玉米饮料的稳定性研究

摘要:通过正交试验，对玉米饮料的稳定性进行研究，得出玉米饮料稳定剂的配方:黄原胶 0. 05%、魔芋胶0. 015% 、CMC 0. 1% 、乳化盐 0. 02% 。玉米饮料的生产工艺参数:质温度为 65 ℃ ，次质压力为 20 MPa，第二次质压力为 25 MPa，溶液 pH 值为 6. 0，杀菌温度为 90 ℃，杀菌时间为 30 min。用该方法制作的玉米饮料的保质期可达 120 d。
玉米(Zea mays)，亦称玉蜀黍、苞谷、苞米、棒子，粤语称为粟米，闽南语称作番麦，是一年生禾本科草本植物。玉米具有较高的营养价值，被称作黄金作物，是公认的健康长寿食品之一，也是全世界总产量的粮食作物。每 100 g 玉米中含有蛋白质 8. 4 g、维生素 B10. 31 mg、胡萝卜素 0. 12 mg、纤维素 1. 5 g，并富含可降低人体血液中胆固醇、柔化动脉血管的亚油酸，以及硒、镁、铁等抗癌微量元素。中医学及传统中草药学认为:玉米具有消渴、利尿、解毒之功效，经常食用，对人体十分有益。此外，玉米还含有大量植物纤维，可增加胃肠蠕动，防治便秘和结肠癌。可见，玉米是非常具有开发潜力的食品原料。
玉米饮料中含有大量的蛋白质和淀粉，两者都是大分子物质，分散在水中制得的饮料属悬浮液水溶胶，是一种典型不稳定体系，产品在生产和贮藏过程中易产生析水、分层、沉淀等质量问题，严重制约该类产品的开发和发展。本文从胶体动力学、胶体电性质及稳定剂等方面对玉米饮料的稳定性进行研究，以期解决玉米饮料的稳定性问题和生产工艺问题。
1 材料与方法
1.1 材料
玉米为市售干玉米籽粒，饱满无虫蛀;黄原胶、魔芋胶、CMC、乳化盐、EDTA、柠檬酸钠等为市售优质添加剂。
1.2 仪器设备
豆浆机;胶体磨;高压质机;离心机;恒温水浴锅; 电子天平;酸度计;高压灭菌锅。
1.3 工艺流程与操作要点
1.3.1 工艺流程
选料→除杂→浸泡→磨浆→过滤→糊化→质→调配→二次质→脱气→灌装→杀菌→成品。
1.3.2 操作要点
原料的预处理。选择无霉变、无虫蛀、无损坏的优质玉米籽粒。玉米与水按 1 ∶ 4的比例，在 55 ℃下浸泡 12 h。
磨浆。将浸泡好的玉米加水，按 1 ∶ 15 的比例磨浆，然后再用胶体磨进一步破碎大分子颗粒，以提高浆液的稳定性。
过滤。用 8 层纱布将磨浆后的浆液进行过滤。
糊化。将制备好的玉米浆放入恒温水浴锅中加热糊化，糊化效果好则稳定性好。影响糊化效果的主要因素是糊化时间和糊化温度。
调配。将溶解好的配料加入玉米浆中，边加入边搅拌，用量筒定容。
质。质效果的好坏直接影响产品的稳定性与口感。本实验采用二次质:次质压力为 20 MPa，第二次质压力为 25 MPa，质温度为65 ℃ 。
杀菌。将质后的玉米饮料装入瓶中，在90 ℃下杀菌 30 min，然后自然冷却。
1.4 稳定性评价
1.4.1 观察法
质或杀菌后，饮料在干净的烧杯内壁分布呈细腻、匀、无肉眼可见较大颗粒的薄膜;杀菌后，常温放置 1 ～3 d，无明显沉淀、无明显析水，则产品的稳定性。
1.4.2 离心法
取一定量的玉米饮料于离心管中，以 3000 r/min离心 10 min。以沉淀率 SＲ表示体系的稳定性，SＲ越小，稳定性越好。当 SＲ＜ 1% 时，产品的稳定性良好。
SＲ(% ) = (m1/ m2) ×100式中:m1为样品溶液离心后沉淀物的质量，g;m2为样品溶液离心前的质量，g。
2 结果与讨论
2.1 玉米的浸泡条件
浸泡玉米的目的主要是使玉米软化，易于磨碎，提高玉米的利用率和出汁率，其浸泡条件可影响产品的稳定性。以温度、固液比、时间为因素做对比实验，测不同条件下玉米的吸水率。玉米的浸泡方案是:温度为 55 ℃，时间为 12 h，固液比为 4 ∶ 1，吸水率为 61%。
2.2 加水量对玉米饮料稳定性的影响
淀粉含水量为 30% ～60% 时较易老化，含水量小于 10%或在大量水中时不易老化。玉米浆含水量为 93%，糊化后不易老化，因此不会产生淀粉沉淀。
随着加水量的增加，其沉淀量随之减少;加水量为 20 倍时，溶液颜色较浅，浓度稀;加水量为 15 倍时，沉淀量少且稳定性较好。
2.3 糊化条件对玉米饮料稳定性的影响
通过查找资料和初步实验验证，确定较好的糊化温度是60 ～100 ℃、糊化时间是5 ～25 min。在此范围内进行组合试验，从中找出稳定性的组合。玉米浆在 90 ℃下糊化 20 min，效果，沉淀量，品质。
2.4 稳定剂对玉米饮料稳定性的影响
根据斯托克斯定律可知，在尽可能减小瓜肉微粒直径的同时增大分散介质的黏度，可提高产品的稳定性。通过 L9(34)正交试验确定稳定剂的组合。
各影响因素的主次顺序为 A ＞D ＞C ＞B，稳定剂的组合为 A1B2C1D1，即黄原胶 0. 05%、魔芋胶 0. 015%、CMC 0. 1%、乳化盐 0. 02%。
2.5 质条件对玉米饮料稳定性的影响
2.5.1 质压力对稳定性的影响
在次质过程中，稳定性随着质压力的上升而提高，质压力为 20 MPa 时，稳定性达到值，质压力在 20 ～ 40 MPa 时，稳定性随着质压力的升高而降低;在第二次质过程中，质压力为 25 MPa 时，稳定性达到值。因此，确定次质压力为 20 MPa，第二次质压力为 25 MPa。
2.5.2 质温度对稳定性的影响
随着质温度的升高，沉淀量随之降低。当质温度达到 65 ℃ 时，沉淀量达到小值;而温度继续升高后，沉淀量也随之升高。此外，温度过高，会使产品黏度下降，影响产品品质。因此，质温度为 65 ℃。
2.6 pH 值对玉米饮料稳定性的影响
溶液的 pH 值对蛋白质的水化作用有显著影响。在等电点 pH 值时，整个蛋白质分子呈电中性，水化作用弱，蛋白质溶解度小。当溶液的 pH值偏离蛋白质等电点 pH 值越远，则蛋白质分子水化作用越强，即溶液越稳定考虑到产品的口感，根据分析得出，pH 值为 6. 0 时，产品的稳定性。
2.7 杀菌条件对玉米饮料稳定性的影响
在 90 ℃ 下杀菌 30 min 和80 ℃ 下杀菌 40 min 两种条件下，产品的稳定性良好，但由于后者不能满足商业要求，所以，杀菌条件为温度 90 ℃、时间 30 min。
3 质量标准
3.1 感官评价
色泽:呈玉米特有的黄色，无杂色。风味:酸甜可口，具有玉米特有的风味，无异味。组织状态:组织状态匀，流动性好，无沉淀和分层。
3.2 理化指标
总糖 9%，pH 值 5. 3 ～6. 4。
3.3 微生物指标
细菌总数≤50 cfu/100 mL，大肠杆菌群数≤3 MPN /100 mL，致病菌未检出。
来源：惠合胶体磨研磨设备厂

胶体磨

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