土豆橙汁复合饮料的研制及理化性质研究

张 翠，孔 钰，江 露，宫雨蒙，李文亮，张 忠

（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西省食品绿色加工与安全控制工程实验室，陕西西安 710119）

土豆学名马铃薯，属于茄科茄属。土豆作为我国主要食用作物之一，是一种低热量、高蛋白、富含多种维生素和矿物质的食品[1]。土豆不仅营养价值高，还具有一定的保健功能，可以预防和治疗胃溃疡、慢性胃炎等疾病[2]。我国拥有丰富的土豆资源，但加工利用较少，且土豆深加工产品单一[3]。目前，我国正在推进土豆主粮化战略，这有助于改善国人的膳食结构，满足人民增强体质的愿望[4]。因此，合理开发以土豆为原料的新产品，利用其营养价值和保健功能，具有十分重要的意义及应用前景[5]。

以土豆与橙子为原料，调配出一款口感与营养兼备的复合健康饮品。土豆纤维细嫩，对胃肠黏膜无刺激作用，有解痛或减少胃酸分泌的效果；橙子性味酸凉，具有行气化痰、健脾温胃、助消化、增食欲等功效。二者正好营养互补，具有很好的消化功效，是一款适合大众，尤其是脾胃虚弱、消化不良人群饮用的健康饮品。土豆经蒸熟后，口感更加香醇，将其与市场上畅销的新鲜橙汁混合复配，优化比例配方，实现营养与口味的良好结合，具有广阔的发展前景[6]。

目前，中国的中产阶级规模正在迅速扩大，营养健康理念也逐步深入[7]。中国食品工业协会发布《2016年度中国饮料行业整体运行报告》[8]显示，在消费群体、消费理念、消费习惯发生巨大转变的背景下，健康型饮料正逐步取代碳酸饮料成为中国消费者的“新宠”。因此，制备一款土豆橙汁营养健康饮料具有较广阔的发展空间和良好的市场前景。试验采用目前市场畅销的橙汁与土豆汁混合，并利用正交试验优化复合饮料的调制配方，以制备出口感、外观俱佳的土豆橙汁饮料，并对饮料的主要营养指标进行测定，为开发一款营养、健康的复合饮品提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

陕西省西安市售新鲜土豆（克新一号）、新鲜橙子（脐橙）、白砂糖和VC。

阿贝折光仪、PHS-3C型精密pH计，雷磁上海精密科学仪器有限公司产品；WBL25B26型搅拌机，广东美的生活电器制造公司产品；JM-B10001型电子天平、U-3900/3900H型紫外可见分光光度计，日立公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

①新鲜橙子→清洗干净→热烫杀酶→去皮榨汁→纱布过滤；

②新鲜土豆→清洗去皮→切片蒸熟→加水打浆→土豆汁；

①+②→混合调配→均质均匀→热灌杀菌→复合饮料。

1.2.2 操作要点

（1） 原料要求。要求加工所用橙子香味浓郁、色泽好、出汁率高、糖酸比合适、新鲜多汁、易提汁。另外，要求原料必须无病虫害、无农药残留、无激素和重金属等影响食品安全因素存在。

（2） 橙子去皮榨汁。去皮前放在水温70～80℃的温水中热烫杀酶。将橙子去皮，去皮时要把表面的橘络去尽，然后将橙子放在榨汁机中搅拌榨汁。

（3）土豆蒸熟。将土豆清洗蒸熟，防止土豆发生酶促褐变，同时消除了生土豆的生涩味，并使之具有香醇的口感。

（4）土豆加水打浆。试验发现，熟土豆薄片打浆困难，1∶1加水后浆液均匀，黏稠度适中，便于调配。

（5）混合调配。复合汁本身具有一定的橙汁酸味，加适量白砂糖调配，可以调配出酸甜的口感，且香味浓郁。

（6） 高压均质。采用高压均质机进行2次均质处理，均质条件为压力70 MPa，时间10 min，使物料大小混合均匀，以提高产品的口感，同时获得不易分层、沉淀的饮料。

（7）杀菌灌装。均质后复合饮料进行热杀菌灌装（100℃，30 s），后快速倒置5 min给瓶盖杀菌，最后冷却至室温，即可以得到复合饮料。

1.2.3 复合饮料复配比例正交试验设计

以土豆汁与橙汁质量比、白砂糖添加量、加水量和VC添加量进行四因素三水平的正交试验，以土豆橙汁复合饮料的感官评分为指标确定最佳配方。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计

1.2.4 复合饮料的感官评定

请10位经过培训的评审员对饮料进行感官评分，满分10分，从色泽、气味、口感、均匀度和沉淀效果等5个方面来评定饮料的质量优劣。

复合果蔬浊汁饮料感官品质评定标准见表2。

表2 复合果蔬浊汁饮料感官品质评定标准

1.3 复合饮料的理化指标测定

阿贝折射仪测定样品可溶性固含物，pH计测定样品酸度[9]，黏度计测定样品黏度[10]，2,6-二氯靛酚滴定法测定样品VC的含量[11]，全自动凯氏定氮仪测定样品蛋白质的含量[12]。

1.4 数据处理

试验采用Design Expert 7.0软件、Excel软件进行统计分析，每个试验平行3次。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 土豆汁与橙汁质量比对感官评价的影响

为使复合饮料具有营养、滋味丰富、口感柔和的特性，对相关影响因素进行单因素试验，首先考察土豆汁与橙汁质量比对感官评价和pH值对其结果的影响[13]。

土豆汁与橙汁质量比对感官评价和pH值的影响见表3。

表3 土豆汁与橙汁质量比对感官评价和pH值的影响

由表3可知，随着橙汁的减少，土豆汁的增加，溶液的pH值逐渐增大。这是因为橙汁的pH值偏酸性，土豆汁的pH值呈中性。随着土豆汁的增多，溶液的pH值不断增大。在味道方面，橙汁比例高时，汁液颜色橙黄鲜艳，橙汁味浓，酸味重。随着土豆的增多，酸味减弱，更加醇厚。考虑到增加复合饮料的营养热量，适当增加土豆汁的添加量；同时考虑复合饮料本身口感的要求。综合考虑，最终选择土豆汁与橙汁质量比为2∶3，确定为最优比例；在此条件下复合饮料的口感佳、色泽良好，各方面营养均衡，且复合饮料pH值呈弱酸性，具有较好的防腐储存效果。测定复合饮料在低温条件下储存1个月，在不添加防腐剂时，相关主要指标没有符合相关标准，证明复合饮料具有良好的保藏期。

2.1.2 白砂糖添加量对感官评价的影响

确定土豆汁与橙汁质量比为2∶3，对白砂糖添加量进行考查，进一步提升复合饮料的感官评价。当白砂糖添加量为4%时，具有较好的口感。

白砂糖添加量对感官评价的影响见表4。

表4 白砂糖添加量对感官评价的影响

2.2 正交试验设计确定最佳配方

橙汁赋予饮料主体香味口感，土豆的加入增加了特有的醇厚风味和维生素与必需的钾离子；而白砂糖和VC添加量对土豆橙汁复合饮料的口感及风味影响显著[14]。

在前期研制土豆橙子复合饮料的过程中，发现影响复合饮料感官品质的主要因素有土豆汁与橙汁质量比、白砂糖添加量、加水量和VC添加量。根据前期的结果，以感官评分为指标，以土豆汁与橙汁质量比、白砂糖添加量、加水量和VC添加量为考查因素进行正交试验。

正交试验结果见表5。

试验采用四因素三水平的正交试验L9（34）方法确定最佳配方。由表5可知，由极差结果得到最佳配料比为A3B2C3D2，即土豆汁与橙汁质量2∶3，白砂糖添加量4.0%，加水量20 mL，VC添加量0.10%。另外，由极差分析可知，对于复合饮料口感影响的主次顺序为B＞C＞A＞D，即白砂糖添加量＞加水量＞土豆汁与橙汁质量比＞VC添加量，所以白砂糖添加量对复合饮料成品的口感影响最大，其次为加水量。适当加水可以显著改善复合饮料的口感，增加滑顺流畅的感觉。按照优化的最佳工艺条件A3B2C3D2重新制备复合饮料，对其进行感官评价，感官评分在8.5分以上，具有良好的综合评价。

表5 正交试验结果

最优土豆橙汁复合饮品的综合评价雷达图（a）、制备得到的土豆橙汁复合饮料照片（b）见图1。

图1 最优土豆橙汁复合饮品的综合评价雷达图（a）、制备得到的土豆橙汁复合饮料照片（b）

2.3 土豆橙汁复合饮料的品质标准

通过正交试验优化得到的土豆橙汁复合饮料，对其进行综合评价。复合饮料外观呈乳状、颜色呈橙黄色；风味浓郁均匀；酸甜适中、口感浓醇、柔软适中、清新宜人；产品稳定性好，放置1周也无沉淀分层现象，保持良好的形态。

同时，对复合饮料的相关理化指标进行测定。用阿贝折射仪测得其可溶性固含物为9.0%，用pH计测得pH值为4.01，用黏度计测得黏度为37.5 Pa·S，用2,6-二氯靛酚滴定法测得VC含量为22.56 mg/100 mL，用凯氏定氮法测得蛋白质含量为0.543 6%。试验测得纯橙汁饮料的VC含量为35.50 mg/100 mL，该饮品由于土豆的加入使得维生素含量略有降低，但每天摄入300 mL左右，就已经能满足14岁以上儿童和成人的摄入需求[15-16]。复合果蔬浊汁饮料中可溶性固形物的含量应≥4.0%，该复合饮料大大超过复合果蔬浊汁饮料标准[17]，具有较高的可溶性固形物含量。

与市面上畅销的橙汁饮料对比，相关橙汁饮料因添加了柠檬酸、食用香料、山梨酸、钾盐、VC和β-胡萝卜素等食品添加剂，使得口感和外观呈现更好。此产品有了土豆的加入，因熟土豆特有的醇厚，使口感上有了一丝绵甜，且喝起来更加浓郁。因为复合饮料本身偏酸性，具有良好的防腐保鲜效果，在短时间内饮用，可以不加入任何防腐剂。作为天然健康食品，可以满足部分特殊人群对于健康饮品的需求。

复合饮料的理化指标见表6。

表6 复合饮料的理化指标

3 结论

采用正交试验法，优化了土豆橙汁复合饮料的工艺条件，制得的复合饮料是一款适合大众饮用的美味健康饮品。结果表明，当土豆汁与橙汁质量比2∶3，白砂糖添加量4.0%，VC添加量0.10%，制得的土豆橙汁复合饮料具有橙子的口感与风味，酸甜可口、色泽均匀、呈现鲜艳的亮黄色，基本符合复合果蔬汁饮料的标准要求。该方法制备工艺流程简单可行，兼具营养与美味的双重需要，具有良好的经济效益和社会效益。

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