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黃果梨飲料加工技術優化及穩定性研究2023-07-28

黃果梨是青海省黃南藏族自治州同仁縣的特色果實,其果實碩大呈鵝卵形,色澤金黃、皮薄松軟,果實完全成熟自然冷凍后逐漸變成黑褐色。黃果梨果實富含多種營養成分量,其中水分含量為85.75%,氨基酸含量為0.30%,總糖為9.01%,總酸為28.84 g/kg,類胡蘿卜素為0.038 g/kg,且含有多種微量元素及礦物質元素。此外,海拔、地理、氣候、溫度等多種自然因素的影響,致使黃果梨果汁純正甘甜、營養特別豐富。在化痰利肺、清熱解暑、降壓止咳、增強免疫力等方面,黃果梨具有獨特的醫藥功能和保健功能,因而極具開發潛力。近兩年,受市場影響,青海省黃果梨生產加工也有了較快發展。目前生產加工的黃果梨產品主要為黃果梨果糕、黃果梨酒和黃果梨咀嚼片,產品種類較為單一。

百合花,又名山丹,屬于百合科,是藥食兩用的多年生草本球根植物,富含多糖、蛋白質、無機鹽等營養成分,具有美容養顏、寧心安神、潤肺止咳補氣血的作用,對百合進行加工和調配,可制成酸甜可口、保健性強、穩定性高的百合保健飲料。枸杞,茄科枸杞屬植物,也是藥食同源的功能保健性食品,具有滋肝補腎、清肝明目、抗炎、抗氧化、抗腫瘤的作用,國內市場添加枸杞的飲料占據飲料總量的份額較少但需求量較大。文章以黃果梨浸膏為主料,加工黃果梨飲品,在單因素試驗基礎上,采用正交試驗優化分析,對黃果梨浸膏添加量、百合浸膏添加量、枸杞浸膏添加量、穩定劑添加量進行探討,確定加工工藝和最佳配方,為減少黃果梨采后損失、提高其附加值,更好地開發利用黃果梨提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃果梨;枸杞;百合;蔗糖(食品級);無水亞硫酸鈉、無水碳酸鈉、氫氧化鈉(分析純,);濃硫酸、無水乙醇(分析純,);酚酞;硝酸鋁;葡萄糖;蘆丁;苯酚;沒食子酸、福林酚。

1.2 儀器與設備

HH-4s數顯恒溫水浴鍋;電熱鼓風干燥箱;GW-0.1T電爐;UV-2600紫外可見分光光度計;R-1001VN旋轉蒸發儀;ESJ110-48電子天平;GZ10-DR-A1折光儀;H/T16MM臺式高速離心機。

1.3 試驗方法

1.3.1 黃果梨飲料制備工藝優化

1.3.1. 1 黃果梨飲料制備工藝流程

黃果梨枸杞百合選料→清洗→去核→切碎→煎煮→過濾→濃縮-浸膏→加水稀釋→調配(添加穩定劑、防腐劑)→殺菌→滅菌灌裝

1.3.1. 2 主要操作步驟

1)原料的預處理:原材料需經過整理,除去雜質,洗凈,切碎。

2)煎煮:將原料和水按1∶10的比例煎煮1 h,分別提取3次,然后過濾。

3)濃縮:將上述過濾得到的汁液于45℃進行濃縮得到浸膏,浸膏密度為1.03~1.05。

4)調配:將黃果梨浸膏、百合浸膏、枸杞浸膏分別加入固液體積比1∶2的蒸餾水攪拌使浸膏充分溶解。然后分別取上述濃縮液若干與蔗糖、果膠等按照一定的比例進行調配,并攪拌至完全混合均勻為止。

5)殺菌:將經過調配的黃果梨飲料于85℃進行巴氏滅菌,時間為15 s。

1.3.2 黃果梨飲料制備單因素試驗

以黃果梨生產飲料的總數作為計算基準進行,以感官評分作為綜合衡量的指標,確定了百合浸膏與枸杞浸膏的添加量、黃果梨浸膏的添加量、蔗糖的添加量3個因素對黃果梨飲料的影響。

1.3.2. 1 百合浸膏與枸杞浸膏添加量比例的確定

固定黃果梨浸膏添加量30%、蔗糖添加量7%,選取百合浸膏與枸杞浸膏添加量比例1∶0.6,1∶0.8,1∶1.0,1∶1.2和1∶1.4進行單因素試驗,以感官評分為考察指標,確定制備黃果梨飲料的最佳百合浸膏與枸杞浸膏的添加量比例。

1.3.2. 2 黃果梨浸膏最佳添加量的確定

固定蔗糖添加量7%、百合浸膏與枸杞浸膏添加量比例1∶1.0,選取黃果梨浸膏添加量20%,25%,30%,35%和40%進行單因素試驗,以感官評分為考察指標,確定制備黃果梨飲料的最佳黃果梨浸膏添加量。

1.3.2. 3 蔗糖最佳添加量的確定

固定黃果梨浸膏添加量30%、百合浸膏與枸杞浸膏添加量比例1∶1.0,選取蔗糖添加量5%,6%,7%,8%和9%進行單因素試驗,以感官評分為考察指標,確定制備黃果梨飲料的最佳蔗糖添加量。

1.3.3 黃果梨飲料制備正交試驗

在單因素試驗的研究基礎上,以百合浸膏與枸杞浸膏添加量比例(A)、黃果梨浸膏添加量(B)、蔗糖添加量(C)為依據進行L9(33)的正交試驗,得到制備黃果梨的最優制備飲料工藝參數。通過感官評分,確定黃果梨飲料的最佳配方。

  

表1 因素水平表 



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1.3.4 感官評價

選擇10人對成品的組織狀態、口感、風味、色澤等因素進行感官評價,總分為100分。

  

表2 感官評分標準 



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1.3.5 產品穩定性研究

以水溶性果膠作為穩定性試劑,其中添加量分別為0.02%,0.04%,0.06%,0.08%和1.00%,并設置空白對照組,用4 500 r/min的轉速離心25 min,以沉淀率為指標來評價黃果梨飲料產品的穩定性,即沉淀率越高,穩定性越差;沉淀率越低,穩定性越好。根據沉淀率確定果膠的最佳添加量。沉淀率按式(1)計算。

式中:R為離心沉淀率,%;m1為樣品離心后沉淀物的質量,g;m2為樣品離心前的質量,g。

1.3.6 透光率檢測方法

取一定量的飲料,離心過濾取上清液(以轉速4 000r/min離心20 min)。以蒸餾水作為空白,在510 nm下測飲料透光率[24]。飲料的澄清度以透光率T(%)表示,按式(2)計算。

式中:T為透光率,%;A為吸光度。

1.3.7 理化指標及微生物指標測定

1.3.7. 1 可溶性固形物測定

使用手持式折光儀測定樣品中可溶性固形物的含量。

1.3.7. 2 多糖測定

按照參考文獻,采用苯酚硫酸法。取0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5和0.6 m L 0.1 mg/m L的葡萄糖溶液,然后置于參比試管中,分別加入1.0 m L 5%的苯酚溶液和3 m L的硫酸,振蕩依次混合后,置于預熱蒸餾爐中并用沸水依次加熱10 min,然后冷卻至室溫后,用試劑空白作為參比溶液,用紫外分光光度計在510 nm處測定黃果梨飲料吸光度,重復3次,取吸光度平均值。樣品中多糖含量以質量分數ω計,單位以克每百克(g/100 g)表示,按式(3)計算。

式中:C為樣品溶液的葡萄糖的質量,g;D為樣品溶液的稀釋倍數;f為換算因子;W為樣品的質量,g。

1.3.7. 3 總多酚含量的測定

按照參考文獻。吸取10 m L濾液于10 m L比色管中,加入2.5 m L福林酚試劑搖勻,加入2.5 m L 15%的Na2CO3溶液,加水定容至刻度,搖勻。在40℃水浴60 min,靜置冷卻20 min,測定吸光度。根據標準曲線計算待測液中總多酚的濃度,總多酚的含量按式(4)計算。

式中:X為樣品中總多酚的含量,mg/L;c為由標準曲線計算得出的待測液中總多酚的含量,mg/L;10為濾液稀釋倍數;η為樣品稀釋倍。

1.3.7. 4 黃酮含量的測定

按照參考文獻。吸取2.0 m L樣品溶液,置于25 m L比色管中,用乙醇溶液補充至5.0 m L,加1 m L亞硝酸鈉溶液,搖勻,放置6 min,加入1.5 m L硝酸鋁溶液,搖勻,放置6 min,加入4 m L氫氧化鈉溶液,用乙醇溶液定容至刻度,搖勻,放置15 min用1 cm比色,以相應的不添加硝酸鋁溶液的試樣液作為空白進行校正,在波長510 nm處測定吸光度,根據標準曲線算出試樣溶液的蘆丁質量。樣品中總黃酮(以蘆丁計)的含量ω(mg/100 g)按式(5)計算。

式中:m1為工作曲線上算出試樣溶液的總黃酮質量,mg;V為試樣的提取體積,m L;V1為測定時吸取試樣的體積,m L;M為試樣的質量,g。

1.3.7. 5 總酸含量測定

按照參考文獻,對樣品中總酸含量測定。吸取25 m L飲料至250 m L容量瓶中,定容,搖勻。快速過濾,收集濾液,此為試液。吸取25 m L試液置于250m L燒杯中,加入2~3滴酚酞溶液,并加入0.1 mol/L Na OH標準溶液,滴定至微紅色30 s不褪色,在此過程中記錄消耗0.1 mol/L Na OH標準溶液的體積。對照試驗中用水代替試液做空白試驗,并且同樣記錄消耗0.1mol/L Na OH標準溶液的體積。樣品中總酸的含量按式(6)計算。

式中:X為試樣中總酸的含量,g/L;c為氫氧化鈉標準滴定溶液的濃度,mol/L;V0為標定空白時消耗氫氧化鈉溶液體積,m L;V1為滴定時消耗氫氧化鈉標準溶液的體積,m L;V2為吸取樣品的體積,m L;75為酒石酸的摩爾質量數,g/mol。

1.3.7. 6 微生物指標

依照GB/T 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》進行細菌總數測定,以及GB/T 4789.15—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數》測定霉菌和酵母總數,致病菌不得檢出,符合食品衛生要求。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 百合浸膏與枸杞浸膏添加量的確定

由圖1可知:隨著枸杞浸膏添加量比值的增加,感官評分先上升到達一定量后開始下降;當添加量為1∶1.0時,感官評分最高,為83.5分,此時的黃果梨飲料呈淺褐色,顏色均勻一致,香味協調;當百合與枸杞浸膏添加量比例高于1∶0.8時,黃果梨飲料顏色較淺、均勻;當百合與枸杞浸膏添加量比例低于1∶1.2時,隨著枸杞浸膏的增加,其對飲料的色澤和口感產生較大的影響,枸杞味過重掩蓋了黃果梨的特殊香味,色澤過深。因此選擇百合與枸杞浸膏添加量比例1∶1.0最佳。

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圖1 百合與枸杞浸膏添加量比例對黃果梨飲料感官評分的影響 


2.1.2 黃果梨浸膏添加量的確定

由圖2可知:當黃果梨浸膏添加量在30%時,黃果梨飲料酸甜適中,氣味協調均勻,感官評分為79.8分;當黃果梨添加量低于25%時,黃果梨特殊香味寡淡,影響黃果梨飲料的口感;當黃果梨添加量高于35%時,黃果梨飲料過酸,對口感產生較大的影響,色澤較深。因此選擇黃果梨浸膏添加量30%最佳。

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圖2 黃果梨浸膏添加量對黃果梨飲料感官評分的影響  


2.1.3蔗糖添加量的確定

由圖3可知:隨著飲料中蔗糖的添加量增多,黃果梨飲料的感官評分呈先升后降的趨勢;在黃果梨飲料中蔗糖添加量達到7%時,感官評分最高,為77.6分,此時黃果梨飲料酸甜適中,口感最佳;當蔗糖添加量低于6%時,制作的飲料甜度偏低、無味;當蔗糖的添加量高于8%時,飲料甜味過重,膩口。因此,蔗糖的添加量選取7%。

2.2 正交試驗結果與分析

由表3的方差分析可看出,對黃果梨飲料的感官評分影響因素從大到小依次為B>A>C,即黃果梨浸膏的添加量對黃果梨飲料影響最大,其次為百合與枸杞浸膏添加量比例,對黃果梨飲料影響最小的為蔗糖添加量。黃果梨飲料制備最佳工藝條件為A2B2C3,即黃果梨浸膏添加量30%,百合與枸杞浸膏添加量比例1∶1.0,蔗糖添加量8%。

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圖3 蔗糖添加量對黃果梨飲料感官評分影響   


  

表3 正交試驗結果表 



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2.3 產品穩定性研究結果

由圖4可知,隨著果膠添加量的增加,黃果梨飲料的離心沉淀率隨之減小,最后趨于平緩。當穩定劑添加量為0.04%時,離心沉淀率為14.95%;添加量在大于0.04%時,沉淀率逐漸趨于穩定。因此,穩定劑的最佳添加量為0.04%。

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圖4 穩定劑劑量對產品穩定性的影響   


2.4 理化指標

由表4可知,黃果梨飲料的透光率、可溶性固形物和菌落總數符合國家標準,制得的飲料澄清透明,色澤均勻。其中多糖含量7.5%,黃酮含量0.315%,總酚含量達0.253%。總酸含量2.63%。

  

表4 理化指標測定結果  



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2.5 黃果梨飲料儲藏期內的衛生指標檢測

  

表5 6周內黃果梨飲料的各項微生物含量變化  



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由表5可知,在前3周時間內,黃果梨飲料中各項微生物總數均為0,第4周時,檢測結果發生變化,其中檢出菌落總數3 CFU/m L、霉菌2 CFU/m L、酵母1 CFU/m L,所以判斷黃果梨飲料的保質期為21 d。隨著儲藏時間的增加,菌落總數、霉菌、酵母總數均有所增加。致病菌、大腸桿菌均未檢出。衛生指標均符合國家標準。

3 討論

以黃果梨為主料,百合與枸杞為輔料,制作黃果梨飲料。以感官評分為衡量指標,確定黃果梨浸膏、百合浸膏與枸杞浸膏添加比、蔗糖三個因素的最佳添加量。由于感官評分有很大的主觀性,所以評分結果可能存在一定偏差,所以選取多人進行評分,可以大大減小這種偏差,進而使結果更具有可靠性。試驗選取10人進行評分,并設計了平行試驗,試驗結果具有很高的準確性,但是還需進一步優化改進,在試驗過程中發現了一些不足并加以解決,同時也存在創新點。百合浸膏中含有淀粉等大分子物質,長時間放置容易沉淀,出現分層,從而影響飲料的口感和澄清度。因此,在制作中加入了一定量的果膠穩定劑從而增加飲料的穩定性,但是長時間放置仍然可能會出現分層現象,因此,還需要進一步的優化和改進。

目前我國飲料類種類繁多,但黃果梨飲料尚未面市,由于青海省黃南藏族自治州同仁縣黃果梨豐富的資源優勢,且黃果梨具有豐富的營養價值等,應該充分利用其資源,使黃果梨得到高效開發利用。

4 結論

以黃果梨浸膏為主料、百合浸膏與枸杞浸膏為輔料,在試驗過程中,采用單因素試驗和正交試驗確定黃果梨飲料的最佳配方:黃果梨浸膏添加量30%,百合與枸杞浸膏添加量比例1∶1,蔗糖添加量8%。穩定劑的最佳添加量為0.04%。根據上述配方制得的黃果梨飲料,顏色呈淺褐色,口感細膩、甜度適中、組織均一,兼具了黃果梨特殊香味和百合與枸杞的清香,并具有一定的營養作用和保健作用,其市場前景廣闊,試驗為提升黃果梨精深加工技術水平和綜合開發利用提供了一定的參考和理論依據。


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