玉米飲料的穩定性研究

尤麗新，楊 柳，宋繼偉，馬井喜

（長春科技學院 生物食品學院，吉林 長春 130600）

玉米飲料的穩定性研究

尤麗新，楊 柳，宋繼偉，馬井喜

（長春科技學院 生物食品學院，吉林 長春 130600）

通過正交試驗，對玉米飲料的穩定性進行研究，得出玉米飲料穩定劑的最佳配方：黃原膠0.05％、魔芋膠0.015％、CMC 0.1％、乳化鹽0.02％。玉米飲料的最佳生產工藝參數：均質溫度為65℃，第一次均質壓力為20 MPa，第二次均質壓力為25 MPa，溶液pH值為6.0，殺菌溫度為90℃，殺菌時間為30 min。用該方法制作的玉米飲料的保質期可達120 d。

玉米；飲料；穩定性

玉米（Zea mays），亦稱玉蜀黍、苞谷、苞米、棒子，粵語稱為粟米，閩南語稱作番麥，是一年生禾本科草本植物。玉米具有較高的營養價值，被稱作黃金作物，是公認的健康長壽食品之一，也是全世界總產量最高的糧食作物。每100 g玉米中含有蛋白質8.4 g、維生素B10.31 mg、胡蘿卜素0.12 mg、纖維素1.5 g，并富含可降低人體血液中膽固醇、柔化動脈血管的亞油酸，以及硒、鎂、鐵等抗癌微量元素。中醫學及傳統中草藥學認為：玉米具有消渴、利尿、解毒之功效，經常食用，對人體十分有益。此外，玉米還含有大量植物纖維，可增加胃腸蠕動，防治便秘和結腸癌。可見，玉米是非常具有開發潛力的食品原料。

玉米飲料中含有大量的蛋白質和淀粉，兩者都是大分子物質，分散在水中制得的飲料屬懸浮液水溶膠，是一種典型不穩定體系，產品在生產和貯藏過程中極易產生析水、分層、沉淀等質量問題，嚴重制約該類產品的開發和發展。本文從膠體動力學、膠體電性質及穩定劑等方面對玉米飲料的穩定性進行研究，以期解決玉米飲料的穩定性問題和生產工藝問題。

1 材料與方法

1.1 材料

玉米為市售干玉米籽粒，飽滿無蟲蛀；黃原膠、魔芋膠、CMC、乳化鹽、EDTA、檸檬酸鈉等均為市售優質添加劑。

1.2 儀器設備

JYDZ-23型豆漿機：九陽股份有限公司；DJM膠體磨：上海東華高壓均質機廠；GYB40-10S高壓均質機：上海東華高壓均質機廠；TDL-5A離心機：上海菲恰爾分析儀器有限公司；HH-2恒溫水浴鍋：上海浦東物理光學儀器廠；MP5002電子天平：上海光學儀器廠；GZMR-PH-8414酸度計：北京中西遠大科技有限公司；CL-32L高壓滅菌鍋：日本ALP公司。

1.3 工藝流程與操作要點

1.3.1 工藝流程

選料→除雜→浸泡→磨漿→過濾→糊化→均質→調配→二次均質→脫氣→灌裝→殺菌→成品。

1.3.2 操作要點

原料的預處理。選擇無霉變、無蟲蛀、無損壞的優質玉米籽粒。玉米與水按1∶4的比例，在55℃下浸泡12 h。

磨漿。將浸泡好的玉米加水，按1∶15的比例磨漿，然后再用膠體磨進一步破碎大分子顆粒，以提高漿液的穩定性。

過濾。用8層紗布將磨漿后的漿液進行過濾。

糊化。將制備好的玉米漿放入恒溫水浴鍋中加熱糊化，糊化效果好則穩定性好。影響糊化效果的主要因素是糊化時間和糊化溫度。

調配。將溶解好的配料加入玉米漿中，邊加入邊攪拌，用量筒定容。

均質。均質效果的好壞直接影響產品的穩定性與口感。本實驗采用二次均質：第一次均質壓力為20 MPa，第二次均質壓力為25 MPa，均質溫度為65℃。

殺菌。將均質后的玉米飲料裝入瓶中，在90℃下殺菌30 min，然后自然冷卻。

1.4 穩定性評價

1.4.1 觀察法

均質或殺菌后，飲料在干凈的燒杯內壁分布呈細膩、均勻、無肉眼可見較大顆粒的薄膜；殺菌后，常溫放置1～3 d，無明顯沉淀、無明顯析水，則產品的穩定性最好。

1.4.2 離心法

取一定量的玉米飲料于離心管中，以3000 r/min離心10 min。以沉淀率SR表示體系的穩定性，SR越小，穩定性越好。當SR＜1％時，產品的穩定性良好。

SR（％）＝（m1/m2）×100

式中：m1為樣品溶液離心后沉淀物的質量，g；m2為樣品溶液離心前的質量，g。

2 結果與討論

2.1 玉米的浸泡條件

浸泡玉米的目的主要是使玉米軟化，易于磨碎，提高玉米的利用率和出汁率，其浸泡條件可影響產品的穩定性。以溫度、固液比、時間為因素做對比實驗，測不同條件下玉米的吸水率（見表1）。

表1 玉米吸水率

從表1可以看出，玉米的最佳浸泡方案是：溫度為55℃，時間為12 h，固液比為4∶1，吸水率為61％。

2.2 加水量對玉米飲料穩定性的影響

淀粉含水量為30％～60％時較易老化，含水量小于10％或在大量水中時不易老化。玉米漿含水量為93％，糊化后不易老化，因此不會產生淀粉沉淀。

從表2可以看出，隨著加水量的增加，其沉淀量隨之減少；加水量為20倍時，溶液顏色較淺，濃度稀；加水量為15倍時，沉淀量少且穩定性較好。

表2 加水量對玉米飲料穩定性的影響

2.3 糊化條件對玉米飲料穩定性的影響

通過查找資料和初步實驗驗證，確定較好的糊化溫度是60～100℃、糊化時間是5～25 min。在此范圍內進行組合試驗，從中找出穩定性最好的組合（見表3）。

表3 糊化條件對玉米飲料穩定性的影響

從表3可以看出，玉米漿在90℃下糊化20 min，效果最好，沉淀量最少，品質最佳。

2.4 穩定劑對玉米飲料穩定性的影響

根據斯托克斯定律可知，在盡可能減小瓜肉微粒直徑的同時增大分散介質的黏度，可提高產品的穩定性。通過L9（34）正交試驗確定穩定劑的最佳組合（見表4、表5）。

從表4和表5可以看出，各影響因素的主次順序為A＞D＞C＞B，穩定劑的最佳組合為A1B2C1D1，即黃原膠0.05％、魔芋膠0.015％、CMC 0.1％、乳化鹽0.02％。

表4 正交試驗設計表

表5 L9（34）正交試驗結果

2.5 均質條件對玉米飲料穩定性的影響

2.5.1 均質壓力對穩定性的影響

采用二次均質法，試驗結果如圖1所示。

圖1 均質壓力對穩定性的影響

由圖1可見，在第一次均質過程中，穩定性隨著均質壓力的上升而提高，均質壓力為20 MPa時，穩定性達到最高值，均質壓力在20～40 MPa時，穩定性隨著均質壓力的升高而降低；在第二次均質過程中，均質壓力為25 MPa時，穩定性達到最高值。因此，確定第一次均質壓力為20 MPa，第二次均質壓力為25 MPa。

2.5.2 均質溫度對穩定性的影響

均質溫度對穩定性的影響如圖2所示。

由圖2可見，隨著均質溫度的升高，沉淀量隨之降低。當均質溫度達到65℃時，沉淀量達到最小值；而溫度繼續升高后，沉淀量也隨之升高。此外，溫度過高，會使產品黏度下降，影響產品品質。因此，最佳均質溫度為65℃。

圖2 均質溫度對穩定性的影響

2.6 pH值對玉米飲料穩定性的影響

溶液的pH值對蛋白質的水化作用有顯著影響。在等電點pH值時，整個蛋白質分子呈電中性，水化作用最弱，蛋白質溶解度最小。當溶液的pH值偏離蛋白質等電點pH值越遠，則蛋白質分子水化作用越強，即溶液越穩定（見表6）。

表6 pH值對玉米飲料穩定性的影響

考慮到產品的口感，根據表6分析得出，pH值為6.0時，產品的穩定性最好。

2.7 殺菌條件對玉米飲料穩定性的影響

殺菌條件對玉米飲料穩定性的影響如表7所示。

表7 殺菌條件對玉米飲料穩定性的影響

從表7可以看出，在90℃下殺菌30 min和80℃下殺菌40 min兩種條件下，產品的穩定性均良好，但由于后者不能滿足商業無菌要求，所以，最佳殺菌條件為溫度90℃、時間30 min。

3 質量標準

3.1 感官評價

色澤：呈玉米特有的黃色，無雜色。

風味：酸甜可口，具有玉米特有的風味，無異味。

組織狀態：組織狀態均勻，流動性好，無沉淀和分層。

3.2 理化指標

總糖9％，pH值5.3～6.4。

3.3 微生物指標

細菌總數≤50 cfu/100 mL，大腸桿菌群數≤3 MPN/100 mL，致病菌未檢出。

4 結論

玉米飲料穩定劑的最佳配方為黃原膠0.05％、魔芋膠0.015％、CMC 0.1％、乳化鹽0.02％。玉米飲料的最佳生產工藝參數為均質溫度65℃，第一次均質壓力20 MPa，第二次均質壓力25 MPa，溶液pH值6.0，殺菌溫度90℃、時間30 min。以最佳的穩定劑復配比例和生產工藝生產的玉米飲料可常溫貯藏120 d，且無沉淀、析水、分層等現象，產品穩定性良好。

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［責任編輯：季 坤］

Study on the Stability of Corn Beverage

YOU Li-xin，YANG Liu，SONG Ji-wei，MA Jing-xi
（School of Biotechnology and Food，Changchun University of Science and Technology，Changchun 130600，Jilin，China）

By orthogonal test，this paper studied on the stabilizer of corn beverage and determined the best formula：0.05％xanthan gum，0.015％konjac gum，0.1％CMC，0.02％emulsifying salt.The optimum processing parameters：homogeneous temperature of 65℃，the first homogeneous pressure of 20 MPa，the second homogeneous pressure of 25 MPa，a pH value of 6，sterilization conditions of 90℃，30 min.The corn beverage prepared by thismethod has a shelf life of 120 days.

corn；beverage；stability

TS213.4

A

1006－8481（2014）03－0020－04

2013－12－20

尤麗新（1978—），女，長春科技學院生物食品學院講師。