CN111955631A - 一种多级细胞破壁制备玉米汁的方法 - Google Patents

一种多级细胞破壁制备玉米汁的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多级细胞破壁制备玉米汁方法，步骤一、打浆；解冻清洁的玉米粒低温超微粉碎至粒径为50至80μm；步骤二、超声波破壁；将步骤一中粉碎的玉米按料水比为1:1～1:5(g/mL)混合后，超声波破碎5‑25min；步骤三、酶解；将α‑淀粉酶和β‑葡聚糖酶加入至步骤二物料中酶解；步骤四、将风味物质、甜味剂和稳定剂混合获得混合液；步骤五、混合和均质；将步骤三与步骤四制得的物料混合，1000‑3000转/min,搅拌10‑20min，混合均匀后，进行两道均质；步骤六、将均质后的物料灭菌灭酶，灌装得目标玉米汁；通过多重破碎配合α‑淀粉酶和β‑葡聚糖酶协同酶解，制备工艺简便，制得品质稳定的玉米汁。

Description

一种多级细胞破壁制备玉米汁的方法
技术领域
本发明涉及玉米汁酶解加工技术领域，特别是涉及一种多级细胞破壁制备玉米汁的方法和通过该方法制得的稳定性好营养丰富的玉米汁。
背景技术
玉米的营养丰富，因而又称玉麦、珍珠米，16世纪被外国人当作礼品而传入我国。玉米保健效果好，是老弱病人及婴幼儿的良好食品。现代研究证实，玉米对动脉粥样硬化、冠心病、提高记忆力及高脂血症等都有一定的治疗和预防作用。此外玉米含有的黄体素、玉米黄质有利于视力健康。更重要的是玉米作为一种粗粮食品富含膳食纤维，是其他精细化主粮食品所不具备的。玉米的种类丰富，随着玉米种类的不断增加，基于我国的传统粥文化，采用现代生物工程技术，不仅可以使其保持丰富的营养物质，而且保留了玉米的清香和食用方便的特点，深受广大消费者的青睐，已成为对玉米处理研究的一个新亮点。传统的处理方法主要是制作成玉米粉、玉米糁等。现代化工艺可以将玉米加工成饮料使其具有食用方便、原材料易得、成本低等特点。
授权公告号为CN10275607B发明专利公开一种复合型玉米汁饮料及其技工方法，该发明以糯玉米为原料，通过糊化、液化、糖化、离心等一系列步骤制得，并且在其中添加适合人体需要的多种营养物质和微量元素，是一款营养保健型饮料。
现有技术制得玉米汁多针对风味和口感，饮料在加工和储藏过程中的稳定性是饮料的关键品质之一，也是衡量饮料的一项很重要的指标，谷物含有较多淀粉等大分子物质，酶解不完全易产生沉淀，不易制得稳定的玉米汁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多级细胞破壁制备玉米汁的方法，该发明通过多重破碎配合α-淀粉酶和β-葡聚糖酶协同酶解，制备工艺简便，制得品质稳定的玉米汁。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种多级细胞破壁制备玉米汁的方法，包括以下步骤：
步骤一、打浆；
解冻清洁的玉米粒低温超微粉碎至粒径为50至80μm；
步骤二、超声波破壁；
将步骤一中粉碎的玉米按料水比为1:1～1:5(g/mL)混合后，超声波破碎5-25min；
步骤三、酶解；
将α-淀粉酶和β-葡聚糖酶加入至步骤二物料中酶解；
步骤四、将风味物质、甜味剂和稳定剂混合获得混合液；
步骤五、混合和均质；
将步骤三与步骤四制得的物料混合，1000-3000转/min,搅拌10-20min，混合均匀后，进行两道均质；
步骤六、将均质后的物料灭菌灭酶，灌装得目标玉米汁。
优选步骤二超声波破壁的工艺条件为：
功率：180至360W；
时间：5至25分钟。
本发明中控制超声波的功率和加热时间，使料液内部产生强烈的冲击波和微射流，出现局部高温、高压、导致诸多次级效应，加快体系的传质、传热等过程，促使有效成分进入溶剂中；通过控制超声时间、功率配合酶解温度加快酶解的速度。
优选步骤三中α-淀粉酶的用量为5U/g-30U/g，β-葡聚糖酶的用量为20U/g-300U/g。本发明通过控制酶用量有效酶解淀粉和葡聚糖，提高固形物含量。
优选步骤三酶解工艺步骤为：先将α-淀粉酶加入至步骤二的混合液中酶解一段时间后，将β-葡聚糖酶加入至经过α-淀粉酶水解的混合液中继续水解至水解完成。本发明先将α-淀粉酶加入至步骤二物料中酶解，α-淀粉酶作用于淀粉和糖原，从底物分子内部随机切开α-1,4糖苷键，进而生成麦芽糖、少量的葡萄糖和一系列相对分子质量不等的低聚糖和糊精；而后再将和β-葡聚糖酶加入至上述经过α-淀粉酶酶解的物料中，β-葡聚糖酶水解β-葡聚糖，生成寡糖和葡萄糖，有效将物料纤维中的葡聚糖分解分子相对小的葡萄糖，并造成物料中的纤维疏松，配合两次均质，有效提高玉米汁悬浮的稳定性，淀粉量大大降低有效保持玉米汁色泽，将纤维中的葡聚糖大量分解有效降低玉米汁的粘度，通过两种酶的协同作用，玉米汁的稳定性和口感更佳。
优选步骤三中，α-淀粉酶单独酶解的温度为：50℃至75℃；酶解时间为：15min-120min；
α-淀粉酶与β-葡聚糖酶协同酶解的温度为：40至60℃；酶解时间为：30min-120min。
本发明优选α-淀粉酶单独酶解和α-淀粉酶与β-葡聚糖酶协同酶解的温度和时间，加快酶解的速度，利于本发明酶解彻底，提高玉米汁的稳定性。
优选步骤五中第一道均质为60℃至65℃高压均质10MPa至45MPa，第二道均质为65℃至70℃高压均质10MPa至45MPa。本发明通过两次均质，玉米汁中颗粒物质粒径减小，且分布范围更小，提高本发明制得玉米汁的口感。
优选步骤六灭菌灭酶的工艺条件为：
温度：100至145℃；
时间：3至30s。
本发明超高温瞬时灭菌，防止玉米汁中的酶和微生物存活，如果灭菌不彻底会影响玉米汁的稳定剂及口感。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述酶解制备方法制备得的玉米汁，该发明可溶性固形物含量高，稳定性好。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种多级细胞破壁制备玉米汁的方法制得的玉米汁。
优选本发明中玉米汁按照重量份数包括以下物质：
Figure BDA0002612013390000041
优选本发明中所述风味物质为奶粉和或果蔬汁；
所述甜味物质为白砂糖、果葡糖浆、赤藓糖醇、甜菊糖苷、安赛蜜或、甜蜜素和阿斯巴甜中的一种或者几种。
优选本发明中的稳定剂为微晶纤维素、羧甲基纤维素钠、单，双甘油脂肪酸酯、六偏磷酸钠、双乙酰酒石酸单双甘油酯、磷酸氢二钠和卡拉胶中一种或者几种，本发明使用复配增稠稳定剂，包括微晶纤维素、羧甲基纤维素钠、单，双甘油脂肪酸酯、六偏磷酸钠、双乙酰酒石酸单双甘油酯、磷酸氢二钠和卡拉胶混合而成，增加玉米汁的风味和稳定性。
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中通过低温粉碎提高玉米的脆性和增大韧性,玉米的内部结构之间的键容易断裂，可以最大的保留玉米中的生物活性物质及各种营养成分，提高玉米汁中膳食纤维的含量，提高玉米汁的质感；本发明通过多级细胞破壁粉碎玉米粒径控制在50至80μm促进玉米酶解充分，通过α-淀粉酶与β-葡聚糖酶协同作用，提高酶解的速度和彻底程度，充分将淀粉和纤维中的葡聚糖酶解为小分子糖，有效疏松物料中的大颗粒，而后通过两次均质，均匀玉米汁颗粒分布，超高温瞬时灭菌，提高玉米汁中颗粒的悬浮性能，玉米汁的口感细腻，玉米汁的淀粉有效酶解，保证玉米汁的色泽稳定，从而提高玉米汁的稳定性和口感更佳；
本发明中α-淀粉酶和β-葡聚糖酶具有协同作用，二者配合可以显著提高β-葡聚糖酶的活性，同时延长α-淀粉酶对淀粉的酶解时间，将玉米汁中的淀粉降解成多糖或者单糖，便于人体吸收；将玉米汁中的葡聚糖酶解为小分子糖类，防止葡聚糖含量过高而产生沉淀，本发明玉米汁稳定好；
本发明利用两种酶相互配合一方面延长α-淀粉酶的酶解时间，另一方面提高β-葡聚糖酶的活性，提高玉米的利用率，提高产量；
本发明中玉米汁固形物含量最高可达13％，悬浮稳定性好，粘度值较低，口感细腻清爽。
从而实现本发明的上述目的。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
实施例1
本发明公开一种多级细胞破壁制备玉米汁的方法，包括以下步骤：
步骤一、打浆；
解冻清洁的玉米粒低温超微粉碎；
步骤二、超声波破壁；
将步骤一中粉碎的玉米按料水比为1:1～1:5(g/mL)混合后，超声波破碎一定时间；
步骤三、酶解；
先将α-淀粉酶加入至步骤二的混合液中酶解，α-淀粉酶单独酶解一段时间后；
将β-葡聚糖酶加入至经过α-淀粉酶水解的混合液中，α-淀粉酶与β-葡聚糖酶协同酶解一段时间。
步骤四、将风味物质、甜味剂和稳定剂混合获得混合液；
步骤五、混合和均质；
将步骤三与步骤四制得的物料混合，1000-3000转/min,搅拌10-20min，混合均匀后，进行两道均质。
步骤六、将均质后的物料灭菌灭酶，灌装得目标玉米汁；
本实施例中各原料的用量如表1所示，各步骤中具体工艺参数详见表2所示，本实施例制得玉米汁的评价指标详见表3所示；
本实施例制得的玉米汁DE、悬浮稳定性和粘度的测试方法如下：
玉米汁中淀粉水解度(DE值)测定
根据水解液中还原糖和总糖的含量，计算公式为：
DE＝水解液中还原糖含量/水解液中总糖含量×100％；
悬浮稳定性
取10g玉米汁(彻底震荡)样品于4200×g离心力下离心20min，测量沉淀质量占玉米汁总质量的百分比。
玉米汁粘度测定
采用粘度计进行测定，设定转速为65r/min，室温下测定120S内每隔20S的粘度值，取其平均值/(mPa-s)。
实施例2
本实施例与实施例1的主要区别详见表1和表2；
本实施例制得的玉米汁性能测试参数详见表3所示。
实施例3
本实施例与实施例1的主要区别详见表1和表2；
本实施例制得的玉米汁性能测试参数详见表3所示。
实施例4
本实施例与实施例1的主要区别详见表1和表2；
本实施例制得的玉米汁性能测试参数详见表3所示。
实施例5
本实施例与实施例1的主要区别详见表1和表2；
本实施例制得的玉米汁性能测试参数详见表3所示。
实施例6
本实施例与实施例1的主要区别详见表1和表2；
本实施例制得的玉米汁性能测试参数详见表3所示。
对比例1
本实施例与实施例4的主要区别在于，本实施例中没有使用β-葡聚糖酶，制得的玉米汁具体性能参数详见表3所示。
对比例2
本实施例与实施例4的主要区别在于，本实施例中没有使用α-淀粉酶，制得的玉米汁具体性能参数详见表3所示。
表1实施例1至6中玉米汁使用原料情况列表(重量份数)
稳定性指标 玉米粒 风味物质 甜味物质 稳定剂
实施例1 20 0.5 5 1.0
实施例2 25 6 7 0.5
实施例3 30 25 9 1.5
实施例4 40 15 11 1.5
实施例5 30 20 13 1.0
实施例6 25 3 15 0.5
对比例1 40 15 11 1.5
对比例2 40 15 11 1.5
表2实施例1至6及对比例1和2制备过程中各步骤工艺参数列表
Figure BDA0002612013390000081
Figure BDA0002612013390000091
表3实施例1至6和对比例1和2制得玉米汁指标测试情况列表
Figure BDA0002612013390000092
Figure BDA0002612013390000101
结合表1至表3可知，本发明制得的玉米汁其稳定性、可溶性固形物的量以及粘度值均显著优于对比例，本发明制得的玉米汁具有良好的稳定性和口感；
另外结合表3的数据可知，本发明中α-淀粉酶和β-葡聚糖酶共同作用时，可以显著提高β-葡聚糖酶的活性，同时延长α-淀粉酶对淀粉的酶解时间，使得淀粉充分酶解至稳定，实施例3以及对比例1的DE值差异不大，说明物料中的淀粉基本酶解充分；另外，对比例2中单独使用β-葡聚糖酶对原料进行酶解，通过测试数据可知，对比例2除了没有使用α-淀粉酶，其余各物质剂各步骤的工艺参数均同实施例4，可知，α-淀粉酶可提高β-葡聚糖酶酶解的效率和效果，显著提高玉米汁的稳定性，有效降低玉米汁的粘度，提高膳食纤维的含量，保证玉米汁的口感，将玉米汁中的淀粉降解成多糖或者单糖，便于人体吸收；将玉米汁中的葡聚糖酶解为小分子糖类，防止葡聚糖含量过高而产生沉淀，提高本发明玉米汁稳定性；
本发明利用两种酶协同配合一方面延长α-淀粉酶的酶解时间，另一方面提高β-葡聚糖酶的活性，提高玉米的利用率，提高产量。

Claims (10)

1.一种多级细胞破壁制备玉米汁方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤一、打浆；
解冻清洁的玉米粒低温超微粉碎至粒径为50至80μm；
步骤二、超声波破壁；
将步骤一中粉碎的玉米按料水比为1:1～1:5(g/mL)混合后，超声波破碎5-25min；
步骤三、酶解；
将α-淀粉酶和β-葡聚糖酶加入至步骤二物料中酶解；
步骤四、将风味物质、甜味剂和稳定剂混合获得混合液；
步骤五、混合和均质；
将步骤三与步骤四制得的物料混合，1000-3000转/min,搅拌10-20min，混合均匀后，进行两道均质；
步骤六、将均质后的物料灭菌灭酶，灌装得目标玉米汁。
2.如权利要求1所述的一种多级细胞破壁制备玉米汁方法，其特征在于：步骤二超声波破壁的工艺条件为：
功率：180至360W；
时间：5至25分钟。
3.如权利要求1所述的一种多级细胞破壁制备玉米汁方法，其特征在于：步骤三中
α-淀粉酶的用量为5U/g-30U/g，β-葡聚糖酶的用量为20U/g-300U/g。
4.如权利要求1所述的一种多级细胞破壁制备玉米汁方法，其特征在于：
步骤三酶解工艺步骤为：先将α-淀粉酶加入至步骤二的混合液中酶解一段时间后，将β-葡聚糖酶加入至经过α-淀粉酶水解的混合液中继续水解至水解完成。
5.如权利要求4所述的一种多级细胞破壁制备玉米汁方法，其特征在于：步骤三中，α-淀粉酶单独酶解的温度为：50℃至75℃；酶解时间为：15min-120min；
α-淀粉酶与β-葡聚糖酶协同酶解的温度为：40至60℃；酶解时间为：30min-120min。
6.如权利要求1所述的一种多级细胞破壁制备玉米汁方法，其特征在于：步骤五中第一道均质为60℃至65℃高压均质10MPa至45MPa，第二道均质为65℃至70℃高压均质10MPa至45MPa。
7.如权利要求1所述的一种多级细胞破壁制备玉米汁方法，其特征在于：
步骤六灭菌灭酶的工艺条件为：
温度：100至145℃；
时间：3至30s。
8.如权利要求1至7一项所述的一种多级细胞破壁制备玉米汁方法制得的玉米汁。
9.如权利要求8所述的玉米汁，其特征在于：
按照重量份数包括以下物质：
Figure FDA0002612013380000021
Figure FDA0002612013380000031
10.如权利要求9所述的玉米汁，其特征在于：
所述风味物质为奶粉和或果蔬汁；
所述甜味物质为白砂糖、果葡糖浆、赤藓糖醇、甜菊糖苷、安赛蜜或、甜蜜素和阿斯巴甜中的一种或者几种。
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