番薯汁飲料工藝研究

◎ 鄭啟捷，饒毅萍，吳小禾，鄧遠珍，張桂芝

（1.中山火炬職業技術學院，廣東 中山 528436；2.汕頭職業技術學院，廣東 汕頭 515041）

番薯，又名紅薯、甘薯、地瓜、甜薯等，是旋花科番薯屬的蔓生草本植物。番薯在廣東省內種植范圍廣泛，種植歷史悠久，品種資源豐富。2016—2018 年“第三次全國農作物種質資源普查與收集行動”廣東調查隊收集到廣東省57 個縣（市、區）的甘薯地方品種資源201 份[1]。番薯是一種營養全面且豐富的天然食品，含有蛋白質、脂肪、多糖、磷、鈣、鉀、胡蘿卜素、維生素A、維生素C、維生素E、維生素B1、維生素B2和8 種氨基酸。每100 g 鮮薯塊可食部分含碳水化合物29.5 g、脂肪0.2 g、磷20 mg、鈣18 mg、鐵0.4 g[2]。

隨著加工業的發展，農產品的加工也從初加工向深加工發展。我國農業加工業深加工比例相對較低，大多數農產品的加工屬于初加工和粗加工，精深加工和農業資源綜合利用的程度不高[3]。以番薯加工為例，目前我國的番薯產品主要以番薯干、番薯蜜餞、番薯脆片等食品為主，番薯汁飲料作為一種新型健康飲料，以其豐富的營養組成正日漸被消費者們所喜愛。但番薯汁飲料加工工藝簡單、技術落后致使產品質量不穩定、經濟附加值低，嚴重制約了番薯汁飲料加工產業的進一步發展。因此，深入研究番薯汁飲料加工工藝，提高番薯汁飲料的質量，對促進番薯汁飲料以及番薯加工產業的發展具有重要意義。本研究探討了以鮮薯及番薯干粉為主要原料研制番薯汁飲料的加工工藝條件，以期為番薯的綜合開發及加工增值提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

鮮薯（西瓜紅薯、白花番薯）；番薯干粉（地瓜紅番薯全粉、紫薯全粉）；白砂糖；檸檬酸；食用鹽；電子臺秤；手持式糖度計；打漿機；離心機；水平凈化工作臺；電磁爐。

1.2 試驗方法

1.2.1 番薯汁飲料制備工藝流程

番薯汁飲料制備工藝流程見圖1。

圖1 番薯汁飲料制備工藝流程圖

（1）原料選擇。鮮薯原料選新鮮、無霉爛的新鮮番薯；番薯干粉原料選擇熟制粉。

（2）清洗。洗凈番薯表面泥土，雜質。

（3）去皮。去除番薯表皮，剔除斑點，并用1%的食鹽水浸泡3 min 進行初步護色，撈出放入清水中沖洗一次。

（4）蒸煮。將番薯用蒸鍋在常壓下蒸20 min，蒸至無生心即可取出。

（5）打漿。打漿時采用水溶萃取法，即加入經煮沸的冷開水，加水量為番薯原料重量的2.5 倍，用打漿機不斷攪拌至料液混合均勻，打漿后靜置澄清1 h。

（6）過濾。采用四層紗布、八層紗布或離心機分離對番薯漿進行過濾，得到番薯汁。其中，離心機轉速為3 500 r·min-1，時間為10 min，取上層清澈透明液體即為番薯汁[4]。

（7）調配。在澄清番薯汁中加入白砂糖及檸檬酸進行調配，制成番薯汁飲料。

（8）裝罐。將調配好的番薯汁裝入滅菌過的玻璃瓶中罐裝，注意留頂隙1～2 cm，扣上蓋子。

（9）滅菌。在85 ℃水浴中進行巴氏滅菌，保持30 min；滅菌后擰緊蓋子。

（10）成品。將滅菌后密封好的番薯汁飲料用冷水浴冷卻或放置室溫冷卻。

1.2.2 番薯汁的制備及原料篩選

選用市售橙紅色的西瓜紅薯鮮薯、白色的白花番薯鮮薯、橙色的地瓜紅番薯全粉和紫色的紫薯全粉共4 種番薯原料開展對比實驗。取100 g 鮮薯進行蒸煮，加入250 g 水進行打漿萃取制得番薯汁；或者取用番薯干粉20 g，加入250 g 水進行打漿萃取，制作成番薯汁。用手持式糖度計測量其糖度，然后綜合產品氣味、顏色、汁液狀態等感官指標進行評價。

1.2.3 番薯汁澄清方法的篩選

選用4 層紗布過濾、8 層紗布過濾、離心機過濾3 種過濾手段進行過濾澄清，根據靜置后是否有沉淀物進行澄清方法篩選。

1.2.4 番薯汁飲料調配優化方法

（1）糖度的篩選。采用手持測糖儀，將番薯飲料的糖度調整到7%、9%、11%和13%，通過感官評價，篩選出最佳糖度。

（2）酸度篩選。選擇檸檬酸作為酸度調節劑，按飲料總重量分別添加檸檬酸0.05%、0.10%和0.20%。分別測定產品pH 值并進行感官評價，篩選出最佳檸檬酸用量。

（3）穩定劑篩選。分別使用0.1%可得然膠、0.1%黃原膠、0.1% CMC-Na+0.05%黃原膠、0.05% CMCNa+0.1%黃原膠共4 種穩定劑配方制作番薯復合飲料，對比其穩定效果及感官變化，篩選出最佳飲料穩定劑。

1.2.5 感官評價

參照《食品安全國家標準 飲料》（GB 7101—2022）的感官要求以及番薯飲料本身特性制定評分標準，由10 名食品專業人士進行感官評價。感官評分標準見表1。

表1 番薯汁飲料感官評價標準表

2 結果與分析

2.1 不同原料對番薯汁的影響

不同原料對產品風味影響較大，本研究根據番薯的顏色和市面喜愛程度，選用橙紅色的西瓜紅薯鮮薯、白色的白花番薯鮮薯、橙色的地瓜紅番薯全粉和紫色的紫薯全粉4 種番薯原料制作番薯汁，并進行感官等指標對比，實驗結果如表2。用白花番薯和地瓜紅番薯全粉制成的番薯汁氣味較為濃郁，適合制作以番薯味道為主的番薯汁飲料；而西瓜紅薯和紫薯全粉氣味較淡，適合用于配合其他材料制作番薯復合飲料。通過糖度對比發現，使用鮮薯作為原料制作的番薯汁糖度較使用番薯干粉制作的番薯汁糖度高，狀態呈乳狀、較渾濁，在后續飲料制作中需要進行澄清處理，在調配時需要減少糖的添加量。地瓜紅番薯全粉制作的番薯汁較其他3 款番薯汁有明顯的褐變現象，對產品有一定的外觀影響，需要后續探討護色方案。綜合考慮，本文選取白花番薯鮮薯原料，并進行后續試驗。

表2 不同原料的番薯汁狀態表

2.2 不同過濾手段對番薯汁澄清效果的影響

打漿后的番薯汁較為渾濁，為了得到均一穩定的產品，本文對產品進行澄清處理。將打漿后的番薯汁使用4 層紗布過濾、8 層紗布過濾、離心機過濾3 種過濾手段進行過濾澄清，結果如表3 所示。采用以上3 種方法過濾的番薯汁均為澄清狀態。但用4 層、8 層紗布過濾的番薯汁放置1 h 后均出現沉淀，對后續調制番薯汁飲料有一定影響；使用離心機過濾的番薯汁在放置1 h 后無沉淀產生，表明番薯汁飲料制作工藝中更適合選用離心法進行過濾澄清。

表3 不同過濾手段對番薯汁的影響表

2.3 番薯汁飲料調配結果分析

2.3.1 不同糖度對番薯汁飲料感官評分的影響

影響飲料口感和風味的主要因素是糖度和酸度。未經白砂糖調配的番薯汁口感及滋味的感官評價得分屬于一般水平，經過調配制成含糖量為9%～11%的番薯汁飲料感官評分較高，更符合大眾口味。基于對飲料成品的控制及消費者健康的考慮，認為在感官評價得分相近的情況下，應該選用含糖量更低的配方作為番薯汁飲料的最優配方。因此，本試驗選取的含糖量為9%。相關數據詳見表4。

表4 不同糖度對產品感官評分的影響表

2.3.2 不同檸檬酸添加量的番薯汁飲料感官評價

由表5 可知，檸檬酸添加量為0.05%時所制得的番薯汁飲料感官評分最高，更符合大眾口感。因此，本文選取檸檬酸添加量為0.05%。

表5 不同檸檬酸添加量對產品感官評分的影響表

2.3.3 穩定劑調配

為了得到口感豐富和長期穩定均一的產品，本文探討了不同穩定劑對產品的影響，結果如表6 所示。4種增稠劑均對番薯汁飲料的口感與滋味無明顯影響，且穩定效果明顯，適用于番薯汁飲料的制作。其中，0.1% CMC-Na+0.05%黃原膠復配穩定劑的穩定作用最好，可作為最優穩定劑配方。

表6 4 種穩定劑對產品感官的影響表

3 結論與討論

3.1 討論

本文使用不同的鮮薯及番薯干粉作為原料制作番薯汁飲料，使用番薯干粉制作的番薯汁較為澄清，對過濾工藝要求不高；使用番薯鮮薯制成的番薯汁狀態較為渾濁，在后續加工中對過濾澄清方法要求更高。同時，由于不同品種、不同產地的番薯鮮薯或番薯干粉所制成的番薯汁基礎糖度不同，且具有不確定性，在番薯汁飲料制作過程中需要在每批次飲料調配前先進行番薯汁糖度測定，再計算調配時需要加入的白砂糖量。而不同原料制成的番薯汁酸度基本接近，在使用檸檬酸調節酸度時，只需要根據配方添加量進行添加即可。

本研究采用巴氏滅菌法對番薯汁飲料進行滅菌，其優點是能較好地保存營養與天然風味，缺點是保質期較短，對保存條件要求較高，不適宜長距離運輸。后續可探討能延長保質期，適合常溫保存的滅菌方式。

通過本工藝制作的番薯汁飲料適合直接飲用，為了擴展其使用場景，延長保質期以及降低包裝、運輸、儲存成本，后續研究可增加濃縮工藝將番薯汁飲料制作成濃縮番薯汁[5-6]。此外，由于不同番薯原料的顏色豐富多樣，后續還可充分利用番薯汁過濾后的濾渣，提取其天然色素，開發天然色素產品，達到原料的充分利用，對番薯的綜合開發及加工增值有積極意義。

3.2 結論

本文以感官評價為主要評分標準，研制了一種番薯汁飲料，確定其最佳工藝及配方：選用白花番薯鮮薯作為原料，經過清洗、去皮、蒸煮，加入2.5 倍質量的水進行打漿萃取，選用離心機分離的過濾方式進行澄清處理（3 500 r·min-1，10 min），過濾后調配飲料的糖度為9%，檸檬酸添加量為0.05%。此配方制作的白花番薯汁飲料具有較濃郁的番薯香味，無漂浮物、沉淀物及分層現象，其成品顏色與番薯原料相近，且無褐變現象，酸甜可口。