绿豆保健饮料的研究

／ 一 陈 治强 天津商学院 食_72系 垦盏 张育红 田 海 刘 昕 摘 要 本文就绿豆保健饮料的生产工艺要点作了遥一探讨，选择适宜的工艺条件；并对影响该保健饮料的 稳 定性、风味、色泽等的关键性问题作了深八研究．对绿豆系列饮料的开发具有参考价值． A BSTRACT The author probed into the processing points of the phaseolus ~ureas drink，determined the suitable operating conditions and tho roughly reseaF— ched on the key problems aff ectlng the stability，flavoar，colour etc． 前 言 绿豆 (phaseolus radiatus)为一年生豆科植物，绿豆对人体的保健和食 疗 功 效 堪 称； “豆中之最”。据 《本草纲目》介绍t “绿豆煮食，可消肿下气，消热解毒，消暑止 渴，调和五脏，安精神，补元气，润皮肤，宜常食。 绿豆适用于热病或暑热 所 致 的 心 烦、口渴、发热、热淋 、小便不利，水肿或湿热泻痢。另外，绿豆还可解金石 ，砒霜、草 木一切诸毒。绿豆含有谷固酵，这是一种能抑制小肠吸收脂肪的成分，因此，对老年人及 高血压、高血脂病人十分有益。绿豆营养丰富，蛋白质含量高，并含有多种微量元素，尤 其是磷 、铁含量较高，是脑力劳动者和贫血者的有益补 品。绿豆营养成分参见表一。 表一 番豆营养成分表 (每1OOg可食部含量) 水 分 (g) 12．3 尼克酸 (ms) 2．0 蛋 白 质 (g) 21．6 钾 (mg) 787 脂 肪 (g) 0．8 钠 (mg) 3．2 能 量 (kJ) 1323 钙 (ms) 81 膳 食 纤 事 (g) 6．4 镆 (rag) 125 碳水化合物 (g) 55．6 铁 (mg) 6．5 灰 分 (g) 3．3 锰 (rag) 1．¨ 胡 萝 素 (mg) 0．13 锌 (mg) 2．1B 视黄醇当量 ( g) 22 铜 (rag) 1．08 硫 胺 素 (mg) 0．25 磷 (ms) 337 桉 黄 素 (ms) 0．11 硒 ( s) 4．28 维生素总E (rag) 10．95 摘自中国磺防医学科学院及营养与食品卫生研究所编著的 t食物成分表》 (全国代表值)． 研究结果表明，采用先进的生产工艺，生产的绿豆保健饮料，完好地保持 了绿豆原有 l0 ’ ， I I ． 维普资讯 http://www.cqvip.com 的营养成分，色泽好，风味佳，产品质量稳定，保质期内无分层现象。颇受消 费 者的 青 睐 。 一 、 生产主要原料及设备 1．生产主要原料： 绿豆，优质白砂糖 饮料用软水、矿泉水等。 2．生产主要设备： 胶体磨 三足式离心机、冷热缸、均质机 脱气机、封罐机、夹层锅、化糖锅 糖过 滤器及分析仪器 设备。 二 生产工艺流程 一 『 -’1 卜厂 H 热烫 卜[ 卜 -+1 l I I 加 剂 卜圆 叵卜匡 调配 l一一 卜叵 l一一圉 一一图 一一园 一一 H 一圈 一 三、生产工艺机制及工艺参数 1．原料分选： 应选用颗粒饱满，无杂质，无虫眼 无霉变的新鲜绿豆，并进行分筛以除去小颗粒的 豆子、金属颗粒 、小石块等杂物。否则将直接影响产品质量和生产设备的运转。 2．浸 泡： 浸泡的目的是软化细胞结构，降低磨浆时能耗与磨损，提高肢体分散程度和悬浮性， 增加产品收得率。 浸泡用水的水质，水温及浸泡时间直接影响出浆率和品质的好坏。 浸泡用水以纯水或软水最 岱 可使浸泡时间缩短，偏酸性水影响绿豆蛋白胶体的吸水 程度，使膨胀程度不佳。 浸泡水温以l5—20。C为宜，能控制浸泡时绿豆的呼吸作用，促使豆中各种酶 活 性 显 著降低，这类酶主要有蛋白质水解酶 ，淀粉水解酶、脂肪水解酶及呼吸酶等。另外，果胶 质水解酶可将粘连细胞壁的果胶质层水解，使细胞壁软化，有利于磨制豆糊。如果水温过 高，果胶质水解酶括性增强，则细胞壁水解，子叶细胞过软而造成 “发囊”现象，不利于 磨浆。 ll 维普资讯 http://www.cqvip.com 浸泡时间以1O一12hr为宜，并注意随着室温及水温的变化，适 当增减泡豆时间。如果 泡豆时间过长易变酸}反之，则出浆率降低。 3．热 烫： 在灾屡锅巾，以沸水热凌 2～ 5分钟浸泡至充分膨胀的绿豆，并加入少量 柠檬 酸 护 色。 热谴的作 用如下： ①钝化脂肪氧化酶，减少豆腥味等异味的产生； ②稳定色泽； ③杀灭原料带八的杂菌，减少酸败的水分； ④软化豆粒，利于磨浆。 绿豆 中含 脂肪氧化酶，可催化氧分子氧化脂肪 中顺，顺一1．4一戊二 烯 成 氢 过 氧 化 物。当绿豆细胞壁破碎后，只需少量水分存在，即可与脂类底物反应，发生氧化降解，产 生豆腥味。用现代分析手段，已鉴定出近百种氧化降解产物，其中乙醛是造成豆腥昧的主 要成分 。 若垒粒豆不经加热直接磨浆，则蛋白质颗粒容易破碎，可莘取于浆液中，分离时可从 渣中分离。但磨浆会迅速引起豆腥味，就是立即加热也无法避免。因此，从钝化氧化酶的 要求来看，以豆破碎前先经钝化为好，但这样又容易引起蛋白质变性，磨碎时蛋白质颗粒 不容易碎，与豆渣一起除去，引起回收率降低。所以，需从两个方面考虑，以采取大豆在 磨碎前适度加热为宜，即可采取沸水热烫 2～ 5分钟的工艺。 绿豆 中含有较多的黄烷基团单体或聚台体，这些多酚物质在多酚氧化酶的作用下，很 容易氧化褐变，色泽极不稳定。所以为保持饮料的天然色泽必须要抑制酶褐变反应发生。 一 般采取以下两种措施： ①加热使酶钝化t多酚氧化酶对热的耐受性一般较强，生产上采取的热烫时间只要达 到使酶完垒失活即可，大约在80。C需10—20分钟，沸腾水中 2～ 5分钟。 ③调酸钝化多酚氧化酶：多酚氧化酶的作用受PH值影响，如苹果汁的酶 褐 变在 PH 2．5—2．7完垒不发生，经此处理后即使返回原来的PH值，酶活性也不会再生。 多酚氧 化 酶的最适PH值为5．0—7．0，所以采取添加柠檬酸来达到护色的目的。 4．磨浆： 将豆中加入料量 6～ 10N的水，经过两次胶体磨磨浆，其间注意加水要均匀。 磨浆时添加水的作用：①易于携带绿豆进磨}②磨制 时会发热，引起蛋白质变性，加 水可起到降温冷却作用；③ 最主要的作用是使被磨碎的绿豆中的蛋 白质溶解出来，在磨浆 的作用下使水和蛋白质混台均匀，成为 良好的胶体溶液。 磨浆时加水量也是影响蛋白质回收率的重要因素 水与豆的用量比例增大，则固形物 回收率增加，但用水量不能任意增加，还需考虑到产品的浓度要求和口感。 为使绿豆组织彻底破坏，把营养成分充分释放出来，磨浆时也必须达到一定的细度。 为此要采取两次通过胶体磨的手段。 5．离心分离： 将浆俸打入三足式离心机，通过200--250目的尼龙筛网。豆渣中含水应在80％左右， 含水过多，则蛋白质等的回收率低。 维普资讯 http://www.cqvip.com 6．调配t 调配是关系到产品长期稳定性和风味I=l感是否具有特色的关键步骤之一。 在冷热缸中，将 浆体加热到65—75。C，其间按含糖量为 7— 8 加 入75 的浓 糖 浆 (将优质白砂糖在化糖锅中溶化，用棉饼过 滤机过滤除杂)和单甘脂、卵磷 脂 等 添 加 剂，并调酸至PH值为6～7为最佳。 一 (1)绿豆中蛋 白质含量高，首先要掌 握蛋白的溶解性能，才能使制备的绿豆保健 唐 饮料性状稳定，色泽理想，风味适口。绿豆 一 蛋白在不同PH条件的溶解度见图一。“ ： 从图一看出，绿豆蛋 白质的 溶 解 度 随 PH值而变化。至等电点 (PH4．4左 右)时 蛋白质溶液最不稳定，胥白质最易沉淀析出。 制备蛋白质饮料必须严格控制PH范围，是关 厢一 不同 下绿豆蛋白溶解旋曲线 系到其稳定性的关键之所在。不同PH范围内产品的稳定性、外观及风味不同，见表二。 表二 不 同PⅡ范围对产品的髟响 PH范围 l 2．5～6 I B～7 l 7～12 稳定性 有沉淀析出 里均訇乳状液 里乳状液 外 观 黄 绿 色 黄 绿 色 色泽发暗 风 昧 酸 味 甜 酸 适 口 味 程 从表2看出，在PH2．5—6范围内的蛋白饮料不稳定，有沉淀析出，味酸，品尝时无香 味，在碱性范围内稳定性较好，但色泽发暗，味涩，只有在PH6—7范围内蛋白饮料 的 稳定性、外观较理想，甜酸适I=l，并且有绿豆固有的香味。 所以，必须严格控制浆液的PH~i,可用柠檬酸和食用碱调节酸度到PH值为6～ 7。 (2)选用合适的添加剂不仅起到乳化作用和乳状液长期稳定的作用，而且还起到增 加产品滑润度、稠度和浓度的作用。 不使用添加剂 (包括乳化剂和稳定增稠剂)或者添加剂使用不当的绿豆果茶，即使酸 度裉合适，杀菌很彻底，均质也很好，在存放时也会在上部出现较厚的上浮层，底部有沉 淀。经历较大温度变化时，分层现象她加速形成。 乳状液在热 力学上为不穗定体系，放 置一定时问后，分靛了的粒子又重斯凝聚，最后 形成水和油两层 乳状液的破坏过程有二个， 其一是分散粒子互相配合，经凝集与合一两 个阶段，二是两种液相互排斥引起的凝集、分离过程，称为排液。 要使乳状液稳定必须解决下列问题： ①将分散相 (豆固形物)微粒化或均质化， ◎缩小两液相的比重差， ③提高连续相 (水相)的粘度， ④降低两液问的表面张力， 13 维普资讯 http://www.cqvip.com ⑤用具有某种程度的机械强度的吸附膜包围分散粒子的表面。 上列五项中，前两项主要由均质机来解决，而后三项主要由乳化剂和稳定剂勰决。 乳化剂通常是一种表面活性剂，其分子向着水一油表面定向吸附，从而降 低 表 面 张 力，使分散相容易被机械碾细，在表面形成保护膜，以防止粒子凝集与合一。 稳定增稠剂虽无表面活性，但因共水溶液的粘性和胶质保护性，不但有稳定乳化液的 “}lj来保护分散的粒子，而且可提高水相的粘度，起到增加产品稠虚 、滑度和防止排液的 作 用。 ． 为得到稳定的产品，对乳化剂和稳定剂的用量作了如下实验，见表三t 表兰 乳化剂 、稳 定剂作用比较 名 称 类 别 用量 杀菌条件 结 果 结 论 稳 定 沸水4--5 驯、时不分层 数日后酸败 黄原肢 增 稠 剂 2‰ 沸水7—9， 立即有絮状物生成 不可采用 5 一15 一5 立即产生大量絮状物 不采用 - 121‘C 分子蒸馏 WlO型 5 一15 一5 与其它乳化 乳化剂 2‰ 1 21‘C 7日后有破乳现 象 单 甘 醑 HLB3～5 剂配合用 复合 9 一15 一8 灭菌后乳液均匀． 采 用 乳化剂 121’C 三个月后无分层现象 空白对照 灭菌后一日有破乳现象 不采用 从表中可看出，唯有使 复合乳化剂，并配合适宜的杀菌条件，才能使产品达到规定 的 保存期，延 长货架期，提高产品市场竞争力。 (8)在调配的同时，为使糖液、添加剂等混台均匀，并使乳化效果提高，且提高均 质时的效果，必须将浆液加热至65。--70 C，其间要注意搅拌，防止局部过热，造成蛋自 质变性。 7．．均质t 均质好坏直接影响t粒子的粘度}粒子与水液能否混台成不分层的胶体^ 脂肪球能否 打碎，能否与水结合成乳状液。是关系到产品的稳定性、滑润度和适I=I性的又 一 关键 步 骤。 { 应当选择性能优良的高压均质机，严格控制浆液的温度、均质压力和次数及三者阆的 关系 。 由试验得知，均质压力必须高于80MBa}均质次数以两次为宜}浆液温度 不 得 低 于 65。cI原则上温度越高越好，但由于国产均质机性能限制，一般不能高于8O。C使用。 没有均质或均质压力太低 浆液温度太低，则起不到均质作用，无法形成乳状液，并 由于粒子过粗，存放时，过大粒子因排液易上浮或沉淀，在一星期内，瓶下部出现固形物 逐步下降，上部渐渐变成清液。同时口感粗糙，有砂粒感。 8．脱气t 脱气亦称去氧或脱氧，可防止或减轻浆液中色素，香气成分和其它物质的氧化，防止 品质降低J去除附着于悬浮粒子上的气体，减少或避免微粒上浮，以保持外观良好}防止 14 维普资讯 http://www.cqvip.com 或减少装罐和杀菌时产生泡沫，减少马口铁罐内壁的腐蚀 真空脱气可在脱气机中完成，必须控制适当的真空度、浆液温度和脱气时间。为充分 脱气，浆液温度应当比真空罐内绝对压力所相应的温度高 2— 8。C，一般热脱 以 5O一 7O。c为宜，一般罐内真空度为0．091~0．093MP'*，脱气时间大予半小时。 脱气不完垒的绿豆果茶色泽发暗红色。 9．装罐和封罐： 装罐时采取趁热装罐，一般浆液温度要高于60。C，若温度太低，需适 当加热l蹂 盈 再 澄装。热装罐可加快升温速度，增强杀菌披果；商时罐头中心温度商，使顶隙 空 气 易排 出，形成高真空度，防止内壁腐蚀。可用 5113易开罐作为包装容器。 10．杀菌： 杀菌工艺的确定可从三方面加以考虑。 (1)从保证产品质量的观点出发，杀菌温度宜低，时间宜短。因为高温 、时会出现 儿种现象z ①绿豆保健饮料 中糖与氨基酸产生美拉德反应，不但使甜度下降，制 品颜色变深，而 且还会使 蛋白质消化率降低’ ②使制品风味下降， ⑧严重时，添加剂失效，造成制品分层。 ④更严重时，酸度增高，蛋白磺凝固。 蛋白质加热能与 水化台物发生反应，迭时参与反应的是碳水化台物的羰基和蛋白质 的游离氨基，使制+ =生褐变，直接影响产品外观，使制品品质变劣。 从蛋白质的消化 簪来看，未受热变性和受热变性的蛋白质在分子结构上，特别是肽链 的联结方式上有所不 。受热变性的蛋 白质，肽 链呈分开链状态，从致密的状态变成疏松 的状态，因此，蛋自质分解酶易于进入这些分子的内都结构中，从而容 易被分锯，也就是 说 ，适度加热可使蛋白质消化率进一步提高。蛋白质在消化道内先被对赖氨酸有特殊作用的 胰蚩白酶分解，然后被其它酶继续分解成氨基酸。但是，如果过度加热，发生 美 拉 德 反 应，赖氨陵残基与羰基反应后，蛋 白质分子就不能被胰蛋白酶分解，因此，不 能 完 垒 消 化，而是生成含有赖氨酸的分子量很大的分解物，这类物质不能被吸收而被排泄至体外。 随着失去氨基酸的种类，使蛋 白质营养披价降低。 (2)从绿豆保健饮料中所含细菌的耐热性看，必须要达到某一温度并经历一定时间 才能杀灭所有细菌 (包括嗜温芽孢和梭状芽孢杆菌)。 100。C沸水杀菌后，制品数 日内即发生酸败现象，匿『为100。C不能杀死嗜热脂肪 芽 孢 杆菌，一般要120。cI 上才能使其失活。若杀菌’不彻底或瓶盖朱封紧，除制品 发 生 酸 败 外，瓶内液面上部会出现絮状物贴在瓶壁上，严重时会出现蛋白质凝固并逐步下降，上层 变清，出现水渣分离。 对杀菌工艺的比较，请参见表三：乳化剂、稳定荆作用比较，从而找出合适的杀菌条 件。 (8)从破坏绿豆中不良因子，特别是胰蛋 自酶抑制物的角度上，也必须进行加热处 型 。 所有且类 ·都含有 一·定量的胰蛋 白酶抑制物，胰蛋白酶抑制剂分子式为： 维普资讯 http://www.cqvip.com CH2NH￡ H3C CH。 l ＼ ／ l CH2 l I (CH2)I O CH2 ＼ H I — NH —CH—C —CH 一CH—C 其等电点为4．5，与球蛋白相似，分子量为21500，属于低分子。 胰蛋白酶抑制剂可与胰脏分泌的消化酶一一胰蛋白酶结合，而抑制其活性，结果使胰 脏目要生产更多的酶而过度工作，g【起胰脏肿大，并降低蛋白质的营养效价。在正常情况 下，分泌足量的膀蛋白酶是为防止胰畦分泌过多酶的一种反馈机制。 采用120。C以上一 定时间杀菌后，至少可钝化其80 一90 的活性，而使蛋白质效价 明显提高，也不会因残留活性引起胰畦肿大等病变。 另外，绿豆中还含有少量氰化物——释出糖苷和血细胞凝集素，通过浸泡和加热处理 可以消除。 四 产 品质量指标 (一)感官指标： 1．色泽；呈淡黄绿色。 2．风味：具有绿豆特有的香味，风味适 口，无异味。 8．组织状态；乳浊型，无沉淀、无凝块、无分屎。 4．杂质：不允许存在。 (二)理化指标； 1．蛋白质 2．可溶性固形物 (以折光计) 8．PH值 4．糖 度 (三)微生物指标； 1．细菌总数 (个／m1) 2．大肠菌群 (个／lOOm1) 8．致病菌 (四)食品舔加剂； > 1％ 10—12％ 6～ 7 7— 9 (折光计) ≤ 100 < 8 不得检出 符合国家GB27 60—8】食品卫生标准。 五、小结 绿豆果茶作为天然营养保健饮料，是消暑止祸，清热解毒的隹品，同时也是高血压、 离血脂病人及脑力劳动者的有益保健饮品。按以上工艺螽件生产的产品，产品质量稳定， 保持了绿豆原有的营养风味，保质期可达一年。其生产工艺还可推广到其它豆类系列制品 的生产。另外，绿豆果茶生产工艺简单，投资小，见效快，一年四季均可生产，可作为果 茶生产厂家平衡生 产的产品。 六 、主要参考文献 1．《绿豆固体饮料工艺技术的研究 樊芬莲。《山西食品发酵》89年2期8—12页。 2．《大豆蛋白饮料生产技术机理研究》曹宪周、《食品工业科技 1991年6期 l6 维普资讯 http://www.cqvip.com