复合杂粮饮料的制备技术研究 文献综述.docx
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复合杂粮饮料的制备技术研究文献综述
复合杂粮饮料的制备技术研究+文献综述
摘要:
杂粮具有各种营养成分,在发芽后更利于人体吸收各种营养物质。
本文首先对杂粮种子(红豆、绿豆、花生和糜子)进行萌发实验,通过研究种子萌发后测得的发芽率、发芽势、含水率、VC、黄酮、过氧化氢酶(CAT)比活力值与其萌发时间的关系,为近一步得出最优萌发天数提供理论依据。
实验结果发现种子的发芽率、发芽势随萌发天数的增长而增加,绿豆和糜子的发芽率都达到100%,绿豆的发芽势在萌发6天为0.12cm/h达到最大值;种芽的含水率几乎都是与萌发天数成正比,只有糜子例外,随着萌发时间的增加,其含水率下降了19.45%。
VC含量随种子萌发时间的增加,呈持续上升趋势。
而黄酮含量和CAT比活力值在萌发后的三天大多都开始呈现下降状态,绿豆在萌发的后3天黄酮含量下降最多,下降了0.00074mg/mL。
花生的CAT比活力值是4种萌发杂粮里最高的,萌发3天后最高值可达1172.39U/g。
种子萌发后,其VC含量、黄酮含量、CAT比活力值都有显著提高。
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制备饮料的条件优化以感官品质和稳定性作为指标,通过正交试验和验证试验最终确定杂粮饮料最佳调配比例:
红豆萌发物32.5%,绿豆萌发物12.5%,花生萌发物10%,糜子萌发物12.5%,紫薯5%,玉米10%,百合5%,糙米5%,蔗糖3%,黄原胶0.01%,魔芋胶0.0075%,料液比为1:
10,通过打浆、过滤、调配、灭菌,制作出品质优良的复合杂粮饮料。
关键词:
杂粮;萌发条件;优化;饮料
PreparationTechnologyofCompositeGrainsBeverage
Abstract:
Grainshaveavarietyofnutrients,andallthenutrientswereabsorbedeasilyaftergermination.Firstofall,theseedgerminationofgrainsinvolvedinredbeans,mungbeans,peanutsandpanicummiliaceumwereexamined.Thentherelationshipbetweengerminationtimeandgerminationpercentage,germinationpotentiality,therateofwatercontent,thecontentofvitaminCandflavonoidsandthespecificactivitiesofCATofgrainseedsaftergerminationisstudiedforfindingoutthebestdaysofgerminationandprovidingatheoreticalbasisforreasonableutilization.Testresultsshowedthatgerminationpercentageandgerminationpotentialityincreasedwiththeincreaseinthenumberofgerminationdays,andthegerminationpercentageofbothmungbeanseedsandP.miliaceumreached100%.Germinationpotentialityofmungbeanseedsafter6daysreachedthemaximumat0.12cm/h.ExceptfortheP.miliaceum,themoisturecontentofshootswerealmostproportionaltogerminationdayswiththeincreaseofthegerminationtime,butitdecreased19.45%.ThecontentofvitaminChadcontinuedtorisewiththeseedsgerminationtimeincreased.However,thecontentofflavonoidsandthespecificactivitiesofCATbegantoshowadeclineinstateafterthreedaysofgermination.Thecontentofflavonoidsofmungbeanseedsafterthreedaysofgerminationreachedthelargestdeclineanddecreased0.00074mg/mL.PeanuthadthehighestspecificactivitiesofCATamongfourgerminationseedsinthisexperiment,reachingthemaximumat1172.39U/gafter3daysofgermination.Aftergermination,thecontentofvitaminCandflavonoidsandthespecificactivitiesofCAThaveimprovedsignificantly.
KeyWords:
grains;germination;optimization;beverage
1绪论1
1.1杂粮研究概况1
1.2杂粮营养价值及其保健功效的研究1
1.2.1红豆的营养价值2
1.2.2绿豆的营养价值2
1.2.3花生的营养价值2
1.2.4糙米的营养价值3
1.2.5玉米的营养价值3
1.2.6百合的营养价值3
1.2.7糜子的营养价值3
1.2.8紫薯的营养价值4
1.2.9国内外开发的杂粮食品4
1.3种子萌发4
1.3.1萌发对粮食种子的影响5
1.3.2萌发杂粮种子的意义5
1.4研究目的和意义5
2实验材料和方法7
2.1实验材料7
2.1.1原料与试剂7
2.1.2仪器与设备7
2.2实验方法7
2.2.1样品的制备7
2.2.2含水量的测定7
2.2.3发芽率及发芽势的测定8
2.2.4黄酮含量的测定8
2.2.5VC含量的测定9
2.2.6过氧化氢酶(CAT)比活力的测定9
2.2.7杂粮饮料的加工工艺10
2.2.8杂粮饮料感官评定10
2.2.9杂粮饮料稳定性测试10
3结果与讨论11
3.1种子萌发条件的优化11
3.1.1萌发时间对种子发芽率和发芽势的影响11
杂粮是指除稻米和小麦以外的其他粮食,是小品种谷物、小品种豆类和薯类的总称,主要包括谷子、高粱、荞麦、黍稷、燕麦、大麦(青稞)、甜玉米、糯玉米、芸豆、绿豆、小豆、豇豆、豌豆、蚕豆等小宗粮豆,是我国尚未被充分利用、具有相对区位优势和开发潜力的特色农作物,也是未来农业可持续发展不可或缺的重要组成部分。
杂粮具有独特的风味和较高的营养价值,并含有种类齐全的维生素、赖氨酸和其他有益元素,并且具有相当强的药性作用,在食品工业中的应用越来越广,是保健养身的重要食物营养源[3]。
1.2杂粮营养价值及其保健功效的研究
目前,杂粮的许多功能因子基本明确,为预防治疗高血压、冠心病、糖尿病、肥胖等“现代文明病”发挥着积极的作用,已被多种权威药学著作收录并成为世界营养学领域的关注热点之一。
国外在燕麦、荞麦、高粱等杂粮功能成分研究和产品开发方面,建立了先进的快速检测技术,明确了荞麦降血糖成分(D-手性肌醇)、燕麦降血脂活性成分(β-葡聚糖)、高粱抗菌活性成分(多酚),以及具有抗衰老、降血压作用的荞麦多酚、蛋白多肽等。
美国、加拿大、日本开发的多种杂粮功能性产品已进入市场。
我国在苦荞、燕麦等功能产品开发方面已达到或接近国际同类水平,但研究评价体系尚未建立,加工技术与工艺相对落后[4,5]。
据研究,许多杂粮含有特殊的成分对人体有特殊的食疗和保健作用。
如荞麦含有芦丁。
芦丁具有软化血管、降低血脂和胆固醇的功能,对高血压、心血管疾病有较好的治疗和预防作用,并能控制和治疗糖尿病、青光眼。
此外,荞麦还有健胃、免疫、消炎、除湿热、祛风痛、清热解毒、防癌之功效。
小米具有清热、消渴、利尿作用,可治脾胃气弱、食不消化,反胃呕吐等症。
玉米中含一种抗癌因子——谷胱甘肽,对清除体内自由基、刺激体内免疫反应、增强免疫力有重要作用。
用玉米胚芽制成的胚芽油是一种上等植物油,具有抗疲劳、降血脂、预防心血管疾病的神奇功效[6]。
燕麦具有良好的抗氧化效果,抗氧化成分主要是各种多酚类物质,如肉桂酸衍生物、对香豆酸、对羟基苯甲酸、邻羟基苯甲酸、4-羟基苯乙酸、香草醛、儿茶酚等;燕麦中含有较多的膳食纤维,膳食纤维能显著降低血胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及肝胆固醇(LCH)水平[7]。
大麦中的尿氮素对促进化脓性创伤及顽固性溃疡愈合、治疗慢性骨髓炎、胃溃疡有积极的作用。
莜麦中的功能因子则为燕麦纤维、亚油酸、皂甙等,利于预防和治疗心血管疾病,并可有效地防治结肠癌、便秘、静脉曲张等疾病[8]。
甘薯是目前公认的健康长寿食品,其中所含的粘液蛋白不但可以防止脂类物质在动脉壁上沉积而引起动脉硬化,还可防止肝、肾等器官结缔组织的萎缩,具有抗老化作用,并对呼吸道、消化道、关节腔和浆膜起一定的润滑作用[8]。
此外,甘薯还含有丰富的其他谷类作物所缺乏的赖氨酸,将甘薯与米面搭配食用,可使蛋白质组成更全面[9]。
含有花青素的甘薯具有抗突变的功效[10]。
薏米中的薏苡酯和多糖具有增强人体免疫功能、抑制癌细胞生长的作用[11],用薏米配伍其他抗癌药物治疗肿瘤,己有一定疗效。
1.2.2绿豆的营养价值
绿豆,别名植豆、青小豆、古豆,原产于我国,已有两千多年的栽培历史,它是“医食同源”的豆类。
绿豆味甘性寒,含有丰富的蛋白质、脂肪和碳水化合物,含有Ca、P、Fe和Zn等矿物质元素及胡萝卜素、VB1、VB2和尼克酸等维生素,含有生物碱、香豆素和植物甾醇等生理活性物质。
绿豆不仅营养丰富,还具有补益元气、调和五脏、利尿消肿、清理肠道、清热解毒的作用,可螯合吸附胆固醇,延缓小肠对糖分的吸收,抑制血压上升,使胰岛素分泌下降,对预防糖尿病有较好的效果;另外,绿豆还具有抗菌抑菌、抗肿瘤、解毒及抗氧化延缓衰老作用。
绿豆极易吸收,能迅速发挥功能作用,对提高人民健康水平具有重要的意义[13,14]。
1.2.3花生的营养价值
花生,又名落花生,被民间称为长生果、万寿果,是我国广泛种植的一种油料作物。
花生其籽仁含大量不饱和脂肪酸,胆固醇含量较低。
花生中的蛋白质含量为26%以上,可消化性达到89%,花生还含有人体必需的8种氨基酸及神经系统所需要的重要物质(如脑磷脂和卵磷脂),可延缓脑功能衰退、防止动脉粥样硬化。
另外,花生还含有多种维生素、矿物质及微量元素,如VE、铁、钾、磷、镁等。
现代医学表明,花生及制品对血小板减少,糖尿病、动脉硬化、肠胃病和高血压等疾病具有一定的功效,在促进儿童脑细胞的发育和增强儿童记忆力等方面具有显著作用[15,16]。
1.2.4糙米的营养价值
糙米的营养成分优于大米,除蛋白质、脂肪、维生素外,还含锌、镁、铁、磷等微量元素。
这些维生素和微量元素对人体相当重要,膳食中VB1的主要来源是谷类食品的外层。
粮食碾磨得越精细,VB1损失就越多。
而糙米只磨去最外层的谷壳,保留稻米的米糠层、胚芽和胚乳,这些只占粒容10%,却包含大米中VB1和矿物质的80%[17]。
1.2.8紫薯的营养价值
紫薯是我国近年来从国外引进的红薯新品种,薯块整体呈深紫色。
紫薯的营养价值比普通薯类高30%-50%[20],其富含硒元素和绿原酸,可抑制癌变基因,预防高血压,增强人体免疫力,具药用保健功能,因而深受人们喜爱。
紫薯的重要活性成分甲基花色苷具有抗氧化活性、清除体内自由基、抗突变和减轻肝功能障碍等功能,由于紫薯原料来源容易,价格低廉,提取成本低,易溶于水,在饮料中的稳定性好,且抗脂氧化性强等优点,其在国际、国内市场十分走俏,发展前景极为广阔[21]。
1.3种子萌发
种子萌发是高等植物生命周期中关键的发育程序之一,也是幼苗生长的先决条件,在适宜温度和有氧条件下,有活性的种子吸收了充足水分就可以萌发。
种子的发芽过程分3个阶段:
吸水膨胀、萌发和出苗。
有活力的种子,受潮吸水后,开始进行呼吸,蛋白质合成以及其它代谢活动,经过一定时期,种胚突破种皮,露出胚根,这一过程称为种子的萌发。
萌发是生命发展的最初阶段,是植物生长过程中最有活力的阶段。
目前的研究表明,种子吸水萌发后发生了许多生理代谢变化,主要表现在酶的活化、生成,细胞生理活性的恢复,同时进行着复杂的生化代谢,使种子的营养成分和理化性质发生了重大的变化[23]。
1.3.1萌发对粮食种子的影响
国外目前对谷物种子的萌发技术在食品中的应用,已经形成了研究热点,这主要是由于三个方面的重要原因:
一、谷物种子经浸水萌发后,其粘度的变化是最主要的特征之一。
所有种子在发芽后粘度迅速下降,并于第48h达到最低点。
利用种子萌发的这一特性,使得天然高能流质食品的生产成为可能,因而具有广阔的应用前景。
二、种子萌发过程中时,淀粉酶的活性激增,从而导致了多糖的迅速分解,还原糖的大量生成。
三、种子萌发期间蛋白质的变化,呈下降趋势,平均下降幅度达30%左右。
由于蛋白质氨基酸的组成也发生了变化,萌发后的营养价值得以改善。
萌发后脂肪的变化也呈线形下降趋势[23]。
1.4研究目的和意义
我国传统的饮食习俗就是以植物性食品为主,其中谷类食品是中国传统膳食的主体。
但是随着经济发展、生活改善,人们倾向于食用更多的动物性食物,居民饮食结构中摄入的肉、蛋、乳类等动物性食品增长比例过高,而谷类食物的摄人逐渐减少,这种膳食结构提供的能量和脂肪过高,而膳食纤维过低,造成了富贵病大幅跃升。
食品行业及消费者本身,都非常期待出现一类营养更均衡、品质更安全、食用更方便的食品,以改善越来越失衡的膳食结构,提升国民的营养健康水平,以谷物杂粮为原料开发的谷物饮料将是未来饮料市场的发展方向。
营养学专家认为,传统饮食结构同当前饮食结构相比,最大区别在于杂粮所占比重较大。
杂粮口味普遍不佳,制作也相当费时费力,使杂粮的普及受到了一定的制约。
大家平时吃到的谷物,比如玉米棒子、玉米面窝头、燕麦粥等,通常都是固态的。
如果把谷物做成饮料,由吃谷物变成喝谷物,并以优质的乳制品为辅料,不仅能保留谷物中对人体健康有益的营养成分,而且口感香甜诱人、食用方便,更易吸收,既满足了人们对杂粮的食用需求,也扩大了消费者对软饮料品种的选择范围。
而且,杂粮饮料生产线的建设也增加了杂粮的附加值和当地农民的收入,具有良好的社会效益。
目前,国内一些企业已开发了这类产品,如惠尔康集团上市的谷粒谷力,维维集团推出谷动力——燕麦浓浆等[28]。
国际卫生组织和老人协会曾对长寿老人的饮食习惯作过调查,发现长寿老人中有50%常吃粗粮、杂粮。
杂粮可贵之处就在于它的“杂”和“粗”,“杂”说明它一般不会单一被食用,营养也就不会失衡;“粗”是指一般杂粮食用方式不需要精细加工,这也正好保存了谷粒种子中最可贵的营养部分——胚芽和种皮。
这些部分所含的营养为蛋白质、脂类、维生素、矿物质和膳食纤维等,是现代人普遍需要补充的营养元素。
据我国现代营养学的数据表明:
粗细粮搭配比单吃一种粮食营养价值要高出很多。
如单吃大米,蛋白质的利用率只有58%,若与玉米混合食用,蛋白质的利用率则提高到71%;面粉、小米、大豆和牛肉单一食用,其营养成分利用率都在70%以下,而搭配食用,则可提高到99%。
大豆、花生含有较多优质蛋白,例如大豆蛋白质含量高达35%-39%,是谷物蛋白含量的3-4倍,还富含维生素、氨基酸、脂肪和铁、磷、钙等多种人体所需营养成分,因此谷物与豆类复配,彼此营养互补,能有效提高营养物质的利用率[1]。
2.2实验方法
2.2.1样品的制备
挑选颗粒饱满,无病害和残缺的一定量杂粮种子(红小豆、绿豆、花生仁、糜子),清水冲洗2-3遍。
洗净豆芽机,把杂粮种子均匀播洒于豆芽机的白色托盘上,灌好适量的水,温度设定为“高温模式”,开始发芽,两天换一次水,分别在第3天(70h)、第6天(140h)和第12天(288h)培养萌发后,定时随机抓取一定数量的杂粮种子,进行各项实验数据的测定。
2.2.2含水量的测定
以直接干燥法测定水分含量。
测定方法:
取玻璃制的扁形称量瓶,置于101℃-105℃干燥箱中,瓶盖斜支于瓶边,干燥1.0h,置冷却器内冷却0.5h,取出盖好,称量,并重复干燥至前后两次质量差不超过2mg,即为恒重。
将已经切碎的种芽样品,放入称量瓶中,加盖,精密称量后,置101℃-105℃干燥箱中,瓶盖斜支于瓶边,干燥2h-4h后,放入冷却器内冷却0.5h,取出盖好,称量。
然后再放入101℃-105℃干燥箱中干燥1h左右,取出,放入冷却器内冷却0.5h后再称量。
并重复以上操作至前后两次质量差不超过2mg,即为恒重。
试样中的水分含量按式进行计算:
X=×100%(2.1)
式中:
X——试样中水分的含量,单位为克每百克(%);
m1——称量瓶和试样的质量,单位为克(g);
m2——称量瓶和试样干燥后的质量,单位为克(g);
m3——称量瓶的质量,单位为克(g)。
2.2.3发芽率及发芽势的测定
固定温度设定为“高温模式”,浸泡时间为0小时,分别在杂粮种子第3天(70h)、第6天(140h)和第12天(288h)培养萌发后,定时随机抓取一定数量的种子,统计其发芽率。
拉直芽根,用尺测其长度,记录数据,计算平均芽根长,最后根据发芽天数,计算发芽势。
若有浑浊现象可以离心之以消除。
根据标准曲线计算出黄酮的含量。
2.2.5VC含量的测定
称取1g左右种芽,加等量2%草酸溶液,迅速用研钵充分研磨成匀浆。
用1%草酸将样品移入50mL容量瓶中,定容至刻度,摇匀。
然后将样液过滤,其过程中应在漏斗上盖上一张滤纸,尽量减少VC被空气氧化,弃去最初的10mL滤液。
用标定的2,6-二氯靛酚染料将滴定管润洗2-3次,放空润洗液,注入2,6-二氯靛酚溶液,调节液面至零刻度。
准确量取滤液10mL于锥形瓶中,立即用2,6-二氯靛酚溶液滴定,滴定过程中边振荡边观察,直至溶液出现粉红色时减慢滴定速度,控制滴定量,直至粉红色15s内不褪色为止,即为滴定终点。
记录所用滴定体积[30]。
计算:
每百克样品中抗坏血酸毫克数=×100(2.4)
式中:
V——滴定时所耗去染料溶液的量(mL);
T——1mL染料溶液相当于抗坏血酸标准溶液的量(mL/mg);
W——滴定时所取的滤液中含样品量(g)。
2.2.6过氧化氢酶(CAT)比活力的测定
用研钵把发芽的样品磨成匀浆,称取一定量种芽,加入2-3mL4℃预冷的PH7.8磷酸缓冲液,转入25mL容量瓶,定容至刻度,混匀。
4℃冰箱,静置10min,上清液4000npm离心15min。
取样液0.2mL,PH7.8磷酸缓冲液1.5mL,蒸馏水1mL于试管中。
25℃预热后,加入0.3mL0.1moL/LH2O2,迅速倒入石英比色皿中,磷酸缓冲液做参比,240nm下测吸光度,每隔1min读数一次,共测4次,按下式计算酶活性。
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