CN114868849A - 一种分步酶解制备山药饮料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分步酶解制备山药饮料的方法，所述方法为：将山药粉与水混合后磨浆，获得山药浆；将山药浆在65‑75℃下，加入中温淀粉酶进行酶解处理；降温至60℃，加入麦芽糖淀粉酶，保温酶解；维持在60℃，加入糖化酶，保温酶解；加热灭酶后，过滤，滤液均质后灭菌，得到所述山药饮料。本发明三种淀粉酶的分步酶解制备山药饮料，不仅可以高效率利用山药淀粉，还能将原本粗糙的山药淀粉转化为口感顺滑，带有甜味的麦芽糖和葡萄糖，不需添加任何乳糖或蔗糖等甜味剂就有着天然的甜度。酶解产生的糖均为麦芽糖和葡萄糖，为乳糖不耐受人群以及素食主义者提供美味的产品。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种山药饮料的制备方法，特别涉及一种过分步酶解制备山药饮料的方法。
(二)背景技术
山药又名土薯、大薯、薯药等，为薯蓣科(Dioscoreaceae)薯蓣属(Dioscorea)多年生缠绕性藤本薯蓣(Dioscoreaoppsita Thunb)的根茎，属于药食同源的食材。山药性平味甘，是补脾养胃、生津益肺的良药，也是传统的保健食品，在《神农本草经》和《本草纲目》中均有记载。山药中富含多糖、蛋白质、氨基酸、微量元素、尿囊素、胆碱、甾醇等多种营养成分及功能因子，具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老、调节脾胃、增强免疫力、抗肿瘤、防突变等功效，深受广大消费者喜爱。
目前山药仍以鲜食为主，如蒸、炒、炖汤等食用方式。随着山药的功效逐渐被人们熟知，加工利用方式也日趋多样化，加工的主要产品有山药粉、山药饮片、山药脆片、山药酒等。市面上山药饮料较为少见，这是由于其口感较为粘稠，而且渣感严重，无法满足部分人群的需求。
(三)发明内容
本发明目的是提供一种分步酶解制备山药饮料的方法，利用酶解工艺给山药原料带来天然的甜度和饱满感，无需添加任何甜味剂或稳定剂，能够制备稳定性良好，具有无渣感、口感顺滑、独具风味的山药饮品，主要解决了现有山药饮品需要额外添加甜味剂、稳定剂等，同时山药饮品较粘稠，有渣感等问题。
本发明采用的技术方案是：
本发明提供一种分步酶解制备山药饮料的方法，所述方法按如下步骤进行：(1)将山药粉与水混合后磨浆，获得山药浆；(2)将步骤(1)山药浆在65-75℃下(优选70℃)，加入中温淀粉酶进行酶解处理；(3)将步骤(2)酶解处理后的山药浆降温至60℃，加入麦芽糖淀粉酶，保温酶解；(4)将步骤(3)酶解后的山药浆维持在60℃，加入糖化酶，保温酶解；(5)将步骤(4)酶解后的山药浆加热灭酶后，过滤，滤液均质后灭菌，得到所述山药饮料。
优选的，步骤(1)山药粉为市售山药粉，例如可采用张宝山铁棍山药粉；所述山药粉与水质量比为1：5-15，优选1:9。
优选的，步骤(2)中温淀粉酶酶活为576U/mL，所述中温淀粉酶加入量以山药粉质量计为0.1-5mL/kg，优选1mL/kg。
优选的，步骤(2)酶解时间为3-8min，优选5min。
优选的，步骤(3)麦芽糖淀粉酶酶活为6400U/mL，所述麦芽糖淀粉酶加入量以山药粉质量计为0.1-5mL/kg，优选1mL/kg。
优选的，步骤(3)酶解时间为20-40min，优选30min。
优选的，步骤(4)糖化酶酶活为392U/mL，所述糖化酶加入量以山药粉质量计为0.1-5mL/kg，优选1mL/kg。
优选的，步骤(4)酶解时间为20-40min，优选30min。
优选的，步骤(5)灭酶条件为：升温至90℃，保温20min。所述均质条件为：均质温度30～40℃，均质压力30～50Mpa。所述过滤条件为：过100目滤网。所述灭菌是在130℃加热20-40s。
本发明使用的中温淀粉酶，麦芽糖淀粉酶和糖化酶均为液态酶，例如可采用诺维信公司的BAN480L中温淀粉酶，诺维信公司的Maltogenase 2XL麦芽糖淀粉酶，丹尼斯克公司的FoodPro CGL糖化酶。
与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：
1、本发明首先采用中温淀粉酶第一步酶解将山药淀粉快速分解为糊精多糖，同时将温度从70℃下降至60℃，加快麦芽糖淀粉酶和糖化酶的后续酶解速率。通过麦芽糖淀粉酶将山药浆中多糖转化为麦芽糖，再通过糖化酶将山药浆中多糖转化为葡萄糖。采用本发明方法制备山药饮料，三种淀粉酶的分步酶解，不仅可以高效率利用山药淀粉，还能将原本粗糙的山药淀粉转化为口感顺滑，带有甜味的麦芽糖和葡萄糖，不需添加任何乳糖或蔗糖等甜味剂就有着天然的甜度。酶解产生的糖均为麦芽糖和葡萄糖，为乳糖不耐受人群以及素食主义者提供美味的产品。
2、采用分步酶解法，可以精确控制酶解程度，根据不同需求可以通过提高麦芽糖淀粉酶添加量增大葡萄糖含量以提高甜度，或者通过提高糖化酶添加量提高麦芽糖含量使口感更加厚实。
3、采用本方法制备山药饮料，山药粉利用率高，最终得率可以达到95％以上，即0.2kg山药粉与1.8kg水复配成的山药浆经过本发明处理后，最终可以得到1.91-1.95kg山药饮料。
4、相较于现有的制备方法，本发明方法除去酶制剂外不需要添加任何添加剂，并且改进了酶制剂的种类，添加了两种能够进一步分解多糖的淀粉酶，并优化了酶的添加顺序、酶解时间和酶解温度，使该饮料的甜度和饱满度能够通过酶解控制，满足不同人群需求。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
本发明各步骤所使用的设备和装置均为现有的市售产品。
本发明所用山药又名土薯、大薯、薯药等，为薯蓣科(Dioscoreaceae)薯蓣属(Dioscorea)多年生缠绕性藤本薯蓣(Dioscoreaoppsita Thunb)的根茎。
所述山药粉是张宝山铁棍山药粉。
所述中温淀粉酶为诺维信公司的BAN480L，酶活为576U/mL；麦芽糖淀粉酶为诺维信公司的Maltogenase 2XL，酶活为6400U/mL；糖化酶为丹尼斯克公司的FoodPro CGL，酶活为392U/mL。
实施例1、分步酶解制备山药酶解饮料
1、山药酶解饮料
(1)打浆：将0.2kg山药粉与水按质量比1：9的比例混匀，倒入胶体磨(JMFB-140分体式胶体磨、杭州惠和机械设备有限公司)2880r/min循环磨浆10min，得到山药浆；
(2)第一步酶解：将步骤(1)制备的山药浆加热至70℃后，加入0.2mL中温淀粉酶，搅匀后保温反应5min；
(3)第二步酶解：待第一步酶解完成后，将山药浆降温至60℃，向山药浆中加入0.2mL麦芽糖淀粉酶，搅匀后保温反应20min；
(4)第三步酶解：待第二步酶解完成后，维持60℃，向山药浆中加入0.2mL糖化酶，搅匀后保温40min；
(5)灭酶：步骤(4)酶解完成后，将山药浆升温至90℃，保温20min进行灭酶处理，得到中止酶解反应的山药浆；
(6)过滤：将步骤(5)灭酶后的山药浆过100目滤网，得到过滤后山药液；
(7)均质：对步骤(6)过滤后的山药液在30℃、30Mpa条件下进行均质处理，得到均质山药液；
(8)杀菌：对步骤(7)均质山药液在130℃杀菌处理30s，制成山药酶解饮料1.93kg。
2、品质检测
(1)感官指标
表1、山药酶解饮料的感官指标
(2)理化指标
可溶性固形物：步骤1制备的山药酶解饮料8000rpm离心10min，取上清液200μL滴在日本爱拓PAL-1糖度计上进行检测。
麦芽糖含量和葡萄糖含量：步骤1制备的山药酶解饮料8000rpm离心10min，取上清液1mL，加入29mL超纯水稀释后，采用HPLC-RID检测麦芽糖含量和葡萄糖含量。液相检测条件：色谱柱：Agilent Hi-Plex H(7.7×300mm)，流动相：超纯水，柱温：70℃，流速：0.6mL/min，进样量：10μL。检测器：示差折光检测器。
蛋白质含量：步骤1制备的山药酶解饮料8000rpm离心10min，取上清液1mL，加入29mL超纯水稀释后，采用BCA蛋白浓度测定试剂盒检测蛋白质含量。
表2、实施例1制备的山药酶解饮料的理化指标
在本实施例制备的山药酶解饮料：可溶性固形物含量大于10％，麦芽糖含量为53.058mg/mL，葡萄糖含量为14.649mg/mL，山药风味浓厚，口感顺滑，有天然的甜度。本山药酶解饮料在4℃下冷藏条件下14天内可稳定不出现分层。保质期：常温密闭条件下12个月。
实施例2、分步酶解制备山药酶解饮料
(1)打浆：将0.2kg山药粉与水按质量比1：9混匀，倒入胶体磨，同实施例1方法磨浆，得到山药浆；
(2)第一步酶解：将步骤(1)山药浆加热至70℃，向山药浆中加入0.2mL中温淀粉酶，搅匀后保温反应5min；
(3)第二步酶解：待第一步酶解完成后，将山药浆降温至60℃，向浆液中加入0.2mL麦芽糖淀粉酶，搅匀后保温反应30min；
(4)第三步酶解：待第二步酶解完成后，维持山药浆60℃，向浆液中加入0.2mL糖化酶，搅匀后保温30min；
(5)灭酶：将步骤(4)酶解后山药浆升温至90℃，保温20min进行灭酶处理，得到中止酶解反应的山药浆；
(6)过滤：将步骤(5)灭酶后山药浆过100目滤网，得到过滤后山药液；
(7)均质：步骤(6)过滤后山药液在35℃、40Mpa条件下进行均质处理，得到均质山药液；
(8)杀菌：对步骤(7)均质山药液在130℃杀菌处理30s，制成山药酶解饮料1.91kg。
采用实施例1方法进行品质检测。
表3、实施例2制备的山药饮料的理化指标
在本实施例制备的山药酶解饮料：可溶性固形物含量大于10％，麦芽糖含量为54.027mg/mL，葡萄糖含量为12.141mg/mL，山药风味浓厚，口感顺滑，有天然的甜度。本山药饮料在4℃下冷藏条件下14天内可稳定不出现分层。保质期：常温密闭条件下12个月。
实施例3、分步酶解制备山药饮料
(1)打浆：将0.2kg山药粉与水按质量比1：9混匀，倒入胶体磨，按实施例1方法进行磨浆的到山药浆；
(2)第一步酶解：将步骤(1)山药浆加热至70℃，向浆液中加入0.2mL中温淀粉酶，搅匀后保温反应5min；
(3)第二步酶解：待第一步酶解完成后，将山药浆降温至60℃，向浆液中加入0.2mL麦芽糖淀粉酶，搅匀后保温反应40min；
(4)第三步酶解：待第二步酶解完成后，山药浆维持60℃，向浆液中加入0.2mL糖化酶，搅匀后保温20min；
(5)灭酶：步骤(4)酶解后山药浆升温至90℃，保温20min进行灭酶处理，得到中止酶解反应的山药浆；
(6)过滤：将步骤(5)灭酶后山药浆过100目滤网，得到过滤后山药液；
(7)均质：步骤(6)过滤后山药液在40℃、50Mpa条件下进行均质处理，得到均质山药液；
(8)杀菌：对步骤(7)均质山药液在130℃杀菌处理30s，制成山药酶解饮料1.92kg。
表4、实施例3制备的山药酶解饮料的理化指标
在本实施例制备的山药饮料：可溶性固形物大于10％，麦芽糖含量为55.566mg/mL，葡萄糖含量为11.436mg/mL，山药风味浓厚，口感顺滑，有天然的甜度。本山药饮料在4℃下冷藏条件下14天内可稳定不出现分层。保质期：常温密闭条件下12个月。
实施例4、中温α-淀粉酶酶解制备山药饮料
(1)打浆：将0.2kg山药粉与水按质量比1：9混匀，倒入胶体磨，同实施例1方法磨浆，得到山药浆；
(2)酶解：将步骤(1)山药浆加热至80℃，向山药浆中加入0.2mL中温淀粉酶，搅匀后保温反应25min；
(3)灭酶：将步骤(2)酶解后山药浆升温至90℃，保温20min进行灭酶处理，得到中止酶解反应的山药浆；
(6)过滤：将步骤(5)灭酶后山药浆过100目滤网，得到过滤后山药液；
(7)均质：步骤(6)过滤后山药液在35℃、40Mpa条件下进行均质处理，得到均质山药液；
(8)杀菌：对步骤(7)均质山药液在130℃杀菌处理30s，制成山药饮料1.92kg。
采用实施例1方法进行品质检测，结果见表5。
表5、实施例4制备的山药饮料的理化指标
本实施例为根据现有报道的酶解方法制备的山药饮料(专利公开号CN105495205A)的工艺条件，只使用中温α-淀粉酶。制备的山药饮料的可溶性固形物和蛋白质含量与前三个实例无差别，但是麦芽糖和葡萄糖含量显著减少，这是由于α-淀粉酶只能将淀粉转化为麦芽糊精，不能进一步将其分解为麦芽糖和葡萄糖，此饮料甜味较弱，过于黏稠。中温α-淀粉酶单一酶制备的山药饮料在4℃下冷藏条件下第7天出现了严重分层，其稳定性比分步酶解制备的山药饮料差。保质期：常温密闭条件下12个月。
实施例5、改变酶添加顺序制备山药酶解饮料
(1)打浆：将0.2kg山药粉与水按质量比1：9混匀，倒入胶体磨，按实施例1方法进行磨浆的到山药浆；
(2)第一步酶解：将步骤(1)山药浆加热至70℃，向浆液中加入0.2mL中温淀粉酶，搅匀后保温反应5min；
(3)第二步酶解：待第一步酶解完成后，将山药浆降温至60℃，向浆液中加入0.2mL糖化酶，搅匀后保温反应40min；
(4)第三步酶解：待第二步酶解完成后，山药浆维持60℃，向浆液中加入0.2mL麦芽糖淀粉酶，搅匀后保温20min；
(5)灭酶：步骤(4)酶解后山药浆升温至90℃，保温20min进行灭酶处理，得到中止酶解反应的山药浆；
(6)过滤：将步骤(5)灭酶后山药浆过100目滤网，得到过滤后山药液；
(7)均质：步骤(6)过滤后山药液在40℃、50Mpa条件下进行均质处理，得到均质山药液；
(8)杀菌：对步骤(7)均质后的山药液在130℃杀菌处理30s，制成山药酶解饮料1.95kg。
表6、实施例5制备的山药酶解饮料的理化指标
在本实施例制备的山药饮料：调换了麦芽糖淀粉酶和糖化酶的添加顺序，相比与前三个实例葡萄糖含量显著增加，麦芽糖含量显著减少，这是由于本发明所使用的糖化酶相比于麦芽糖淀粉酶作用速度要快得多，先添加糖化酶会导致多糖大部分都被分解成葡萄糖，麦芽糖淀粉酶缺乏底物从而无法生成麦芽糖，此方法制成的山药饮料口感稀薄，甜度很高，饮料整体风味偏弱。本山药饮料在4℃下冷藏条件下14天内可稳定不出现分层。保质期：常温密闭条件下12个月。
实施例6、分步酶解制备山药酶解饮料
(1)打浆：将0.2kg山药粉与水按质量比1：9混匀，倒入胶体磨，同实施例1方法磨浆，得到山药浆；
(2)第一步酶解：将步骤(1)山药浆加热至70℃，向山药浆中加入0.2mL中温淀粉酶，搅匀后保温反应5min；
(3)第二步酶解：待第一步酶解完成后，将山药浆降温至60℃，向浆液中加入0.4mL麦芽糖淀粉酶，搅匀后保温反应30min；
(4)第三步酶解：待第二步酶解完成后，维持山药浆60℃，向浆液中加入0.05mL糖化酶，搅匀后保温30min；
(5)灭酶：将步骤(4)酶解后山药浆升温至90℃，保温20min进行灭酶处理，得到中止酶解反应的山药浆；
(6)过滤：将步骤(5)灭酶后山药浆过100目滤网，得到过滤后山药液；
(7)均质：步骤(6)过滤后山药液在35℃、40Mpa条件下进行均质处理，得到均质山药液；
(8)杀菌：对步骤(7)均质山药液在130℃杀菌处理30s，制成山药酶解饮料1.94kg。
采用实施例1方法进行品质检测。
表7、实施例6制备的山药饮料的理化指标
在本实施例制备的山药酶解饮料：增加了麦芽糖淀粉酶的用量，减少了糖化酶的用量，可溶性固形物含量大于10％，麦芽糖含量为88.511mg/mL，葡萄糖含量为8.213mg/mL，山药风味浓厚，口感比较浓稠，甜度稍弱。本山药饮料在4℃下冷藏条件下14天内可稳定不出现分层。保质期：常温密闭条件下12个月。
实施例7、分步酶解制备山药酶解饮料
(1)打浆：将0.2kg山药粉与水按质量比1：9混匀，倒入胶体磨，同实施例1方法磨浆，得到山药浆；
(2)第一步酶解：将步骤(1)山药浆加热至70℃，向山药浆中加入0.05mL中温淀粉酶，搅匀后保温反应5min；
(3)第二步酶解：待第一步酶解完成后，将山药浆降温至60℃，向浆液中加入0.2mL麦芽糖淀粉酶，搅匀后保温反应30min；
(4)第三步酶解：待第二步酶解完成后，维持山药浆60℃，向浆液中加入0.4mL糖化酶，搅匀后保温30min；
(5)灭酶：将步骤(4)酶解后山药浆升温至90℃，保温20min进行灭酶处理，得到中止酶解反应的山药浆；
(6)过滤：将步骤(5)灭酶后山药浆过100目滤网，得到过滤后山药液；
(7)均质：步骤(6)过滤后山药液在35℃、40Mpa条件下进行均质处理，得到均质山药液；
(8)杀菌：对步骤(7)均质山药液在130℃杀菌处理30s，制成山药酶解饮料1.93kg。
采用实施例1方法进行品质检测。
表8、实施例7制备的山药饮料的理化指标
在本实施例制备的山药酶解饮料：减少了麦芽糖淀粉酶的用量，增加了糖化酶的用量，可溶性固形物含量大于10％，麦芽糖含量为55.208mg/mL，葡萄糖含量为20.716mg/mL，山药风味浓厚，口感顺滑，有天然的甜度。本山药饮料在4℃下冷藏条件下14天内可稳定不出现分层。保质期：常温密闭条件下12个月。
Claims (10)
1.一种分步酶解制备山药饮料的方法，其特征在于，所述方法按如下步骤进行：(1)将山药粉与水混合后磨浆，获得山药浆；(2)将步骤(1)山药浆在65-75℃下，加入中温淀粉酶进行酶解处理；(3)将步骤(2)酶解处理后的山药浆降温至60℃，加入麦芽糖淀粉酶，保温酶解；(4)将步骤(3)酶解后的山药浆维持在60℃，加入糖化酶，保温酶解；(5)将步骤(4)酶解后的山药浆加热灭酶后，过滤，滤液均质后灭菌，得到所述山药饮料。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述山药粉与水质量比为1：5-15。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中温淀粉酶酶活为576U/mL，所述中温淀粉酶加入量以山药粉质量计为0.1-5mL/kg。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)酶解时间为3-8min。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)麦芽糖淀粉酶酶活为6400U/mL，所述麦芽糖淀粉酶加入量以山药粉质量计为0.1-5mL/kg。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)酶解时间为20-40min。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)糖化酶酶活为392U/mL，所述糖化酶加入量以山药粉质量计为0.1-5mL/kg。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)酶解时间为20-40min。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)灭酶条件为：升温至90℃，保温20min。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述均质条件为：均质温度30～40℃，均质压力30～50Mpa；所述过滤条件为：过100目滤网；所述灭菌是在130℃加热20-40s。
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