CN109744499A - 一种薯类护色剂以及该护色剂的制备方法和使用方法 - Google Patents

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本发明属于护色领域，具体涉及一种薯类护色剂，按重量份计包括如下组分，木薯淀粉纳米颗粒1‑3份和马铃薯支链淀粉纳米颗粒1‑3份。本发明的有益效果是：采用本发明的护色方法对马铃薯进行护色，在超声频率为10KHz，超声功率为300w处理20min，然后加入护色剂处理10min，测得多酚氧化酶的活性为440U/mg，生粉亮度值为90.45，护色前多酚氧化酶的活性为生粉亮度值为814U/mg，护色处理后多酚氧化酶的活性降低了45.94％，生粉亮度值提高了67.12％。

Description

一种薯类护色剂以及该护色剂的制备方法和使用方法
技术领域
本发明属于护色领域，具体涉及一种薯类护色剂以及该护色剂的制备方法和使用方法。
背景技术
薯类主要包括甘薯、马铃薯、山药、芋类等，是世界上继小麦，玉米和大米后的第四大粮食作物。
然而薯类组织中含有易使薯类褐变的多酚氧化酶类(PPO),去皮、切断以及加工过程中薯类细胞组织破碎导致PPO与多酚底物接触，生成醌类物质，再与细胞内蛋白质的一些氨基酸基团发生反应生成黑色褐变物质，引起褐变。
目前食品工业中常采用的护色方法主要包括化学抑制技术和物理抑制技术。化学抑制技术基于将鲜切薯块或者薯片浸泡在不同护色剂或提取液中抑制薯类组织中多酚氧化酶活性。目前广泛采用单一或复配的化学护色剂如异抗坏血酸、抗坏血酸、柠檬酸等护色。物理抑制技术主要采用热烫、回温抑制和气调抑制技术。化学抑制褐变技术时效性强、抑制效果明显，但操作繁琐，成本高，并且化学物质的使用会带来药物残留，对人体造成伤害。物理抑制褐变技术虽安全、无药物残留，但要实现薯类全粉产业化，抑制褐变技术还远远达不到所需要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种薯类护色剂以及该护色剂的制备方法和使用方法。
本发明提供了如下的技术方案：
一种薯类护色剂，按重量份计包括如下组分，木薯淀粉纳米颗粒1-3份和马铃薯支链淀粉纳米颗粒1-3份。
优选的，按重量份计包括如下组分，木薯淀粉纳米颗粒1份和马铃薯支链淀粉纳米颗粒3份
本发明还提供一种薯类护色剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，
S1、将木薯淀粉添加至水中，所述木薯淀粉与水的重量比为(1-2)：10，在90-100℃搅拌反应20-40min，得到凝胶化的木薯淀粉溶液，冷却至20-30℃后滴加无水乙醇，所述无水乙醇与凝胶化的木薯淀粉溶液的重量比为(9-10)：1，搅拌反应7-9h获得悬浮液，将悬浮液在2000-3000r/min的条件下离心10-20min，取沉淀物用无水乙醇洗涤3-5次，每次3-5min，然后在40-60℃干燥1-2h，得到木薯淀粉纳米颗粒；
S2、将马铃薯淀粉添加至水中，所述马铃薯淀粉与水的重量比为(1-2)：10，在60-70℃加热20-40min后过滤分离出直链淀粉粗提物和支链淀粉粗提物，将支链淀粉粗体物添加至无水甲醇中获得悬浮液，将悬浮液在2000-3000r/min的条件下离心10-20min，取沉淀物用无水乙醇洗涤3-5次，每次3-5min，然后在40-60℃干燥1-2h，得到马铃薯支链淀粉；
将马铃薯支链淀粉添加至水中，所述马铃薯支链淀粉与水的重量比为(1-2)：100，在90-100℃搅拌反应20-40min，得到凝胶化的马铃薯支链淀粉溶液，冷却至20-30℃后滴加无水乙醇，所述无水乙醇与凝胶化的马铃薯支链淀粉溶液的重量比为(3-4)：1，搅拌反应1-2h获得悬浮液，将悬浮液在2000-3000r/min的条件下离心10-20min，取沉淀物用无水乙醇洗涤3-5次，每次3-5min，然后在40-60℃干燥1-2h，得到马铃薯支链淀粉纳米颗粒；
S3、将S1获得的木薯淀粉纳米颗粒与S2获得的马铃薯支链淀粉纳米颗粒按照上述质量份数均匀混合后，得到所述护色剂。
本发明还提供了一种薯类护色剂的使用方法，包括如下步骤，
S1、将薯类挑选、清洗、去皮、切分成体积小于5cm3的薯丁，将薯丁浸没在水中，得到薯丁溶液，在超声频率为10-50KHz、超声功率为200-600W、超声温度为20-30℃的条件下处理10-30min；
S2、将护色剂添加至超声处理后的薯丁溶液中，所述护色剂与薯丁溶液的重量比为(1-2)：10，在30-50℃反应10-30min，然后将薯丁捞出脱水，在30-35℃真空干燥至水分为≤14％，粉碎后过100-200目筛子，在45-50℃真空干燥至水分≤9％，得到生全粉。
优选的，所述S1中，在超声频率为10KHz、超声功率为300W、超声温度为30℃的条件下处理20min。
优选的，所述S2中，护色剂与薯丁溶液的重量比为1.5：10。
优选的，所述S1中，薯类为地瓜、山药、马铃薯、木薯、紫薯、甘薯和芋头中的任意一种。
优选的，所述护色剂的使用方法，包括如下步骤，
S1、将马铃薯挑选、清洗、去皮、切分成体积小于5cm3的薯丁，将薯丁浸没在水中，得到薯丁溶液，在超声频率为10KHz、超声功率为300W、超声温度为20℃的条件下处理20min；
S2、将护色剂添加至超声处理后的薯丁溶液中，所述护色剂与薯丁溶液的重量比为1.5：10，在30℃反应10min，然后将薯丁捞出脱水，在30℃真空干燥至水分为14％，粉碎后过100目筛子，在45℃真空干燥至水分为9％，得到生全粉。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用的超声波辅助处理薯丁，首先利用低频高功率超声波，使多酚氧化酶分子能量加大，高能量的自由基直接攻击多酚氧化酶分子使其构象发生改变，导致酶分子催化能力下降，使得薯类中的多酚底物无法和多酚氧化酶活性中心有效结合发生酶促反应，从而达到抑制多酚氧化酶的作用；
本发明中的护色剂采用木薯淀粉纳米颗粒和马铃薯支链淀粉纳米颗粒进行复配，淀粉纳米颗粒因其小尺寸效应、表面效应和量子尺寸效应等效应，两种淀粉纳米颗粒相互协同作用，能有效地通过自身与多酚氧酶的结合，竞争性抑制多酚底物的酶促反应，减少黑色素的产生，达到护色的目的。
2、本发明提供的护色剂由木薯淀粉纳米颗粒和马铃薯支链淀粉纳米颗粒组成，而淀粉具有“绿色、安全、可降解、可再生”优势，与以往物理处理或者添加化学护色剂相比，更加环保安全、经济实用、没有任何污染可广泛应用于薯类为原料的全粉加工护色。
3、采用本发明的护色方法对马铃薯进行护色，在超声频率为10KHz，超声功率为300w处理20Min，然后加入护色剂处理10min，测得多酚氧化酶的活性为440U/mg，生粉亮度值为90.45，护色前多酚氧化酶的活性为814U/mg，生粉亮度值为54.12，护色处理后多酚氧化酶的活性降低了45.94％，生粉亮度值提高了67.12％。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做具体说明。
实施例1
一种薯类护色剂，按重量份计包括如下组分，木薯淀粉纳米颗粒1份和马铃薯支链淀粉纳米颗粒1份。
一种使用薯类护色剂对薯类进行护色的方法，包括如下步骤，
S1、将马铃薯挑选、清洗、去皮、切分成体积小于5cm3的薯丁，将薯丁浸没在水中，得到薯丁溶液，在超声频率为10KHz、超声功率为200W、超声温度为20℃的条件下处理10min；
S2、将护色剂添加至超声处理后的薯丁溶液中，所述护色剂与薯丁溶液的重量比为1：10，在30℃反应10min，然后将薯丁捞出脱水，在32℃真空干燥至水分为10％，粉碎后过100目筛子，在45℃真空干燥至水分为7％，得到生全粉。
实施例2
一种薯类护色剂，按重量份计包括如下组分，木薯淀粉纳米颗粒1份和马铃薯支链淀粉纳米颗粒3份。
一种使用薯类护色剂对薯类进行护色的方法，包括如下步骤，
S1、将马铃薯挑选、清洗、去皮、切分成体积小于5cm3的薯丁，将薯丁浸没在水中，得到薯丁溶液，在超声频率为10KHz、超声功率为300W、超声温度为20℃的条件下处理20min；
S2、将护色剂添加至超声处理后的薯丁溶液中，所述护色剂与薯丁溶液的重量比为1.5：10，在30℃反应10min，然后将薯丁捞出脱水，在30℃真空干燥至水分为14％，粉碎后过100目筛子，在45℃真空干燥至水分为9％，得到生全粉。
实施例3
一种薯类护色剂，按重量份计包括如下组分，木薯淀粉纳米颗粒1份和马铃薯支链淀粉纳米颗粒2份。
一种使用薯类护色剂对薯类进行护色的方法，包括如下步骤，
S1、将马铃薯挑选、清洗、去皮、切分成体积小于5cm3的薯丁，将薯丁浸没在水中，得到薯丁溶液，在超声频率为30KHz、超声功率为400W、超声温度为20℃的条件下处理20min；
S2、将护色剂添加至超声处理后的薯丁溶液中，所述护色剂与薯丁溶液的重量比为1：10，在50℃反应30min，然后将薯丁捞出脱水，在35℃真空干燥至水分为10％，粉碎后过150目筛子，在50℃真空干燥至水分≤8％，得到生全粉。
实施例4
一种薯类护色剂，按重量份计包括如下组分，木薯淀粉纳米颗粒2份和马铃薯支链淀粉纳米颗粒1份。
一种使用薯类护色剂对薯类进行护色的方法，包括如下步骤，
S1、将马铃薯挑选、清洗、去皮、切分成体积小于5cm3的薯丁，将薯丁浸没在水中，得到薯丁溶液，在超声频率为50KHz、超声功率为600W、超声温度为20℃的条件下处理30min；
S2、将护色剂添加至超声处理后的薯丁溶液中，所述护色剂与薯丁溶液的重量比为2：10，在30℃反应30min，然后将薯丁捞出脱水，在33℃真空干燥至水分为14％，粉碎后过200目筛子，在45℃真空干燥至水分≤7％，得到生全粉。
实施例5
一种薯类护色剂，按重量份计包括如下组分，木薯淀粉纳米颗粒3份和马铃薯支链淀粉纳米颗粒1份。
一种使用薯类护色剂对薯类进行护色的方法，包括如下步骤，
S1、将马铃薯挑选、清洗、去皮、切分成体积小于5cm3的薯丁，将薯丁浸没在水中，得到薯丁溶液，在超声频率为10KHz、超声功率为300W、超声温度为20℃的条件下处理10min；
S2、将护色剂添加至超声处理后的薯丁溶液中，所述护色剂与薯丁溶液的重量比为1：10，在30℃反应10min，然后将薯丁捞出脱水，在35℃真空干燥至水分为12％，粉碎后过150目筛子，在50℃真空干燥至水分为9％，得到生全粉。
检测与结果
分别检测未进行护色的空白样和实施例1-5获得的生全粉的多酚氧化酶活性以及相应的生粉亮度值，结果如下表所示，
多酚氧化酶活性U/mg 生粉亮度值
空白样 814 54.12
实施例1 589 79.95
实施例2 440 90.45
实施例3 561 80.12
实施例4 519 83.68
实施例5 505 82.24
从上述表中，可以看出护色效果最好的是实施例2制备的生全粉，其多酚氧化酶活性仅为440U/mg，生粉亮度值仅为90.45，相比于空白样，多酚氧化酶活性降低了45.94％，生粉亮度值提高了67.12％。
实施例1、3、4、5的生粉亮度值分别为79.95、80.12、83.68、82.24，实施例1、3、4、5的生粉亮度值差异较小，实施例2的生粉亮度值为90.45，明显优于实施例1、3、4、5，这是因为马铃薯支链淀粉纳米颗粒呈分枝状，木薯淀粉纳米颗粒呈球形，马铃薯支链淀粉纳米颗粒比木薯淀粉纳米颗粒粒径小，对多酚氧化酶抑制效果更好，当两种纳米淀粉颗粒混合时，产生了协同作用，与底物竞争酶活性中心，通过自身与多酚氧化酶的结合，竞争性抑制多酚底物的酶促反应，减少黑色素的产生。实施例2的护色剂中木薯淀粉纳米颗粒与马铃薯支链淀粉纳米颗粒的重量比为1:3，在此比例下两种淀粉纳米颗粒协同作用最好，与多酚氧化酶的结合的最充分。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种薯类护色剂，其特征在于，按重量份计包括如下组分，木薯淀粉纳米颗粒1-3份和马铃薯支链淀粉纳米颗粒1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种薯类护色剂，其特征在于，按重量份计包括如下组分，木薯淀粉纳米颗粒1份和马铃薯支链淀粉纳米颗粒3份。
3.一种如权利要求1或2所述薯类护色剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将木薯淀粉添加至水中，所述木薯淀粉与水的重量比为(1-2)：10，在90-100℃搅拌反应20-40min，得到凝胶化的木薯淀粉溶液，冷却至20-30℃后滴加无水乙醇，所述无水乙醇与凝胶化的木薯淀粉溶液的重量比为(9-10)：1，搅拌反应7-9h获得悬浮液，将悬浮液在2000-3000r/min的条件下离心10-20min，取沉淀物用无水乙醇洗涤3-5次，每次3-5min，然后在40-60℃干燥1-2h，得到木薯淀粉纳米颗粒；
S2、将马铃薯淀粉添加至水中，所述马铃薯淀粉与水的重量比为(1-2)：10，在60-70℃加热20-40min后过滤分离出直链淀粉粗提物和支链淀粉粗提物，将支链淀粉粗体物添加至无水甲醇中获得悬浮液，将悬浮液在2000-3000r/min的条件下离心10-20min，取沉淀物用无水乙醇洗涤3-5次，每次3-5min，然后在40-60℃干燥1-2h，得到马铃薯支链淀粉；
将马铃薯支链淀粉添加至水中，所述马铃薯淀粉与水的重量比为(1-2)：100，在90-100℃搅拌反应20-40min，得到凝胶化的马铃薯支链淀粉溶液，冷却至20-30℃后滴加无水乙醇，所述无水乙醇与凝胶化的马铃薯支链淀粉溶液的重量比为(3-4)：1，搅拌反应1-2h获得悬浮液，将悬浮液在2000-3000r/min的条件下离心10-20min，取沉淀物用无水乙醇洗涤3-5次，每次3-5min，然后在40-60℃干燥1-2h，得到马铃薯支链淀粉纳米颗粒；
S3、将S1获得的木薯淀粉纳米颗粒与S2获得的马铃薯支链淀粉纳米颗粒按照上述质量份数均匀混合后，得到所述护色剂。
4.一种如权利要求1或2所述薯类护色剂的使用方法，其特征在于，包括如下步骤，
S1、将薯类挑选、清洗、去皮、切分成体积小于5cm3的薯丁，将薯丁浸没在水中，得到薯丁溶液，在超声频率为10-50KHz、超声功率为200-600W、超声温度为20-30℃的条件下处理10-30min；
S2、将护色剂添加至超声处理后的薯丁溶液中，所述护色剂与薯丁溶液的重量比为(1-2)：10，在30-50℃反应10-30min，然后将薯丁捞出脱水，在30-35℃真空干燥至水分为≤14％，粉碎后过100-200目筛子，在45-50℃真空干燥至水分≤9％，得到生全粉。
5.根据权利要求4所述的一种薯类护色剂的使用方法，其特征在于，所述S1中，在超声频率为10KHz、超声功率为300W、超声温度为30℃的条件下处理20min。
6.根据权利要求4所述的一种薯类护色剂的使用方法，其特征在于，所述S1中，护色剂与薯丁溶液的重量比为1.5：10。
7.根据权利要求4所述的一种薯类护色剂的使用方法，其特征在于，所述S1中，薯类为地瓜、山药、马铃薯、木薯、紫薯、甘薯和芋头中的任意一种。
8.根据权利要求4所述的一种薯类护色剂的使用方法，其特征在于，包括如下步骤，
S1、将马铃薯挑选、清洗、去皮、切分成体积小于5cm3的薯丁，将薯丁浸没在水中，得到薯丁溶液，在超声频率为10KHz、超声功率为300W、超声温度为20℃的条件下处理20min；
S2、将护色剂添加至超声处理后的薯丁溶液中，所述护色剂与薯丁溶液的重量比为1.5：10，在30℃反应10min，然后将薯丁捞出脱水，在30℃真空干燥至水分为14％，粉碎后过100目筛子，在45℃真空干燥至水分为9％，得到生全粉。
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