胡萝卜粉固体饮料的研制

秦执 闵照永

摘要：实验旨在研制出一种以胡萝卜粉为主原料的果蔬固体饮料，以感官评定，凝沉性为指标，通过单因素试验 探究影响饮料品质因素的最优添加量，通过正交试验设计得出最佳的固体饮料配方。实验结果表明：由单因素可知，随着糖粉、藕粉、奶精、柠檬酸、苹果酸的添加量增大，果蔬固体饮料的感官评分均呈现先增后减的趋势，果蔬固体饮料的凝沉性随着藕粉的添加量增大呈递减趋势。正交实验表明，对果蔬固体饮料品质影响大小的顺序依次为：藕粉>糖>奶精>混合酸味剂的添加量，其中藕粉、糖对果蔬固体饮料的感官评分影响极其显著，奶精对果蔬固体饮料的感官评分影响显著并由正交实验可知该果蔬固体配方取组合A2B1C3D2时，即糖的添加比例为13%，藕粉添加量为6%，奶精添加量为17%（均以总质量计），柠檬酸、苹果酸添加比为1：1（总添加量为0.01%，以总质量计），饮料评分较高，且验证试验要优于理论值，评分平均值为97分。

关键词：胡萝卜;粉固体饮料;感官评定

胡萝卜又名红萝卜，还有甘荀之称，伞形科一年或二年生草本植物，是全球性十大蔬菜作物之一[1]。胡萝卜含有大量对人体有益的物质，营养价值颇高，据有关测定，胡萝卜中每百克含蛋白质 1.0克，碳水化合物7.6克，脂肪0.3克，钙 32毫克，维生素含量更为丰富，核黄素 0.44毫克，硫胺素0.44毫克，尼克酸 0.2毫克，抗坏血酸 16毫克，钾 193毫克，辛0.14毫克，磷 16毫克，铁 0.5毫克，镁 0.77毫克。硒 2.8毫克。胡萝卜含有丰富的胡萝卜素，在蔬菜中名列前茅，每百克约含胡萝卜素4-13毫克， β—胡萝卜素含量尤为丰富。β—胡萝卜素，是最好的维生素A源[2-3]，进入机体后可转化为维生素A，是人体所必须的维生素之一，能够维持眼睛和皮肤的健康，有助于身体免受自由基的伤害。胡萝卜制汁是胡萝卜主要加工方式之一，但其加工利用率较低，且加工过程中会产生残渣，造成资源浪费和环境污染。现阶段胡萝卜被加工成胡萝卜粉，胡萝卜粉制备过程中不仅对原料的大小和形状没有太严格的要求，而且能实现对原料的充分利用，原料中的膳食纤维和营养成分在充分保存利用的同时，生产中也不会产生大量残渣而造成环境污染。[4-6]

随着经济的不断发展，人们的生活节奏越来越快，固体饮料的方便快捷越来越受到人们的喜爱，近些年随着国内外固体饮料生产企业的精心细作，固体饮料在方便携带和饮用的同时因其品种多样，风味独特等优势被人们接受，尤其是那些富含维生素、矿物质等营养成分的固体饮料，能够及时补充人体所需的营养素，成为许多人生活中离不开的好伴侣。

日常生活中，胡萝卜作为蔬菜深受广大民众喜爱，但由于加工方式单一，其应用途径受到较大限制。目前市场上由胡萝卜为原料制作成的方便饮品比较少见，基于此，笔者研究以胡萝卜粉为主原料探究固体饮料配方组成，以期为胡萝卜开辟新的利用途径。

一、材料和方法

（一）实验材料

胡萝卜粉（江苏津杰食品有限公司）;麦芽糊精（西王糖业有限公司）;纯藕粉（云南黄泥塘藕业科技开放有限责任公司），麦芽糖（安琪酵母有限公司）;植脂沫（广州可卡食品有限公司）;柠檬酸粉（润友忞一）;苹果酸（河南千志商贸有限公司）

（二）实验设备

JA1003D电子天平 上海衡际科学仪器有限公司;SX7001D型电子秤 广东顺德拓普域电子有限公司;TGL20M台式高速冷冻离心机 长沙湘智离心机仪器有限公司;DHG-9146A型电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司;马沸炉 沧州路达建筑仪器制造有限公司;SGD-Ⅳ自动还原糖测定仪，山东农科院研究所;DK-98-T型万用电炉天津泰斯特仪器有限公司;NAI-ZFCDY-6Z索氏抽提器 上海那艾精密仪器有限公司;K9860全主动凯氏定氮仪 济南海能仪器股份有限公司;干燥器，烧杯若干。

（三）实验方法

1. 果蔬固体饮料基本成分的测定

粗蛋白蛋的测定，参照GB/5009.88-2008;粗脂肪的测定，参照GB/T14772-2008;灰分的测定，参照GB/T5009.4-2003;还原糖的测定，参照GB 5009.7-2016。

2. 胡萝卜固体饮料的制作工艺[7]

原料除杂→原辅料混配→定量包装

3. 單因素实验设计

为保证固体饮料的营养性、速溶性和加工工艺的要求，固体饮料中胡萝卜粉添加量要在50%以上，本实验均以最低量为添加标准，糊精添加量以15%为标准。

利用控制变量法探究其它辅料的添加量对果蔬固体饮料风味感官、凝沉性等指标的影响，通过单因素实验确定相应原辅料添加量的最优解。

4. 果蔬固体饮料稳定性的测定[8]

分别取等量的果蔬固体饮料，冲水静置待均匀溶解后，以4500r/min离心20min，然后将上清液倒掉，倒置半个小时，测定离心沉淀率SR（centrufugal sedimentation rate）。SR值越大表示体系的稳定性越差。

5. 正交试验设计

选择优良的配方对饮料的口感，香气，色泽，稳定性具有至关重要的影响，本试验在单因素实验的基础上，以感官评分为指标，采用L9（34）正交试验对影响饮料品质因素的添加量进行优化，根据感官评分得出饮料最佳配方，设计因素水平见表1（均以总质量计，酸味剂总添加量为0.01%）。

表1正交因素试验表

5. 果蔬固体饮料的感官评价

固体饮料评价指标参照GB/T 29602-2013 方法，评议小组由10位有经验或者本专业的人员组成，对饮料的色泽、气味、滋味、组织状态等作出一系列的感官评定，对于评委的给分取算术平均数，出现小数的话则采取四舍六入五留双的原则进行取舍。[9]

二、 结果与分析

（一）糖添加量对感官品质的影响

在固体饮料中糖添加量对固体饮料品质也有重要影响，通过调整固体饮料中糖的添加比例探究不同添加比例对固体饮料感官品质的影响，分别按照9%、11%、13%、15%、17%的比例进行添加（均以总质量计）。结果如图1所示：

通过图1可以看出通过糖添加量的增加，感官评分呈现先增后减的趋势。出现这一现象的原因是：糖在固体饮料中能赋予饮料甜味，有助提高其浓郁的品质，并有助于提高食品的热量[10]随着糖添加量的提高，饮料的甜度逐渐上升，在糖添加量为13%时饮料感官评分最高，此时固体饮料甜度最为适宜，滋味、回味感较佳，糖添加量继续增加则会使固体饮料出现偏甜，腻口等现象，影响固体饮料滋味和回味感，使感官评分下降。通过图1可以得出，当糖添加量为13%时感官评分最高，风味、滋味、回味感较好，品质较佳。

（二）藕粉添加量对感官品质的影响

在固体饮料的评价中，稳定性是评价固体饮料品质的一个重要指标。在固体饮料的生产和贮藏期间易发生失稳现象。由于本研究以果蔬干粉为原料，比重较水大，冲泡后易发生沉淀现象，并且会伴随出现蛋白质沉淀，脂肪上浮等不良现象发生，使得固体饮料稳定性变差。固体饮料的稳定特性是评价固体饮料产品品质好坏的一个重要指标，想要控制饮料的稳定性可通过改变饮料的浓度、粒度、pH值等，因此添加适量的增稠剂对饮料品质有极大的作用。[11-13]在固体饮料中添加藕粉，在冲入热水的过程中，藕粉会发生糊化，增大饮料的稠度，可以通过改变固体饮料中藕粉的添加比例来探究不同添加比例的藕粉对固体饮料感官品质和凝沉性的影响，固体饮料中藕粉分别按照2%、4%、6%、8%、10%的比例进行添加（均以总质量计）。结果如图2所示：

通过图2可以看出，随着藕粉添加量的提升，固体饮料的感官评分呈现先增后减的趋势，凝沉性呈现递减趋势，出现这一现象的原因是：由于主料比重较水大易发生沉淀，加之其粘度较低，使得固体饮料口感显得单薄。伴随着藕粉添加量的增加单位体积粒子数增加，浓度提升，粒子间的相对距离减小。胶体稳定性的基本理论认为，胶体粒子间相互作用力主要是范德华引力和带电性相同的电双层之间的静电斥力。在一定的濃度下，当分散介质粒子的斥力位能绝对值大于引力位能绝对值时，溶液就是稳定的。反之蛋白质粒子彼此接近，将产生凝聚、沉淀等产品不稳定的现象。[14]随着藕粉添加比例的增加，饮料浓度升高，粒子间的相对距离减小，降低固体饮料出现分层、沉淀等不良现象的概率，固体饮料的凝沉度呈现递减趋势，而藕粉添加量过高则会使冲泡后的固体饮料因浓度过高而过于粘稠，影响饮料的口感、滋味和组织状态。通过图2可以得出，当固体饮料中藕粉添加量为6%时，固体饮料的浓度最为适宜，感官品质和凝沉性较好，品质较佳。

（三）奶精添加量对感官品质的影响

固体饮料的风味有着至关重要的影响，为加强饮料的适口性，通过调控风味物质（奶精）的添加比例来探究不同添加比例的奶精对饮料风味的影响，奶精添加比例分别按照13%、15%、17%、19、21%进行添加（均以总质量计）。结果如图3所示。

从图3可以看出随着奶精添加量的提升，感官评分呈现先增后减的趋势。出现这一现象的原因是：奶精是一种人工合成的调味剂，能够赋予固体饮料其独特的风味。通过提高奶精的添加量赋予固体饮料浓郁的香气，继而使感官评分增加。而奶精添加量过高则会压制固体饮料中其它辅料中的呈香物质，呈味物质的香气和香味以至使固体饮料整体香味不协调，出现异味感，使得固体饮料感官品质下降。通过图3可以得到结论当奶精添加量为17%时饮料香气香味最为适宜且，固体饮料香味协调，无异味感，品质较好。

（四） 柠檬酸、苹果酸添加比对感官品质的影响

固体饮料的稳定性也受pH值的影响，影响饮料稳定性的关键因素是蛋白质的等电点。[15]饮料的pH值与饮料中蛋白质的等电点相近时，蛋白质稳定性降低，易凝结成团状，致使固体饮料发生絮凝，沉淀等现象，当固体饮料pH值与蛋白质等电点有差距时，发生电荷反应，形成斥力，此时的蛋白质粒子呈离子态，可与固体饮料中其它粒子形成亲水胶体，增强固体饮料的稳定性，降低发生絮凝、沉淀等现象。故在确定柠檬酸、苹果酸总添加量为0.01%时（均以总质量计），通过改变柠檬酸、苹果酸的添加比例来探究不同添加比例的复合酸味剂对固体饮料感官品质的影响。柠檬酸、苹果酸按0：1、1：2、1：1、2：1、1：0的比例进行混合，结果如图4所示：

通过图4可以看出改变复合酸味剂中柠檬酸、苹果酸的添加比例感官评分也随之浮动。出现这一现象的原因是：复合酸味剂能使固体饮料的酸味呈现层次感，通过改变柠檬酸、苹果酸的添加比例，使饮料酸味达到最佳。通过图4可以得出，当柠檬酸、苹果酸添加比为1：1时（总添加量为0.01%）感官评定分数最高，此时固体饮料酸味协调，口感较好，品质较佳。

（五）正交试验

影响胡萝卜固体饮料的组织状态和风味的主要因素为糖、藕粉、奶精的添加量，柠檬酸、苹果酸的添加比，通过正交试验可以确定这些物质添加量的最优解，正交因素表如表3所示。

表3胡萝卜固体饮料正交实验结果

通过表3正交实验结果表中各因素的极差分析，可以看出影响胡萝卜固体饮料品质的主次关系是B > A > C > D。说明藕粉的添加量影响最大，其次是糖的添加量，奶精的添加量，柠檬酸、苹果酸的添加比，由方差分析表中可以看出，因素A、B对固体饮料的感官评分影响极显著，因素C对固体饮料感官评分影响显著。由正交实验表中的感官评分可以选出的最优组合解是A2B1C3D2。即糖的添加比例为13%，藕粉添加量为6%，奶精添加量为17%，柠檬酸、苹果酸添加比为1：1（总添加量为0.01%），此组合做出的胡萝卜固体饮料的感官评分为96分，调配出的固体饮料风味最佳。