薏米山药乳复合保健饮料的组方筛选

黄世瑜,许 辉, 王家良,闫 勇 ,钱时权,马慧敏

(1. 蚌埠学院 生物与食品工程系，安徽 蚌埠 233030；2. 安徽中粮油脂有限公司，安徽 蚌埠 233030)

薏米山药乳复合保健饮料的组方筛选

黄世瑜1,许 辉1, 王家良1,闫 勇2,钱时权1,马慧敏1

(1. 蚌埠学院 生物与食品工程系，安徽 蚌埠 233030；2. 安徽中粮油脂有限公司，安徽 蚌埠 233030)

目的：研制具有优良口感、独特风味和丰富营养的薏米山药乳复合保健饮料。方法：以薏米、山药和全脂乳粉作为主要原料，辅以适量白砂糖和柠檬酸等，采用正交试验和感官评价优化出该饮料的最佳组方；由于配置后的产品稳定性相对较差，所以选择适宜稳定剂进行单一稳定剂试验和复配稳定剂试验。结果：薏米汁与山药汁配比2 ∶1，添加全脂乳粉7%、白砂糖4%、柠檬酸0.06%时薏米山药乳饮料风味最佳；添加羧甲基纤维素(CMC)0.06%、蔗糖脂肪酸酯0.07%时饮料稳定性最好。结论：薏米山药乳复合保健饮料口感优良、风味独特、营养符合要求。

薏米；山药；乳；复合保健饮料；稳定性

近年来，复合保健饮料凭借着营养丰富、美味可口等优势在饮料市场中占据相当地位，吸引着各类消费人群。薏米和山药含有丰富的营养元素及保健成分，是传统药食两用的滋补食物。薏米山药乳复合饮料是将薏米汁和山药汁以最适比例进行复配，并辅之以乳粉和适量添加剂，使各原料发挥各自优势，达到功能协同互补，更好地发挥各原料的营养作用，这样不仅在营养方面得到互补，口感上也具有独特之处。由于薏米和山药主要成分淀粉居多，含糖量和含酸量均不明显，所以调配复合饮料时需要确定最适宜糖酸比。而且由于薏米淀粉颗粒的独特性，预煮糊化时薏米淀粉糊比较稳定，凝沉困难[1]。而且薏米淀粉相比其他淀粉而言α化相对困难，因此，在原料处理时为保证薏米组织最大程度软化须先预处理。除此之外，薏苡仁具有特殊的令人不愉快的口味[2]，需采用适宜加工方法处理使其具有令人可接受的其他口感。

目前，市场上保健类饮品除了中药保健饮料，更多的就是果蔬汁复合保健饮料，很少有粮谷类原料加工的产品。据调查研究表明，市场上已有的复合保健饮料有山楂枸杞乳复合保健饮料[3]、香蕉薏米保健饮料[4]、银耳山药复合饮料[5]等。迄今为止，也鲜少见有关薏米和山药复合的保健乳饮料的研发成果的声明报导。将薏米和山药结合在一起，研制出一种营养丰富、风味独特的新型薏米山药乳复合保健饮料，不仅丰富了保健饮料市场，而且有利于薏米、山药的深加工和综合利用。另外，薏米和山药适应性强、产量高，在我国普遍种植，价格相对较低且提取成本低，可广泛作为复合饮料研发的原料。本研究所引用的理论知识，制定的研究思路和采用的方法均可以作为今后研究相似课题的参考指导，最主要是可为薏米山药乳复合保健饮料的工业化生产提供一定的理论依据和工艺参数。

1 材料与方法

1.1 供试材料

薏米、山药、伊利全脂乳粉、白砂糖，购于蚌埠家乐福超市；柠檬酸、α-淀粉酶(>3700 U/g)、CMC、蔗糖脂肪酸酯、黄原胶、卡拉胶均为市售食品级添加剂。

1.2 设备

电子天平：上海越平科学仪器有限公司；YXD系列远红外食品电烤箱：山东省博兴县兴福不锈钢炊具机械厂；冰沙机：六合國股份有限公司；电磁灶：九阳股份有限公司；胶体磨：沈阳力源电机有限公司；HH-2数显恒温水浴锅：金坛市杰瑞尔电器有限公司；JW-3021H低温高速离心机：安徽嘉文仪器装备有限公司；实验型高压均质机：浙江奉化市巨浪机械厂。

1.3 试验方法

1.3.1 薏米汁制备工艺流程及操作要点

(1) 工艺流程：薏米→筛选→清洗沥干→烘焙→浸泡→打浆→细化→糊化→酶解→过滤→薏米汁

(2) 操作要点：① 筛选：去除带霉点，带碎壳的薏米，挑选出石子等杂质颗粒。② 清洗：将筛选过的薏米用清水冲洗至少3次，除去表面吸附的灰尘及中间夹杂的细小杂质，沥干水分。③ 烘焙：将薏米粒摊放在烤盘上，设置烤箱温度为155 ℃～180 ℃，面火比底火相应低15 ℃～20 ℃，烘烤时间15～20 min。具体情况根据薏米干燥程度决定，至打开烤箱就能闻到有薏米特有的烘焙香味后取出冷却[6]。④ 浸泡：将冷却后的薏米投入清水中浸泡10～12 h，待薏米粒组织软化后再打浆。⑤ 打浆、细化：按料水比1 ∶7的比例将浸泡好的薏米打浆后使用胶体磨细化颗粒，使组织更细腻。⑥ 糊化、酶解：加热使薏米汁预糊化，然后常温下冷却到60 ℃左右，用0.0017%的ɑ-淀粉酶水浴酶解并在此温度下保温酶解10 min[7]，最后再加热至沸灭酶。⑦ 过滤：使用四层纱布过滤滤去残渣，滤液即为薏米汁。

1.3.2 山药汁制备工艺流程及操作要点

(1)工艺流程：山药→清洗削皮→切片→护色→糊化→打浆→细化→酶解→山药汁

(2)操作要点：① 原料选择：选择新鲜无破损的山药为原料。② 清洗去皮：打开水龙头水充分清洗表皮附着的泥沙，然后切去根须再削皮。③ 切片护色：将削好皮的山药切成厚薄均匀的切片，并立即投入准备好的0.5%Nacl溶液中护色15 min。④ 糊化：因山药含有大量淀粉，需先将淀粉升温糊化，再进行水解，加热温度到90 ℃糊化10 min。⑤ 打浆、细化：将山药与水按1 ∶4的比例混合后在打浆机中破碎打浆，再使用胶体磨将山药汁中颗粒细化，从而使山药汁组织更细腻。⑥ 酶解：根据文献[8]，采用ɑ-淀粉酶添加量0.006 mg/mL，水浴酶解温度80 ℃，时间20 min的工艺对山药汁进行酶解，达到要求后应加热至沸并保温5 min灭酶。⑦ 过滤：灭酶后冷却，然后使用四层纱布过滤得滤液即为所要制备的山药汁。

1.3.3 不同因素的考察

(1) 薏米汁与山药汁复合比例确定。以七组薏米汁与山药汁的体积比(1 ∶3、1 ∶2、2 ∶3、1 ∶1、3 ∶2、2 ∶1、3 ∶1)为选择对象，在添加6%的全脂乳粉、4%的白砂糖、0.10%的柠檬酸条件下，通过单因素试验筛选出比较适合的一种比例作为混合汁的最佳配比。

(2) 乳粉添加量确定。由两种原料汁混合配比的试验结果，选择薏米汁与山药汁体积比2 ∶1。同时在添加4%的白砂糖、0.10%的柠檬酸的前提下，分别添加4%、5%、6%、7%、8%不同含量的全脂乳粉进行单因素试验，筛选最佳乳粉添加量。

(3) 白砂糖添加量确定。由两种原料汁混合配比的试验结果，选择薏米汁与山药汁体积比2 ∶1。同时在添加6%的全脂乳粉、0.10%的柠檬酸的前提下，分别添加2%、3%、4%、5%、6%不同含量的白砂糖进行单因素试验，筛选最佳白砂糖添加量。

(4) 柠檬酸添加量确定。由两种原料汁混合配比的试验结果，选择薏米汁与山药汁体积比2 ∶1。同时在添加6%的全脂乳粉、4%的白砂糖的前提下，分别添加0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%不同含量柠檬酸进行单因素试验，筛选最佳柠檬酸添加量。

1.3.4 正交试验 根据单因素试验结果，选取对感官评价影响显著的四个因素即薏米汁与山药汁体积比(A)、乳粉添加量(B)、白砂糖添加量(C)、柠檬酸添加量(D)，采用L9(34)的正交试验对薏米山药乳复合保健饮料的复配参数进行优化[9]。

1.3.5 感官评分标准 综合感官评价指标由组织状态、口感、风味和色泽4个指标构成，其标准见表1。按照评分标准请10名相关专业人员组成评价小组，各自打分，最终计算平均分作为评价指标。

表1 薏米山药乳复合保健饮料感官评分标准

1.3.6 单一稳定剂对复合饮料的稳定效果 为了提高配置后饮料的性质均一性，需要在饮料中添加适宜稳定剂，以防止产生影响饮料质量的絮状悬浮、上下分层或出现沉淀等现象。分别添加羧甲基纤维素(CMC)、卡拉胶、黄原胶、蔗糖脂肪酸酯，进行单一稳定剂试验。通过离心沉降法，每次称取等量的复合饮料6份，分别添加0、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%、0.12%的稳定剂，设定高速离心机转速5000 r/min离心时间15 min，根据沉淀率公式计算离心沉淀率[10]。

沉淀率=(沉淀物质量/离心饮料的质量)×100%

1.3.7 复合稳定剂对复合饮料的稳定效果 离心分层率、沉淀率以及测定离心前后饮料的吸光度值均能体现复合饮料的稳定效果。试验中发现复合乳饮料测沉淀率能最直接明了体现稳定剂的效果，即沉淀率越小，说明稳定剂对饮料的稳定效果越好。故测定沉淀率作为稳定性的评价指标，对薏米山药乳复合饮料的复合稳定剂做试验。

2 结果与分析

2.1 不同因素对薏米山药乳复合饮料的影响

2.1.1 薏米汁与山药汁体积比的确定 采用适宜的烘焙工艺烘焙薏米，可以使薏米具有浓郁的焙烤香味，经打浆酶解处理后的薏米汁组织细腻，香味馥郁，色泽呈均一乳白色；而山药是薯蓣科植物的块茎，经处理的山药汁具有薯蓣科植物的清香味，口感爽滑，色泽均一但颜色稍浅，所以薏米汁与山药汁的体积比对复合饮料的感官评价有较突出的影响。由图1可知，薏米汁与山药汁体积比2 ∶1时，感官评分最显著90.3分，调配出的饮料色泽最佳，具有薏米、山药、乳的风味，口感酸甜协调。当山药所占比例较大时，乳粉味很浓，遮盖了薏米的特有烘焙香味且颜色较浅。当山药添加量过少时，薏米和乳粉味较浓，无山药的风味。

图1 薏米汁与山药汁体积比的确定

图2 全脂乳粉添加量的确定

2.1.2 乳粉添加量的确定 添加合适的乳粉不仅能使制作出的饮料具备优良的组织状态、风味和口感，更有利于体现薏米和山药的特点，展现浓郁的复合风味。由图2可知当乳粉含量为6%时，感官评分最高93.2分，调配成的饮料口感良好，更利于人们接受。当乳粉添加量较少时乳香味不明显；当乳粉含量过大时，复合饮料乳粉味过浓，遮盖了薏米和山药独特的风味，同时色泽呈乳黄色。

2.1.3 白砂糖添加量的确定 薏米和山药自身滋味平淡，加入适宜白砂糖能非常明显改良饮料的口感。由图3可知，白砂糖加入量为5%时复合饮料感官评价平均得分最高93.2分，其组织状态、风味、色泽最佳，口感协调适宜。

图3 白砂糖添加量的确定

图4 柠檬酸添加量的确定

2.1.4 柠檬酸添加量的确定 加入柠檬酸既可调解饮料的糖酸比，还能起到一定的预防腐败变质的作用。由图4可知，添加0.08%的柠檬酸时，感官评分最高92.1分，饮料综合状态最佳。柠檬酸加入量太少时，饮料酸味很淡口感偏甜；柠檬酸添加量过多时，不仅口感上酸味过重，而且导致饮料组织状态变差，其中的蛋白质变性，出现明显分层。由此可见，柠檬酸的量对饮料质量有很大的影响。在其中加入适量柠檬酸能有效调配复合乳饮料的口感，同时提高饮料品质。

2.2 薏米山药乳饮料的组方正交试验结果

根据单因素试验结果设计正交试验，各因素水平见表2。组方正交试验结果见表3。

表2 薏米山药乳复合饮料组方正交试验因素水平表

表3 薏米山药乳饮料的组方正交试验结果

由表3中的极差R可知，正交试验各因素对复合饮料品质影响的主次顺序依次为D>A>B>C。最佳的配方组合为A2B3C1D1，即薏米汁与山药汁体积比为2 ∶1，全脂乳粉添加量为7%，白砂糖添加量为4%，柠檬酸添加量为0.06%。由于该组合不在正交试验方案中，因此另增加该组合的验证试验，结果表明，该产品为乳白色，色泽均匀，富有薏米特有焙烤香味、山药薯科的清香味及乳粉特有的乳香味，复合风味明显，口感细腻爽滑酸甜协调，该配方组合所得复配饮料的感官评分为98.2分，高于其它试验组合。

2.3 单一稳定剂对复合饮料的稳定效果

不同稳定剂对饮料的稳定效果见图5。由图可知，无添加剂时饮料沉淀率均较低，即不添加稳定剂的饮料体系反而更稳定。产生这种结果可能是因为薏米含有淀粉等多糖，质量分数较小时，在无序结构形成的糊化过程中充当稳定剂使体系趋于稳定；当加入单一稳定剂时测出饮料的沉淀率反而更高，原因可能是单一稳定剂扰乱了多糖形成的相对稳定结构[11]。由于各种稳定剂的各自特性不同，考虑选择以上稳定剂中稳定效果相对较好的CMC和蔗糖脂肪酸酯复配，再比较试验结果，决定是否添加稳定剂。

2.4 复合稳定剂对复合饮料的稳定效果

图5 不同单一稳定剂对饮料的稳定效果

由图5可知，CMC添加量0.08%时沉淀率最小，而蔗糖脂肪酸酯添加量0.12%时沉淀率最小，由于稳定剂之间效果是协同作用，所以二者复配时添加量平均缩小，且在稳定剂允许添加范围内。两种稳定剂复配的正交试验因素水平表见表4。复配稳定剂正交试验结果见表5。

表4 稳定剂正交试验因素水平表

由表5中极差R可知，蔗糖脂肪酸酯相较CMC对复合饮料的稳定效果影响较大，稳定效果最佳的试验号是9号，即CMC添加量0.06 %，蔗糖脂肪酸酯添加量0.07 %时，沉淀率最低，为1.776 %，相比较无添加剂时的沉淀率2.677 %，稳定效果较佳。重复三次验证试验均表明沉淀率最低，出现此结果可能是复配稳定剂的协同作用使饮料的体系更趋于稳定，所以薏米山药复合乳饮料添加适宜稳定剂为0.06 %的CMC，0.07 %的蔗糖脂肪酸酯。

表5 复配稳定剂正交试验结果

3 结论

试验结果表明，薏米山药乳复合保健饮料最优组方为薏米汁与山药汁体积比2 ∶1，全脂乳粉7 %，白砂糖4 %，柠檬酸0.06 %，复配稳定剂为0.06 %的CMC和0.07 %的蔗糖脂肪酸酯。根据上述配方制成的复合饮料具有最佳的组织状态、色泽和特有的薏米山药乳风味，口感细腻爽滑，酸甜比例协调，且含有丰富营养，有薏米和山药的保健作用。

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(责任编辑：马世堂)

The Formula Screening of Semen Coicis-yam-milk Composite Healthy Drink

HUANG Shi-yu1,XU Hui1,WANG Jia-liang1,YAN Yong2,QIAN Shi-quan1,MA Hui-min1

(1. Department of Biology and Food Science, Bengbu University, Bengbu 233030, China;2. Anhui COFCO Oil Company Limited, Bengbu 233030, China)

Objective: To develop a good taste, unique flavor and rich nutrition of barley yam milk compound healthy beverage。 Methods: Barley, yam and whole milk powder are used as the main raw material, supplemented by the amount of white sugar and citric acid, orthogonal test and sensory evaluation of the optimal prescription of the beverage; because the product stability after configuration is relatively poor, we choose the suitable stabilizer of single stabilizer compound stabilizer test. Results: Barley juice and yam juice ratio is 2 ∶1, by adding whole milk powder 7%, sugar 4%, citric acid 0.06% flavor medicine milk beverage best mountain barley; adding carboxymethyl cellulose (CMC), the stability of the beverage best 0.06% sucrose fatty acid ester 0.07%. Conclusion: Compound healthy beverage of yam barley milk can meet the requirements.

Coix seed; Yam; Milk; Compound health beverage; Stability

2016-06-02

蚌埠学院重点学科；安徽省教育厅科学研究重大项目(KJ2016SD36)。

黄世瑜(1965-)，女，安徽省合肥市人，学士，副教授，主要从事食品营养与农产品加工研究。

TS201.1

A

1673-8772(2016)06-0043-07