專利名稱：：玉米飲料穩(wěn)定劑以及用該穩(wěn)定劑制成的角質玉米飲料的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種玉米飲料穩(wěn)定劑，本發(fā)明還涉及一種利用該穩(wěn)定劑制備的角質玉米飲料。
背景技術：
：在傳統(tǒng)的谷物食品原料中，玉米不僅營養(yǎng)豐富，而且其風味和適口性也都特別好，因此用其加工出來的食品清香濃郁，深受人們的喜愛。近年來有很多人都在嘗試以玉米為原料制作谷物飲料，從現(xiàn)已公開的專利文獻來，看相關的報導也有一些，但是由于這些設計的方案都比較簡單，所采取的工藝也很通俗，據(jù)此要想達到較高的食用品質和商業(yè)價值難度還是很大的。雖然消費者的期待和生產(chǎn)者的熱情都很高漲，但是這中間有許多技術難題確實還是需要很好地加以解決的。首先，這種玉米飲料產(chǎn)品通常都是一種淀粉和蛋白質含量都很高的微懸浮顆粒型飲料，其中的淀粉和蛋白質都是大分子物質，其分散在水介質中制得的飲料屬懸浮液水溶膠，是一種典型的熱力學不穩(wěn)定體系。產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中和貨架存放期內(nèi)極易發(fā)生膠凝結塊和沉淀分層現(xiàn)象，這就嚴重地制約了該類產(chǎn)品的開發(fā)和推廣應用。第二，玉米飲料雖然具有獨特的香氣，但是這些香氣成分特別容易陳化，因此在加工中要想很好地保留這些特征風味成分顯然公具有很大的難度。第三，玉米原料中可溶性成分不多，將其直接用于加工要想達到很好的形態(tài)和外觀是無法實現(xiàn)的。在上述三個問題中，最為突出的當屬產(chǎn)品形態(tài)穩(wěn)定性的保持，即避免產(chǎn)品在貯存中出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象。而從膠體動力學、膠體電性質及膠體溶劑化等方面進行研究，設計一種理想的穩(wěn)定劑以解決影響玉米飲料穩(wěn)定性問題應該是一種很有效的方法。有關這一問題的解決方案在目前國內(nèi)的相關研究報導中還未曾發(fā)現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的第一個技術問題是提供一種玉米飲料穩(wěn)定劑，將該穩(wěn)定劑用于加工玉米飲料可以很好地保證玉米飲料的穩(wěn)定性。本發(fā)明要解決的第二個技術問題是提供一種利用該穩(wěn)定劑制備的角質玉米飲料。本發(fā)明要解決的第三個技術問題是提供一種該角質玉米飲料的制備方法。本發(fā)明所設計的玉米飲料穩(wěn)定劑的原料和重量百分比如下海藻酸鈉5070%卡拉膠410%檸檬酸鈉1025%蔗糖酯815%上述原料中的海藻酸鈉是一種多功能穩(wěn)定劑，在本設計中主要是起增稠劑的作用。此外，該原料還兼?zhèn)淙榛瘎⒎稚┑榷嘀毓δ?。首先，這種穩(wěn)定劑可以分散玉米飲料中的淀粉和蛋白質等大分子物質，使大分子也能穩(wěn)定地懸浮在飲料中，使產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中和貨賀存放期內(nèi)不會發(fā)生膠凝結塊和沉淀分層現(xiàn)象，從而解決了玉米飲料穩(wěn)定性問題。另外，海藻酸鈉還具有一個很突出的特點就是能夠形成纖維和薄膜，而這種薄膜能使水汽透過而不滲透植物油、脂肪和多種有機溶劑，容易與蛋白質、淀粉、蔗糖共溶，將其用于玉米飲料中對于保持飲料中玉米特有的風味及營養(yǎng)成分十分有利，因而特別適合于在玉米飲料中使用?？ɡz是一種線性多糖化合物，由于殘基上有半硫酸鹽基，因此卡拉膠成為一種離子型分子電解質，也具有增稠和乳化雙重功能，特點是膠性特別穩(wěn)定，通常人們喜歡將其與CMC組合使用，但是這種組合在飲料穩(wěn)定體系、飲料黏潤、口感、穩(wěn)定性等方面明顯不如本發(fā)明的海藻酸鈉組合，通過對卡拉膠與海藻酸鈉協(xié)同作用的性質和機理的大量研究發(fā)現(xiàn)，卡拉膠與海藻酸鈉配合使用最突出的特點是能夠產(chǎn)生相互增效的協(xié)同效應?；旌先芤航?jīng)過一定時間后，體系的黏度大于體系中各組分黏度的總和，很好地改善和控制了飲料的結構和質構，為飲料加工提供了便利條件。另外，該組合還有助于增強飲料的流變學性質，可以改善飲料質量，并可降低生產(chǎn)成本。在食品乳化劑中蔗糖脂肪酸酯親水性是最大的。蔗糖脂肪酸酯具有表面活性，溶于水則可提高黏度，有濕潤性，對油的乳化作用良好，具有穩(wěn)定乳脂肪和防止乳蛋白的凝聚沉降等作用，從而使飲料不致發(fā)生分層。在本發(fā)明中其除了顯現(xiàn)出穩(wěn)定的乳化作用外，還考慮到了其對淀粉還具有特殊的防老化作用，這一點對于原料中固有香氣的持久保存是十分重要的。玉米原料中的許多成分在光、氧及一些金屬離子的作用下很容易發(fā)生氧化，對產(chǎn)品的外觀和風味產(chǎn)生影響。在本發(fā)明的穩(wěn)定劑中，檸檬酸鈉主要是起到螯合劑作用，其可以與金屬離子螯合，起到抗氧化增效劑和護色劑的作用。此外其還有一定的調(diào)味和抑菌作用。上述玉米飲料穩(wěn)定劑的制備方法是，上述組分按所述的比例混合均勻即可。該穩(wěn)定劑在飲料中的添加量是在中性玉米飲料中為O.150.35%,在酸性玉米飲料中為0.350.55%。本發(fā)明利用上述穩(wěn)定劑制備的角質玉米飲料是使用下列組分及其重量配比的原料玉米35%混合酶1.52.5%包埋劑0.0150.025%蔗糖58%穩(wěn)定劑0.150.35%余量的水；經(jīng)磨漿、糊化、酶解、包埋、分子破壁、高速剪切、灌裝、殺菌工序制備而成。上述原料中的，蔗糖可以部分或全部由等甜度的其它甜味劑代替。糊精可以用植脂末代替。上述角質玉米飲料的具體制備方法是-(1)將角質玉米進行預處理，包括脫皮、除芽，然后將玉米與水放入膠體磨進行磨漿。(2)將以上所得的玉米漿液在9095'C糊化30min，糊化后將料液降溫至6570°C。(3)酶解處理，酶品種為混合酶，其中蛋白酶與纖維素酶比例為1:1。取上述糊化后的玉米漿液酶解，加酶量1.8%,酶解時間4.0h，酶解溫度6870°C，pH值6.0。(4)采用包埋劑對玉米飲料香味物質進行微膠囊化，工藝條件是溫度為6870'C，攪拌速度1200~1500r/min，包埋劑糊精用量為0.0150.025%,微膠囊粒徑小于llim。(5)將蔗糖與穩(wěn)定劑按上述配比稱好干拌混勻，用8085'C凈化水溶解，加水量占飲料3050%，12001500r/min高速剪切1520min使其充分溶解，泵入調(diào)配罐中，待配。(6)將上述的穩(wěn)定劑糖液和微膠囊化后的玉米料液混合定容到100%,攪拌均勻，調(diào)香。(7)分子破壁工藝參數(shù)為溫度7585'C，壓力分二次進行，第一次為25MPa,第二次為40MPa。(8)灌裝、殺菌、貼標、裝箱、入庫。飲料調(diào)配系統(tǒng)、UHT殺菌及PET熱灌裝系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、CIP清洗系統(tǒng)等部分組成一個加工系統(tǒng)。該生產(chǎn)線充分考慮和計算了整條生產(chǎn)線和各分系統(tǒng)的物料平衡關系，并考慮和計算了各分系統(tǒng)部分的正常運轉、進出料輸送、故障排除所需要的時間和各工序間的合理緩沖系數(shù)。所以該生產(chǎn)線投入生產(chǎn)后，能夠連續(xù)、穩(wěn)定地生產(chǎn)出質量穩(wěn)定的玉米飲料。本發(fā)明的優(yōu)點利用該玉米飲料穩(wěn)定劑具有優(yōu)良的穩(wěn)定性能，用其制備的玉米飲料具有極好的穩(wěn)定性，大量實驗證實采用這種海藻酸鈉、卡拉膠和蔗糖酯的復配效果是最好的。加入乳化劑后產(chǎn)品體系變得更為均一，放置90天未發(fā)生明顯感官變化，且黏度/7=13.8附/7"^。以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明加以詳細說明圖1是本發(fā)明玉米角質飲料的工藝流程圖具體實施例例l本發(fā)明所設計的玉米飲料穩(wěn)定劑的主要原料和重量百分比如下海藻酸鈉66%卡拉膠6.6%檸檬酸鈉16.4%蔗糖酯11%例2、本發(fā)明所設計的玉米飲料穩(wěn)定劑的主要原料和重量百分比如下海藻酸鈉60%卡拉膠10%擰檬酸鈉20%蔗糖酯10%例3本發(fā)明所設計的玉米飲料穩(wěn)定劑的主要原料和重量百分比如下海藻酸鈉50%卡拉膠10%檸檬酸鈉25%蔗糖酯15%例4本發(fā)明利用上述穩(wěn)定劑制備的角質玉米飲料是使用下列組分及其重量配比的原料玉米5%混合酶2.5%包埋劑糊精0.025%蔗糖6%穩(wěn)定劑0.30%余量的水；經(jīng)磨漿、糊化、酶解、包埋、分子破壁、高速剪切、灌裝、殺菌工序制備而成。例5本發(fā)明利用上述穩(wěn)定劑制備的角質玉米飲料是使用下列組分及其重量配比的原料玉米4%混合酶3。％包埋劑植脂末0.02%蔗糖58%穩(wěn)定劑0.150.35%余量的水；、經(jīng)磨槳、糊化、酶解、包埋、分子破壁、高速剪切、灌裝、殺菌工序制備而成。例6本發(fā)明中利用上述穩(wěn)定劑制備角質玉米飲料的具體生產(chǎn)工藝過程如下該工藝包括磨漿、糊化、酶解、包埋、分子破壁、高速剪切、灌裝、殺菌等工序。(1)將角質玉米進行預處理，包括脫皮、除芽，然后將占飲料的5%的玉米與占飲料30%的水進入膠體磨進行磨漿。s(2)將以上所得的玉米漿液在9095'C糊化30min，糊化后將料液降溫至6570°C。(3)酶解處理，酶品種為混合酶，其中蛋白酶與纖維素酶比例為1:1，將上述糊化后的玉米漿液酶解，加酶量1.8%，酶解時間4.0h，酶解溫度6870°C，pH值6.0。(4)采用包埋劑對玉米飲料香味物質進行微膠囊化，工藝條件是溫度為6870°C，攪拌速度1500r/min，包埋劑糊精用量為0.150.25%。，微膠囊粒徑小于1um。(5)將占飲料8%的蔗糖與占飲料0.35%的穩(wěn)定劑稱好干拌混勻，用8085'C處理水溶解，加水量占飲料50%，12001500r/min高速剪切1520min使其充分溶解，泵入調(diào)配罐中，待配。(6)將上述的穩(wěn)定劑糖液和微膠囊化后的玉米料液混合定容到100%,攪拌均勻，調(diào)香。(7)分子破壁工藝參數(shù)為溫度7585'C，壓力分二次進行，第一次為25MPa，第二次為40MPa。(8)灌裝、殺菌、貼標、裝箱、入庫。飲料調(diào)配系統(tǒng)、UHT殺菌及PET熱灌裝系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、CIP清洗系統(tǒng)等部分組成一個加工系統(tǒng)。該生產(chǎn)線充分考慮和計算了整條生產(chǎn)線和各分系統(tǒng)的物料平衡關系，并考慮和計算了各分系統(tǒng)部分的正常運轉、進出料輸送、故障排除所需要的時間和各工序間的合理緩沖系數(shù)。所以該生產(chǎn)線投入生產(chǎn)后，能夠連續(xù)、穩(wěn)定地生產(chǎn)出質量穩(wěn)定的玉米飲料。1、以上生產(chǎn)工藝技術指標的確定依據(jù)(l)角質玉米用量的確定以下表1是角質玉米和蔗糖不同配比時的口感比較表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>序號種類配比量(％)穩(wěn)定狀況黏度效果1海藻酸鈉+卡拉膠110+13比較均一，三日后分層24.6—般2海藻酸鈉+卡拉膠2070+48比較均一，30日后有少14.8較好量上浮物3海藻酸鈉+卡拉膠8090+910有絮狀沉淀19.7—般4海藻酸鈉+卡拉膠90100十13兩日后有少量上浮物15.7—般由表2可以看出海藻酸鈉和卡拉膠復配的結果都比較好，其中海藻酸鈉4070%、卡拉膠48%配比流動性和口感最好。經(jīng)過大量的實驗海藻酸鈉、卡拉膠和蔗糖酯的復配效果是最好的，加入乳化劑后體系變得更加均一，放置90天未發(fā)生感官變化，且黏度77二13.8，ai。(3)糊化溫度和時間的確定玉米中淀粉含量72.2%，其中約27%是直鏈淀粉，73%是支鏈淀粉，淀粉不溶于冷水，若不經(jīng)糊化，就容易產(chǎn)生沉淀。實驗證明糊化后的玉米漿色淺黃，黏度上升，風味良好，從而達到增稠，防止沉淀的目的，以下是不同糊化溫度對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響。表3溫度(°c)708090100沉淀量(g)2.42.050.8752.1751由表3可以看出，玉米飲料的糊化溫度條件在90士5'C，其沉淀量最少，且糊化液的穩(wěn)定性也最好。(4)酶解工藝的確定通過單因素和正交實驗得到了最佳工藝條件，即酶品種為混合酶(蛋白酶加纖維素酶比例為1:1)，玉米粒度100目，占飲料的3%的玉米與占飲料的20%的水磨漿，所得的玉米漿液加酶酶解，加酶量1.8%，酶解時間4.0h，酶解溫度687(TC，pH值6.0，玉米膳食纖維得率為86.7%、。在此條件下得到的玉米膳食纖維，無特殊氣味，是理想的膳食纖維。(5)包埋工藝的確定環(huán)糊精由七個吡喃葡萄糖單位通過"一1,4糖苷鍵連接所構成的環(huán)狀分子，其可分為"一環(huán)糊精，y—環(huán)糊精和-一環(huán)糊精。環(huán)糊精的分子構型較為特殊，其內(nèi)腔疏水，而外腔親水，具有"內(nèi)疏水，外親水"的特殊分子結構，根據(jù)空腔大小，利用疏水作用力、氫鍵和范德華力等進行分子識別，環(huán)糊精能作為"宿主"包絡不同"客體"化合物，形成結構特殊的包絡物，因此具有較強的吸附能力，是一種性能優(yōu)良的吸附材料。利用環(huán)糊精的特殊結構，將玉米飲料物質的分子包入其特殊的環(huán)狀結構之中，采用環(huán)糊精對玉米飲料香味物質進行微膠囊化，可對玉米飲料起到很好的保護和緩釋作用。通過選擇合適的分散劑以及溫度、均化速度、攪拌速度、溶劑配比等工藝條件，可以得到粒徑小于l，的微膠囊。通過正交實驗確定包埋劑用量為0u2%。。(6)殺菌條件的確定有資料表明殺菌溫度和時間對于玉米飲料有影響，一般殺菌溫度在50130。C之間，實驗對于80。C，40min;90°C，30min;121°C，20min三種條件下玉米飲料的穩(wěn)定性的影響作了如下分析表4殺菌條件玉米飲料的穩(wěn)定性80°C，40min無明顯變化，但不能滿足商業(yè)無菌要求90°C，30min無明顯變化，滿足商業(yè)無菌要求12rC，20min個別產(chǎn)品有少量絮狀沉淀，滿足商業(yè)無菌要求由表4可以看出，殺菌溫度和時間為90125°C，2030min時玉米飲料有較好的穩(wěn)定性。(7)高剪切時間和強度的確定由于飲料含有微小顆粒，為了產(chǎn)品親和性好，產(chǎn)品口感細膩，不產(chǎn)生沉淀，通過高剪切機產(chǎn)生強烈的剪切、撞擊和空穴作用，從而使液態(tài)物質或以液體為載體的固體顆粒得到超微細化。高剪切強度對玉米飲料穩(wěn)定性的影響。表5剪切(時間)玉米飲料的穩(wěn)定性1413400r/min，5rain差，底部有塊狀物，上浮物較多13400r/min，10min較好，有上浮物，整體較穩(wěn)定13400r/min，20min好，有少量上浮物，整體較穩(wěn)定由上述的表4不難發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)剪切時間長，體系越穩(wěn)定，在"13400r/min，20min"條件下效果比其它兩種好。以下是高剪切強度對玉米飲料穩(wěn)定性的影響。、表6剪切(強度r/min)玉米飲料的穩(wěn)定性3600r/min較好，整體較穩(wěn)定，底有塊狀物13500r/min較好，有少量上浮，整體較均勻21500r/min有上浮物，有懸浮小塊，整體顏色偏淺由表6可以看出，并不是剪切強度越大穩(wěn)定性越好，在轉速為13500r/min左右時效果較好。所以高剪切的較好工藝參數(shù)為13400r/min,20min。2、玉米飲料穩(wěn)定劑穩(wěn)定效果的測定A、穩(wěn)定系數(shù)的測定根據(jù)相關資料，樣品在3500r/min離心力下離心15min，取上清液稀釋50倍后，用分光光度計在720"m測定離心后吸光度4，》與離心前的樣品吸光度4的比值即為穩(wěn)定系數(shù)。其公式如下^=^^100%若i>95%表明產(chǎn)品穩(wěn)定性良好。本發(fā)明產(chǎn)品穩(wěn)定系數(shù)i=99%B、沉淀率的測定精確稱取離心管質量M2以及經(jīng)殺菌處理的離心管與樣品質量之和為M,，在3500r/min離心力下離心15min，棄取上清液后稱重為M2o其公式如下沉淀率=^^><100%M！-M。沉淀率越低，體系穩(wěn)定性越纖。若沉淀率<2%表明產(chǎn)品穩(wěn)定性良好。本發(fā)明飲料的沉淀率為1%。C、黏度的測定用L-90流變儀測量產(chǎn)品黏度，溫度要求在25'C左右。其公式為T7二rx表的^數(shù)x1000剪切應力t=0.355JV/m2灘本發(fā)明產(chǎn)品測定黏度為13.8Mpas。D、固形物含量的測定用阿貝折光儀測量，本發(fā)明產(chǎn)品固形物>6%。3、玉米汁飲料質量指標玉米汁飲料尚無國家和行業(yè)標準，產(chǎn)品質量標準擬參照國家相關標準制定企業(yè)標準執(zhí)行。主要指標要求如下感官指標<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>項目指標細菌總數(shù)，個/ml《、100大腸桿菌群，個/100ml《3致病菌(系指腸道致病菌和致病性球菌)不得檢出18權利要求1、玉米飲料穩(wěn)定劑，該穩(wěn)定劑的原料和重量百分比如下海藻酸鈉50～70％卡拉膠4～10％檸檬酸鈉10～25％蔗糖酯8～15％2、一種由權利要求l所述玉米飲料穩(wěn)定劑制備的角質玉米飲料，該玉米飲料是使用下列組分及其重量配比的原料玉米35%混合酶1.52.5%;包埋劑0.0150.025%蔗糖58%穩(wěn)定劑0.150.35%余量的水；經(jīng)磨漿、糊化、酶解、包埋、分子破壁、高速剪切、灌裝、殺菌工序制備而成o3、根據(jù)權利要求2所述的角質玉米飲料，所述的蔗糖部分或全部由等甜度量的其它甜味劑代替。4、根據(jù)權利要求2所述的角質玉米飲料，所述包埋劑為糊精或植脂末。5、一種由權利要求2所述玉米角質玉米飲料的制備方法(1)將角質玉米進行預處理，包括脫皮、除芽，然后將玉米和水放入膠體磨進行磨漿；(2)將以上所得的玉米槳液在9095'C糊化30min,糊化后將料液降溫至6570。C;(3)酶解處理，酶品種為混合酶，其中蛋白酶與纖維素酶比例為1:1，將上述糊化后的玉米漿液酶解，加酶量1.8%，酶解時間4.0h，酶解溫度6870。C，pH值6.0;(4)采用包埋劑對玉米飲料香味物質進行微膠囊化，工藝條件是溫度為6870°C，攪拌速度1500r/min，包埋劑糊精用量為0.0150.025%，微膠囊粒徑小于1ym;(5)將蔗糖與穩(wěn)定劑按上述比例稱好干拌混勻，用8085。C凈化水溶解，加水量占飲料3050%，12001500r/min高速剪切1520min使其充分溶解，泵入調(diào)配罐中，待配；(6)將上述的穩(wěn)定劑糖液和微膠囊化后的玉米料液混合定容到100%，攪拌均勻，調(diào)香；(7)分子破壁工藝參數(shù)為溫度7585'C，壓力分二次進行，第一次為25MPa，第二次為40MPa;(8)灌裝、殺菌、貼標、裝箱、入庫。全文摘要本發(fā)明公開了一種玉米飲料穩(wěn)定劑以及利用該穩(wěn)定劑制備的角質玉米飲料，其中的穩(wěn)定劑由海藻酸鈉、卡拉膠、檸檬酸鈉、蔗糖酯組成；角質玉米飲料是以玉米、混合酶、包埋劑、蔗糖、穩(wěn)定劑和水為原料；經(jīng)磨漿、糊化、酶解、包埋、分子破壁、高速剪切、灌裝、殺菌工序制備而成；本發(fā)明的優(yōu)點利用該玉米飲料穩(wěn)定劑具有優(yōu)良的穩(wěn)定性能，用其制備的玉米飲料具有極好的穩(wěn)定性，大量實驗證實采用這種海藻酸鈉、卡拉膠和蔗糖酯的復配效果是最好的；加入乳化劑后產(chǎn)品體系變得更為均一，放置90天未發(fā)生明顯感官變化，且黏度η＝13.8MPa·s。文檔編號A23L2/38GK101558902SQ20091007201公開日2009年10月21日申請日期2009年5月4日優(yōu)先權日2009年5月4日發(fā)明者郭成宇申請人:齊齊哈爾大學