紫薯紅棗乳飲料研制及抗氧化活性分析

◎張 靜，沈 瑤，茍美玲

（1.成都師范學院 化學與生命科學學院，四川 成都 611130；2.特色園藝生物資源開發與利用四川省高等學校重點實驗室，四川 成都 611130）

紫薯（Ipomoea batatasL.），又稱黑薯，薯肉呈紫色。它含蛋白質、淀粉、纖維素、氨基酸、維生素及多種礦物質成分，且含量也比普通甘薯高[1]，還富含硒元素和花青素，花青素具有較高的抗氧化作用[2]。紫薯還有特殊保健功能，具有降低癌細胞增殖能力與抑制腫瘤形成的功效[3]。紅棗，是鼠李科棗屬植物棗樹的果實[4]，富含蛋白質、脂肪、糖類、B 族維生素、鈣、磷、鐵和環磷酸腺苷等營養成分，有增強肌力、消除疲勞、擴張血管、改善心肌營養[5]等功能。目前，對于紫薯產品抗氧化性研究主要集中在飲料、酒與酸奶中，紫薯乳飲料抗氧化性分析目前還未見報道。本文以紫薯、紅棗為原料，以牛奶、白砂糖為輔料，對紫薯紅棗飲料生產配方及其抗氧化性進行研究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料選取新鮮紫薯、紅棗、牛奶與白砂糖。檸檬酸、α-淀粉酶、糖化酶為食品級（浙江一諾生物科技有限公司）；DPPH（沃瑞達斯實驗試劑耗材）、硫酸鐵（成都市科隆化學品有限公司）、水楊酸（成都市科隆化學品有限公司）、過氧化氫（浙江一諾生物科技有限公司）、過硫酸鉀（福晨化學試劑有限公司）、ABTS 自由基（合肥巴斯夫生物科技有限公司）、三羥甲基氨基甲烷（浙江一諾生物科技有限公司）、磷酸（天津市科密歐化學試劑有限公司）和鄰苯三酚（浙江一諾生物科技有限公司），均為分析純。

1.2 儀器與設備

JA303P 分析天平（常州市幸運電子設備有限公司）、UV754 紫外分光光度計（上海菁華科技儀器有限公司）、MJ-WBL2501B榨汁機（美的集團有限公司）、HH-W420 水浴鍋（江蘇金壇市金城國勝實驗儀器廠）。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程

紫薯紅棗乳飲料制作流程：紫薯汁、紅棗汁與鮮牛奶混合→調配→均質→密封→殺菌→冷卻→成品。

1.3.2 具體操作

新鮮紫薯去皮切塊，蒸煮后以1∶4 加水打漿，加入適量α-淀粉酶與糖化酶于紫薯漿中置于水浴鍋中酶解，過濾冷卻后得到紫薯汁。無霉變紅棗去核，以1∶5 加水煮沸，沖洗蒸煮后以1∶10 加水制成紅棗汁。加入紫薯汁、紅棗汁、牛奶、0.1%的CMC 穩定劑調配，均質滅菌后冷卻得到成品。

1.3.3 單因素試驗

選取紫薯汁添加量（45%、50%、55%、60%和65%）、紅棗汁添加量（45%、50%、55%、60%和65%）、白砂糖添加量（0%、1%、2%、3%和4%）與檸檬酸添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%）4 個因素，以感官指標為評價指標，分別進行5 組單因素試驗。

1.3.4 響應面實驗設計

以感官評分為響應值，在單因素試驗基礎上設計響應面試驗，因素水平見表1。

表1 Box-Behnken 響應面實驗設計因素水平表

1.3.5 質量指標的測定

（1）感官指標的測定。由12 人組成評價小組，按照表2 進行感官評分。

表2 紫薯紅棗乳飲料感官評分表

（2）理化指標與微生物指標。蛋白質測定采用GB/T 5009.5—2016 中第一法凱氏定氮法，菌落總數測定采用GB 4789.2—2016，大腸菌群測定采用GB 4789.3—2016，霉菌測定采用GB 4789.15—2016。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

試驗單因素結果如表3所示，隨著紫薯汁、紅棗汁、白砂糖、檸檬酸添加量的增加，飲料的感官評分均呈現先增加后降低的趨勢。紫薯汁添加量在試驗組3 時添加量為55%，感官評分最高；紅棗汁添加量在試驗組4 時感官評分最高，此時添加量為60%；白砂糖添加量與檸檬酸添加量均在試驗組2 時感官評分最高，此時其添加量分別為1%與0.2%。

表3 單因素試驗結果感官評分表

2.2 響應面試驗結果與分析

2.2.1 響應面試驗水平及結果

采用響應面試驗設計水平及結果見表4，采用Design Exper 對表實驗數據進行整理分析，以感官評分為響應值，通過軟件分析得到飲料感官評分與自變量的回歸模型方程為：Y=84.01+0.205 0A+0.119 2B+0.095 0C-1.87D+0.257 5AB-0.027 5AC+0.315 0AD-0.917 5BC-0.607 5BD-1.08CD-1.65A2-2.43B2-6.10C2-4.70D2。

表4 Box-Behnken 響應面試驗設計水平及結果表

2.2.2 響應面方差分析結果

響應面方差分析結果如表5所示。模型F=88.73，P＜0.000 1，表明該模型極顯著。失擬項P=0.369 ＞0.05（α=0.05）不顯著，說明該模型的擬合度較好。決定系數R2=0.988 9，說明預測值與實際值有很好的相關性，建模成功，可以用此模型分析和預測紫薯紅棗乳飲料的最優配方。D 及BC、CD 的交互作用及二次項A2、B2、C2、D2對飲料感官評分影響極顯著（P＜0.01）；BD 的交互作用對飲料的感官評分影響顯著（P＜0.05）；A、B、C 及BD 的交互作用對飲料的感官評分影響不顯著。由四個因素的F值可以推出影響紫薯紅棗乳飲料感官評分的大?。篋 ＞A ＞B ＞C。

表5 響應面方差分析表

2.2.3 響應面驗證試驗

根據響應面分析得到飲料的最佳配方：紫薯汁、紅棗汁、白砂糖與檸檬酸添加量分別為55.234%、20.241%、1.022% 與0.180%，此條件下感官評分84.204。結合實際操作，將最佳配方調整為紫薯汁、紅棗汁、白砂糖與檸檬酸添加量分別為55%、20%、1%與0.18%，此條件下進行3 次平行試驗，得到感官評分83.68，與預測值相對誤差為0.62%＜5%，該試驗合理。

2.3 抗氧化能力的測定

為了解飲料的抗氧化活性，測定了飲料對DPPH自由基、羥自由基（?OH）、ABTS+自由基、超氧陰離子自由基O-2·清除率的試驗，結果如表6，可以看出按照上述的最優添加配方生產的紫薯紅棗乳飲料具有一定的抗氧化活性。

表6 抗氧化能力結果表

2.4 質量指標檢測

蛋白質含量為1.52%，菌落總數、大腸菌群、霉菌均未檢出，符合國家標準。

3 結論

試驗得到紫薯紅棗乳飲料最優配方：紫薯汁55%，紅棗汁20%，白砂糖1%，檸檬酸0.18%。該配方下飲料呈淡紫色，甜度適口，香氣宜人。飲料對DPPH 自由基清除率為27.2%；對羥自由基清除率為53.84%；對ABTS+自由基清除率81.4%，對超氧陰離子自由基O-2·為96.3%，該飲料具有一定的抗氧化活性。飲料理化指標與微生物指標均符合國家標準。