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本文以鲜姜为原料,对其中风味物质的提取工艺进行了全面研究,建立了一套新的风味物质提取工艺,同时研究了用生姜风味提取物配制饮料,并对生姜风味饮料的稳定性进行了相关研究。
首先对生姜精油的水蒸气蒸馏提取工艺进行了探讨,对比了不同预处理条件下生姜精油的提取率和成分变化。采用新鲜生姜直接进行水蒸气蒸馏萃取生姜精油的得率最低,而采用一次冷冻加纤维素酶水解方法的精油得率最高,但与采用一次冷冻预处理和新鲜生姜加酶水解预处理相比差别不大。采用纤维素酶酶解预处理提取生姜精油的最佳条件是pH5.0,加酶量2%(酶与干姜的比例),水解时间为60分钟,水与生姜的比例为2.5∶1,温度50℃。在此条件下得率为3.71%(以干基计)。采用一次冻融处理生姜不仅能够提高精油得率,而且可以比较好地保存生姜的独特风味,是一种比较理想的提取工艺。
研究了纤维素酶解-溶剂浸提相结合的姜辣素提取工艺,得到酶解的优化条件为:加酶量0.2%(酶与姜渣的比例),酶解料液比1∶3,酶解pH为5.0,酶解温度50℃,酶解时间1小时,姜辣素得率达到1.19%。采用HPLC对酶解得到的姜辣素进行了成分分析,发现采用酶解和溶剂法结合提取姜辣素得到的产品纯度高,同时对姜辣素类物质的破坏作用较小。
以实验室自制的姜精油和姜辣素为主要原料,配以白砂糖和柠檬酸,配制生姜风味饮料。通过正交回归试验,以感官评定为指标,采用模糊数学矩阵法进行数据处理,以确定生姜饮料的最优配方。实验确定了配方的四元二次回归方程,经过检验方程高度显著。通过计算机模拟寻优,获得的最优配方为:绵白糖:7.75%,柠檬酸:0.13%,姜精油:0.0775%,姜辣素:1.18%。
采用阿特拉斯体系标准确定了为乳化生姜饮料所需的最佳亲水亲油平衡值(HLB)为11.8,在此基础上通过实验,最终选择以Tween-20(53%)+硬脂酸甘油酯(SSL)(22%)+单甘酯(25%)为体系乳化剂,添加量为0.1%。通过稳定系数法确定了生姜风味饮料的稳定剂选用CMC,添加量为0.15%。
生姜饮料中姜辣素类物质具有良好的抑菌性,在未杀菌的情况下保存三个月后各项指标依然达到标准要求。生姜中的姜辣素类物质在储存过程中会发生结构上的变化,姜酚类物质的含量会降低,其中的一部分会转化成姜烯酚类物质,从而使得姜烯酚类物质的含量增加。
均质作用对于生姜风味饮料的稳定性影响是比较大的,能够降低体系中悬浮颗粒的粒径,从而增强体系的稳定性。生姜风味饮料体系在储藏过程中粒径的变化比较明显。加入CMC等亲水胶体能够显著增加体系的稳定性,这是由于对生姜风味饮料体系而言,其稳定性主要受到大分子物质的增稠和空间排斥作用的影响。