的鮮味，不適合清爽型飲料開發(fā)。 采用原子吸收法分析了綠豆渣中的微量元素含量和綠豆渣在Viscozyme L酶水解過(guò)程中各微量元素溶出情況：綠豆渣中的各微量元素含

8、量比綠豆中的高得多，通過(guò)Viscozyme L酶解，提取出了綠豆渣中63.05％的Mg、31.82％的Fe、33.00％的Cu、55.55％的Ca、59.36％的Zn和61.04％Mn，從微量元素角度說(shuō)明了在綠豆飲料開發(fā)過(guò)程中水解綠豆纖維素的必要性。 探討了 Alcalase 2.4L FG酶水解米渣蛋白的工藝條件(深度水解)為：溫度T=60℃，pH=9，酶濃度([E]/[S])=0.033 mL·g<'-1>渣，底物濃度=0.

9、0833 g·mL<'-1>，水解時(shí)間= 1h，該實(shí)驗(yàn)條件下，Alcalase 2.4L FG是一種典型的蛋白構(gòu)象比較穩(wěn)定的米氏酶，該酶催化水解米渣蛋白反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)如下：K<,m>=0.6598 mol·L<'-1>，V<,max>=0.00351 molmin<'-1>·L<'-1>。 探討了Alcalase 2.4L FG有限水解米渣蛋白的工藝條件(低度水解)：溫度T=60℃，pH=9.0，酶濃度為0.003 mL·g<

10、'-1>渣，底物濃度10 g渣/120mL水，水解時(shí)間約為30min。在實(shí)驗(yàn)條件下，該酶催化反應(yīng)的底物臨界濃度為22．25g渣/120mL。在一定水解條件(0.003 mL·g<'-1>渣、pH值9.0、溫度為60℃、反應(yīng)時(shí)間不大于25min)下，Alcalase 2.4lL FG酶催化有限水解米渣蛋白反應(yīng)符合如下動(dòng)力學(xué)模型：式中，x為水解度(％)，[s]。為底物初始濃度(g·mLl)，t為水解時(shí)間(min)。通過(guò)有限水解，得到了高乳化

11、性的米渣蛋白肽。 研究了新型綠豆仿乳固體飲料制備工藝，建立了以“自制的酶法有限水解米渣蛋白肽(DH=4.59)+阿拉伯膠+單甘酯+蔗糖酯+大豆磷脂”為復(fù)合乳化劑的新乳化體系，其中米渣蛋白肽完全替代了價(jià)格昂貴的酪朊酸鈉。優(yōu)化了各工藝參數(shù)，并通過(guò)中試生產(chǎn)制備了新型全綠豆仿乳固體飲料(如圖10.10)，油脂包埋率達(dá)到95％以上。對(duì)所制備的全綠豆仿乳固體飲料新產(chǎn)品的理化指標(biāo)、有害重金屬元素含量、微生物指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定分析，結(jié)果表明，各項(xiàng)指