山藥飲料生產(chǎn)工藝研究進展和影響穩(wěn)定性因素的分析

符德學(xué)

（焦作大學(xué)，河南焦作 454003）

山藥飲料生產(chǎn)工藝研究進展和影響穩(wěn)定性因素的分析

符德學(xué)

（焦作大學(xué)，河南焦作 454003）

文章綜述了國內(nèi)對不同山藥飲品的研究情況，論述了在制作工藝、防褐變、穩(wěn)定性等問題的解決方案和優(yōu)缺點，提出了山藥飲料的發(fā)展趨勢，以利研究者參考。

山藥；飲料；褐變；穩(wěn)定性

1. 概述

山藥作為藥食兩用農(nóng)產(chǎn)品，在我國至少已有3000多年的種植食用歷史。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認為，山藥“主傷中補虛，除寒熱邪氣，補中益氣力，長肌肉，久服耳目聰明”。山藥含有淀粉、蛋白質(zhì)、多糖類、維生素、皂苷、脂肪、膽堿、淀粉酶、多酚氧化酶、尿囊素等成分，還含有碘、鈣、鐵、磷等人體不可缺少的微量元素。山藥開發(fā)的主要產(chǎn)品之一是山藥飲料，這是一種使用方便、營養(yǎng)價值高、便于大規(guī)模生產(chǎn)的山藥深加工產(chǎn)品。本文對山藥飲料的研究進展和存在的問題作一論述。

2. 山藥飲料的制備工藝

（1）全漿型。該工藝以生鮮山藥為原料，通過蒸煮熟化、打漿調(diào)配而成，具體工藝路線為：山藥→清洗→去皮→（切片）→護色→蒸（煮）→打漿→過濾→調(diào)配→精濾→均質(zhì)→滅菌→脫氣→灌裝→（滅菌→冷卻）→成品。該工藝能保留山藥的營養(yǎng)和香味，穩(wěn)定性差、易高溫褐變。張馳等[1]以湖北省利川市團堡鎮(zhèn)紅皮山藥為原料，對生產(chǎn)工藝條件等進行探討。飲料的懸浮狀況影響產(chǎn)品的外觀、口感等。觀察結(jié)果，淀粉本身即為穩(wěn)定劑，在其中能起一定的穩(wěn)定作用。符德學(xué)[2]用河北小白嘴山藥為原料研制成全漿型白山藥飲料。

（2）酶解型。山藥中含有大量的淀粉，全漿型飲料存在淀粉返生問題、容易造成飲料成品分層、結(jié)塊沉淀，影響飲料感官。對山藥淀粉進行酶解，使其轉(zhuǎn)化為低分子糖類，從而避免了山藥淀粉返生沉淀的問題，從而提高了飲料的穩(wěn)定性，但也存在山藥風(fēng)味丟失的缺點。汪倫記等[3]研究了酶解法制山藥飲料的工藝條件。具體工藝是山藥→去皮→護色→蒸煮熟化→打漿→酶解→過濾→調(diào)配→精濾→均質(zhì)→（滅菌）→脫氣→灌裝→滅菌→冷卻→成品。結(jié)果表明，經(jīng)過淀粉酶酶解和不經(jīng)過酶解處理相比，制成的山藥飲料沉淀明顯減少，但山藥特有的香氣明顯減弱，且外觀色澤發(fā)暗?？阻萚4]以懷山藥為原料，將懷山藥漿料加熱至80℃保溫10min左右進行糊化，升溫至90～95℃，加入α-淀粉酶進行酶解，完成后煮沸滅酶，通過配料灌裝滅菌制成酶解型懷山藥飲料，具有很好的穩(wěn)定性。蘭社益等[5]通過使用耐高溫α-淀粉酶水解山藥淀粉和食品增稠劑來解決山藥飲料易發(fā)生分層和沉淀的問題，從而提高山藥飲料的穩(wěn)定性和感官品質(zhì)。酶解條件為：溫度90℃，酶用量0.005%，酶解時間40分鐘，配以增稠劑，制得穩(wěn)定性很好的山藥飲料。趙靜等[6]以鮮山藥為主要原料，用耐高溫淀粉酶酶解山藥漿中的淀粉，酶添加量為原料的0.005%、酶解時間40分鐘、酶解溫度為70℃；酶解后離心分離，離心液加入增稠劑，能得到感官較好且?guī)缀鯖]有沉淀的飲料。

（3）提取型。焦作大學(xué)符德學(xué)等[7]利用提取技術(shù)研制清汁型懷山藥飲料，該工藝是去除山藥的纖維、淀粉，僅保留粘蛋白、粘多糖和山藥中的可溶性成分。具體做法是：山藥挑選，清洗去皮，切段（粒），護色，粉碎、提取、過濾去渣，離心去淀粉。去除粗纖維和淀粉，可提高飲料的穩(wěn)定性，利口不黏口。但為保護材料的風(fēng)味，山藥的用量必然增大，粘蛋白的含量必然升高，蛋白質(zhì)熱變性問題又凸顯出來，必須配以合適的穩(wěn)定劑和滅菌溫度、時間，以防蛋白質(zhì)變性。該技術(shù)能保留和濃縮山藥營養(yǎng)精華部分和香味，穩(wěn)定性好，不需或少加穩(wěn)定劑，可獲得穩(wěn)定性好、口感清爽的懷山藥飲料，但存在操作復(fù)雜、制作成本高的缺點，適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)。

（4）復(fù)合型山藥飲料。為豐富山藥飲料的風(fēng)味和營養(yǎng)，也可將山藥與其他原料復(fù)配成飲料，一般先把山藥煮熟打漿、其他原料蒸煮取汁，二者混合后再加入穩(wěn)定劑均質(zhì)而成，如山藥紅棗復(fù)合飲料［8］、山藥枸杞復(fù)合飲料[9]、山藥胡蘿卜復(fù)合飲料[10]、山藥菠蘿復(fù)合飲料[11]、山藥銀耳復(fù)合飲料[12]、山藥杏仁復(fù)合飲料[13]、山藥、葡萄、梨復(fù)合運動飲料[14]等。具體做法是：將新鮮山藥先制成熟山藥漿汁，將其他原料洗凈后分別與水混合熬兩次，濾液與山藥漿汁混合配以穩(wěn)定劑，通過均質(zhì)、灌裝、滅菌而成[15]。

（5）發(fā)酵軟飲料。將山藥和其他原料熟化后制漿，加入菌種，在一定條件下發(fā)酵，再加入穩(wěn)定劑均質(zhì)而成，如山藥黑豆發(fā)酵飲料。將山藥漿和黑豆?jié){混合加入嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、保加利亞乳酸桿菌、雙歧桿菌，在42℃下發(fā)酵5個小時，然后再加輔料進行調(diào)配、均質(zhì)、灌裝、殺菌而成，該飲料具有黑豆及山藥復(fù)合香氣，無分層、沉淀，無肉眼可見雜質(zhì)[16]。山藥與南瓜發(fā)酵型飲料是將山藥和南瓜分別去皮護色后煮沸5～8分鐘，用膠體磨制取混合漿液，經(jīng)糊化后添加0.5%糖化酶在pH4.5時加熱至60℃糖化30分鐘，再加入6%蔗糖和穩(wěn)定劑混合均質(zhì)，經(jīng)滅菌冷卻后再接種雙歧桿菌發(fā)酵而成。該飲料色澤乳黃鮮亮，質(zhì)地均勻穩(wěn)定，具有特殊宜人的風(fēng)味[17]。

（6）山藥固體飲料。山藥也可以制成固體飲料，如速溶山藥粉、復(fù)合山藥粉等。速溶山藥粉有兩種制作工藝，一種是打漿后噴霧干燥法，其工藝流程為：山藥去皮護色→（熟化）→打漿→調(diào)配→均質(zhì)→噴霧干燥→包裝→滅菌。另一種是干燥粉碎法，其工藝流程為：山藥去皮護色→干燥→粉碎→調(diào)配→包裝滅菌，也可制成山藥泡騰片固體飲料[18]。速溶山藥粉除主要原料為山藥外，還需另加植脂末、白砂糖等輔料。復(fù)合山藥固體飲料是以山藥為主要原料，加入其他天然產(chǎn)物如茯苓、枸杞、葡萄、芡實等，通過制漿、噴霧干燥而成。成品外觀呈粉末狀，方便保存和攜帶，沖調(diào)方便，開水沖調(diào)易分散，呈糊狀，不易分層，具有愉快的香甜味和山藥味，口感潤滑舒爽[19][20]。

3. 生產(chǎn)工藝中需要解決的問題

3.1 山藥飲料褐變問題

山藥中含有多酚氧化酶和過氧化酶，山藥去皮與空氣接觸后很易發(fā)生酶促褐變，從而造成飲料變色，影響外觀。趙喜亭等[21]研究了鐵棍山藥中多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性與褐變度的關(guān)系，以及pH和溫度對其非酶褐變的影響。研究表明，酚類物質(zhì)的分布與褐變發(fā)生部位相關(guān)，PPO、POD和PAL的活性與褐變度呈正相關(guān)，相關(guān)性為PPO＞POD＞PAL，研究還發(fā)現(xiàn)，酸性條件下有利于抑制非酶褐變，低于或高于40℃，非酶褐變均有降低的趨勢。蘇宇杰等[22]對以懷山藥和銀耳為主要原料的飲料的護色工藝進行了研究。對懷山藥漂燙6分鐘后用0.2%檸檬酸、0.25%抗壞血酸和0.5%NaCl組成的護色液浸泡45分鐘可以達到理想的護色效果；用0.001%的葡萄糖氧化酶在30℃下對懷山藥漿酶解2小時能夠顯著抑制飲料高溫殺菌中的非酶褐變。金蘇英等[23]比較了不同護色劑的護色效果，并確定了最佳護色工藝。最佳護色條件為在20℃把山藥切片后放進含0.01%氯化鈉、0.5%檸檬酸和0.5%抗壞血酸的水溶液中浸泡15分鐘，可防止其切片后褐變。原德樹[24]通過感官評定和正交試驗，對懷山藥飲料的護色工藝條件進行優(yōu)化，得出最佳工藝條件和配方為0.1%EDTA-2Na、0.06%D-異抗壞血酸鈉、0.06%植酸和0.07%檸檬酸，護色效果最好。張馳等[1]以湖北省利川市紅皮山藥為原料，對飲料中的護色工藝條件進行研究，認為用0.1%Vc、0.4%CaCl2和0.5% NaCl混合浸泡45分鐘后，褐變指數(shù)最小，并發(fā)現(xiàn)煮后榨汁比榨汁后煮易發(fā)生褐變。張敏等[25]對麻山藥為原料飲料加工過程中的防褐變問題進行了研究，表明麻山藥去皮切塊后及時浸入0．08%亞硫酸氫鈉、0．6%檸檬酸和0．6%VC的水溶液中，可防止去皮后麻山藥塊的褐變。

3.2 穩(wěn)定性

山藥含有大量的淀粉、蛋白，其淀粉顆粒大而不易溶脹，做成飲料后淀粉易返生而引起沉淀和分層問題。淀粉返生凝沉的解決：一是采用高壓均質(zhì)的方法來減少顆粒直徑，從而提高成品穩(wěn)定性；二是人工加入增稠劑，來減少顆粒沉降速度，有效防止淀粉顆粒沉淀；三是可通過酶處理使淀粉分子酶解成可溶性小分子來解決其穩(wěn)定性問題；四是合適的滅菌溫度和時間，由于山藥含有蛋白，滅菌溫度過高、時間過長也易引起飲料分層；五是適宜的酸度調(diào)節(jié)，酸度太高也是引起沉淀產(chǎn)生的因素之一，因為蛋白質(zhì)在酸性環(huán)境中易發(fā)生變性而產(chǎn)生沉淀。張敏等[25]以麻山藥為原料，0.1%海藻酸鈉、0.05%CMC的復(fù)配穩(wěn)定劑對麻山藥果肉飲料的穩(wěn)定效果明顯，所得麻山藥飲料的漿液形態(tài)均勻，長時間放置不分層。

陳穎等[26]以懷山藥為主要原料，研究不同粒度、不同濃度和均質(zhì)條件等工藝參數(shù)以及穩(wěn)定劑對山藥飲料穩(wěn)定性的影響。研究表明：山藥含量16.7%時、二次均質(zhì)、粒度15μm，加入0.04%的瓊脂、0.04%的黃原膠、0.05%的海藻酸鈉和0.06%的羧甲基纖維素鈉，可得到穩(wěn)定性較好的山藥飲料。原德樹[24]對懷山藥飲料穩(wěn)定劑的研究：先對懷山藥漿進行酶解，調(diào)配時pH6.0，以0.06%蔗糖酯、0.1%單甘脂、0.08%卡拉膠、0.02%結(jié)冷膠、0.06%CMC-Na和全脂乳粉2.0%，穩(wěn)定期可達一年。李會芬[27]以麻山藥為原料，以0.04%果膠、0.05%瓊脂和0.02%卡拉膠為穩(wěn)定劑，能有效地保證產(chǎn)品均勻一致、不分層、不沉淀，穩(wěn)定效果較好。蘭社益等[5]研究耐高溫A-淀粉酶水解山藥淀粉和用增稠劑來解決山藥飲料容易分層和沉淀的問題，研究表明，高溫滅菌后增稠劑性質(zhì)改變是造成山藥飲料沉淀的一個重要因素。

金蘇英等[23]用0.2%CMC、0.15%卡拉膠和0.15%瓜爾豆膠復(fù)配成穩(wěn)定劑對山藥果肉飲料的穩(wěn)定效果最為明顯，所得山藥飲料的漿液組織形態(tài)均勻，長時間放置不分層。

蘭社益等[5]認為增稠劑自身受溶液酸堿性、溫度等因素的變化可能引起增稠劑理化性質(zhì)發(fā)生改變，造成其穩(wěn)定性的降低。對于高淀粉山藥飲料，高溫滅菌是影響增稠劑特性的重要因素，羧甲基纖維素鈉在高于80℃長時間加熱的情況下,會降低黏度并形成水不溶物。蘭社益等[5]針對高溫滅菌后復(fù)合增稠劑水溶液的沉淀率及相對沉淀率（增稠劑沉淀量占成品飲料沉淀量的比例）進行了研究，表明高溫滅菌后增稠劑沉淀占成品飲料沉淀中很大一部分，最大可達94%，說明復(fù)合增稠劑在高溫滅菌后產(chǎn)生沉淀是造成飲料沉淀的重要因素。在選用增稠劑時，應(yīng)先對增稠劑在不同的酸堿度、溫度、剪切力大小環(huán)境下測定其穩(wěn)定性，保證其在飲料加工要求條件下，本身性質(zhì)不發(fā)生改變，也不會產(chǎn)生沉淀，增稠劑之間也不會產(chǎn)生負面的相互作用而影響飲料的穩(wěn)定性和增稠效果。

4. 山藥飲料的發(fā)展方向

雖然山藥營養(yǎng)豐富、藥食俱佳，但因山藥含有大量淀粉和蛋白，做飲料時易產(chǎn)生凝絮、分層或沉淀，同時山藥特征性風(fēng)味不明顯，山藥飲料口味平淡，市面上大品牌的山藥飲料較少。因此，解決山藥飲料的穩(wěn)定性問題是山藥飲料研究的方向之一。合適配方的全漿飲料和不加穩(wěn)定劑的提取型山藥復(fù)合飲料將是山藥飲料的發(fā)展方向；隨著消費觀念的更新，采用機械乳化新技術(shù)不加添加劑的山藥全漿飲料具有山藥獨特的風(fēng)味、易鑒別，會有明顯的市場定位和賣點；減少加工程序尤其是減少加熱時間、降低加熱強度的無菌灌裝是山藥飲料生產(chǎn)工藝的發(fā)展方向之一。另外，山藥復(fù)合其他原料制成山藥復(fù)合飲料可彌補山藥香味不足的缺點，同時也豐富了營養(yǎng)，如山藥花生露、山藥核桃露、山藥黑芝麻露、山藥牛奶飲料等。速溶山藥固體飲料因其食用方便、品質(zhì)穩(wěn)定、包裝成本低等特點也是山藥飲料的發(fā)展方向之一。

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（責(zé)任編輯 陳永康）

TS2 75

A

1008－7257（2015）01－0084－03

2014－09－29

符德學(xué)（1962-），男，河南周口人，焦作大學(xué)副校長，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，河南省四大懷藥院士工作站主任，焦作市懷藥工程技術(shù)研究中心主任，長期從事懷山藥等四大懷藥研究。