紫薯藜麦复合饮料的研制

◎ 张 静，唐令奎

（成都师范学院 化学与生命科学学院，四川 成都 611130）

紫薯，别名苕薯、紫心红薯，旋花科番薯属，皮肉呈紫色。紫薯除含有普通甘薯含有的营养物质外，还富含花青素类色素、微量元素硒、各种维生素及蛋白质等多种营养成分，具有非常高的营养价值和药用价值，能有效抗癌防癌、预防各种心血管疾病、提高机体免疫力[1-3]。藜麦，又名南美藜、藜谷、奎奴亚藜的一种“类全谷物”，具有比普通谷类作物更高的蛋白质以及均衡的氨基酸谱系，膳食纤维和矿物质含量也远高于传统谷物，被认为是优质高蛋白食物，具有极高的营养价值[4-6]。本研究主要以紫薯、藜麦为原料生产复合饮料，为紫薯藜麦饮料工业化生产工艺提供了一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜紫薯、藜麦、白砂糖、α-淀粉酶、糖化酶、考马斯亮蓝G-250试剂、95%乙醇、85%正磷酸和牛血清蛋白。

1.2 仪器设备

JA303P 型分析天平、JYL-C012 型榨汁机、ESFSL-I 型均质机、HWS-15A 型恒温水浴锅及海能/I3 型分光光度计等。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

①紫薯→筛选→预处理→蒸煮→打浆→液化→糖化→灭酶→过滤、冷却→紫薯汁。②藜麦→筛选清洗→浸泡→蒸煮→打浆→过滤、冷却→藜麦浆。③紫薯汁与藜麦浆混合→调配→均质→罐装→排气→杀菌→冷却→成品。

1.3.2 操作要点

挑选新鲜紫薯洗净后去皮蒸熟，按1 ∶3 比例加水打浆，按照0.12 g/100 mL 的比例加入α-淀粉酶，在70 ～80 ℃恒温水浴锅中恒温90 min，液化后按照0.04 g/100 mL 的比例加入糖化酶（葡萄糖淀粉酶），在60 ～65 ℃的恒温水浴锅中恒温60 min，过滤后冷藏备用。藜麦清洗干净后在4 ℃下浸泡2 ～3 h，充分吸水后沥干，蒸煮后将熟透的藜麦按1 ∶6 加水打浆，过滤后冷藏备用。将紫薯汁、藜麦浆、白砂糖混合均匀，加入稳定剂搅拌溶解后均质（4 000 r·min-1，1 min）、灌装、排气、杀菌，最后制得成品。

1.4 单因素试验设计

在藜麦浆30%、白砂糖2%的添加条件下，研究紫薯汁添加量30%、35%、40%、45%和50%对饮料感官品质的影响；在紫薯汁40%、白砂糖2%的添加条件下，研究藜麦浆添加量20%、25%、30%、35%和40%对饮料感官品质的影响；在紫薯汁40%、藜麦浆30%的添加条件下，研究白砂糖添加量1%、2%、3%、4%和5%对饮料感官品质的影响。

1.5 响应面优化试验

在单因素试验基础上设计响应面试验，因素水平表见表1。

表1 Box-Behnken响应面实验设计因素水平表

1.6 感官评价

由10 人组成评价小组，按照表2 从口感（30 分）、色泽（30 分）、风味（20 分）、组织状态（20 分）4 个方面进行评分，平均值为产品最终得分。

表2 紫薯藜麦复合饮料感官质量指标表

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

由表3 可看出，随着紫薯汁、藜麦浆与白砂糖添加量的增加，饮料的感官评分均呈现先上升后降低的趋势。当紫薯汁添加量为40%时，感官评分最高；当藜麦浆添加量为30%时，感官评分最高；当白砂糖添加量为2%时，感官评分最高。

表3 单因素试验组结果感官评分表

2.2 响应面试验结果分析

2.2.1 Box-behnken 试验设计与结果

以紫薯汁添加量（A）、藜麦浆添加量（B）、白砂糖添加量（C）3 个因素为自变量，以饮料的感官评分为响应值，对饮料生产配方进行响应面试验优化设计，Box-Behnken 响应面试验设计及结果见表4。

表4 Box-Behnken 响应面试验设计及结果表

采用Design Expert 对实验数据进行整理分析，得到紫薯藜麦复合饮料感官评价值总分与自变量的回归模型方程为Y=91.60-0.62A+1.25B+0.88C+1.50AB+0.75AC-1.00BC-1.93A2-4.68B2-2.42C2。

2.2.2 回归模型有效性及显著性分析

由表5 可知，该模型F=P＜0.01，表明该模型极显著。失拟项P＞0.05（α=0.05）不显著，说明该模型理论与实际的拟合度较好。可用此模型分析和预测紫薯藜麦复合饮料的最佳配方。模型中一次项B与二次项A²、B²、C²对饮料感官评分影响极显著（P＜0.01）；一次项C以及AB的交互作用对饮料的感官评分影响显著（P＜0.05）。由F值可推断出各因素对紫薯藜麦复合饮料感官评分影响的大小，即B＞C＞A。

表5 响应面方差分析表

2.2.3 最佳配方的确定

根据响应面分析得到紫薯藜麦复合饮料的最佳配方为紫薯汁添加量39.53%，藜麦浆添加量30.51%，白砂糖添加量2.14%，在此条件下感官评分为91.76 分。考虑到为了方便工艺操作，将最佳配方调整为紫薯汁添加量40.0%，藜麦浆添加量31.0%，白砂糖添加量2.0%，在此条件下进行3 次平行试验，得到感官评分为89.79 分，与理论值相对误差为2.14%，说明该模型可靠，在实践中具有可行性。

3 结论

通过试验紫薯藜麦复合饮料最优配方为紫薯汁添加量40.0%，藜麦浆添加量31.0%，白砂糖添加量2.0%，该饮料呈淡紫色，甜度适口，香气宜人，无沉淀无异味，影响感官评分的因素依次为藜麦浆添加量、白砂糖添加量和紫薯汁添加量。