马铃薯营养丰富,富含人体必需氨基酸、矿物质、维生素。它是世界上处于小麦、水稻、玉米之后的第4种主要作物,就单位面积出产的干物质而言,它高于小麦、水稻和玉米。目前世界各国都在研究利用马铃薯食品。我国是马铃薯生产的第二大国,年产马铃薯5000万t,其中90%以上作为鲜食品使用,马铃薯食品的开发利用十分落后。由于马铃薯含有丰富的淀粉(13%~24%),为使其有效利用,常需经历糖化作用过程。一般对于粗淀粉的糖化,常采用双酶法和酸酶法进行。由于酶法工艺条件温和,副产物少,随着生物酶工程技术的不断发展,酶法糖化已成为淀粉制糖的主流2)。为了合理开发利用马铃薯资源,结合我国人民对低酒精度饮品的需求,本文以新鲜马铃薯为原料,经酒精发酵制成一种既有马铃薯营养又具酒精度的饮料,为马铃薯资源的开发利用,植物性饮料的生产开辟一条新途径。
实验内容及结果
马铃薯粗淀粉糖化工艺以往关于糖化的研究大都集中在精淀粉加工工艺方面,由于粗淀粉的价格低,可降低生产成本,加之现代酶制剂质量的提高,使用粗淀粉生产液体糖已逐渐被人们所采用8)。本实验采用双酶法对马铃薯粗淀粉进行糖化。首先利用耐高温 淀粉酶水解淀粉的专一性,将淀粉分解成小分子糊精,再用糖化酶最终分解为葡萄糖。因还需进行酒精发酵,故希望最终糖化液的DE值越高越好。
我们通过单因素实验确定了耐高温a-淀粉酶作用的最适宜温度、pH值条件(如图)。由实验结果可见:在95~ 105 ℃温度范围之间,耐高温 淀粉酶可快速高效的分解马铃薯粗淀粉。考虑到节能及设备情况,我们选取95℃作为液化温度;在pH值为6.00时,耐高温0淀粉酶对马铃薯粗淀粉的作用最活跃。同样,通过单因素实验确定了糖化酶作用的最适宜温度为60℃、糖化酶作用的最适宜pH值为44.5。最后需确定耐高温a-淀粉酶、糖化酶的添加量和作用时间。采用四因素三水平的正交实验以DE值为指标:通过极差分析结果表明,对整个糖化过程而言,各因素的影响大小顺序为A>B>D>c,即液化程度的高低直接影响糖化效果。液化DE值高,糊精分子小,不利于糖化酶作用,糖化終了DE值低液化DE值低,糖化作用慢,用量大,时间长。这与以往关于纯淀粉糖化的研究相吻合。另外马铃薯淀粉糖化的DE值普遍较低,分析原因:一方面马铃薯粗淀粉含杂质较多,妨碍了糖化酶的作用,如马铃薯中含磷较多(40~80mg.100kg)-1,它与葡萄糖残基以磷酸酯的形式存在而不被糖化酶作用;另一方面在糖化末期葡萄糖分子也受糖化酶作用,发生复合分解反应,使DE值较低。相应地我们在糖化过程中添加一定量的蛋白酶,不仅可以提高糖化酶的作用,而且分解蛋白质成小肽和氨基酸,利于酵母菌的生长和饮品营养价值的提高。最终确定最佳糖化条件A BCD2,在pH值为6.00,95℃添加15u g 1的耐高温ar淀粉酶液化60min后,降温50℃,ipHf到4~4.50添加糖化酶150 4.g1,糖化40 h可获得高达84.80%DE值的糖化液。
采用的工艺流程:马铃薯清洗→去皮整理→打成均浆→液化一发酵→(过滤)→调配一杀菌一成品发酵是依靠酵母菌作用将葡萄糖转化为酒精的过程。首先制备发酵剂,外购活性干酵母先进行活化,经活化的酵母细胞数大于5 000 x 103 000个mL-1,然后进行正式发酵,将糖化液pH值调至4.00,加入活化后的酵母液2%~3%,在25℃条件下连续发酵,在此期间注意排气。发酵终了酒精度达3%~ 4%若制澄清型饮料可进行过滤处理,然后将其与50%的糖浆、10%的柠檬酸混合。通过正交实验确定配方组成。
结论
1 马铃薯粗淀粉的最佳糖化工艺95 100℃C.pH为6.00,添加15 u.g耐高温a-淀粉酶液化60min;降温至60℃、调pH值为44.5添加150 u.g'糖化酶糖化40 h.
2 澄清型马铃薯酒精饮料的最佳配方马铃薯酒精液60%~ 70%、糖液10%~20%、酸液5%~ 10%。
3低酒度饮品通过马铃薯的糖化、发酵、调配,可获得香味浓郁、风格独特、完全可以与果酒媲美的低酒度饮品。本文只采取了饮料配方及工艺研究中的某部分研究内容,如需得到完整的饮料配方技术及工艺流程可联系成都市佳味添成饮料科技研究所,作为专业的饮料配方研发公司,提供饮料配方研发整体方案,饮料配方调味整体方案,饮料配方技术整体方案,饮料配方专家咨询整体方案,饮料配方生产技术指导等饮料行业所需的各类技术和资源的饮料开发整体解决方案服务,联系电话:13518183030 13518182323
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