（四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院酒類與食品工程系，四川都江堰611830）

馬鈴薯又稱地蛋、土豆、洋山芋，屬茄科多年生草本植物，原產(chǎn)于南美洲[1]；是全球第四大重要的糧食作物。我國馬鈴薯種植面積和生產(chǎn)量居世界前列，占世界馬鈴薯種植面積的1/4，已經(jīng)成為馬鈴薯生產(chǎn)大國。2015年我國首創(chuàng)提出馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，充分說明馬鈴薯在我國糧食領(lǐng)域的戰(zhàn)略地位逐漸顯現(xiàn)[2]。馬鈴薯的主要成分是淀粉和蛋白質(zhì)，淀粉干重含量在60%～80%。馬鈴薯還富膳食纖維、維生素和礦物質(zhì)等成分。據(jù)呂巨智等研究表明每100 g馬鈴薯塊莖中含有0.7 g膳食纖維、17mg維生素C、5 g維生素A、1.1mg尼克酸、0.04mg核黃素、0.08mg硫胺素等[3]；以及豐富的礦物質(zhì)元素，享有“地下蘋果”、“第二面包”等稱譽(yù)。紫馬鈴薯（簡稱紫薯）除了具備普通馬鈴薯的營養(yǎng)價值，還具有多種酚類物質(zhì)、花色苷等生物活性成分，具有防癌、護(hù)肝、減肥、抗氧化以及抗衰老等多種保健功能[4-6]。

獼猴桃又名藤梨，是獼猴桃科（Actinidiaceae）獼猴桃屬（Actinidia）落葉性藤本植物[7]；具有很高的營養(yǎng)價值，被譽(yù)稱為“水果之王”。每100克鮮果含維生素C0.1 g～0.42 g、膳食纖維 1.8 g、總糖 6%～14%、有機(jī)酸1.2%～2.4%、蛋白質(zhì)16 g、可溶性固形物13%～18%以及豐富的礦質(zhì)元素等[8]。研究表明獼猴桃籽油能顯著降低血脂，可預(yù)防心血管疾病、保護(hù)視力、抗炎、抗病毒以及延緩衰老等功效；獼猴桃汁能有效地促進(jìn)人體鉛的排泄、良好的潤腸通便功能以及防癌和治癌的作用[9-12]。

目前，國內(nèi)外關(guān)于紫薯研究多集中在種植栽培技術(shù)和花色苷的提取工藝及其抗氧化性等方面[5-6]；值得可喜的是紫薯精深加工等方面已有少量報道，如陳杰華用紫馬鈴薯通過攤飯法釀造紫薯米酒制備出細(xì)膩醇厚、營養(yǎng)豐富的紫薯米酒以及通過酶法生產(chǎn)出色澤和風(fēng)味俱佳的紫薯飲料；馮元春等以馬鈴薯蛋白替代部分奶粉，生產(chǎn)穩(wěn)定性良好、風(fēng)味獨特、營養(yǎng)豐富低脂高蛋白營養(yǎng)型乳飲料。在一定程度上推進(jìn)了紫薯的產(chǎn)業(yè)化和深加工[13-15]。然而由于我國馬鈴薯產(chǎn)量大，而我國生產(chǎn)的馬鈴薯主要用于直接消費，深加工量不到10%[16]，每年都有25%～30%的馬鈴薯保藏不當(dāng)而造成嚴(yán)重的損失[17]。因此必須加大對馬鈴薯的深加工，充分利用資源以提高馬鈴薯的經(jīng)濟(jì)附加值及適應(yīng)市場對產(chǎn)品多樣化的要求。

本試驗以紫薯和獼猴桃為原料，以紫薯獼猴桃復(fù)合飲料的感官評分、穩(wěn)定性和抗氧化性為考核指標(biāo)，通過單因素試驗及正交試驗確定紫薯獼猴桃復(fù)合功能型飲料的最佳生產(chǎn)工藝配方。以期開發(fā)出具有抗氧化、延緩衰老和減肥等功能的紫薯獼猴桃功能型復(fù)合飲料，為馬鈴薯的綜合開發(fā)和深加工利用提供理論依據(jù)。

1　材料和方法

1.1　材料和試劑

1.1.1　試驗儀器

JYZ-350榨汁機(jī)：九陽股份有限公司；FA2003電子天平：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；YJGY-70型均質(zhì)機(jī)：天津市特斯達(dá)食品科技有限公司；手持糖量計：泉州光學(xué)儀器廠；PH-2型酸度計：上海精科儀器有限公司；恒溫水浴鍋：上海寰熙醫(yī)療器械有限公司；UV-2600型可見分光光度計：日本島津有限公司。

1.1.2　試驗藥品

新鮮紫薯、新鮮獼猴桃：長沙雨花區(qū)高橋大市場；果膠酶（40 000 U/g）、淀粉酶（37 000 U/g）：鄭州萬博化工產(chǎn)品有限公司；檸檬酸、羧甲基纖維素鈉（CMCNa）、黃原膠、蔗糖（均為食品級）：北京索萊寶科技有限公司。

無水乙醇、氯化鈉、七水合硫酸亞鐵、鄰二氮菲、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、H2O2、三羥甲基氨基甲烷（Tris）、濃鹽酸、鄰苯三酚、鐵氰化鉀、三氯乙酸、三氯化鐵（均為國產(chǎn)分析純）：上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）標(biāo)準(zhǔn)品：美國Sigma公司。

1.2　工藝流程

紫薯獼猴桃復(fù)合飲料生產(chǎn)工藝流程圖見圖1。

圖1　紫薯獼猴桃復(fù)合飲料生產(chǎn)工藝流程圖Fig.1 The technology route and process flow of purple potato-kiwifruit beverage

1.3　操作要點

1.3.1　紫薯汁的制備

選擇塊大新鮮、成熟度適中、無蟲害的紫薯清洗干凈、去皮，切塊（4 cm×1 cm×1 cm）；于90℃的熱水中燙漂2 min，置于0.8%的鹽溶液中浸泡30 min，用生產(chǎn)用水洗凈、瀝干；取100 g燙漂紫薯加生產(chǎn)用水打漿1∶1（質(zhì)量比）。然后在50℃下、淀粉酶用量0.03%、果膠酶用量0.05%、酶解3 h；酶解結(jié)束后在90℃的水浴鍋中滅酶10 min。滅酶結(jié)束后在5 000 r/min的條件下離心15 min，收集上清液即為紫薯汁[13]。

1.3.2　獼猴桃汁的制備

選取新鮮、成熟的獼猴桃，洗凈、去皮、切塊，質(zhì)量比1∶1打漿，在5 000 r/min的條件下離心15 min，收集上清液即為獼猴桃汁。

1.3.3　調(diào)配

按照設(shè)定的試驗方案在容器中先溶解好一定量的蔗糖和檸檬酸，依次加入紫薯汁、獼猴桃汁以及穩(wěn)定劑，攪拌均勻定容100 mL。

1.3.4　均質(zhì)

將配成紫薯獼猴桃復(fù)合飲料加熱到60℃倒入均質(zhì)機(jī)在20Mpa～25 Mpa下均質(zhì)5 min，增強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

1.3.5　殺菌

將調(diào)配好的飲料灌裝在121℃保持9 s完成高溫瞬時滅菌，然后迅速冷卻至40℃，在37℃下保溫質(zhì)檢，包裝得到成品。

1.4　單因素試驗

選擇紫薯汁、獼猴桃汁、蔗糖、檸檬酸和穩(wěn)定劑種類為主要研究變量，探究以紫薯汁的添加量、獼猴桃汁的添加量、白糖的添加量、檸檬酸的添加量對紫薯獼猴桃復(fù)合飲料的感官品質(zhì)的影響。

1.5　正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選出紫薯汁的添加量（A）、獼猴桃汁的添加量（B）、白糖的添加量（C）、檸檬酸添加量（D）為考察因素，進(jìn)行L9（34）正交試驗，以感官評分標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，確定紫薯獼猴桃復(fù)合飲料的最佳配方，正交試驗因素水平表見表1。

表1　L9（34）正交試驗因素水平表Table 1Level of L9（34）orthogonal experimental factors

1.6　穩(wěn)定劑選擇及穩(wěn)定效果評價

取調(diào)配好的復(fù)合飲料分別加入CMC-Na、黃原膠及二者復(fù)合配比作為復(fù)合飲料穩(wěn)定劑；采用離心沉降法，研究不添加同種類穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果。將復(fù)合飲料置于30 mL刻度離心管中，在3 000 r/min，下離心10 min，計算分層率采用以下公式計算[18]。

分層率/%=上清液高度/固液兩相總高度×100

1.7　感官評定方法與標(biāo)準(zhǔn)

選擇評鑒人員10人組成評鑒小組，根據(jù)組織狀態(tài)、口感、色澤、風(fēng)味四方面進(jìn)行綜合評分，按評分標(biāo)準(zhǔn)對每個配方結(jié)果打分，總分為100分，評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2　感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 2　The evaluation standard of beverage

1.8　抗氧化能力的測定

1.8.1　對羥基自由基（·OH）清除率的測定

分別以紫薯汁、獼猴桃汁、復(fù)合飲料為自由基清除劑，參照曾劍華等關(guān)于黃秋葵多糖體外羥基自由基（·OH）抗氧化能力的測定研究[19]。

1.8.2　對超氧陰離子自由基（O2-·）清除率的測定

分別以紫薯汁、獼猴桃汁、復(fù)合飲料為自由基清除劑，參照張麗紅等關(guān)于楊梅玫瑰茄飲料抗氧化性研究[20]。

1.8.3　對DPPH自由基（DPPH·）清除率的測定

在3只具塞比色管中分別加入紫薯汁、獼猴桃汁、復(fù)合飲料各2 mL，再加入8 mL的0.2 mmol/L的DPPH·無水乙醇溶液混合、搖勻，在黑暗處反應(yīng)20 min后在517 nm處測定其吸光度為A1，重復(fù)3次取平均值。取2 mL無水乙醇與8 mL的0.2 mmol/L的DPPH·溶液混合、搖勻，在黑暗處反應(yīng)20 min后在517 nm處測定其吸光度為A0，重復(fù)3次取平均值。取2 mL樣品與8 mL無水乙醇溶液混合、搖勻，在黑暗處反應(yīng)20 min后在517 nm處測定其吸光度為A2，重復(fù)3次取平均值[21]。

DPPH·清除率/%=[1-（A1-A2）/A0]×100

1.9　復(fù)合飲料質(zhì)量指標(biāo)測定

1.9.1　感官指標(biāo)的測定

依據(jù)GB/T 31121-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)果蔬汁類及其飲料》測定相關(guān)質(zhì)量指標(biāo)[22]。

1.9.2　理化指標(biāo)測定

可溶性固形物的測定：按GB/T 12143-2008《飲料通用分析方法》規(guī)定的方法測定。

總酸的測定：按GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》規(guī)定的方法測定。

總糖的測定：按GB/T 21730-2008《濃縮橙汁》測定方法。

銅、鉛的測定：參照GB 5009.13-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中銅的測定》。

1.9.3　微生物指標(biāo)的測定

參照GB 4789.1-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗》規(guī)定的方法檢驗。

2　結(jié)果與討論

2.1　單因素試驗

2.1.1　紫薯汁添加量對紫薯乳獼猴桃復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響

以飲料總量計，設(shè)定添加黃原膠0.1%、獼猴桃汁添加量為15 g/100 mL、白糖添加量為9 g/100 mL、檸檬酸添加量為0.15%。分別加入紫薯汁15、20、25、30、35 g/100 mL按照1.2的所述工藝生產(chǎn)飲料產(chǎn)品，對成品進(jìn)行感官評分，結(jié)果見圖2。

圖2　紫薯汁添加量對復(fù)合飲料感官評分的影響Fig.2　Effect of purple potato juice added amount on sensory score of beverage

由圖2可知，隨著紫薯汁添加量的增加復(fù)合飲料的綜合評分不斷增高，色澤的評分基本維持在18分左右，組織狀態(tài)維持在15分左右。當(dāng)紫薯添加量為25 g/100 mL時，紫薯乳飲料綜合評分達(dá)到最大值88分，產(chǎn)品達(dá)到最佳狀態(tài)，呈現(xiàn)出協(xié)調(diào)的紫薯香味和獼猴桃汁特征風(fēng)味，色澤呈紫紅色、均一、口感柔和，符合大多數(shù)人的喜好。隨后，隨著紫薯汁的添加量的增加綜合評分逐漸減少。

2.1.2　獼猴桃汁添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響

以飲料總量計，設(shè)定添加黃原膠0.1%、紫薯汁的添加量為25 g/100 mL、白糖的添加量為9 g/100 mL、檸檬酸添加量為0.15%。分別加入獼猴桃汁5、10、15、20、25 g/100 mL按照1.2所述工藝生產(chǎn)飲料產(chǎn)品，對產(chǎn)品進(jìn)行感官評分，結(jié)果見圖3。

圖3　獼猴桃汁添加量對復(fù)合飲料感官評分的影響Fig.3　Effect of kiwifruit juice added amount on sensory score of beverage

由圖3可知，隨著獼猴桃汁添加量的增加，復(fù)合飲料的口感評分基本維持在26分，風(fēng)味評分在24、25分上下波動，組織狀態(tài)評分變化不大，色澤評分逐漸上升，感官評分總分呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，當(dāng)獼猴桃汁添加量為20 g/100 mL時復(fù)合飲料的感官評分達(dá)到最大值89分，復(fù)合飲料口感最佳，特征風(fēng)味協(xié)調(diào)，色澤呈紫紅色、均一穩(wěn)定。隨后隨著紫薯汁的添加量的增加綜合評分逐漸減少。

2.1.3　白糖添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響

以飲料總量計，設(shè)定添加黃原膠0.1%、紫薯汁的添加量為25 g/100 mL、獼猴桃汁添加量為15 g/100 mL、檸檬酸添加量為0.15%。分別加入蔗糖3、6、9、12、15 g/100 mL按照1.2所述工藝生產(chǎn)飲料產(chǎn)品，對產(chǎn)品進(jìn)行感官評分，結(jié)果見圖4。

由圖4可知，隨著白糖添加量的增加，復(fù)合飲料的組織狀態(tài)和色澤在18分上下波動，變化不大，產(chǎn)品風(fēng)味評分維持在26分左右，口感評分先增后減，綜合評分先增后減，當(dāng)白糖的添加量為9 g/100 mL時綜合評分達(dá)到最大值90分，此時產(chǎn)品甜度適宜，滋味可口。

2.1.4　檸檬酸添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響

圖4　白糖添加量對復(fù)合飲料感官評分的影響Fig.4 Effect of white sugar added amount on sensory score of beverage

以飲料總量計，設(shè)定添加黃原膠0.1%、紫薯汁的添加量為25 g/100 mL、獼猴桃汁添加量為15 g/100 mL、蔗糖添加量為9 g/100 mL，分別加入0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的檸檬酸按照1.2所述工藝生產(chǎn)飲料產(chǎn)品，對產(chǎn)品進(jìn)行感官評分，結(jié)果見圖5。

由圖5可知，隨著檸檬酸添加量的增加，復(fù)合飲料的口感和風(fēng)味評分逐漸上升，當(dāng)檸檬酸粉添加量為0.20%時達(dá)到最大值89分，此時產(chǎn)品具有濃郁的乳香味和紫薯汁特有香氣和獼猴桃汁特征香味，產(chǎn)品呈紫紅色、風(fēng)味柔和、滋味可口。隨后評分逐漸下降，產(chǎn)品的色澤和組織狀態(tài)不斷下降。

圖5　檸檬酸添加量對馬鈴薯乳飲料感官評分的影響Fig.5　Effect of citric acid added amount on sensory score of beverage

2.2　紫薯獼猴桃復(fù)合飲料配方優(yōu)化試驗結(jié)果分析

在單因素試驗基礎(chǔ)上，以紫薯汁的添加量、獼猴桃汁的添加量、白糖的添加量、檸檬酸的添加量做L9（34）正交優(yōu)化試驗，正交因素水平表見表2，正交試驗結(jié)果見表3，方差分析見表4。

表3　正交試驗設(shè)計與試驗結(jié)果Table 3　Orthogonal experimental design and experimental results

表4　正交試驗方差分析結(jié)果Table 4　Orthogonal experimental analysis of variance

由表3極差R可知各因素對紫薯乳獼猴桃復(fù)合飲料的感官品質(zhì)影響主次順序為B＞A＞D＞C，即獼猴桃汁添加量對復(fù)合飲料的感官品質(zhì)影響最大，其次為紫薯汁加量，再次之為檸檬酸的添加量，蔗糖的添加量影響最小。得出的最優(yōu)試驗組合為A2B2C3D3，由于最優(yōu)組合A2B2C3D3不在正交表內(nèi)，故進(jìn)行3次平行試驗，綜合評分為92.33。由表4方差分析可知：紫薯汁、獼猴桃汁和檸檬酸添加量3個因素均有顯著性影響，這與正交分析結(jié)論一致。因此。紫薯獼猴桃復(fù)合飲料的最佳配方為A2B2C3D3，即紫薯汁25 g/100 mL、獼猴桃汁15 g/100 mL、蔗糖12 g/100 mL、檸檬酸0.2%。

2.3　紫薯獼猴桃復(fù)合飲料穩(wěn)定性試驗

紫薯獼猴桃復(fù)合飲料穩(wěn)定性試驗結(jié)果見表5。

表5　穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果Table 5　The stabilizing effect of the stabilizer

從表5可以看出，同一種穩(wěn)定劑隨著添加量的增加，分層率逐漸減小，表明穩(wěn)定效果逐漸增強(qiáng)。在相同的添加量下，不同穩(wěn)定劑對飲料的穩(wěn)定效果會有所不同，黃原膠對復(fù)合飲料的穩(wěn)定效果要好于CMC-Na，然而在試驗的添加量范圍內(nèi)，單一穩(wěn)定劑還不能起到較好的穩(wěn)定效果，因此考察復(fù)配穩(wěn)定劑對飲料穩(wěn)定效果的影響，試驗結(jié)果表明，添加0.1%CMC-Na和0.15%黃原膠，在25 MPa下均質(zhì)，復(fù)合飲料經(jīng)過離心后分層率為0，是紫薯獼猴桃復(fù)合飲料理想的復(fù)配穩(wěn)定劑。

2.4　紫薯獼猴桃復(fù)合飲料抗氧化性試驗

紫薯獼猴桃復(fù)合飲料抗氧化性試驗結(jié)果如圖6所示。

圖6　紫薯獼猴桃復(fù)合飲料抗氧化能力Fig.6　Antioxidant capacity of purple potato-kiwifruit compound beverage

由圖6可知，3種抗氧化的評價方法差存在一定的差異，趨勢也不同。在對DPPH·清除率測定中，抗氧化能力強(qiáng)弱為紫薯原汁＞獼猴桃汁＞復(fù)合飲料；在對·OH清除率測定中，抗氧化能力為獼猴桃汁＞紫薯原汁＞復(fù)合飲料；在對O2-·清除率測定中，抗氧化能力強(qiáng)弱為獼猴桃汁＞紫薯汁＞復(fù)合飲料。測定結(jié)果復(fù)合飲料的DPPH·、·OH、O2-·清除率分別為 48.02%、38.67%、55.41%，表明該復(fù)合飲料具有良好的抗氧化能力。但在與紫薯汁和獼猴桃汁的抗氧化能力相比之下明顯下降了很多，一個原因是紫薯原汁和獼猴桃汁里面含有的抗氧化物質(zhì)濃度高，而復(fù)合飲料在配制過程存在稀釋；另一方面是在復(fù)合飲料工藝流程中的敏感性條件如高溫等對復(fù)合飲料的抗氧化活性物質(zhì)如花色苷破壞較大，以及pH值等的變化導(dǎo)致抗氧化性低于原材料。

2.5　紫薯獼猴桃復(fù)合飲料質(zhì)量研究

2.5.1　感官指標(biāo)

采用正交試驗得出的最佳組合A2B2C3D3制備的復(fù)合飲料口感舒適、酸甜宜人、色澤為紫紅色，具有紫馬林薯和獼猴桃特有清香，復(fù)合風(fēng)味明顯，體系穩(wěn)定、不分層、無沉淀。

2.5.2　理化指標(biāo)

復(fù)合飲料理化指標(biāo)測定結(jié)果見表6。

表6　復(fù)合飲料理化分析結(jié)果Table 6　Physicochemical analysis of compound beverage

2.5.3　微生物指標(biāo)

復(fù)合飲料微生物指標(biāo)測定結(jié)果見表7。

表7　飲料微生物指標(biāo)結(jié)果Table 7　The results of microbiological indicator of beverage

3　結(jié)論

通過單因素試驗及正交試驗，確定紫薯獼猴桃復(fù)合飲料的最佳配方組合為A2B2C3D3，即紫薯汁25 g/100 mL、獼猴桃汁 15 g/100 mL、蔗糖 12 g/100 mL、檸檬酸0.2%。穩(wěn)定性試驗結(jié)果顯示，添加0.1%CMC-Na和0.15%黃原膠在25 MPa下均質(zhì)可獲得理想效果。以此制備的復(fù)合飲料口感舒適、酸甜宜人、色澤為紫紅色，具有紫馬林薯和獼猴桃特有清香，復(fù)合風(fēng)味明顯，體系穩(wěn)定、不分層、無沉淀。經(jīng)過抗氧化性試驗得出復(fù)合飲料的DPPH·、·OH、O2-·清除率分別為48.02%、38.67%、55.41%，表明該復(fù)合飲料具有良好的抗氧化能力，具有很好的市場前景。

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