陳英鄉(xiāng)，于學娟，*，李銀塔

（1.煙臺職業(yè)學院，山東煙臺264000；2.山東省海洋食品營養(yǎng)研究院，山東威海264309）

紫薯（學名：Solanum tuberdsm）又叫黑薯，英文名稱Purple Potato，薯肉呈紫色至深紫色。它除了具有普通紅薯的營養(yǎng)成分外，還富含硒元素和花青素[1-3]等?；ㄇ嗨貙?00 多種疾病有預防和治療作用?；ㄇ嗨厥悄壳翱茖W界發(fā)現(xiàn)的防治疾病、維護人類健康最直接、最有效、最安全的自由基清除劑，其清除自由基的能力是VC的20 倍、VE的50 倍。紫薯將成為花青素的主要原料之一。紫薯在國際、國內(nèi)市場上十分走俏，發(fā)展前景非常廣闊。

目前，我國引種的紫薯品種有：川山紫（日本培育）、美國黑薯、德國黑薯、濟薯18 號、廣薯135、寧紫4號、京薯6 號等。本研究選用的是花青素含量最高的川山紫品種，它比較適合我地區(qū)的種植環(huán)境，從全國范圍來看，我地區(qū)種植的川山紫品種質(zhì)量好于其他地區(qū)，經(jīng)化驗分析對比，花青素、硒的含量高，是開發(fā)生產(chǎn)紫薯速溶飲料的最適宜品種。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

紫薯——川山紫：收獲于威海文登，購自農(nóng)貿(mào)市場；蔗糖：安徽省徽商紅府連鎖超市有限責任公司；全脂奶粉：金洋乳業(yè)有限公司；異抗壞血酸鈉：江西省德興百勤異VC鈉有限公司；β-環(huán)糊精：山東西王有限公司；乙基麥芽酚：青島瑞可萊食品有限公司；果膠酶、淀粉酶、纖維素酶：濟寧和美生物工程有限公司。

1.1.2 儀器設(shè)備

高壓均質(zhì)機：上海華東高壓均質(zhì)機廠；WYT-32G型手持糖量折光儀：中外臺資中發(fā)光學儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋：上海申光儀器儀表有限公司；WFZ—W2000 型紫外分光光度計：尤尼柯儀器有限公司；PHS-3 型精密pH 計：上海雷磁儀器廠；RE-3000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；RT-66S 型果蔬粉碎機：上海羅技機械設(shè)備有限公司；DLP 電動高速離心噴霧干燥機：江蘇里輪高速機電設(shè)備制造公司；酶解罐：溫州市飛越機械設(shè)備有限公司；XY-30 型脫皮機：曲阜新陽機械科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程[4-6]

紫薯→清洗→去皮→破碎與磨漿→生物降解→過濾→包埋→均質(zhì)→調(diào)配→二次均質(zhì)→濃縮→噴霧干燥→成品

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 選料清洗

選用無病變、無腐爛的新鮮紫薯，洗凈備用。

1.2.2.2 去皮

用脫皮機脫去表皮，脫皮率可達99.2%。

1.2.2.3 破碎與磨漿

將去皮的紫薯塊用果蔬粉碎機破碎成小塊，后送入磨漿機打成薯漿。

1.2.2.4 酶解

根據(jù)紫薯的成分構(gòu)成，選用纖維素酶、果膠酶、淀粉酶以一定比例搭配，調(diào)節(jié)pH，同時開啟攪拌加熱至合適溫度，將薯漿在酶解罐中進行生物降解。

1.2.2.5 過濾

用板框式過濾機，將酶解后滅活酶的液體進行過濾，防止噴霧干燥時堵塞噴頭。

1.2.2.6 包埋處理

加入適合的包埋劑，充分攪拌，將紫薯的活性成分進行包埋處理。

1.2.2.7 均質(zhì)

包埋后的薯漿液，進行第一次均質(zhì)，使包埋劑與紫薯活性成分充分混勻，均質(zhì)壓力控制在200 MPa～220 MPa。

1.2.2.8 調(diào)配

將均質(zhì)后的紫薯液（以紫薯粉計），加入適量奶粉、蔗糖進行調(diào)配，使口感、口味更佳。

1.2.2.9 二次均質(zhì)

將調(diào)配好的紫薯液進行二次均質(zhì)，均質(zhì)壓力保持在180 MPa～200 MPa，溫度控制在65 ℃左右，使其充分混勻。

1.2.2.10 濃縮干燥

將紫薯液濃縮至32%～35%，然后在一定條件下噴霧干燥成粉。

1.2.3 測定方法

可溶性固形物：折光法；感官質(zhì)量：品嘗和感官鑒定；pH：酸度計；總糖；折光儀；花青素：紫外分光光度法測定。

1.2.4 酶處理對速溶紫薯粉飲料的影響

將原料清洗、去皮、破碎和磨漿后，加入水，用檸檬酸將pH 調(diào)至5.5，以果膠酶、淀粉酶和纖維素酶用量、處理溫度、處理時間、底物濃度做六因素三水平正交試驗見表1。

表1 酶處理因素水平Table 1 Factors and levels of enzyme treatment

1.2.5 速溶包埋劑的選擇

為保護紫薯花色甙，降低加工過程中花色甙的損失，選用異抗壞血酸鈉、β-環(huán)糊精和乙基麥芽酚作為包埋劑，從包埋劑的最佳用量做三因素三水平的正交試驗，見表2。

表2 包埋劑用量的因素水平Table 2 Factors and levels of embedding agent

1.2.6 速溶紫薯粉飲料最佳配方選擇

以噴霧干燥后的紫薯粉為基料，加蔗糖和奶粉為因素，設(shè)計正交試驗見表3。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶處理對速溶紫薯粉飲料的影響

酶處理用出汁率、澄清度和粉的溶解效果作為評價指標（權(quán)重分別為20%、20%和60%），結(jié)果見表4。

表3 紫薯粉飲料最佳配方正交試驗設(shè)計Table 3 Purple sweet potato powder best beverage prescription by orthogonal experimental design

表4 酶解條件正交試驗結(jié)果Table 4 Results of orthogonal experiments of enzymatic hydrolysis condition

從表4 可以看出，影響出汁率和透光度的最主要因素是淀粉酶，其次是果膠酶、處理溫度、處理時間、底物濃度和纖維素酶，說明甘薯淀粉含量高，用它制作飲料的關(guān)健是如何將淀粉轉(zhuǎn)化和減少最終產(chǎn)品中淀粉的沉淀，采用酶技術(shù)是一種理想的有效手段。最佳處理組合是A2B2C1D3E1F3。實驗結(jié)果表明，與單因素試驗結(jié)果A1B3C1D2E1F3不符，要進行驗證試驗，結(jié)果見表5。

表5 驗證試驗結(jié)果Table 5 Verify test results

由表5 可以看出，正交試驗結(jié)果A2B2C1D3E1F3優(yōu)于單因素試驗結(jié)果A1B3C1D2E1F3，即最佳處理組合為A2B2C1D3E1F3，即處理時間是120 min、底物濃度是25%、纖維素酶是0.002%、果膠酶是0.01 %、淀粉酶是0.03%、處理溫度是50 ℃可獲得理想速溶紫薯粉。

2.2 包埋劑用量對速溶紫薯粉飲料的影響

包埋技術(shù)效果以花色甙含量、香味、沖調(diào)效果三個方面做評價指標（權(quán)重分別為40%、20%和40%），結(jié)果見表6。

表6 包埋劑配方正交試驗結(jié)果Table 6 Results of orthogonal test of embedded agent formula

從表6 可以看出，影響紫薯粉飲料質(zhì)量的主要因素是麥芽糊精，其次是異抗壞血酸鈉、乙基麥芽酚，說明影響速溶效果的包埋劑是麥芽糊精，最佳組合是A2B3C1，即異抗壞血酸鈉是0.2%、β-環(huán)糊精是3%、乙基麥芽酚0.04%可獲得理想的紫薯粉。

2.3 速溶紫薯粉飲料最佳配方選擇

以經(jīng)包埋技術(shù)處理的紫薯粉為原料，配以蔗糖和奶粉調(diào)口味，以加入適量水為指標，研究固體紫薯粉飲料的最佳配方，結(jié)果見表7。

表7 速溶紫薯飲料配比正交試驗結(jié)果Table 7 Instant purple sweet potato beverage proportioning results of orthogonal test

由表7 分析可知，影響飲料口味的主要因素為奶粉含量，其次是蔗糖的含量，最后是紫薯粉含量，最佳組合是A2B3C2。紫薯粉含量對飲料的外觀顏色有顯著影響，原因是紫肉甘薯中花色甙在不同pH 條件下的色澤變化極大，含酸量對飲料的外觀色澤有明顯影響，從而影響到產(chǎn)品的總體可接受性。最佳配方為：紫薯粉為76%、奶粉為8%、蔗糖量為16%。

3 結(jié)論

由實驗可知，用紫薯品種川山紫制作飲料時，加適量水打漿，采用處理溫度50 ℃、纖維素酶0.002%、果膠酶0.01%、淀粉酶0.03%、處理時間120 min，可獲得理想的固形物含量。用0.2%異抗壞血酸鈉、3%β-環(huán)糊精、0.04%乙基麥芽酚，可獲得良好沖調(diào)性的紫薯粉。用水76%、蔗糖量16%、奶粉8%，可獲得色、香、味俱佳的速溶紫薯粉飲料。

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