怀山药饮料工艺优化研究

孔瑾,王明新,孔琳琳,李斌

（1.河南科技学院,河南新乡453003；2.新乡县质量技术监督测试中心,河南新乡453007）

怀山药味甘、性平,入脾、肺、肾三经,具有健脾、补肺、固肾、益精、延年益寿之功效.含有皂甙粘液质、胆碱、糖蛋白、多种氨基酸、维生索C、山药碱及Cu、P、Fe、Se等多种微量元素[1].《神农本草经》载有：“山药以河南怀庆者良”[2].古怀庆府即今河南焦作境内的博爱、沁阳、武陟、温县等县区,所产的铁棍山药保健功效最显著,素有“怀参”之称[3].

怀山药饮料采用河南焦作产的优质山药,具备了高端产品的珍贵性和高品质特性,是高附加值、差异化、特色化明显的新型养生保健饮料.怀山药饮料加工时,原料经去皮后容易发生褐变,直链淀粉成分含量高容易发生老化、凝絮、分层或沉淀,原料本身无特征性风味,使得怀山药饮料口味平淡,严重影响和制约着怀山药饮料的质量和生产,为此我们开展这项研究,旨在提升怀山药饮品的质量,增大消费量,促进怀山药产业的快速发展.

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜怀山药、白砂糖、柠檬酸、L-苹果酸、柠檬酸钠、食盐、α-淀粉酶、黄原胶、耐酸性CMC-Na、瓜尔豆胶等.

1.2 仪器与设备

MD100-2型分析天平（上海天平仪器厂）；HH-4恒温水浴锅（金坛市杰瑞尔电器有限公司）；YXQ-SQ 46-280A手提式压力蒸汽灭菌锅（上海博迅实业有限公司）；JM-5胶体磨（温州市豪龙胶体磨厂）；SRH 60-70高压均质机（上海申鹿均质机有限公司）；WHD-50打浆机（温州长宏机械厂）；WAY21型阿贝折射仪（新天精密仪器公司）.

1.3 工艺流程

怀山药→挑选→清洗、去皮、护色→切片→护色→软化→打浆→淀粉水解→酶解→配料→均质→脱气→灌装封口→杀菌→保检→检验→成品[4-5].

1.4 操作要点

去皮：采用手工去皮或碱液去皮法,去皮要快速彻底并剔除表面根毛,洗净、切片放入护色液中.

护色：护色用3%的食盐和1%抗坏血酸钠的水溶液护色[6-7].

软化：将切片后的怀山药放入定量水中软化,一般煮沸15～20 min.

打浆：将软化后的怀山药片连同料液放入打浆机打浆,然后将溶解后的稳定剂加入浆液中混匀,再将混合液入胶体磨进一步细化.

水解处理：怀山药含有大量淀粉,若不将其水解,易引起饮料发生分层、沉淀、凝絮或老化,影响产品质量.酶解前先将怀山药浆料中的淀粉糊化,加热至80℃保温10 min左右；糊化后升温至90～95℃,加入α-淀粉酶进行酶解,酶解完成后煮沸灭酶.

配料：将制备的怀山药浆液加入甜味剂、酸味剂、稳定剂等,加水至配方用量.

均质：预热到55～60℃左右,在30～35 MPa的压力下均质2～3遍.

灌装、封口、杀菌及冷却：将饮料加热至85～95℃保持5～8 min脱气,热罐装至灭菌干净的饮料瓶中,立即封口、杀菌.杀菌温度121℃,时间10～15 min,然后分段冷却至常温.

1.5 怀山药饮料最佳配方的确定

在预试验的基础上对料水比,稳定剂用量,甜酸用量各因素选择4水平进行正交试验,对试验结果综合评判,并进行极差分析得出最优配比方案.

1.6 理化指标的测定

可溶性固形物的测定用手持糖度计进行.酶解指标为还原糖的含量,测定方法按照GB/T 15038—2006方法进行.沉淀率按以下公式计算：沉淀率=V1/V2×100%,式中：V1为沉淀体积/mL,V2为供测饮料体积/mL.

2 结果与分析

2.1 怀山药饮料料水比最佳条件的确定

怀山药的用量直接影响产品的营养、风味和感官,分别设置怀山药与水的料水比为 1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶14,对产品进行评定,结果见表1.

表1 料水比对怀山药饮料品质的影响

由表1可以看出,浆液比为1∶12时,怀山药饮料的综合指标较佳.

2.2 怀山药饮料稳定剂优选试验

以成品饮料的沉淀率为指标,采用正交设计试验确定复合稳定剂的最佳配比,试验因素见表2.因素分别为 A：黄原胶；B：CMC-Na；C：瓜尔豆胶.

表2 复合稳定剂因素与水平设计

沉淀结果见表3.由表3可以看出,复合稳定剂的最佳配比为试验8,即黄原胶0.12%、CMC-Na 0.12%、瓜尔豆胶0.005%.

表3 复合稳定剂的沉淀率

2.3 怀山药饮料甜酸配比优选试验

将酸味剂及酸味调节剂（A：柠檬酸；B：柠檬酸钠；C：L-苹果酸）和白糖、果葡糖浆、AK糖按一定比例配比,选择合适的甜酸比,试验结果见表4.

表4 复合酸味剂的配比

表5 甜酸比试验结果

由表4可以看出,酸味剂的混合配比3号试验风味较好,即柠檬酸0.15%、柠檬酸钠0.05%、L-苹果酸0.05%.饮料的pH控制在5.0～5.5左右.

甜酸比试验结果见表5.

由表5可知,甜酸配比试验2较好,即80∶2.5.

2.4 怀山药饮料配方选优正交试验

2.4.1 怀山药饮料评分标准 怀山药饮料评分标准见表6.

表6 评分标准

2.4.2正交试验确定优选配方 正交试验水平见表7.

表7 正交试验水平

正交试验结果见表8.

表8 正交试验结果与分析

由表8极差分析可知,因素主次顺序A＞B＞C；优水平依次为A3、B2、C3,优组合为A3B2C3.

3 小结

通过试验得出了怀山药饮料的最佳工艺条件为：怀山药与水比例为1∶12,稳定剂黄原胶、CMC-Na、瓜尔豆胶的用量分别为0.12%、0.12%和0.005%,甜酸比为80∶2.5.但是,试验产品的色、香、味、形等指标因原料和工艺条件的不同而存在差异,此外,饮用人群不同对产品的评价亦存在差异.因此,应区别不同情况,对试验的工艺技术参数进行适当调整,以保证怀山药饮料营养、多样的特性.

[1]尹郑红.怀山药汁加工工艺研究[J].郑州牧业工程高等专科学校学报,2000,20（3）：179-180.

[2]侯士良,袁秀芳,王宪龄,等.“四大怀药”的药效学研究[J].河南中医药学刊,1994,9（l）：11-13.

[3]蔡金辉,严渐子,黄晓辉,等.山药品种资源的分类研究[J].江西农业大学学报,1999,21（1）：53-57.

[4]赵静,刘学文,宋娜,等.新型山药饮料的开发[J].食品研究与开发,2009,30（3）：69.

[5]谢荣辉,钱利众.鲜切山药的护色研究[J].温州大学学报：自然科学版,2007,28（6）：30-31.

[6]叶兴乾.果品蔬菜加工工艺学[M].北京：中国农业出版社,2009.

[7]高晗,刘本国,杨国堂,等.山杏复合乳饮料的研制[J].河南科技学院学报：自然科学版,2010,38（4）：62-65.