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大越豆芋梔子植物蛋白飲料加工工藝研究
梔子， 又名黃梔子、 山梔子、 白蟾， 為茜草科植物梔子的干燥成熟果實(shí)。梔子原產(chǎn)中國， 廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)， 國外分布于日本、 朝鮮、 老撾、越南等東南亞地區(qū)， 在我國主要分布在長江中下游及華南等省區(qū)的丘陵山坡地， 主要品種為山梔子和水梔子。 梔子性苦寒， 無毒。 入心、 肝、 肺、 胃經(jīng)。 藥用部分為其干燥果實(shí)， 常用于清熱瀉火、 涼血。 主治熱病虛煩不眠、 黃疸、 吐血、目赤、 咽痛、 扭傷腫痛等癥。 臨床主要用于急性黃疸型肝炎、 止血、 扭挫傷、 高血壓， 糖尿病等癥 。 2002年， 衛(wèi)生部將其納入首批藥食兩用資源。在古代， 梔子常用于提取黃色燃料用于織物的染色； 而現(xiàn)代， 梔子除了用作工業(yè)染料和食用色素之外， 梔子中其他有益功能成分也逐漸引起人們重視， 對(duì)其功能性也有大量的報(bào)道， 而由梔子花中提取的精油目前已廣泛用于化妝品行業(yè)。
大越豆芋是一種豆科植物， 其不僅含有豐富的蛋白質(zhì)、 脂肪酸、 多種維生素和礦物質(zhì)， 還含有異黃酮、 胰蛋白酶、 凝集素等多種生物活性成分， 是一種高能量、 高營養(yǎng)食物。 梔子是我國的一種傳統(tǒng)中藥，屬衛(wèi)生部頒布首批藥食兩用資源， 其含有環(huán)烯醚萜、 藏紅花素、 黃酮等多種功能成分， 具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。 本文以大越豆芋和梔子為原料， 旨在開發(fā)一款新型的金黃色植物蛋白飲料。
實(shí)驗(yàn)方法
豆芋汁最佳料水比實(shí)驗(yàn)：將豆芋粉以一定的料水比（ 1:12、 1:14、 1:16、 1:18、 1:20、 1:22） 加入到沸水中煮熟， 比較總糖和淀粉的含量， 確定豆芋汁最佳料水比。
加酶量對(duì)豆芋汁酶解效果的影響:分別稱取 8 組等質(zhì)量的豆芋汁， 分別加入耐高溫 ɑ-淀粉酶 0U/g、10U/g、20U/g、 30U/g、 40U/g、 50U/g、 60U/g、 70U/g， 在 pH6.0， 溫度 95℃條件下酶解1h， 測(cè)定還原糖含量。
pH 對(duì)豆芋汁酶解效果的影響:分別稱取 5 組等質(zhì)量的豆芋汁， 加入 50U/g 的耐高溫 ɑ-淀粉酶， 分別調(diào)節(jié)pH 為 5、 5.5、 6、 6.5、 7， 在溫度 95℃條件下酶解 1h， 測(cè)定還原糖含量。
溫度對(duì)豆芋汁酶解效果的影響:分別稱取 7 組等質(zhì)量的豆芋汁，加入 50U/g 的耐高溫 ɑ-淀粉酶，調(diào)節(jié) pH5.5，分別在 85℃、 87.5℃、 90℃、 92.5℃、 95℃、 97.5℃、 100℃條件下反應(yīng) 1h， 測(cè)定還原糖含量。
時(shí)間對(duì)豆芋汁酶解效果的影響:分別稱取 6 組等質(zhì)量的豆芋汁，加入 50U/g 的耐高溫 ɑ-淀粉酶，調(diào)節(jié) pH5.5，溫度 95℃， 分別酶解 0min、 15min、 30min、 45min、 60min、 75min， 測(cè)定還原糖含量。
豆芋汁最佳料水比的研究
豆芋汁中的料水比不僅會(huì)影響酶解的條件， 更會(huì)影響最終產(chǎn)品的風(fēng)味。 料水比太低會(huì)導(dǎo)致豆芋汁大分子糖類物質(zhì)不能完全糊化， 汁液過于黏稠， 也會(huì)影響后面的酶解效率； 而如果料水比太高雖然能使豆芋中大分子大分子物質(zhì)充分糊化，但是會(huì)導(dǎo)致豆芋汁中豆芋含量過低， 影響后期調(diào)配與最終產(chǎn)品風(fēng)味。 本實(shí)驗(yàn)比較了不同料水比對(duì)豆芋汁中總糖和淀粉含量的影響， 結(jié)果見可知， 總糖和淀粉含量隨著料水比的增加而增加， 并且增加的速率越來越小。 在料水比 1:20 處達(dá)到基本穩(wěn)定， 故選擇 1:20 作為豆芋汁最佳料水比。
加酶量對(duì)豆芋汁酶解效果的影響:實(shí)驗(yàn)選擇了 8 組不同的加酶量研究加酶量對(duì)酶解效果的影響。 實(shí)驗(yàn)加酶量在 0~70U/g 范圍之間。 當(dāng)加酶量在 0~50U/g 范圍內(nèi)， 豆芋汁中的還原糖量隨著加酶量的增加而增加。 但在 50U/g 之后， 隨著加酶量的增加，豆芋汁中還原糖量的變化不明顯，說明此時(shí)耐高溫 ɑ-淀粉酶已過量，溶液中沒有多余的多糖類可供分解。 因此， 從節(jié)約成本上考慮， 在 pH6.0， 反應(yīng)溫度 95℃，反應(yīng)時(shí)間 1h 的條件下， 耐高溫 ɑ-淀粉酶的適宜加入量為 50U/g。
3pH對(duì)豆芋汁酶解效果的影響:實(shí)驗(yàn)選擇了 5 組不同的 pH 值研究 pH 對(duì)酶解效果的影響。 實(shí)驗(yàn) pH 值在 5~7 范圍之內(nèi)。 當(dāng) pH 值在 5.5 時(shí)， 豆芋汁中還原糖含量達(dá)到峰值， 而在其他 pH 值下的還原糖含量與峰值均有明顯差距。 說明耐高溫 ɑ-淀粉酶在不同的 pH 值之下所表現(xiàn)出的酶活力是不一樣的， 在 5.5 左右的弱酸性條件下活力達(dá)到最佳。 因此， 從提高產(chǎn)率和節(jié)約成本上考慮， 在加酶量 50U/g，反應(yīng)溫度 95℃，反應(yīng)時(shí)間 1h 的條件下，耐高溫 ɑ-淀粉酶的適宜作用 pH 值為 5.5。
溫度對(duì)豆芋汁酶解效果的影響:實(shí)驗(yàn)選擇了 7 組不同的溫度研究溫度對(duì)酶解效果的影響。 實(shí)驗(yàn)溫度在 85~100℃范圍之內(nèi)。 在溫度在 85~95℃范圍內(nèi)， 豆芋汁中的還原糖量隨著加酶量的增加而增加。 在 95℃時(shí)， 還原糖量達(dá)到峰值。 但在 95℃之后，隨著溫度的升高， 豆芋汁中還原糖量的有所下降。 由于酶是一類蛋白質(zhì)物質(zhì)， 溫度對(duì)其活性影響很大， 因此， 選擇一個(gè)合適的酶解溫度對(duì)反應(yīng)效率的提高有很大幫助。 在加酶量 50U/g， 反應(yīng)溫度 95℃， pH 值為 5.5， 反應(yīng)時(shí)間 1h 的條件下，耐高溫 ɑ-淀粉酶的適宜反應(yīng)溫度為 95℃。
結(jié)論與創(chuàng)新
豆芋是一種豆科植物， 營養(yǎng)十分豐富， 烹飪后味道鮮美， 是一種天然的高能量食物， 具有抗癌、 降血壓、 降血脂等功效。 梔子屬茜草科植物， 是一味傳統(tǒng)中藥，屬衛(wèi)生部頒布的第一批藥食兩用資源，含環(huán)烯醚萜、 梔子黃等多種功能成分，具有護(hù)肝、 降壓、 鎮(zhèn)靜、 止血、 消腫等作用。 本文以豆芋和梔子為主要原料， 旨在開發(fā)一款新型的金黃色植物蛋白飲料。 主要結(jié)論如下：
1、 以總糖和淀粉含量為指標(biāo)， 確定豆芋汁制備最佳料水比為 1:20。 以酶解后還原糖含量為指標(biāo)， 通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)， 確定酶解最優(yōu)工藝為： 加酶量為50U/g、 pH5.5、 酶解溫度 93.4℃、 酶解時(shí)間 46min， 在此條件下驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得豆芋汁中還原糖含量為 1.565%。
2、 以蛋白提取得率為指標(biāo)， 采用堿溶酸沉法， 通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)， 確定豆芋蛋白提取最優(yōu)工藝為： 料液比 1:10、 堿溶 pH10.5、 提取溫度 45℃、 提取時(shí)間 3h、 酸沉 pH2.5， 在此工藝下， 豆芋蛋白提取得率為 8.68%。
3、 以取代度為指標(biāo)， 采用水相法， 通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)， 確定淀粉酯制備的最優(yōu)工藝為：淀乳濃度 35%、 OSA 添加量為 3%、 稀釋 7 倍、 反應(yīng)溫度 35℃、提取時(shí)間 5h， 該條件下得到的淀粉酯的取代度為 0.0198。 以自制淀粉酯和梔子油為原料， 研究各因素對(duì)淀粉酯乳化性的影響。 研究發(fā)現(xiàn)淀粉酯乳化的最優(yōu)條件為： 淀粉酯濃度 0.24%、 均質(zhì)時(shí)間 3min、 均質(zhì)溫度 50℃、 pH 為 7.56。 淀粉酯在NaCl 介質(zhì)中乳化性會(huì)顯著降低， 在乳化體系中加入蔗糖可以提高體系的乳化能力。
4、 規(guī)定豆芋蛋白液按照豆芋蛋白干重 0.1g/100mL 換算加入， 植物淡奶按照2mL/100mL 加入。 通過乳化穩(wěn)定劑實(shí)驗(yàn)， 以透光率和沉淀率為指標(biāo)， 得出調(diào)配豆芋汁中乳化劑最優(yōu)配方為： 以 4:23 復(fù)配單硬脂酸甘油酯和蔗糖酯， 添加量為0.08%； 穩(wěn)定劑最優(yōu)配方為： 卡拉膠單加， 添加量為 0.04%。 采用簡單排序法和標(biāo)度法分別進(jìn)行進(jìn)行調(diào)色實(shí)驗(yàn)和調(diào)味實(shí)驗(yàn)， 確定梔子粕最佳添加量 0.08%， 確定白砂糖最佳添加量為 4%。
