黑米红豆复合饮料的研制

（江苏康缘药业股份有限公司，江苏连云港222001）

黑米红豆复合饮料的研制

刘世娟，范业文，刘崇万，邓辰辰，李曼曼

（江苏康缘药业股份有限公司，江苏连云港222001）

研究以黑米、红豆、红糖为原料加工制成复合保健饮料。以感官评分为评价指标，采用D-最优混料设计，得出优化配方，即黑米乳44.90%、红豆乳28.73%、红糖6.37%、饮用水20.00%；并进行产品的稳定性研究，结果表明0.035%的羧甲基纤维素钠、0.070%的黄原胶、0.035%的微晶纤维素、0.070%的聚甘油脂肪酸酯、0.070%的分子蒸馏单甘酯组成的复合稳定剂具有较理想的稳定效果。

黑米；红豆；复合饮料；稳定性

黑米又名乌米，亦称“补血米”、“药米”、“长寿米”等，含丰富的蛋白质、必需氨基酸、维生素、不饱和脂肪酸、膳食纤维及铁、锌、硒等微量元素，还有花色苷、黄酮、生物碱、甾醇、强心甙等对人体健康有益的生物活性物质[1-4]，能入药入膳，对头晕目眩、贫血白发、腰腿酸软、夜盲耳鸣等症有一定疗效，长期食用，可延年益寿[5]。红豆又名赤小豆，是一种高蛋白、低脂肪、多营养的杂豆，富含多种维生素及微量元素，尤其是B族维生素和铁，有极好的补血和加强血液循环的功能[6]，皂角苷和膳食纤维有良好的利尿通便作用[7]，其赖氨酸等必需氨基酸含量较高[8]。黑米和红豆复配，可弥补谷物中赖氨酸和豆类中蛋氨酸含量低的缺陷，达到谷豆混食中蛋白质的互补，满足人体的营养需求。红糖性温味甘，含多种微量元素，如铁、锌、锰、铬等，有益气补血、健脾暖胃、活血化瘀等功效[9]。

试验以黑米、红豆、红糖为原料，经焙炒、粉碎、糊化、调配等工艺制成口感细腻，有浓郁谷物香气和补血养血、滋阴暖胃功效的复合保健饮品，符合目前向低脂肪、低热量食品发展的要求，有良好的市场开发前景。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

黑米、红豆、太古红糖：市售；中性中温α-淀粉酶（10 000 U/g）：江苏锐阳生物科技有限公司；黄原胶、羧甲基纤维素钠、微晶纤维素、单硬脂肪酸甘油酯、聚甘油脂肪酸酯：食品级；硫酸铜、硫酸钾、硫酸、硼酸、NaOH、碘等：分析纯。

JY5001电子天平：上海精平电子仪器有限公司；C21-RT2103美的多功能电磁炉：广东美的生活电器制造有限公司；QE-500高速万能粉碎机：江阴市天元药化机械制造有限公司；HWS26电热恒温水浴锅：上海一恒科技有限公司；TDL-5-A离心机：上海安亭科学仪器厂；WYA申光阿贝折光仪：上海仪电物理光学仪器有限公司；FB-110Q高压均质机：上海励途机械设备工程有限公司；YXQ-LS-SⅡ型全自动立式电热压力蒸汽灭菌器：上海博讯实业有限公司医疗设备厂。

1.2 试验方法

1.2.1 饮料工艺流程

1.2.2 工艺操作要点

1.2.2.1 黑米乳制备

1）前处理：黑米经清水洗净，浸泡0.5h～1h，沥水、晾至表面微干，160℃～180℃焙炒15min～30min，炒至黑米表皮裂口发黄，有焦香气为止[10-11]。焙炒后的黑米经粉碎，过100目筛，得黑米粉。

2）糊化：米粉以1∶10（g/mL）的比例加水搅匀，沸水浴中糊化20min。糊化过程中，定时充分搅拌，防止结团。

3）酶解：糊化液冷却至60℃，加入0.5%淀粉酶（10000U/g），60℃水浴酶解约90min，至加碘液不变蓝色为止。酶解液加热至沸10min，灭酶后冷却至室温，于3 500 r/min离心20min，取上层清液作为黑米乳。

1.2.2.2 红豆乳制备

1）前处理：红豆经清水洗净，浸泡1h～2h，沥水、晾至表面微干，140℃～160℃焙炒15min～30min，炒至红豆表皮裂口发黄，口感酥脆，消除豆腥味，有浓郁的豆香味为止[12]，可改善饮料的口感。焙炒后的红豆经粉碎，过100目筛，得红豆粉。

2）煮浆：豆粉按 1 ∶8（g/mL）料水比加水搅匀，加热煮沸15min，冷却到室温，120目滤布过滤，制备红豆乳。

1.2.2.3 复合饮料制备

1）调配：将一定比例的黑米乳、红豆乳、红糖、饮用水和复合稳定剂充分混匀[13]。

2）均质：将调配好的混合乳加热至60℃～70℃，在35 MPa～40 MPa操作压力下均质两次。

3）杀菌：均质后的乳液加热至80℃左右热灌装，以排除容器内空气；灌装后立即在121℃灭菌15min～20min，灭菌后快速冷却至室温，即为成品。

1.2.3 试验设计

1.2.3.1 饮料的配方设计

试验采用D-最优混料设计，利用Design-Ex pert8.0数据处理系统对饮料配方进行设计优化[14-15]，根据前期试验结果，确定各组分的添加量范围分别为：黑米乳A（38%～52%）、红豆乳B（25%～35%）、红糖C（4%～10%）、饮用水D（12%～20%）。

采用感官评分对饮料进行评定，其中滋味及口感30分、组织状态30分、色泽20分、风味20分，满分100分。由10名感官评定员品尝，取其评分的平均值，评分标准参照谷物类饮料轻工行业标准[16]，并作修改，见表1。

表1 饮料感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard of the beverage

1.2.3.2 饮料的稳定性设计

为保证饮料的稳定性，在饮料中加入稳定剂、乳化剂提高饮料的稳定性[17]。通过多次单因素试验筛选，选择黄原胶、羧甲基纤维素钠、微晶纤维素、聚甘油脂肪酸酯、分子蒸馏单甘酯5个因素，进行L16（45）正交试验，以离心分离率作为评价指标，试验安排见表2。

表2 饮料稳定性正交试验因素水平表L16（45）Table 2 Factors and levels of beverage stability experiments L16（45）

1.2.4 统计方法

配方优化采用Design Expert统计软件统计分析数据，建立回归方程与模型，进行优化分析；稳定剂优化采用SPSS19.0软件进行方差分析，以P＜0.05为显著性检验标准。

1.2.5 产品分析和测定方法[18]

感官指标：色泽、气味、滋味、口感；总可溶性固形物：手持折光仪法；总蛋白：凯氏定氮法；pH值：pH计测定法；微生物指标：菌落总数依据GB 4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》、大肠菌群依据GB 4789.3-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验 大肠菌群计数》MPN计数法、沙门氏菌依据GB 4789.4-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验沙门氏菌检验》、志贺氏菌依据GB/T 4789.5-2012《食品安全国家标准食品微生物学检验志贺氏菌检验》、金黄色葡萄球菌依据GB 4789.10-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验金黄色葡萄球菌检验》。

2 结果与分析

2.1 混料试验设计与结果

以黑米乳、红豆乳、红糖、饮用水的添加量为自变量，以饮料感官评分为因变量，通过D-最优混料设计，确定各组分的最优配比，试验安排及结果见表3，方差分析见表4。

以感官评分为响应值，应用Design-Expert对上述试验数据进行多元回归拟合分析，各因素对响应值的影响可用回归方程表示为：Y=44.08A+65.85B+69.70C+134.75D+101.09AB+104.19AC-7.94AD+59.62BC-87.41BD-208.30CD-132.59ABC+9.53ABD+339.38ACD+258.18BCD。

表3 混料设计试验安排及试验结果Table 3 Arrangement and experimental results of composite design

表4 回归方程的方差分析Table 4 Variance analysis for the established regression equation

由回归方程的方差分析（表4）可知该模型回归显著（P＜0.01），同时多元相关系数 R2=0.999 8，校正后的判定系数R2Adj=0.999 4，且失拟项在0.05水平上不显著，说明该模型与试验情况拟合较好，可通过此模型来反映饮料的感官评分情况。

2.2 各组分配比变化对饮料感官评分的影响

混料设计中，各组分的等高线图和响应曲面可直观反映其含量变化对感官分值的影响。图1是固定D（饮用水）的含量为16%时，黑米乳、红豆乳、红糖的交互作用对感官分值的影响。

图1 黑米乳﹑红豆乳和红糖的交互作用对感官评分的影响Fig.1 The effect of the interaction among black rice milk，adzuki bean milk and brown sugar on the sensory score

当红糖添加量为7%，黑米乳在较低水平时，随着含量的增加，产品的感官分值随之有较为明显的增幅，随即达到最高值，之后随着黑米乳含量继续增加，感官分值开始降低，且减幅较明显。红豆乳和红糖也有类似趋势，从3D图上可以看出，产品的感官分值有极大值。

2.3 饮料配方优化

用软件的最优化功能设定各组分的变化范围，然后设定所期望的响应值，见表5。

表5 试验因素和响应值的目标范围Table 5 Range of the test and response value

软件运行后，从随机组合开始进行最陡爬坡预测，直到目标响应值。同时给出了达到或接近目标响应值的4个组合，并提供了预测值，见表6。

表6 验证性试验结果Table 6 The results of confirmative experiments

从表6可以看出，最优组合为：黑米乳44.90%、红豆乳28.73%、红糖6.37%、饮用水20.00%。进行3次验证试验取平均值，结果表明，饮料的感官分值最高达88，与预测值相吻合，说明该试验表示的模型拟合度较高。

2.4 复合稳定剂添加量确定

饮料稳定性正交试验结果见表7所示。

表7 饮料稳定性正交试验结果Table 7 Orthogonal experimental results of beverage stability

由饮料稳定性正交试验结果（表7）可知，各因素的影响次序为：A（羧甲基纤维素钠）＞B（黄原胶）＞D（聚甘油脂肪酸酯）＞C（微晶纤维素）＞E（分子蒸馏单甘酯）。各因素的最佳组合为A2B2C4D4E3，即羧甲基纤维素钠0.035%、黄原胶0.070%、微晶纤维素0.035%、聚甘油脂肪酸酯0.070%、分子蒸馏单甘酯0.070%。该组合不在正交试验中，故补充该组试验，离心分离率为98.2%。

对表7进行方差分析，结果见表8。

表8 方差分析结果Table 8 Analysis results of variance

由表8可知，羧甲基纤维素钠对饮料稳定性有极显著影响，黄原胶、微晶纤维素、聚甘油脂肪酸酯有显著影响，分子蒸馏单甘酯的影响不具有显著性。

2.5 产品的质量指标

2.5.1 感官指标

产品色泽均一，呈紫红色；口感细腻、香味浓郁纯正，兼具黑米和红豆的谷豆香气；黏稠度适中无异味；组织状态呈均匀的乳浊状，无悬浮物及分层现象。

2.5.2 理化指标

总可溶性固形物：13.5%；总蛋白质：0.85%；pH值：5.5～6.5。

2.5.3 微生物指标

菌落总数：＜100 个/mL；大肠菌群：＜0.03 MPN/mL；致病菌未检出。

3 结论

1）黑米红豆复合饮料的最佳配方为：黑米乳44.90%、红豆乳28.73%、红糖6.37%、饮用水20.00%。

2）黑米红豆复合饮料复合稳定剂由0.035%的羧甲基纤维素钠、0.070%的黄原胶、0.035%的微晶纤维素、0.070%的聚甘油脂肪酸酯、0.070%的分子蒸馏单甘酯复配而成，将之添加到饮料中，产品稳定性较好。

3）该产品色泽均一，口感细腻，具有浓郁的黑米和红豆的复合香气，品质优良稳定，是集营养、健康于一体的保健饮品。

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Research on Black Rice and Adzuki Bean Compound Beverage

LIU Shi-juan，FAN Ye-wen，LIU Chong-wan，DENG Chen-chen，LI Man-man
（Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co.，Ltd.，Lianyungang 222001，Jiangsu，China）

A compound healthy beverage was produced using the main materials of black rice and adzuki bean.The optimum formula was obtained by using D-optimal mixture design with sensory evaluation as the index，which was black rice milk 44.90%，adzuki bean milk 28.73%，brown sugar 6.37%and water 20.00%.Meanwhile，the stability of the compound beverage was studied.The results showed that the composite stabilizer including 0.035%Sodium carboxymethyl cellulose，0.070%Xanthan gum，0.035%microcrystalline cellulose，0.070%polyglyceryl fatty acid ester and 0.070%Molecular distillation monoglyceride had the better effect.

black rice；adzuki bean；compound beverage；stability

刘世娟，范业文，刘崇万，等.黑米红豆复合饮料的研制[J].食品研究与开发，2018，39（1）：95-99

LIU Shijuan，FAN Yewen，LIU Chongwan，et al.Research on Black Rice and Adzuki Bean Compound Beverage[J].Food Research and Development，2018，39（1）：95-99

10.3969/j.issn.1005-6521.2018.01.019

刘世娟（1971—），女（汉），高级工程师，硕士，研究方向：功能性食品的研究与开发。

2017-06-19