一种监测甜玉米汁热加工中玉米黄质含量变化的方法技术

本发明专利技术提供了一种监测甜玉米汁热加工中玉米黄质含量变化的方法，该方法主要包括研究100℃～130℃热处理条件下甜玉米汁中玉米黄质与其色泽的降解动力学模型，计算它们的反应级数与活化能，确定色泽参数(L*，a*，b*和ΔE)与玉米黄质含量的相关性，然后建立色泽与玉米黄质的关系模型和验证模型的准确性，通过色泽量化分析可实时判断甜玉米汁中玉米黄质含量的变化。本发明专利技术为甜玉米汁在线生产过程的品质控制提供了参考。

A Method for Monitoring the Change of Zeaxanthin Content in Sweet Corn Juice during Hot Processing

The invention provides a method for monitoring the change of zeaxanthin content in sweet corn juice during hot processing. The method mainly includes studying the degradation kinetics model of zeaxanthin and its color in sweet corn juice under heat treatment conditions of 100-130 C, calculating their reaction order and activation energy, determining the correlation between color parameters (L*, a*, b* and E) and zeaxanthin content, and then establishing color. The relationship model between zeaxanthin and zeaxanthin and the accuracy of the model were validated. The change of zeaxanthin content in sweet corn juice could be judged in real time by quantitative analysis of color. The invention provides a reference for quality control of on-line production process of sweet corn juice.

【技术实现步骤摘要】
一种监测甜玉米汁热加工中玉米黄质含量变化的方法
本专利技术涉及一种监测甜玉米汁热加工中玉米黄质含量变化的方法，属于果蔬汁加工

技术介绍
甜玉米汁饮料是一种以甜玉米为主要原料的营养保健型饮料，口感嫩滑、柔软、香味浓郁，非常适合于男女老少饮用，具有很大的市场潜力。甜玉米汁中含有丰富的可溶性糖类、多种氨基酸、维生素、类胡萝卜素、钙、钾等营养成分，这些营养物质的组合使其具有体内排毒、缓解便秘、预防肠癌、保护视力等功效。甜玉米籽粒表皮细胞中有色体因累积了大量的类胡萝卜素，籽粒呈现黄色或橙黄色。类胡萝卜素是重要的促进健康的色素，具有维生素A原活性、强抗氧化性及有效预防慢性病的效果，它的存在大幅提升了甜玉米汁的营养价值。甜玉米汁生产中涉及热加工，如烫漂处理、巴氏杀菌、高压蒸汽灭菌、超高温瞬时灭菌等。在热处理条件下，玉米黄质、叶黄素、β-胡萝卜素等类胡萝卜素的多烯类共轭双键变得十分敏感，极易发生结构重排或降解反应，形成顺式异构体、环氧化合物、短链降解产物和挥发性化合物，从而影响其生物活性的发挥。玉米黄质是类胡萝卜素家族的一个组成部分，对眼睛健康特别重要。流行病学研究表明，摄入玉米黄质、叶黄素量较多的人患眼部黄斑退化的可能性降低，对白内障、老年失明及老花等病症也有预防作用。作为玉米黄质重要的食物来源，对甜玉米汁中玉米黄质含量进行有效评估显得尤为重要。类胡萝卜素降解的同时通常伴随着色泽的变化，说明类胡萝卜素和色泽之间存在着一定的联系。甜玉米汁色泽是感官指标中最直观的一项指标，同时也是玉米汁品质的重要组成部分。现有技术中，多采用分光光度法、高效液相色谱法、质谱法等仪器分析方法定性定量果蔬制品及加工过程中的类胡萝卜素组成，或通过研究类胡萝卜素损失特性、反应速度常数及活化能等动力学特性，以此建立类胡萝卜素组分的降解动力学模型等，为预测和控制果蔬制品品质提供了依据。但少见甜玉米汁热加工中类胡萝卜素变化的动力学特性及其与色泽品质之间关系模型预测的报道。本专利技术提供一种简便、快速的监测甜玉米汁热加工中玉米黄质含量变化的方法，利用对甜玉米汁色泽的量化测定在线监测甜玉米汁热加工过程中玉米黄质含量动态变化，为高品质甜玉米汁生产加工提供依据。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的在于提供一种监测甜玉米汁热加工中玉米黄质含量变化的方法。该方法通过可视化色泽变化可实时判断甜玉米汁中玉米黄质含量的变化，为甜玉米汁在线生产过程品质控制提供参考。技术方案一种监测甜玉米汁热加工中玉米黄质含量变化的方法，其特征在于，包括研究100℃～130℃热处理条件下甜玉米汁中玉米黄质与其色泽的降解动力学模型，计算它们的反应级数与活化能，确定色泽参数值与玉米黄质含量的相关性，然后建立甜玉米汁色泽与玉米黄质的关系模型，并验证模型的准确性，通过色泽的量化分析判断甜玉米汁中玉米黄质含量的变化。本专利技术的测定步骤按照以下过程进行：1)取鲜嫩甜玉米籽粒，经沸水烫漂、打浆、均质和过滤处理，装入玻璃瓶中并封盖；2)对100℃、110℃、120℃及130℃热处理条件下甜玉米汁中玉米黄质含量和甜玉米汁的色泽值进行定量测定；3)确定甜玉米汁中玉米黄质含量及其色泽值随处理温度变化的动力学模型特征；4)分析甜玉米汁中玉米黄质含量变化与其色泽变化之间的关联性，确定甜玉米汁色泽L*值与玉米黄质的含量满足良好的线性关系，建立相应的关系模型：L*＝(C-k1)/k2，其中，k1和k2为100℃～130℃热处理条件下的系数值；C为玉米黄质含量，μg/L；当热处理温度为100℃时，甜玉米汁色泽L*值与玉米黄质含量的关系模型为：L*＝(C+6940.7)/107.7，相关系数R2＝0.9377，标准误SE＝2.67；当热处理温度为110℃时，甜玉米汁色泽L*值与玉米黄质含量的关系模型为：L*＝(C+6927.7)/107.6，相关系数R2＝0.8921，标准误SE＝2.11；当热处理温度为120℃时，甜玉米汁色泽L*值与玉米黄质含量的关系模型为：L*＝(C+2636.7)/45.4，相关系数R2＝0.9246，标准误SE＝1.42；当热处理温度为130℃时，甜玉米汁色泽L*值与玉米黄质含量的关系模型为：L*＝(C+1576.5)/30.4，相关系数R2＝0.9261，标准误SE＝1.83；5)模型准确性验证和评价。所述的一种监测甜玉米汁热加工中玉米黄质含量变化的方法，其特征在于，甜玉米汁中可溶性固形物≥5％，pH5.6～6.6，玉米黄质含量≥35μg/100mL。所述的一种监测甜玉米汁热加工中玉米黄质含量变化的方法，其特征在于，用分数转换动力学模型对甜玉米汁中玉米黄质与其色泽参数进行拟合分析。所述的色泽参数值包括色泽L*值、色泽a*值、色泽b*值和色泽ΔE值。技术效果1.综合来看，甜玉米汁的色泽是一个复杂的性状，取决于色素的种类、含量和比例。甜玉米汁颜色变化的主要原因是由于其内部色素变化导致的结果；其次美拉德反应、焦糖化反应、VC降解及酚类化合物的氧化聚合都会引起汁液的褐变，导致色泽变差。通过本专利技术的方法，建立合理、有效的甜玉米汁色泽与玉米黄质之间的关系模型，为快速、实时、准确监控和预测甜玉米汁热加工中玉米黄质等类胡萝卜素含量的变化提供了可能。2.本专利技术中，经过加工后的甜玉米汁中玉米黄质保留率较高，且汁液pH5.6～6.6属于偏中性范畴，较低玉米黄质保留率的甜玉米汁饮料和其他酸性果蔬汁饮料，玉米黄质的损失受到除热作用外的其他干扰程度小，所建立的玉米黄质动力学模型方程更能可靠描述玉米黄质等类胡萝卜素的降解情况。通过甜玉米汁色泽的量化分析，与甜玉米汁中主要类胡萝卜素玉米黄质的关联性研究，确定了本专利技术中甜玉米汁色泽与单一类胡萝卜素的关系模型，相较于现有技术中仅对总类胡萝卜素进行预测的模型，这更能反映甜玉米汁主要类胡萝卜素变化的真实情况，为企业高值甜玉米汁的生产和品质控制提供安全保障。3.不同热处理温度对对称性玉米黄质分子中聚异戊二烯长链的多烯键结构的影响和作用机制不同。玉米黄质的降解和异构行为除了受食品基质、结构与组成、pH、热、氧分压及其他抗氧化剂的影响外，主要由其化学结构与性质决定。玉米黄质结构的热敏感性与温度的高低密切关联，不同温度范围内，其动力学性质不尽一致。本专利技术中，采用100℃～130℃的高温处理甜玉米汁，100℃和110℃条件下的一级降解动力学模型的R2在0.97左右，低于120℃和130℃条件，而色泽降解存在类似的规律，但高温较低温更符合一级降解动力学模型。可以推断，甜玉米汁体系中利用可视化色泽变化监测玉米黄质含量的变化具有一定的热处理条件限制。附图说明图1为热处理过程中甜玉米汁玉米黄质等类胡萝卜素含量的变化图2为甜玉米汁中玉米黄质等主要类胡萝卜素的零级、一级和二级降解动力学拟合图图3为高温处理过程中甜玉米汁色泽参数的变化具体实施方式以下结合说明书对专利技术进行进一步说明，但本专利技术所要求的保护范围并不局限于实施例描述的范围。1材料与方法1.1材料与实验仪器实验所用甜玉米品种为‘晶甜5号’，在吐丝授粉26-28天采收于江苏省农科院六合基地试验田。将采收后的甜玉米穗去苞叶、花丝、机械剥粒。取甜玉米籽粒，按照重量比1∶10加入沸水中烫漂6min，捞出沥水，冷却。烫漂后的甜玉米粒经过打浆，加入适量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监测甜玉米汁热加工中玉米黄质含量变化的方法，其特征在于，包括研究100℃～130℃热处理条件下甜玉米汁中玉米黄质与其色泽的降解动力学模型，计算它们的反应级数与活化能，确定色泽参数值与玉米黄质含量的相关性，然后建立甜玉米汁色泽与玉米黄质的关系模型，并验证模型的准确性，通过色泽的量化分析判断甜玉米汁中玉米黄质含量的变化。步骤如下：1)取鲜嫩甜玉米籽粒，经沸水烫漂、打浆、均质和过滤处理，装入玻璃瓶中并封盖；2)对100℃、110℃、120℃及130℃热处理条件下甜玉米汁中玉米黄质含量和甜玉米汁的色泽值进行测定；3)确定甜玉米汁中玉米黄质含量及其色泽值随处理温度变化的动力学模型特征；4)分析甜玉米汁中玉米黄质含量变化与其色泽变化之间的关联性，确定甜玉米汁色泽L*值与玉米黄质的含量满足良好的线性关系，建立相应的关系模型：L*＝(C‑k1)/k2，其中，k1和k2为100℃～130℃热处理条件下的系数值；C为玉米黄质含量，μg/L；当热处理温度为100℃时，甜玉米汁色泽L*值与玉米黄质含量的关系模型为：L*＝(C+6940.7)/107.7，相关系数R2＝0.9377；当热处理温度为110℃时，甜玉米汁色泽L*值与玉米黄质含量的关系模型为：L*＝(C+6927.7)/107.6，相关系数R2＝0.8921；当热处理温度为120℃时，甜玉米汁色泽L*值与玉米黄质含量的关系模型为：L*＝(C+2636.7)/45.4，相关系数R2＝0.9246；当热处理温度为130℃时，甜玉米汁色泽L*值与玉米黄质含量的关系模型为：L*＝(C+1576.5)/30.4，相关系数R2＝0.9261；5)模型准确性验证和评价。...

【技术特征摘要】
1.一种监测甜玉米汁热加工中玉米黄质含量变化的方法，其特征在于，包括研究100℃～130℃热处理条件下甜玉米汁中玉米黄质与其色泽的降解动力学模型，计算它们的反应级数与活化能，确定色泽参数值与玉米黄质含量的相关性，然后建立甜玉米汁色泽与玉米黄质的关系模型，并验证模型的准确性，通过色泽的量化分析判断甜玉米汁中玉米黄质含量的变化。步骤如下：1)取鲜嫩甜玉米籽粒，经沸水烫漂、打浆、均质和过滤处理，装入玻璃瓶中并封盖；2)对100℃、110℃、120℃及130℃热处理条件下甜玉米汁中玉米黄质含量和甜玉米汁的色泽值进行测定；3)确定甜玉米汁中玉米黄质含量及其色泽值随处理温度变化的动力学模型特征；4)分析甜玉米汁中玉米黄质含量变化与其色泽变化之间的关联性，确定甜玉米汁色泽L*值与玉米黄质的含量满足良好的线性关系，建立相应的关系模型：L*＝(C-k1)/k2，其中，k1和k2为100℃～130℃热处理条件下的系数值；C为玉米黄质含量，μg/L；当热处理温度为100℃时，甜玉米汁色泽L*值与玉米黄质含量的关系模型为：L*＝(C+6940.7)/107.7，相关系数R2＝0.9377；当热处理温度为110℃时，甜玉米汁色泽L*...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋江峰，李大婧，陈洁琼，刘春泉，肖亚冬，杨秋明，丛嘉昕，张慜，
申请(专利权)人：江苏省农业科学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32