黃愛(ài)妮，王洪斌，嚴(yán)碧云，嚴(yán)京森，梅大佐

（1.武昌工學(xué)院食品與健康研究所，湖北武漢 430065；2.湖北華貴食品有限公司，湖北洪湖 433200）

0 引言

菱是一年生草本浮葉植物，廣泛分布于世界各地，在我國(guó)多個(gè)省份均有分布和栽培。菱角皮是菱果實(shí)的外種皮，性味微苦、澀，性涼，具有清熱解毒療瘡、澀腸止瀉、清化濕熱的功效[1-4]。有研究表明，菱角皮中含有生物堿、黃酮、鞣質(zhì)等化學(xué)成分，在藥理作用方面，菱角皮中的成分，如沒(méi)食子酸等具有較強(qiáng)的抗氧化活性及降低血糖等作用[5-8]。在菱角的加工中，菱角皮經(jīng)常被當(dāng)作廢棄物被丟棄，不僅造成了植物資源的浪費(fèi)，并且對(duì)環(huán)境也有一定的污染。

隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)飲料的要求日益增加，而且呈現(xiàn)出多元化的趨勢(shì)。在當(dāng)前的社會(huì)背景下，人們?cè)絹?lái)越重視保健，為保健飲料的生產(chǎn)創(chuàng)造了積極的動(dòng)力，保健飲料的研制已成為了研究的熱點(diǎn)[9-13]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)菱角皮的開(kāi)發(fā)利用較少，對(duì)菱角皮中的有效成分進(jìn)行提取，然后將提取的有效成分與白砂糖、檸檬酸等進(jìn)行復(fù)合調(diào)配，制備一種具有抗氧化作用的保健飲料，可以為菱角皮的加工利用提供一定的思路，也可以發(fā)揮菱角皮中沒(méi)食子酸、生物堿等成分的保健功能。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

菱角皮，湖北華貴食品有限公司提供；白砂糖、檸檬酸、木糖醇、黃原膠、羧甲基纖維素鈉，均為食品級(jí)。

GM-9070ME型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠產(chǎn)品；KQ-500DB型超聲波清洗器，昆山美美超聲儀器有限公司產(chǎn)品；TGL-16G型臺(tái)式離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn)品；CYB30-60型高壓均質(zhì)機(jī)，上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠產(chǎn)品；LS-B50L型高壓蒸汽滅菌鍋，上海中安醫(yī)療器械廠產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 菱角皮保健飲料制備的工藝路線

菱角皮→清洗→干燥→粉碎→有效成分提取→復(fù)合調(diào)配→均質(zhì)→灌裝→滅菌→冷卻→成品。

1.2.2 菱角皮保健飲料的感官評(píng)價(jià)方法

從口感、色澤、氣味、狀態(tài)4個(gè)方面對(duì)制備的菱角皮保健飲料進(jìn)行感官評(píng)分。挑選10名有經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行感官評(píng)分，男女各5人，挑選的10人需身體健康，嗅覺(jué)味覺(jué)均正常。評(píng)定方法采取直接打分法。

菱角皮保健飲料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 菱角皮保健飲料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.3 菱角皮保健飲料沉淀率的測(cè)定方法

飲料越穩(wěn)定，離心后上層溶液越多，則離心后得到的沉淀越少。取調(diào)配好的飲料100 mL倒于離心管中，臺(tái)式離心機(jī)以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心10 min，并測(cè)定上層溶液體積（V1）。離心沉淀率越低，表明該穩(wěn)定劑對(duì)飲料的穩(wěn)定效果越好。沉淀率計(jì)算見(jiàn)公式 （1）。

式中：Q——離心沉淀率，%；

V——總體積，mL；

V1——上層溶液體積，mL。

1.2.4 菱角皮保健飲料制備條件優(yōu)化的單因素試驗(yàn)

以菱角皮提取物添加量8%，白砂糖添加量8%，檸檬酸添加量0.3%，木糖醇的添加量6%，黃原膠添加量0.20%，羧甲基纖維素鈉添加量0.20%為初始配比，分別改變菱角皮提取物添加量（6%，7%，8%，9%，10%）、白砂糖添加量（6%，7%，8%，9%，10%）、檸檬酸添加量（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%）、木糖醇添加量（4%，5%，6%，7%，8%），通過(guò)感官評(píng)分確定最佳添加量。

分別改變黃原膠添加量（0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%）、羧甲基纖維素鈉添加量（0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%），通過(guò)離心沉淀率確定穩(wěn)定劑黃原膠和羧甲基纖維素鈉的最佳添加量。

1.2.5 菱角皮保健飲料制備條件優(yōu)化的正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇菱角皮提取物添加量、白砂糖添加量、檸檬酸添加量、木糖醇添加量4個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，對(duì)菱角皮保健飲料的制備條件進(jìn)一步優(yōu)化。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/%

2 結(jié)果與分析

2.1 菱角皮保健飲料制備條件優(yōu)化的單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 菱角皮提取物添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響

控制其他條件不變，分別加入6%，7%，8%，9%，10%的菱角皮提取物進(jìn)行飲料的制備。

菱角皮提取物添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響見(jiàn)圖1。

圖1 菱角皮提取物添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響

由圖1可知，隨著菱角品提取物添加量的逐漸提高，飲料的感官評(píng)分先增大后減小。當(dāng)添加量為9%時(shí)，感官綜合評(píng)分達(dá)到最高分85分，該條件下制備的飲料達(dá)到了理想狀態(tài)，口感好、味道佳，顏色為淡黃色并且清澈透亮，狀態(tài)均勻流動(dòng)性好。當(dāng)菱角皮提取物添加量在9%以上時(shí)，飲料的濁度增加，口感變差。因此，菱角皮提取物添加量為9%時(shí)最佳。

2.1.2 白砂糖添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響

控制其他條件不變，分別加入6%，7%，8%，9%，10%的白砂糖進(jìn)行飲料的制備。

白砂糖添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響見(jiàn)圖2。

圖2 白砂糖添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響

由圖2可知，白砂糖添加量為6%～7%時(shí)，感官評(píng)分呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，當(dāng)添加量7%時(shí)，感官評(píng)分為85分，達(dá)到最佳，此時(shí)飲料的酸甜配比達(dá)到了理想狀態(tài)。之后隨著白砂糖添加量進(jìn)一步增加，感官綜合評(píng)分逐漸下降，飲料中的甜味蓋過(guò)了酸味，口感受到影響。因此，白砂糖的最佳添加量為7%。

2.1.3 檸檬酸添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響

控制其他條件不變，分別加入0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%的檸檬酸進(jìn)行飲料的制備。

檸檬酸添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響見(jiàn)圖3。

圖3 檸檬酸添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響

由圖3可知，當(dāng)飲料中檸檬酸添加量逐漸增加時(shí)，感官評(píng)分先增大后減小，由此可知檸檬酸作為飲料的調(diào)酸劑應(yīng)適當(dāng)添加，不宜添加過(guò)多，否則酸甜度比例失調(diào)，會(huì)使口感變差。當(dāng)檸檬酸添加量為0.2%時(shí)，感官綜合評(píng)分達(dá)到85分，為該組試驗(yàn)最優(yōu)評(píng)分。因此，檸檬酸的最佳添加量為0.2%。

2.1.4 木糖醇添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響

控制其他條件不變，分別加入4%，5%，6%，7%，8%的木糖醇進(jìn)行飲料的制備。

木糖醇添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響見(jiàn)圖4。

由圖4可知，隨著木糖醇添加量的增加，飲料的感官評(píng)分先增大后減小。當(dāng)添加6%的木糖醇時(shí)，制備出的菱角皮保健飲料感官評(píng)分最高，此時(shí)飲料口感柔和，酸甜度適宜。因此，木糖醇的最佳添加量為6%。

圖4 木糖醇添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響

2.1.5 黃原膠添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響

控制其他條件不變，分別加入0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%的黃原膠進(jìn)行飲料的制備。

黃原膠添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響見(jiàn)圖5。

圖5 黃原膠添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響

由圖5可知，隨著黃原膠添加量的增加，飲料的沉淀率先降低后升高。黃原膠添加量為0.15%時(shí)，沉淀率最低為0.9%，說(shuō)明此時(shí)菱角皮保健飲料的穩(wěn)定性是最好的，狀態(tài)均一，有良好的流動(dòng)性。因此，黃原膠的最佳添加量為0.15%。

2.1.6 羧甲基纖維素鈉添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響

控制其他條件不變，分別加入0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%的羧甲基纖維素鈉進(jìn)行飲料的制備。

羧甲基纖維素鈉添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響見(jiàn)圖6。

圖6 羧甲基纖維素鈉添加量對(duì)菱角皮保健飲料制備效果的影響

由圖6可知，羧甲基纖維素鈉添加量在0.10%時(shí)，沉淀率最低為1.05%，說(shuō)明此時(shí)菱角皮保健飲料的穩(wěn)定性是最好的。隨著羧甲基纖維素鈉添加量增加，沉淀率先降低后升高。因此，羧甲基纖維素鈉的最佳添加量為0.10%。

2.2 菱角皮保健飲料制備條件優(yōu)化的正交試驗(yàn)結(jié)果在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采取四因素三水平的

正交試驗(yàn)對(duì)菱角皮保健飲料的制備方案進(jìn)行優(yōu)化。正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)正交試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析可得，影響菱角皮保健飲料制備效果的因素主次順序依次是白砂糖添加量（B） ＞菱角皮提取物添加量（A） ＞檸檬酸添加量（C）＞木糖醇添加量（D）。菱角皮保健飲料的最佳制備方案為A2B1C2D1，即菱角皮提取物添加量9%，白砂糖添加量6%，檸檬酸添加量0.2%，木糖醇添加量5%。

為了驗(yàn)證正交試驗(yàn)得到的最佳制備條件，在最佳制備方案下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，菱角皮保健飲料的感官評(píng)分為86分，高于正交試驗(yàn)表中的最佳得分，驗(yàn)證了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性。

3 結(jié)論

以菱角皮為原料，采用單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)優(yōu)化了菱角皮保健飲料的制備方案，得到的最佳制備方案為菱角皮提取物添加量9%，白砂糖添加量6%，檸檬酸添加量0.2%，木糖醇添加量5%，穩(wěn)定劑黃原膠添加量0.15%，羧甲基纖維素鈉添加量0.10%。經(jīng)過(guò)復(fù)合調(diào)配制得的菱角皮保健飲料顏色為淡黃色，有純正的菱角風(fēng)味且有淡淡的香味，口感酸甜適度、細(xì)膩?lái)樆?，久置無(wú)分層，呈均勻的流體狀態(tài)。該飲料為菱角的深加工利用提供了一定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可以將菱角皮中的有效成分進(jìn)行利用，同時(shí)可以減少菱角加工中的廢棄物對(duì)環(huán)境的污染。