黑米紅豆復合飲料的研制

（江蘇康緣藥業(yè)股份有限公司，江蘇連云港222001）

黑米紅豆復合飲料的研制

劉世娟，范業(yè)文，劉崇萬，鄧辰辰，李曼曼

（江蘇康緣藥業(yè)股份有限公司，江蘇連云港222001）

研究以黑米、紅豆、紅糖為原料加工制成復合保健飲料。以感官評分為評價指標，采用D-最優(yōu)混料設計，得出優(yōu)化配方，即黑米乳44.90%、紅豆乳28.73%、紅糖6.37%、飲用水20.00%；并進行產品的穩(wěn)定性研究，結果表明0.035%的羧甲基纖維素鈉、0.070%的黃原膠、0.035%的微晶纖維素、0.070%的聚甘油脂肪酸酯、0.070%的分子蒸餾單甘酯組成的復合穩(wěn)定劑具有較理想的穩(wěn)定效果。

黑米；紅豆；復合飲料；穩(wěn)定性

黑米又名烏米，亦稱“補血米”、“藥米”、“長壽米”等，含豐富的蛋白質、必需氨基酸、維生素、不飽和脂肪酸、膳食纖維及鐵、鋅、硒等微量元素，還有花色苷、黃酮、生物堿、甾醇、強心甙等對人體健康有益的生物活性物質[1-4]，能入藥入膳，對頭暈目眩、貧血白發(fā)、腰腿酸軟、夜盲耳鳴等癥有一定療效，長期食用，可延年益壽[5]。紅豆又名赤小豆，是一種高蛋白、低脂肪、多營養(yǎng)的雜豆，富含多種維生素及微量元素，尤其是B族維生素和鐵，有極好的補血和加強血液循環(huán)的功能[6]，皂角苷和膳食纖維有良好的利尿通便作用[7]，其賴氨酸等必需氨基酸含量較高[8]。黑米和紅豆復配，可彌補谷物中賴氨酸和豆類中蛋氨酸含量低的缺陷，達到谷豆混食中蛋白質的互補，滿足人體的營養(yǎng)需求。紅糖性溫味甘，含多種微量元素，如鐵、鋅、錳、鉻等，有益氣補血、健脾暖胃、活血化瘀等功效[9]。

試驗以黑米、紅豆、紅糖為原料，經焙炒、粉碎、糊化、調配等工藝制成口感細膩，有濃郁谷物香氣和補血養(yǎng)血、滋陰暖胃功效的復合保健飲品，符合目前向低脂肪、低熱量食品發(fā)展的要求，有良好的市場開發(fā)前景。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

黑米、紅豆、太古紅糖：市售；中性中溫α-淀粉酶（10 000 U/g）：江蘇銳陽生物科技有限公司；黃原膠、羧甲基纖維素鈉、微晶纖維素、單硬脂肪酸甘油酯、聚甘油脂肪酸酯：食品級；硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、NaOH、碘等：分析純。

JY5001電子天平：上海精平電子儀器有限公司；C21-RT2103美的多功能電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司；QE-500高速萬能粉碎機：江陰市天元藥化機械制造有限公司；HWS26電熱恒溫水浴鍋：上海一恒科技有限公司；TDL-5-A離心機：上海安亭科學儀器廠；WYA申光阿貝折光儀：上海儀電物理光學儀器有限公司；FB-110Q高壓均質機：上海勵途機械設備工程有限公司；YXQ-LS-SⅡ型全自動立式電熱壓力蒸汽滅菌器：上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 飲料工藝流程

1.2.2 工藝操作要點

1.2.2.1 黑米乳制備

1）前處理：黑米經清水洗凈，浸泡0.5h～1h，瀝水、晾至表面微干，160℃～180℃焙炒15min～30min，炒至黑米表皮裂口發(fā)黃，有焦香氣為止[10-11]。焙炒后的黑米經粉碎，過100目篩，得黑米粉。

2）糊化：米粉以1∶10（g/mL）的比例加水攪勻，沸水浴中糊化20min。糊化過程中，定時充分攪拌，防止結團。

3）酶解：糊化液冷卻至60℃，加入0.5%淀粉酶（10000U/g），60℃水浴酶解約90min，至加碘液不變藍色為止。酶解液加熱至沸10min，滅酶后冷卻至室溫，于3 500 r/min離心20min，取上層清液作為黑米乳。

1.2.2.2 紅豆乳制備

1）前處理：紅豆經清水洗凈，浸泡1h～2h，瀝水、晾至表面微干，140℃～160℃焙炒15min～30min，炒至紅豆表皮裂口發(fā)黃，口感酥脆，消除豆腥味，有濃郁的豆香味為止[12]，可改善飲料的口感。焙炒后的紅豆經粉碎，過100目篩，得紅豆粉。

2）煮漿：豆粉按 1 ∶8（g/mL）料水比加水攪勻，加熱煮沸15min，冷卻到室溫，120目濾布過濾，制備紅豆乳。

1.2.2.3 復合飲料制備

1）調配：將一定比例的黑米乳、紅豆乳、紅糖、飲用水和復合穩(wěn)定劑充分混勻[13]。

2）均質：將調配好的混合乳加熱至60℃～70℃，在35 MPa～40 MPa操作壓力下均質兩次。

3）殺菌：均質后的乳液加熱至80℃左右熱灌裝，以排除容器內空氣；灌裝后立即在121℃滅菌15min～20min，滅菌后快速冷卻至室溫，即為成品。

1.2.3 試驗設計

1.2.3.1 飲料的配方設計

試驗采用D-最優(yōu)混料設計，利用Design-Ex pert8.0數據處理系統(tǒng)對飲料配方進行設計優(yōu)化[14-15]，根據前期試驗結果，確定各組分的添加量范圍分別為：黑米乳A（38%～52%）、紅豆乳B（25%～35%）、紅糖C（4%～10%）、飲用水D（12%～20%）。

采用感官評分對飲料進行評定，其中滋味及口感30分、組織狀態(tài)30分、色澤20分、風味20分，滿分100分。由10名感官評定員品嘗，取其評分的平均值，評分標準參照谷物類飲料輕工行業(yè)標準[16]，并作修改，見表1。

表1 飲料感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standard of the beverage

1.2.3.2 飲料的穩(wěn)定性設計

為保證飲料的穩(wěn)定性，在飲料中加入穩(wěn)定劑、乳化劑提高飲料的穩(wěn)定性[17]。通過多次單因素試驗篩選，選擇黃原膠、羧甲基纖維素鈉、微晶纖維素、聚甘油脂肪酸酯、分子蒸餾單甘酯5個因素，進行L16（45）正交試驗，以離心分離率作為評價指標，試驗安排見表2。

表2 飲料穩(wěn)定性正交試驗因素水平表L16（45）Table 2 Factors and levels of beverage stability experiments L16（45）

1.2.4 統(tǒng)計方法

配方優(yōu)化采用Design Expert統(tǒng)計軟件統(tǒng)計分析數據，建立回歸方程與模型，進行優(yōu)化分析；穩(wěn)定劑優(yōu)化采用SPSS19.0軟件進行方差分析，以P＜0.05為顯著性檢驗標準。

1.2.5 產品分析和測定方法[18]

感官指標：色澤、氣味、滋味、口感；總可溶性固形物：手持折光儀法；總蛋白：凱氏定氮法；pH值：pH計測定法；微生物指標：菌落總數依據GB 4789.2-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》、大腸菌群依據GB 4789.3-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗 大腸菌群計數》MPN計數法、沙門氏菌依據GB 4789.4-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗沙門氏菌檢驗》、志賀氏菌依據GB/T 4789.5-2012《食品安全國家標準食品微生物學檢驗志賀氏菌檢驗》、金黃色葡萄球菌依據GB 4789.10-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗金黃色葡萄球菌檢驗》。

2 結果與分析

2.1 混料試驗設計與結果

以黑米乳、紅豆乳、紅糖、飲用水的添加量為自變量，以飲料感官評分為因變量，通過D-最優(yōu)混料設計，確定各組分的最優(yōu)配比，試驗安排及結果見表3，方差分析見表4。

以感官評分為響應值，應用Design-Expert對上述試驗數據進行多元回歸擬合分析，各因素對響應值的影響可用回歸方程表示為：Y=44.08A+65.85B+69.70C+134.75D+101.09AB+104.19AC-7.94AD+59.62BC-87.41BD-208.30CD-132.59ABC+9.53ABD+339.38ACD+258.18BCD。

表3 混料設計試驗安排及試驗結果Table 3 Arrangement and experimental results of composite design

表4 回歸方程的方差分析Table 4 Variance analysis for the established regression equation

由回歸方程的方差分析（表4）可知該模型回歸顯著（P＜0.01），同時多元相關系數 R2=0.999 8，校正后的判定系數R2Adj=0.999 4，且失擬項在0.05水平上不顯著，說明該模型與試驗情況擬合較好，可通過此模型來反映飲料的感官評分情況。

2.2 各組分配比變化對飲料感官評分的影響

混料設計中，各組分的等高線圖和響應曲面可直觀反映其含量變化對感官分值的影響。圖1是固定D（飲用水）的含量為16%時，黑米乳、紅豆乳、紅糖的交互作用對感官分值的影響。

圖1 黑米乳﹑紅豆乳和紅糖的交互作用對感官評分的影響Fig.1 The effect of the interaction among black rice milk，adzuki bean milk and brown sugar on the sensory score

當紅糖添加量為7%，黑米乳在較低水平時，隨著含量的增加，產品的感官分值隨之有較為明顯的增幅，隨即達到最高值，之后隨著黑米乳含量繼續(xù)增加，感官分值開始降低，且減幅較明顯。紅豆乳和紅糖也有類似趨勢，從3D圖上可以看出，產品的感官分值有極大值。

2.3 飲料配方優(yōu)化

用軟件的最優(yōu)化功能設定各組分的變化范圍，然后設定所期望的響應值，見表5。

表5 試驗因素和響應值的目標范圍Table 5 Range of the test and response value

軟件運行后，從隨機組合開始進行最陡爬坡預測，直到目標響應值。同時給出了達到或接近目標響應值的4個組合，并提供了預測值，見表6。

表6 驗證性試驗結果Table 6 The results of confirmative experiments

從表6可以看出，最優(yōu)組合為：黑米乳44.90%、紅豆乳28.73%、紅糖6.37%、飲用水20.00%。進行3次驗證試驗取平均值，結果表明，飲料的感官分值最高達88，與預測值相吻合，說明該試驗表示的模型擬合度較高。

2.4 復合穩(wěn)定劑添加量確定

飲料穩(wěn)定性正交試驗結果見表7所示。

表7 飲料穩(wěn)定性正交試驗結果Table 7 Orthogonal experimental results of beverage stability

由飲料穩(wěn)定性正交試驗結果（表7）可知，各因素的影響次序為：A（羧甲基纖維素鈉）＞B（黃原膠）＞D（聚甘油脂肪酸酯）＞C（微晶纖維素）＞E（分子蒸餾單甘酯）。各因素的最佳組合為A2B2C4D4E3，即羧甲基纖維素鈉0.035%、黃原膠0.070%、微晶纖維素0.035%、聚甘油脂肪酸酯0.070%、分子蒸餾單甘酯0.070%。該組合不在正交試驗中，故補充該組試驗，離心分離率為98.2%。

對表7進行方差分析，結果見表8。

表8 方差分析結果Table 8 Analysis results of variance

由表8可知，羧甲基纖維素鈉對飲料穩(wěn)定性有極顯著影響，黃原膠、微晶纖維素、聚甘油脂肪酸酯有顯著影響，分子蒸餾單甘酯的影響不具有顯著性。

2.5 產品的質量指標

2.5.1 感官指標

產品色澤均一，呈紫紅色；口感細膩、香味濃郁純正，兼具黑米和紅豆的谷豆香氣；黏稠度適中無異味；組織狀態(tài)呈均勻的乳濁狀，無懸浮物及分層現象。

2.5.2 理化指標

總可溶性固形物：13.5%；總蛋白質：0.85%；pH值：5.5～6.5。

2.5.3 微生物指標

菌落總數：＜100 個/mL；大腸菌群：＜0.03 MPN/mL；致病菌未檢出。

3 結論

1）黑米紅豆復合飲料的最佳配方為：黑米乳44.90%、紅豆乳28.73%、紅糖6.37%、飲用水20.00%。

2）黑米紅豆復合飲料復合穩(wěn)定劑由0.035%的羧甲基纖維素鈉、0.070%的黃原膠、0.035%的微晶纖維素、0.070%的聚甘油脂肪酸酯、0.070%的分子蒸餾單甘酯復配而成，將之添加到飲料中，產品穩(wěn)定性較好。

3）該產品色澤均一，口感細膩，具有濃郁的黑米和紅豆的復合香氣，品質優(yōu)良穩(wěn)定，是集營養(yǎng)、健康于一體的保健飲品。

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Research on Black Rice and Adzuki Bean Compound Beverage

LIU Shi-juan，FAN Ye-wen，LIU Chong-wan，DENG Chen-chen，LI Man-man
（Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co.，Ltd.，Lianyungang 222001，Jiangsu，China）

A compound healthy beverage was produced using the main materials of black rice and adzuki bean.The optimum formula was obtained by using D-optimal mixture design with sensory evaluation as the index，which was black rice milk 44.90%，adzuki bean milk 28.73%，brown sugar 6.37%and water 20.00%.Meanwhile，the stability of the compound beverage was studied.The results showed that the composite stabilizer including 0.035%Sodium carboxymethyl cellulose，0.070%Xanthan gum，0.035%microcrystalline cellulose，0.070%polyglyceryl fatty acid ester and 0.070%Molecular distillation monoglyceride had the better effect.

black rice；adzuki bean；compound beverage；stability

劉世娟，范業(yè)文，劉崇萬，等.黑米紅豆復合飲料的研制[J].食品研究與開發(fā)，2018，39（1）：95-99

LIU Shijuan，FAN Yewen，LIU Chongwan，et al.Research on Black Rice and Adzuki Bean Compound Beverage[J].Food Research and Development，2018，39（1）：95-99

10.3969/j.issn.1005-6521.2018.01.019

劉世娟（1971—），女（漢），高級工程師，碩士，研究方向：功能性食品的研究與開發(fā)。

2017-06-19