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魔芋多糖在茶饮料中的稳定作用机理研究

龚加顺  
【摘要】: 魔芋多糖(Konjac Glucomannan,KGM)是从魔芋(Amorphophallus konjac C.Koch)的块茎(tubers)里提取出来的一种高分子量、非离子型水溶性多糖。由D-葡萄糖和D-甘露糖残基按1:1.6或2:3的克分子比以β-1,4糖苷键共聚合而成的长链分子。分子每19个糖残基(C-6位)上连接有一个乙酰基团,并影响着KGM的理化性质和用途。KGM由于其水溶液具有较高的粘度,而在食品工业中广泛用作增稠剂、乳化剂、稳定剂等。但目前国内外对这些功能特性在具体应用中的分子作用机制及稳定机理等方面的研究却鲜见报道。而多集中于营养学、高浓度KGM溶液性质及其与其它多糖间的复配和应用等方面的研究。由于KGM属水溶性纤维能被肠道细菌所酵解而有显著的降低胆固醇和血脂效果,为KGM的应用奠定了基础。 茶饮料“冷后浑”(cream down)或冷后沉淀现象一直未能得到很好的解决,限制了高品质茶饮料的发展。多种化学添加剂、防腐剂、抗氧化剂也因此被引入到茶饮料当中来。由于沉淀物的产生,对近年来流行的PET瓶、BOPP瓶、宝特瓶及玻璃瓶等透明容器商品性的影响更为严重。因此,改善茶饮料的澄清度及预防茶饮料在储放过程中产生沉淀,则是当前饮料业界所面临的最急迫的课题。迄今为止,在物理法、化学法和生物技术等众多转溶(clarify)“冷后浑”的方法中,单宁酶法转溶被认为是最佳的选择,但由于单宁酶(约400美元/1克)价格昂贵,而国内尚无此酶的工业化生产,因而限制了它在茶饮料中的应用。故寻求其它解决途径和方法就更为迫切。 本研究从魔芋多糖(KGM)的应用基础研究出发,以茶叶提取物复配KGM为研究对象,旨在利用KGM稀溶液的理化特性来解决茶饮料“冷后浑”或冷后沉淀现象,并阐明其作用机理,同时开发出系列较具市场前景的高品质魔芋茶饮料为主要目的,从魔芋茶饮料的研制、流变学特性研究、品质成分快速定量分析的近红外校正模型(calibration equation)的建立以及魔芋茶饮料稳定机理等四个方面进行了试验研究。结果分析如下: 1 魔芋茶饮料的研制 本试验以云南工夫红茶、红碎茶、四川工夫红茶、福建铁观音乌龙茶、魔芋多糖(KGM)等为试材,利用反应曲面法(Response Surface Methodology,RSM)与现代食品分析技术——中央定位测试法(7-point scale),以茶提取液(X_1)、KGM溶胶(X_2)和糖酸(X_3)为试验因子,进行实验设计。由于无糖型魔芋茶饮料主要受茶提取液(X_1)和KGM溶胶(X_2)的影响,因此,只考查茶提取液和KGM溶胶对产品整体喜好性(overall preference)(Y)的影响,而采用二次中心旋转组合设计:二因素,五水平的反应曲面法(RSM),共13个组合。 甜酸型魔芋茶饮料除受茶提取液(X;)和KGM溶胶(XJ的影响外,更受糖酸(X/ 添加量的影响,因此,利用二次中心旋转组合设计:三因素,五水平的反应曲面法(赃M), 共20个组合,来探讨不同因素对魔芋茶饮料消费者接受性及理化品质的影响,考查指标Y; 分别为甜度、酸度、粘稠度、茶味及整体喜好性。实验数据利用 SAS6* 2进行统计分析, 并籍由复回归分析(Multghe Regression Analysis)来契合试验数据以得到反应曲面方程式, 同时检查此方程式的适切性(Adeqacy of it)或失拟性(Lack of it)及此模式对试验数据 的解释能力(RZ人 并根据此方程式以Surfer绘图软件进行计算机作图,探讨其间的交互 作用及最佳的产品配方,结果表明: 1l魔芋茶饮料(包括无糖型和甜酸型)的甜度、酸度、粘稠度、茶味及整体喜好性 的消费者接受性与变因之间的数学模型或回归方程式,经显著性检验,所得12个模型均 达显著巾吻.05)和极显著平准中功.of人 而且由残差项的失拟性uMk Of it)于 5%的 可信赖范围均不具显著性中>0刀5人这表明所得模式均具较高的可信度,可用于预测。以 甜酸型魔芋红茶饮料的整体喜好性为例,其回归模型如下: Y区红卜)“4·8126心.1660兄-o.1199兄十0.3429x广0.1023X2十0*210X广0.0744兄2+ 0*005X;X。+0.1675X;X。+0口725X。X。庄一0.9323,p=0*001<0*10)(3) 该模型经SAS程式优化分析,得到魔芋红茶整体喜好性的优化值为:红茶提取液(X;) 二0.5542水平,KGM溶胶(XJ一0.023水平,糖酸(X*叫石88水平,此时评分Y值最 大,可达 5.35分(Station叨 Point)o 另从22个反应曲面图上也可看出,变因间的交互作用对评定指标得分均有较大影响。 即使在相同条件下,各评定指标的评分也不尽一致。这反映了消费者口味的多样性和复杂 性。同时,实验结果也表明,在甜酸型茶饮料中添加 KGM对饮料的消费者整体喜好性影 向不大(p>0刀5)。 1.2消费者调查结果显示,在所调查的消费人群中,大陆的消费者口味总体上是偏甜、 偏酸和偏粘稠,而且对相同的样品在茶味和整体喜好性方面评分均高于台湾。经统计分析, 甜度之间差异达显著平准中功刀5X 而酸度、粘稠度、茶味及整体喜好性则达到了极显著 的差异中<0刀 1入这表明大陆和台湾地区之间由于饮食文化、气候环境及人的味觉特性的 不同,其饮食的喜好性也存在较大差异


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