速溶紫薯飲料生產的工藝

陳英鄉，于學娟，*，李銀塔

（1.煙臺職業學院，山東煙臺264000；2.山東省海洋食品營養研究院，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界發現的防治疾病、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、國內市場上十分走俏，發展前景非常廣闊。

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，它比較適合我地區的種植環境，從全國范圍來看，我地區種植的川山紫品種質量好于其他地區，經化驗分析對比，花青素、硒的含量高，是開發生產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，購自農貿市場；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 儀器設備

高壓均質機：上海華東高壓均質機廠；WYT-32G型手持糖量折光儀：中外臺資中發光學儀器有限公司；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旋轉蒸發儀：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備制造公司；酶解罐：溫州市飛越機械設備有限公司；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→調配→二次均質→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

根據紫薯的成分構成，選用纖維素酶、果膠酶、淀粉酶以一定比例搭配，調節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

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

1.2.2.8 調配

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

1.2.2.9 二次均質

將調配好的紫薯液進行二次均質，均質壓力保持在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，設計正交試驗見表3。

2 結果與分析

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（權重分別為20%、20%和60%），結果見表4。

表3 紫薯粉飲料最佳配方正交試驗設計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，用它制作飲料的關健是如何將淀粉轉化和減少最終產品中淀粉的沉淀，采用酶技術是一種理想的有效手段。最佳處理組合是A2B2C1D3E1F3。實驗結果表明，與單因素試驗結果A1B3C1D2E1F3不符，要進行驗證試驗，結果見表5。

表5 驗證試驗結果Table 5 Verify test results

由表5 可以看出，正交試驗結果A2B2C1D3E1F3優于單因素試驗結果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

包埋技術效果以花色甙含量、香味、沖調效果三個方面做評價指標（權重分別為40%、20%和40%），結果見表6。

表6 包埋劑配方正交試驗結果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

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

表7 速溶紫薯飲料配比正交試驗結果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-環糊精、0.04%乙基麥芽酚，可獲得良好沖調性的紫薯粉。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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