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大越豆芋栀子植物蛋白饮料加工工艺研究
栀子， 又名黄栀子、 山栀子、 白蟾， 为茜草科植物栀子的干燥成熟果实。栀子原产中国， 广泛分布于热带和亚热带地区， 国外分布于日本、 朝鲜、 老挝、越南等东南亚地区， 在我国主要分布在长江中下游及华南等省区的丘陵山坡地， 主要品种为山栀子和水栀子。 栀子性苦寒， 无毒。 入心、 肝、 肺、 胃经。 药用部分为其干燥果实， 常用于清热泻火、 凉血。 主治热病虚烦不眠、 黄疸、 吐血、目赤、 咽痛、 扭伤肿痛等症。 临床主要用于急性黄疸型肝炎、 止血、 扭挫伤、 高血压， 糖尿病等症 。 2002年， 卫生部将其纳入首批药食两用资源。在古代， 栀子常用于提取黄色燃料用于织物的染色； 而现代， 栀子除了用作工业染料和食用色素之外， 栀子中其他有益功能成分也逐渐引起人们重视， 对其功能性也有大量的报道， 而由栀子花中提取的精油目前已广泛用于化妆品行业。
大越豆芋是一种豆科植物， 其不仅含有丰富的蛋白质、 脂肪酸、 多种维生素和矿物质， 还含有异黄酮、 胰蛋白酶、 凝集素等多种生物活性成分， 是一种高能量、 高营养食物。 栀子是我国的一种传统中药，属卫生部颁布首批药食两用资源， 其含有环烯醚萜、 藏红花素、 黄酮等多种功能成分， 具有广泛的应用价值。 本文以大越豆芋和栀子为原料， 旨在开发一款新型的金黄色植物蛋白饮料。
实验方法
豆芋汁最佳料水比实验：将豆芋粉以一定的料水比（ 1:12、 1:14、 1:16、 1:18、 1:20、 1:22） 加入到沸水中煮熟， 比较总糖和淀粉的含量， 确定豆芋汁最佳料水比。
加酶量对豆芋汁酶解效果的影响:分别称取 8 组等质量的豆芋汁， 分别加入耐高温 ɑ-淀粉酶 0U/g、10U/g、20U/g、 30U/g、 40U/g、 50U/g、 60U/g、 70U/g， 在 pH6.0， 温度 95℃条件下酶解1h， 测定还原糖含量。
pH 对豆芋汁酶解效果的影响:分别称取 5 组等质量的豆芋汁， 加入 50U/g 的耐高温 ɑ-淀粉酶， 分别调节pH 为 5、 5.5、 6、 6.5、 7， 在温度 95℃条件下酶解 1h， 测定还原糖含量。
温度对豆芋汁酶解效果的影响:分别称取 7 组等质量的豆芋汁，加入 50U/g 的耐高温 ɑ-淀粉酶，调节 pH5.5，分别在 85℃、 87.5℃、 90℃、 92.5℃、 95℃、 97.5℃、 100℃条件下反应 1h， 测定还原糖含量。
时间对豆芋汁酶解效果的影响:分别称取 6 组等质量的豆芋汁，加入 50U/g 的耐高温 ɑ-淀粉酶，调节 pH5.5，温度 95℃， 分别酶解 0min、 15min、 30min、 45min、 60min、 75min， 测定还原糖含量。
豆芋汁最佳料水比的研究
豆芋汁中的料水比不仅会影响酶解的条件， 更会影响最终产品的风味。 料水比太低会导致豆芋汁大分子糖类物质不能完全糊化， 汁液过于黏稠， 也会影响后面的酶解效率； 而如果料水比太高虽然能使豆芋中大分子大分子物质充分糊化，但是会导致豆芋汁中豆芋含量过低， 影响后期调配与最终产品风味。 本实验比较了不同料水比对豆芋汁中总糖和淀粉含量的影响， 结果见可知， 总糖和淀粉含量随着料水比的增加而增加， 并且增加的速率越来越小。 在料水比 1:20 处达到基本稳定， 故选择 1:20 作为豆芋汁最佳料水比。
加酶量对豆芋汁酶解效果的影响:实验选择了 8 组不同的加酶量研究加酶量对酶解效果的影响。 实验加酶量在 0~70U/g 范围之间。 当加酶量在 0~50U/g 范围内， 豆芋汁中的还原糖量随着加酶量的增加而增加。 但在 50U/g 之后， 随着加酶量的增加，豆芋汁中还原糖量的变化不明显，说明此时耐高温 ɑ-淀粉酶已过量，溶液中没有多余的多糖类可供分解。 因此， 从节约成本上考虑， 在 pH6.0， 反应温度 95℃，反应时间 1h 的条件下， 耐高温 ɑ-淀粉酶的适宜加入量为 50U/g。
3pH对豆芋汁酶解效果的影响:实验选择了 5 组不同的 pH 值研究 pH 对酶解效果的影响。 实验 pH 值在 5~7 范围之内。 当 pH 值在 5.5 时， 豆芋汁中还原糖含量达到峰值， 而在其他 pH 值下的还原糖含量与峰值均有明显差距。 说明耐高温 ɑ-淀粉酶在不同的 pH 值之下所表现出的酶活力是不一样的， 在 5.5 左右的弱酸性条件下活力达到最佳。 因此， 从提高产率和节约成本上考虑， 在加酶量 50U/g，反应温度 95℃，反应时间 1h 的条件下，耐高温 ɑ-淀粉酶的适宜作用 pH 值为 5.5。
温度对豆芋汁酶解效果的影响:实验选择了 7 组不同的温度研究温度对酶解效果的影响。 实验温度在 85~100℃范围之内。 在温度在 85~95℃范围内， 豆芋汁中的还原糖量随着加酶量的增加而增加。 在 95℃时， 还原糖量达到峰值。 但在 95℃之后，随着温度的升高， 豆芋汁中还原糖量的有所下降。 由于酶是一类蛋白质物质， 温度对其活性影响很大， 因此， 选择一个合适的酶解温度对反应效率的提高有很大帮助。 在加酶量 50U/g， 反应温度 95℃， pH 值为 5.5， 反应时间 1h 的条件下，耐高温 ɑ-淀粉酶的适宜反应温度为 95℃。
结论与创新
豆芋是一种豆科植物， 营养十分丰富， 烹饪后味道鲜美， 是一种天然的高能量食物， 具有抗癌、 降血压、 降血脂等功效。 栀子属茜草科植物， 是一味传统中药，属卫生部颁布的第一批药食两用资源，含环烯醚萜、 栀子黄等多种功能成分，具有护肝、 降压、 镇静、 止血、 消肿等作用。 本文以豆芋和栀子为主要原料， 旨在开发一款新型的金黄色植物蛋白饮料。 主要结论如下：
1、 以总糖和淀粉含量为指标， 确定豆芋汁制备最佳料水比为 1:20。 以酶解后还原糖含量为指标， 通过单因素和正交实验， 确定酶解最优工艺为： 加酶量为50U/g、 pH5.5、 酶解温度 93.4℃、 酶解时间 46min， 在此条件下验证实验得豆芋汁中还原糖含量为 1.565%。
2、 以蛋白提取得率为指标， 采用碱溶酸沉法， 通过单因素和正交实验， 确定豆芋蛋白提取最优工艺为： 料液比 1:10、 碱溶 pH10.5、 提取温度 45℃、 提取时间 3h、 酸沉 pH2.5， 在此工艺下， 豆芋蛋白提取得率为 8.68%。
3、 以取代度为指标， 采用水相法， 通过单因素和正交实验， 确定淀粉酯制备的最优工艺为：淀乳浓度 35%、 OSA 添加量为 3%、 稀释 7 倍、 反应温度 35℃、提取时间 5h， 该条件下得到的淀粉酯的取代度为 0.0198。 以自制淀粉酯和栀子油为原料， 研究各因素对淀粉酯乳化性的影响。 研究发现淀粉酯乳化的最优条件为： 淀粉酯浓度 0.24%、 均质时间 3min、 均质温度 50℃、 pH 为 7.56。 淀粉酯在NaCl 介质中乳化性会显著降低， 在乳化体系中加入蔗糖可以提高体系的乳化能力。
4、 规定豆芋蛋白液按照豆芋蛋白干重 0.1g/100mL 换算加入， 植物淡奶按照2mL/100mL 加入。 通过乳化稳定剂实验， 以透光率和沉淀率为指标， 得出调配豆芋汁中乳化剂最优配方为： 以 4:23 复配单硬脂酸甘油酯和蔗糖酯， 添加量为0.08%； 稳定剂最优配方为： 卡拉胶单加， 添加量为 0.04%。 采用简单排序法和标度法分别进行进行调色实验和调味实验， 确定栀子粕最佳添加量 0.08%， 确定白砂糖最佳添加量为 4%。
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