CN113331259A - 一种高压均质射流磨制备板栗浆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及植物深加工技术领域,尤其涉及一种高压均质射流磨制备板栗浆的方法,包括以下步骤:(1)在板栗仁中加入水煮沸进行预煮熟化;(2)将经过步骤(1)处理后的板栗仁进行粗磨得预磨浆,加入淀粉酶和糖化酶,进行一次酶解,得一次酶解液;(3)将一次酶解液一步细磨后,进行高压射流磨,得料液;(4)在料液中加入淀粉酶和糖化酶,进行二次酶解,灭酶,得板栗浆。本发明采用超高压射流均质磨工艺技术,确保颗粒足够细,可充分保障淀粉与脂质等成分剥离,使淀粉充分吸水、吸热糊化,便于酶解,减少抗性淀粉形成。

Description

一种高压均质射流磨制备板栗浆的方法
技术领域
本发明涉及植物深加工技术领域,尤其涉及一种高压均质射流磨制备板栗浆的方法。
背景技术
随着人们对天然、健康的追求,谷物坚果类植物饮料开始有一定市场,发展前景看好,但这种含淀粉类的谷物饮料,容易造成产品货架期内淀粉回生,体系崩解,口味也变粗糙劣质。因此工艺上,需采用将大部分淀粉成分酶解成糊精、糖等小分子的办法,实施在线酶解,达到对料浆的细化、淀粉降解、粘度降低,从而延长饮料生产中在UHT等工序稳定的运行时间,减少料浆管路结垢而频繁停机清洗,产品组织状态均匀稳定,减少贮存中淀粉回生沉淀现象,从而延长保质期和提升产品质量。
不同于纯淀粉的酶解,谷物坚果类等原料,由于其存在植物组织细胞结构,以及淀粉与多种成分的结合,一般普通的研磨达成的谷物浆和坚果浆的淀粉不容易被淀粉酶彻底酶解,达不到预定的工艺要求。特别是对板栗仁原料。
板栗淀粉属于C型淀粉,即同时存在有大颗粒和小颗粒淀粉现象,板栗淀粉颗粒在细胞内堆积较密集,颗粒表面附着有脂质、蛋白质等成分,特别是板栗中的纤维素是板栗淀粉颗粒的组分之一,主要分布在颗粒表面,形成淀粉囊,起到一定的隔热、隔水作用,影响淀粉吸水、糊化的效率,在加工时存在易回生、聚沉等现象,形成抗性淀粉含量升高现象。精细粉碎可充分保障淀粉与脂质等成分剥离,使淀粉充分吸水、吸热糊化,便于酶解,减少抗性淀粉形成。
中国专利文献上公开了“一种基于快速在线酶解技术的谷物蛋白饮料及其制备方法”,其申请公布号为CN 107927494A,该发明的谷物粉的处理工艺:将谷物粉加入到常温水中进行分散溶解,添加酸度调节剂,添加淀粉酶和/或者糖化酶,充分溶解,制得谷物粉浓浆;然后加入到一站式在线酶解设备中进行酶解。但是,该发明采用在线酶解,只是一部分谷物淀粉的酶解,酶解不彻底,尚有部分淀粉因没有接触到酶而没有被酶解,无法顺利破坏板栗的淀粉囊,存在易回生、聚沉等现象,无法制得合格的板栗浆。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术中存在的问题,提供了一种高压均质射流磨制备板栗浆的方法,该方法针对板栗的化学成分和组成结构特点,酶解效率高,所得板栗浆便于后续工艺加工,减少抗性淀粉的形成,利于板栗饮料体系的稳定性改善。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种高压均质射流磨制备板栗浆的方法,包括以下步骤:
(1)在板栗仁中加入水煮沸进行预煮熟化;当板栗栗逐渐呈现膨胀,分瓣,崩解等现象,汤体变浑浊,稠厚,停止熟化。
(2)将经过步骤(1)处理后的板栗仁进行粗磨得预磨浆,加入淀粉酶和糖化酶,进行一次酶解,得一次酶解液;
(3)将步骤(2)得到的一次酶解液进行高压射流磨,得料液;板栗仁由于自身的特点,比较难酶解彻底,采用高压射流磨破坏淀粉囊包,促进淀粉充分酶解的工艺,有利于淀粉溶出与酶充分接触。与常规酶解相比,酶解率提高;所述淀粉囊包指的是包裹于淀粉颗粒表面的纤维素膜,当淀粉吸水糊化时,纤维素膜迅速胀大呈囊状。
(4)在步骤(3)得到的料液中加入淀粉酶和糖化酶,进行二次酶解,灭酶,得板栗浆。
板栗淀粉属于C型淀粉,即同时存在有大颗粒和小颗粒淀粉现象,板栗淀粉颗粒在细胞内堆积较密集,颗粒表面附着有脂质、蛋白质等成分,起到一定的隔热、隔水作用,影响淀粉吸水、糊化的效率,在加工时存在易回生、聚沉等现象,形成抗性淀粉含量升高现象。同一种板栗原料在快速粘度分析仪RVA和差示扫描量热仪DSC检测的糊化温度存在较大差异,RVA检测是通过粘度变化反应评估糊化温度,如图1和表1所示,检出糊化温度为55.35℃,DSC通过热效应评估糊化温度,如图2所示,检出糊化温度为66.63℃。同一指标相差11.28℃,这一现象表明了表面附着物吸收能量,从而提升了板栗DSC糊化温度。
表1.快速粘度分析仪RVA检测结果
Figure BDA0003067080900000021
基于上述技术构思,本发明运用高压均质射流磨技术在进行超细粉碎板栗,即在板栗--剪切粗磨--细磨--高压射流磨的过程中同时进行淀粉酶解,彻底粉碎板栗细胞,提高淀粉溶出率,与淀粉酶充分接触,提高物料的流动性和可加工性,质量达到要求。本发明采用超高压射流均质磨工艺技术,确保颗粒足够细,破坏淀粉囊,可充分保障淀粉与脂质等成分剥离,使淀粉充分吸水、吸热糊化,便于酶解,减少抗性淀粉形成。
本发明采用高压射流磨系统依托超高压+微通道射流技术构建应用于食品加工的新型液体在线粉碎系统。将能量聚集在一个很小的特殊流道空间,将含有固体颗粒的多相流导入特别设计的微通道,使产生空泡效应的射流对射撞击与震荡,利用空穴化和对撞产生的综合高密度能量,使多相流高效的均质、乳化和粉碎,可充分保障淀粉与脂质等成分剥离,使板栗淀粉充分吸水、吸热糊化,便于酶解,减少抗性淀粉形成。
作为优选,步骤(2)中,还包括:将一次酶解液进行细磨得细磨浆;
步骤(3)中,对细磨浆进行高压射流磨。
作为优选,所述细磨浆的D90为180~220μm。
作为优选,步骤(1)中,预煮熟化过程中控制料液比为1:(5~6);预煮熟化的时间为50~60min。
作为优选,步骤(2)中,所述预磨浆的D90为600~800μm。
作为优选,步骤(3)中,所述料液D90为30~50μm。
作为优选,步骤(3)中,高压射流磨的压力为120~130MPa。
作为优选,步骤(2)中,一次酶解的温度控制在50~75℃;以板栗仁总质量为基准,一次酶解过程中淀粉酶和糖化酶的加入量为0.1~0.2wt%。
作为优选,步骤(4)中,二次酶解的温度控制在60~65℃;以板栗仁总质量为基准,二次酶解过程中淀粉酶和糖化酶的加入量为0.05~0.15wt%。
作为优选,步骤(4)中,所述板栗浆的细度D90≤50μm。
本发明各步骤的顺序及参数必须同时满足,才可以实现发明目的。比如预煮时的料液比及预煮熟化时间、各步骤的浆液的粒径及酶解温度、所用酶的种类等,只有严格控制在本发明限定的条件下,才可以实现酶解率的提高。
作为优选,一次酶解和/或二次酶解过程中,还加入纤维素酶。
在采用淀粉酶糖化酶的基础上,同时加纤维酶辅助酶解,破坏板栗组织结构中的淀粉囊,同样可以达到充分酶解的目的,但是纤维酶酶解的作用时间比较长,要3小时以上,这不符合一般饮料生产工艺的要求,效能太低。而采用高压射流磨,达到既是板栗磨浆粉碎又加速淀粉酶解充分,提升效率。
因此,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明采用超高压射流均质磨工艺技术,确保颗粒足够细,可充分保障淀粉与脂质等成分剥离,使淀粉充分吸水、吸热糊化,便于酶解,减少抗性淀粉形成;
(2)制备工艺操作简单,条件易于控制,易于产业化,主要原料磨浆后,通过高压射流磨均质处理,使料浆达到细度D90=50微米以下,改善悬浮体系稳定性。
附图说明
图1是板栗仁通过快速粘度分析仪RVA检测的糊化温度结果图。
图2是板栗仁通过差示扫描量热仪DSC检测的糊化温度结果图。
图3是实施例1所得预磨浆的显微图像(400倍)。
图4是实施例1所得细磨浆的显微图像(400倍)。
图5是实施例1高压射流磨后所得料液的显微图像(400倍)。
具体实施方式
下面通过具体实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
在本发明中,若非特指,所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的,下述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域常规方法。
实施例1
(1)在板栗仁中加入水煮沸进行预煮熟化;预煮熟化过程中控制料液比为1:5.5;预煮熟化的时间为55min;板栗仁逐渐呈现膨胀,分瓣,崩解等现象,汤体变浑浊,稠厚;
(2)开启剪切机将经过步骤(1)处理后的板栗仁进行剪切破碎30min得D90为700μm的预磨浆,在浆体变稠厚时,以板栗仁总质量为基准,加入0.10wt%淀粉酶和0.05wt%糖化酶,于52℃温度下进行一次酶解,得一次酶解液;将一次酶解液进行均质机细磨,得D90为200μm的细磨浆;该步骤中预磨浆的显微图像如图3所示;细磨浆的显微图像如图4所示;
(3)将步骤(2)得到的细磨浆于125MPa压力下进行高压射流磨,得D90为48.067μm的料液,其显微图像如图5所示;
(4)以板栗仁总质量为基准,在步骤(3)得到的料液中加入0.02wt%淀粉酶和0.08wt%糖化酶,于62℃温度下进行二次酶解,再持续剪切15min,灭酶,得细度D90≤50μm的板栗浆。
实施例2
(1)在板栗仁中加入水煮沸进行预煮熟化;预煮熟化过程中控制料液比为1:6;预煮熟化的时间为50min;板栗仁逐渐呈现膨胀,分瓣,崩解等现象,汤体变浑浊,稠厚;
(2)使用胶体磨将经过步骤(1)处理后的板栗仁进行粗磨40min得D90为600μm的预磨浆,在浆体变稠厚时,以板栗仁总质量为基准,加入0.1wt%淀粉酶和0.1wt%糖化酶,于60℃温度下进行一次酶解,得一次酶解液;一次酶解液经过均质机细磨,得D90为210μm的料液;
(3)将步骤(2)得到的一次酶解液于130MPa压力下进行高压射流磨,得D90为48.055μm的料液;
(4)以板栗仁总质量为基准,在步骤(3)得到的料液中加入0.05wt%淀粉酶和0.10wt%糖化酶,于60℃温度下进行二次酶解,灭酶,得细度D90≤50μm的板栗浆。
实施例3
(1)在板栗仁中加入水煮沸进行预煮熟化;预煮熟化过程中控制料液比为1:5;预煮熟化的时间为60min;板栗仁逐渐呈现膨胀,分瓣,崩解等现象,汤体变浑浊,稠厚;
(2)或使用胶体磨将经过步骤(1)处理后的板栗仁进行粗磨20min得D90为800μm的预磨浆,剪切破碎40min,在浆体变稠厚时,以板栗仁总质量为基准,加入0.05wt%淀粉酶和0.05wt%糖化酶,于75℃温度下进行一次酶解,得一次酶解液;将一次酶解液进行细磨得D90=200μm的细磨浆;
(3)将步骤(2)得到的细磨浆于120MPa压力下进行高压射流磨,得D90为50.902μm的料液;
(4)以板栗仁总质量为基准,在步骤(3)得到的料液中加入0.05wt%淀粉酶和0.05wt%糖化酶,于65℃温度下进行二次酶解,灭酶,得细度D90≤50μm的板栗浆。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于,步骤(1)中,预煮熟化的时间为20min,步骤(4)中,得细度D90=88.923μm的板栗浆,其余工艺完全相同。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于,步骤(3)中,高压射流磨的压力为105MPa,步骤(4)中,得细度D90=89.048μm的板栗浆,其余工艺完全相同。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于,无步骤(3)工序,步骤(4)中,得细度D90=135.123μm的板栗浆,其余工艺完全相同。
对实施例1-3和对比例1-3的板栗浆加碘液观察,若出现变蓝现象,表明板栗浆液中仍有直链淀粉,酶解不完全;若无蓝色出现,表明板栗浆液中无直链淀粉,已经得到充分糊化和酶解。检测结果如表1所示:
表1.检测结果
性能指标 d(0.9) D[4,3] 碘呈色
实施例1 48.067 20.996 不变色
实施例2 48.055 20.879 不变色
实施例3 50.902 21.010 不变色
对比例1 88.923 48.421 变蓝
对比例2 89.048 48.298 变蓝
对比例3 135.123 90.675 变蓝
表1中,d(0.9)是指粒径在该数值以下的颗粒占90%;D[4,3]是指体积平均粒径,所有颗粒按照体积进行平均后的粒径大小。
由表1可以看出,通过比较实施例1和对比例4的数据可以看出,本发明的高压均质射流磨制备板栗浆的方法得到的板栗浆加碘液观察,无蓝色出现,表明采用高压射流磨,达到既是板栗磨浆粉碎又加速淀粉酶解充分,提升效率,得到的板栗浆液中无直链淀粉,已经得到充分糊化和酶解;通过比较实施例1和实施例2的数据可以看出,将一次酶解液进行持续剪切得到细磨浆,然后再进行高压射流磨得到的板栗浆的酶解率更高;通过比较实施例1和对比例1-3的数据可以看出,本发明各步骤的顺序及参数必须同时满足,才可以实现发明目的。比如预煮熟化时间、各步骤的浆液的粒径等,只有严格控制在本发明限定的条件下,才可以实现酶解率的提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种高压均质射流磨制备板栗浆的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在板栗仁中加入水煮沸进行预煮熟化;
(2)将经过步骤(1)处理后的板栗仁进行粗磨得预磨浆,加入淀粉酶和糖化酶,进行一次酶解,得一次酶解液;
(3)将步骤(2)得到的一次酶解液进行高压射流磨,得料液;
(4)在步骤(3)得到的料液中加入淀粉酶和糖化酶,进行二次酶解,灭酶,得板栗浆。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
步骤(2)中,还包括:将一次酶解液进行细磨得细磨浆;
步骤(3)中,对细磨浆进行高压射流磨。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述细磨浆的D90为180~220μm。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,预煮熟化过程中控制料液比为1:(5~6);预煮熟化的时间为50~60min。
5.根据权利要求1-3任一所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述预磨浆的D90为600~800μm。
6.根据权利要求1-3任一所述的方法,其特征在于,步骤(3)中,所述料液的D90为30~50μm。
7.根据权利要求1-3任一所述的方法,其特征在于,步骤(3)中,高压射流磨的压力为120~130MPa。
8.根据权利要求1-3任一所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,一次酶解的温度控制在50~75℃;以板栗仁总质量为基准,一次酶解过程中淀粉酶和糖化酶的加入量为0.1~0.2wt%。
9.根据权利要求1-3任一所述的方法,其特征在于,步骤(4)中,二次酶解的温度控制在60~65℃;以板栗仁总质量为基准,二次酶解过程中淀粉酶和糖化酶的加入量为0.05~0.15wt%。
10.根据权利要求1-3任一所述的方法,其特征在于,步骤(4)中,所述板栗浆的细度D90≤50μm。
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