淮山藥飲料的工藝配方優化

陳惠卿，羅 星，莊培榮，謝三都

（1. 閩南科技學院生命科學與化學學院，福建泉州 362332；2. 福建省休閑食品加工應用協同創新中心，福建泉州 362200；3. 泉州輕工職業學院，福建 泉州 362200）

山藥（Dioscorea polystachyaTurcz.），又名淮山、懷山藥、白山藥、薯蕷等，屬薯蕷科（Dioscoreaceae） 薯蕷屬（DioscoreaL.） 植物，為一年生或多年生纏繞性藤本植物[1-3]，原產我國福建、廣東、臺灣等省及東南亞一帶，是國家衛生部公布的藥、食兩用植物資源[4]。山藥是一種糧、菜、飼、藥、能源等兼用的高效經濟作物，具有良好的食品、淀粉、飼料、醫藥、生物能源等工業開發前景，可發展成為一定規模的特色產業[4]。山藥富含淀粉、多糖、黏液蛋白、礦物質及其他營養物質，是當前國際上最為重要的十大塊根（莖） 類食用植物之一，年產量僅次于馬鈴薯、甘薯和木薯，是熱帶及亞熱帶許多國家和地區人民用以維持生計的主要淀粉類作物。近年來，淮山藥研究主要集中在對淮山淀粉的研究[5-6]，對其制品研究主要有淮山餅干[7-8]、戚風蛋糕[9]、饅頭[10]、乳酸菌飲料[11]、淮山復合類飲料[12-14]等。

以淮山藥為原料，考查淮山藥漿添加量、白砂糖添加量、D - 抗壞血酸鈉添加量、卡拉膠添加量、羧甲基纖維素鈉添加量等對淮山藥飲料感官品質的影響，在此基礎上，采用正交試驗設計優化其工藝配方，有利于為淮山藥飲料的制備提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗原料

淮山，安溪中葉種，福建省山格農業綜合開發有限公司提供；白砂糖、D - 異抗壞血酸鈉、卡拉膠、羧甲基纖維素鈉、異麥芽酮糖醇、山梨糖醇、焦亞硫酸鈉，食品級，均為市售。

1.2 試驗儀器與設備

HB011 型電子天平，深圳廣測檢測有限公司產品；ACS-10kg 型電子計重秤，瑞安市英衡電器有限公司產品；C21-RT2163 型家用臺式電磁爐，美的集團有限公司產品；JYZ-D525 型九陽打漿機，九陽股份有限公司產品；JM-LB50a 型膠體磨，溫州市七星乳品設備廠產品；GJJ 型高壓均質泵，鄭州玉祥機械設備有限公司產品；Autoclave G13D 型高壓滅菌鍋，廈門精藝興業科技有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 淮山藥飲料的制備工藝流程

①山梨糖醇、異麥芽糖醇、白砂糖、卡拉膠、羧甲基纖維素鈉、焦亞硫酸鈉→混勻→溶解完全；

②淮山藥→挑選→清洗→去皮→切段→預煮→打漿（淮山∶水= 1∶2，D - 異抗壞血酸鈉） →淮山藥漿；

①+②混合均勻→均質→灌裝→封口→高溫殺菌→冷卻→成品。

1.3.2 操作要點

（1） 淮山藥漿的制備。挑選無霉變、無蟲洞的新鮮淮山藥，削去外皮、清洗、切塊、浸入清水中，備用。將去皮、切塊的淮山藥置于蒸鍋中蒸25 min，進行預煮處理。將預煮處理的淮山藥加入2 倍量清水，加入適量D - 異抗壞血酸鈉，采用打漿機將淮山藥打成漿后經過2 道膠體磨后，將淮山藥磨成細膩的淮山藥漿，備用。

（2） 輔料調配。稱取一定量的山梨糖醇、異麥芽酮糖醇、白砂糖、卡拉膠、羧甲基纖維素鈉和焦亞硫酸鈉等輔料，混合均勻后加一定量蒸餾水，攪拌、打漿、溶解完全，備用。

（3） 淮山藥飲料的配制。將淮山藥漿攪拌過程中慢慢加入輔料溶液直至完全加入，補足水量，經攪拌均勻后過1 道高壓均質機，使物料充分混合、細膩，備用。

（4） 灌裝、封口、滅菌、冷卻。將高壓均質后的淮山藥飲料灌入玻璃瓶（四旋瓶） 中，封口后置于高壓鍋中，于121 ℃條件下滅菌30 min 后，冷卻至室溫，即為淮山藥飲料成品。

1.3.3 淮山藥飲料感官評分標準

感官評定小組由50 名具備感官品評能力的專業技術人員組成，分別以淮山藥飲料的色澤、組織狀態、氣味、滋味等4 個指標進行感官評價。

感官評分標準見表1。

表1 感官評分標準

1.3.4 淮山藥飲料配方工藝優化

（1） 淮山藥漿添加量對淮山藥飲料感官品質的影響。以1 000 mL 水為基準，固定各組分添加量為白砂糖2%，D- 異抗壞血酸鈉0.2%，卡拉膠0.2%，羧甲基纖維素鈉0.06%，分別添加淮山藥漿10%，20%，30%，40%，50%，其余用去離子水補足至100%，根據淮山藥飲料感官評分標準表評價淮山漿添加量對淮山藥飲料感官品質的影響。

（2） 白砂糖添加量對淮山藥飲料感官品質的影響。以1 000 mL 水為基準，固定各組分添加量為淮山藥漿20%，D - 異抗壞血酸鈉0.2%，卡拉膠0.2%，羧甲基纖維素鈉0.06%，分別添加白砂糖1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，其余用去離子水補足至100%，根據淮山藥飲料感官評分標準表評價白砂糖添加量對淮山藥飲料感官品質的影響。

（3） D- 異抗壞血酸鈉添加量對淮山藥飲料感官品質的影響。以1 000 mL 水為基準，固定各組分添加量為淮山藥漿20%，白砂糖2%，卡拉膠0.2%，羧甲基纖維素鈉0.06%，分別添加D- 異抗壞血酸鈉0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%，其余用去離子水補足至100%，根據淮山藥飲料感官評分標準表評價D - 異壞血酸鈉添加量對淮山藥飲料感官品質的影響。

（4） 卡拉膠添加量對淮山藥飲料感官品質的影響。以1 000 mL 水為基準，固定各組分添加量為淮山藥漿20%，白砂糖2%，D - 異抗壞血酸鈉0.2%，羧甲基纖維素鈉0.06%，分別添加卡拉膠0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，其余用去離子水補足至100%，根據淮山藥飲料感官評分標準表評價卡拉膠添加量對淮山藥飲料感官品質的影響。

（5） 羧甲基纖維素鈉添加量對淮山藥飲料感官品質的影響。以1 000 mL 水為基準，固定各組分添加量為淮山藥漿20%，白砂糖2%，D - 異抗壞血酸鈉0.2%，卡拉膠0.2%，分別添加羧甲基纖維素鈉0.04%，0.05%，0.06%，0.07%，0.08%，其余用去離子水補足至100%，根據淮山藥飲料感官評分標準表評價白砂糖添加量對淮山藥飲料感官品質的影響。

（6） 淮山藥飲料工藝配方的正交試驗設計。在單因素試驗的基礎上，以淮山藥飲料感官評分為考查指標，探討淮山藥漿添加量（A）、白砂糖添加量（B）、D- 異抗壞血酸鈉添加量（C）、卡拉膠添加量（D）、羧甲基纖維素鈉添加量（E） 對淮山藥飲料感官品質的影響，采用五因素四水平正交試驗設計L16（45）優化淮山藥飲料工藝配方。

正交試驗因素與水平設計見表2。

表2 正交試驗因素與水平設計/%

1.3.5 數據處理

采用SPSS 23.0 數據分析軟件對變化顯著性分析，使用EXCEL 軟件對數據進行統計分析并繪制圖表。

2 結果與分析

2.1 淮山藥漿添加量對淮山藥飲料感官品質的影響

淮山藥漿添加量對淮山藥飲料感官品質的影響見表3。

表3 淮山藥漿添加量對淮山藥飲料感官品質的影響

由表3 可知，淮山藥漿添加量對淮山藥飲料感官品質呈極顯著性影響，p＜0.01，其感官總分呈先上升后下降的趨勢。由于淮山藥具有特殊風味，當淮山藥漿添加量達到20%時，其感官總分達到最大值為（77.43±0.38） 分，極顯著高于其他級別，p＜0.01。因此，淮山藥飲料中淮山藥漿添加量應選擇20%左右。

2.2 白砂糖添加量對淮山藥飲料感官品質的影響

白砂糖添加量對淮山藥飲料感官品質的影響見表4。

表4 白砂糖添加量對淮山藥飲料感官品質的影響

由表4 可知，白砂糖添加量對淮山藥飲料感官品質呈極顯著性影響，p＜0.01，其感官總分呈先上升后下降的趨勢。當白砂糖添加量達到2.0%時，其感官總分達到最大值為（80.52±0.08） 分，顯著高于白砂糖添加量為1.5%時淮山藥飲料的感官總分，p＜0.05，且極顯著高于其他白砂糖添加量時淮山藥飲料的感官總分，p＜0.01。因此，淮山藥飲料中白砂糖添加量應選擇2.0%左右。

2.3 D - 異抗壞血酸鈉添加量對淮山藥飲料感官品質的影響

D- 異抗壞血酸鈉添加量對淮山藥飲料感官品質的影響見表5。

表5 D - 異抗壞血酸鈉添加量對淮山藥飲料感官品質的影響

由表5 可知，D- 異抗壞血酸鈉添加量對淮山藥飲料感官品質呈極顯著性影響，p＜0.01，其感官總分呈先上升后下降的趨勢。當D - 異抗壞血酸鈉添加量達到0.20%時，其感官總分達到最大值為（78.90±0.79） 分，顯著高于D- 異抗壞血酸鈉添加量為0.15%時淮山藥飲料的感官總分，p＜0.05，且極顯著高于其他D - 異抗壞血酸鈉添加量時淮山藥飲料的感官總分，p＜0.01。因此，淮山藥飲料中D- 異抗壞血酸鈉添加量應選擇0.20%左右。

2.4 卡拉膠添加量對淮山藥飲料感官品質的影響

卡拉膠添加量對淮山藥飲料感官品質的影響見表6。

表6 卡拉膠添加量對淮山藥飲料感官品質的影響

由表6 可知，卡拉膠添加量對淮山藥飲料感官品質呈極顯著性影響，p＜0.01，其感官總分呈先上升后下降的趨勢。當卡拉膠添加量達到0.20%時，其感官總分達到最大值為（78.07±0.30） 分，極顯著高于其他卡拉膠添加量時淮山藥飲料的感官總分，p＜0.01。因此，淮山藥飲料中卡拉膠添加量應選擇0.20%左右。

2.5 羧甲基纖維素鈉添加量對淮山藥飲料感官品質的影響

羧甲基纖維素鈉添加量對淮山藥飲料感官品質的影響見表7。

表7 羧甲基纖維素鈉添加量對淮山藥飲料感官品質的影響

由表7 可知，羧甲基纖維素鈉添加量對淮山藥飲料感官品質呈極顯著性影響，p＜0.01，其感官總分呈先上升后下降的趨勢。當羧甲基纖維素鈉添加量達到0.06%時，其感官總分達到最大值為（78.19±0.44） 分，極顯著高于其他羧甲基纖維素鈉添加量時淮山藥飲料的感官總分，p＜0.01。因此，淮山藥飲料中羧甲基纖維素鈉添加量應選擇0.06%左右。

2.6 淮山藥飲料制備工藝優化

淮山藥飲料正交試驗結果見表8，方差分析見表9。

表8 正交試驗結果分析

表9 方差分析

由表8 和表9 可知，比較極差R值及方差分析，各因素對淮山藥飲料感官品質影響程度大小順序為淮山藥漿添加量（A） ＞羧甲基纖維素鈉添加量（E） ＞卡拉膠添加量（D） ＞白砂糖添加量（B） ＞D- 異抗壞血酸鈉添加量（C），在各因素優化水平內，淮山藥漿添加量對淮山藥飲料感官品質影響極顯著，p＜0.01；羧甲基纖維素鈉添加量在α=0.10 水平內有顯著性影響，p＜0.10。根據極差分析可知，各因素的最優水平組合為A3B3C4D2E2，即淮山藥漿添加量為20%，白砂糖添加量為1.75%，D- 抗壞血酸鈉添加量為0.21%，卡拉膠添加量為0.2%，羧甲基纖維素鈉添加量為0.05%。

2.7 工藝配方驗證試驗

為進一步驗證正交試驗所優化配方工藝的有效性，將正交試驗最優組合即A3B3C4D2E2與正交試驗表中感官評分最高組合即A3B2C4D3E1進行對比驗證。

驗證試驗結果見表10。

表10 驗證試驗結果

由表10 可知，按正交試驗最優組合A3B3C4D2E2所制備的淮山藥飲料感官總分為（87.51±0.23） 分，極顯著高于按組合A3B2C4D3E1所制備的淮山藥飲料感官總分（80.10±0.18） 分，驗證了正交試驗所優化淮山藥飲料工藝配方的有效性，即淮山藥飲料的最佳工藝配方為淮山藥漿添加量20%，白砂糖添加量1.75%，D- 抗壞血酸鈉添加量0.21%，卡拉膠添加量0.2%，羧甲基纖維素鈉添加量0.05%，按此工藝配方所制備淮山藥飲料感官總分為（87.51±0.23） 分。

3 結論

以淮山藥制備淮山藥飲料，其淮山藥漿添加量、白砂糖添加量、D- 抗壞血酸鈉添加量、卡拉膠添加量、羧甲基纖維素鈉添加量等對淮山藥飲料感官品質的影響極顯著，p＜0.01。淮山藥飲料的最佳工藝配方為淮山藥漿添加量20%，白砂糖添加量1.75%，D-抗壞血酸鈉添加量0.21%，卡拉膠添加量0.2%，羧甲基纖維素鈉添加量0.05%，按此工藝配方所制備淮山藥飲料感官總分為（87.51±0.23） 分。