番薯汁饮料工艺研究

◎ 郑启捷，饶毅萍，吴小禾，邓远珍，张桂芝

（1.中山火炬职业技术学院，广东 中山 528436；2.汕头职业技术学院，广东 汕头 515041）

番薯，又名红薯、甘薯、地瓜、甜薯等，是旋花科番薯属的蔓生草本植物。番薯在广东省内种植范围广泛，种植历史悠久，品种资源丰富。2016—2018 年“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”广东调查队收集到广东省57 个县（市、区）的甘薯地方品种资源201 份[1]。番薯是一种营养全面且丰富的天然食品，含有蛋白质、脂肪、多糖、磷、钙、钾、胡萝卜素、维生素A、维生素C、维生素E、维生素B1、维生素B2和8 种氨基酸。每100 g 鲜薯块可食部分含碳水化合物29.5 g、脂肪0.2 g、磷20 mg、钙18 mg、铁0.4 g[2]。

随着加工业的发展，农产品的加工也从初加工向深加工发展。我国农业加工业深加工比例相对较低，大多数农产品的加工属于初加工和粗加工，精深加工和农业资源综合利用的程度不高[3]。以番薯加工为例，目前我国的番薯产品主要以番薯干、番薯蜜饯、番薯脆片等食品为主，番薯汁饮料作为一种新型健康饮料，以其丰富的营养组成正日渐被消费者们所喜爱。但番薯汁饮料加工工艺简单、技术落后致使产品质量不稳定、经济附加值低，严重制约了番薯汁饮料加工产业的进一步发展。因此，深入研究番薯汁饮料加工工艺，提高番薯汁饮料的质量，对促进番薯汁饮料以及番薯加工产业的发展具有重要意义。本研究探讨了以鲜薯及番薯干粉为主要原料研制番薯汁饮料的加工工艺条件，以期为番薯的综合开发及加工增值提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

鲜薯（西瓜红薯、白花番薯）；番薯干粉（地瓜红番薯全粉、紫薯全粉）；白砂糖；柠檬酸；食用盐；电子台秤；手持式糖度计；打浆机；离心机；水平净化工作台；电磁炉。

1.2 试验方法

1.2.1 番薯汁饮料制备工艺流程

番薯汁饮料制备工艺流程见图1。

图1 番薯汁饮料制备工艺流程图

（1）原料选择。鲜薯原料选新鲜、无霉烂的新鲜番薯；番薯干粉原料选择熟制粉。

（2）清洗。洗净番薯表面泥土，杂质。

（3）去皮。去除番薯表皮，剔除斑点，并用1%的食盐水浸泡3 min 进行初步护色，捞出放入清水中冲洗一次。

（4）蒸煮。将番薯用蒸锅在常压下蒸20 min，蒸至无生心即可取出。

（5）打浆。打浆时采用水溶萃取法，即加入经煮沸的冷开水，加水量为番薯原料重量的2.5 倍，用打浆机不断搅拌至料液混合均匀，打浆后静置澄清1 h。

（6）过滤。采用四层纱布、八层纱布或离心机分离对番薯浆进行过滤，得到番薯汁。其中，离心机转速为3 500 r·min-1，时间为10 min，取上层清澈透明液体即为番薯汁[4]。

（7）调配。在澄清番薯汁中加入白砂糖及柠檬酸进行调配，制成番薯汁饮料。

（8）装罐。将调配好的番薯汁装入灭菌过的玻璃瓶中罐装，注意留顶隙1～2 cm，扣上盖子。

（9）灭菌。在85 ℃水浴中进行巴氏灭菌，保持30 min；灭菌后拧紧盖子。

（10）成品。将灭菌后密封好的番薯汁饮料用冷水浴冷却或放置室温冷却。

1.2.2 番薯汁的制备及原料筛选

选用市售橙红色的西瓜红薯鲜薯、白色的白花番薯鲜薯、橙色的地瓜红番薯全粉和紫色的紫薯全粉共4 种番薯原料开展对比实验。取100 g 鲜薯进行蒸煮，加入250 g 水进行打浆萃取制得番薯汁；或者取用番薯干粉20 g，加入250 g 水进行打浆萃取，制作成番薯汁。用手持式糖度计测量其糖度，然后综合产品气味、颜色、汁液状态等感官指标进行评价。

1.2.3 番薯汁澄清方法的筛选

选用4 层纱布过滤、8 层纱布过滤、离心机过滤3 种过滤手段进行过滤澄清，根据静置后是否有沉淀物进行澄清方法筛选。

1.2.4 番薯汁饮料调配优化方法

（1）糖度的筛选。采用手持测糖仪，将番薯饮料的糖度调整到7%、9%、11%和13%，通过感官评价，筛选出最佳糖度。

（2）酸度筛选。选择柠檬酸作为酸度调节剂，按饮料总重量分别添加柠檬酸0.05%、0.10%和0.20%。分别测定产品pH 值并进行感官评价，筛选出最佳柠檬酸用量。

（3）稳定剂筛选。分别使用0.1%可得然胶、0.1%黄原胶、0.1% CMC-Na+0.05%黄原胶、0.05% CMCNa+0.1%黄原胶共4 种稳定剂配方制作番薯复合饮料，对比其稳定效果及感官变化，筛选出最佳饮料稳定剂。

1.2.5 感官评价

参照《食品安全国家标准 饮料》（GB 7101—2022）的感官要求以及番薯饮料本身特性制定评分标准，由10 名食品专业人士进行感官评价。感官评分标准见表1。

表1 番薯汁饮料感官评价标准表

2 结果与分析

2.1 不同原料对番薯汁的影响

不同原料对产品风味影响较大，本研究根据番薯的颜色和市面喜爱程度，选用橙红色的西瓜红薯鲜薯、白色的白花番薯鲜薯、橙色的地瓜红番薯全粉和紫色的紫薯全粉4 种番薯原料制作番薯汁，并进行感官等指标对比，实验结果如表2。用白花番薯和地瓜红番薯全粉制成的番薯汁气味较为浓郁，适合制作以番薯味道为主的番薯汁饮料；而西瓜红薯和紫薯全粉气味较淡，适合用于配合其他材料制作番薯复合饮料。通过糖度对比发现，使用鲜薯作为原料制作的番薯汁糖度较使用番薯干粉制作的番薯汁糖度高，状态呈乳状、较浑浊，在后续饮料制作中需要进行澄清处理，在调配时需要减少糖的添加量。地瓜红番薯全粉制作的番薯汁较其他3 款番薯汁有明显的褐变现象，对产品有一定的外观影响，需要后续探讨护色方案。综合考虑，本文选取白花番薯鲜薯原料，并进行后续试验。

表2 不同原料的番薯汁状态表

2.2 不同过滤手段对番薯汁澄清效果的影响

打浆后的番薯汁较为浑浊，为了得到均一稳定的产品，本文对产品进行澄清处理。将打浆后的番薯汁使用4 层纱布过滤、8 层纱布过滤、离心机过滤3 种过滤手段进行过滤澄清，结果如表3 所示。采用以上3 种方法过滤的番薯汁均为澄清状态。但用4 层、8 层纱布过滤的番薯汁放置1 h 后均出现沉淀，对后续调制番薯汁饮料有一定影响；使用离心机过滤的番薯汁在放置1 h 后无沉淀产生，表明番薯汁饮料制作工艺中更适合选用离心法进行过滤澄清。

表3 不同过滤手段对番薯汁的影响表

2.3 番薯汁饮料调配结果分析

2.3.1 不同糖度对番薯汁饮料感官评分的影响

影响饮料口感和风味的主要因素是糖度和酸度。未经白砂糖调配的番薯汁口感及滋味的感官评价得分属于一般水平，经过调配制成含糖量为9%～11%的番薯汁饮料感官评分较高，更符合大众口味。基于对饮料成品的控制及消费者健康的考虑，认为在感官评价得分相近的情况下，应该选用含糖量更低的配方作为番薯汁饮料的最优配方。因此，本试验选取的含糖量为9%。相关数据详见表4。

表4 不同糖度对产品感官评分的影响表

2.3.2 不同柠檬酸添加量的番薯汁饮料感官评价

由表5 可知，柠檬酸添加量为0.05%时所制得的番薯汁饮料感官评分最高，更符合大众口感。因此，本文选取柠檬酸添加量为0.05%。

表5 不同柠檬酸添加量对产品感官评分的影响表

2.3.3 稳定剂调配

为了得到口感丰富和长期稳定均一的产品，本文探讨了不同稳定剂对产品的影响，结果如表6 所示。4种增稠剂均对番薯汁饮料的口感与滋味无明显影响，且稳定效果明显，适用于番薯汁饮料的制作。其中，0.1% CMC-Na+0.05%黄原胶复配稳定剂的稳定作用最好，可作为最优稳定剂配方。

表6 4 种稳定剂对产品感官的影响表

3 结论与讨论

3.1 讨论

本文使用不同的鲜薯及番薯干粉作为原料制作番薯汁饮料，使用番薯干粉制作的番薯汁较为澄清，对过滤工艺要求不高；使用番薯鲜薯制成的番薯汁状态较为浑浊，在后续加工中对过滤澄清方法要求更高。同时，由于不同品种、不同产地的番薯鲜薯或番薯干粉所制成的番薯汁基础糖度不同，且具有不确定性，在番薯汁饮料制作过程中需要在每批次饮料调配前先进行番薯汁糖度测定，再计算调配时需要加入的白砂糖量。而不同原料制成的番薯汁酸度基本接近，在使用柠檬酸调节酸度时，只需要根据配方添加量进行添加即可。

本研究采用巴氏灭菌法对番薯汁饮料进行灭菌，其优点是能较好地保存营养与天然风味，缺点是保质期较短，对保存条件要求较高，不适宜长距离运输。后续可探讨能延长保质期，适合常温保存的灭菌方式。

通过本工艺制作的番薯汁饮料适合直接饮用，为了扩展其使用场景，延长保质期以及降低包装、运输、储存成本，后续研究可增加浓缩工艺将番薯汁饮料制作成浓缩番薯汁[5-6]。此外，由于不同番薯原料的颜色丰富多样，后续还可充分利用番薯汁过滤后的滤渣，提取其天然色素，开发天然色素产品，达到原料的充分利用，对番薯的综合开发及加工增值有积极意义。

3.2 结论

本文以感官评价为主要评分标准，研制了一种番薯汁饮料，确定其最佳工艺及配方：选用白花番薯鲜薯作为原料，经过清洗、去皮、蒸煮，加入2.5 倍质量的水进行打浆萃取，选用离心机分离的过滤方式进行澄清处理（3 500 r·min-1，10 min），过滤后调配饮料的糖度为9%，柠檬酸添加量为0.05%。此配方制作的白花番薯汁饮料具有较浓郁的番薯香味，无漂浮物、沉淀物及分层现象，其成品颜色与番薯原料相近，且无褐变现象，酸甜可口。