紫色馬鈴薯醋飲料的配方及穩(wěn)定劑的優(yōu)化

張佳麗，鄔 婷，晉玉瀟，郭 帥，竇 露，李東宇，韓育梅

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010000）

果醋是以水果制成的具有水果和食醋營養(yǎng)保健功能的酸性飲品[1]。以單一水果為原料生產(chǎn)的果醋飲料作為一種時尚保健飲料，近年來引起人們的廣泛重視，形成了比較成熟的生產(chǎn)工藝[2-4]，但以蔬菜為原料生產(chǎn)復(fù)合醋飲料的報道不多。近年來，國內(nèi)外大力提倡利用營養(yǎng)豐富的果蔬資源提高果醋市場的多樣性[5]。馬鈴薯屬茄科多年生草本植物，是我國推廣的“第四大主糧”[6]，種植面積廣、資源豐富。其塊莖中包含人體不能合成的各種必需氨基酸在內(nèi)的18種氨基酸，富含胡蘿卜素、膳食纖維、鈣、磷、鐵、鉀，以及VC和VB1等物質(zhì)，還有大量淀粉，營養(yǎng)組分較為全面[7-9]。近幾年來，研究者對蘋果醋[10]、獼猴桃果醋[11]、椪柑醋[12]等一系列果醋及果醋飲料進(jìn)行了充分研究，但對谷薯類醋的研究尚不完善。

紫色馬鈴薯相比于普通馬鈴薯含有豐富的花青素，而熱量與淀粉含量低于普通馬鈴薯，其抗氧化活性和抗酸化物的含量高于其他馬鈴薯[13]。市場上紫色馬鈴薯醋飲料研究較少。試驗以紫色馬鈴薯為原料，經(jīng)液化、糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等工藝制得紫色馬鈴薯醋，并在此基礎(chǔ)上研制紫色馬鈴薯醋飲料，進(jìn)而對配方及穩(wěn)定劑進(jìn)行優(yōu)化，為后期紫色馬鈴薯醋飲料的研制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫色馬鈴薯（黑美人）、糯米，市售；α-淀粉酶（≥3 700 U/g）、糖化酶（≥10 000 U/g），北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司提供；安琪釀酒高活性干酵母（Saccharomyces cerevisiae Hansen），安琪酵母股份有限公司提供；中科AS1.41醋酸菌（Acetobacter rancensvar.turbidans Frateur），上海佳民釀造食品有限公司提供；其他試劑包括檸檬酸（食品級）、乙醇、蜂蜜（蜜巢）、木糖醇、羧甲基纖維素鈉（CMC）、黃原膠、海藻酸鈉。

1.2 儀器與設(shè)備

GZX-9076型數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱，上海博迅實驗有限公司醫(yī)療設(shè)備廠產(chǎn)品；SHZ-88-1型水浴恒溫振蕩器，上海亞榮生化設(shè)備儀器有限公司產(chǎn)品；T6型紫外可見分光光度計，新世紀(jì)北京普析通用儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品；PL303型電子天平，梅特勒-托利多儀器有限公司產(chǎn)品；PB-10型酸度計，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；HC-3018型高速離心機(jī)，安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；FW 100型高速萬能粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗設(shè)計與方法

1.3.1 紫色馬鈴薯醋工藝流程

紫色馬鈴薯、糯米→清洗→磨粉→加水→液化→糖化→滅菌→酒精發(fā)酵→醋酸發(fā)酵→紫色馬鈴薯醋。

1.3.2 紫色馬鈴薯醋操作要點

試驗參考周霞[14]馬鈴薯液態(tài)發(fā)酵釀醋工藝，取原料薯粉與輔料以5∶1比例混合，經(jīng)α-淀粉酶液化、糖化酶糖化后采用高壓蒸汽法滅菌，在經(jīng)滅菌離心的上層清液中加入活化過的酵母進(jìn)行酒精發(fā)酵，最后在酒精發(fā)酵后的薯液中加入醋酸菌進(jìn)行醋酸發(fā)酵，制得紫色馬鈴薯醋，醋酸含量為4.29 g/dL。

1.3.3 紫色馬鈴薯醋飲料工藝流程

紫色馬鈴薯醋→調(diào)配→紫色馬鈴薯醋飲料。

1.3.4 紫色馬鈴薯醋飲料操作要點

完成了初步紫色馬鈴薯醋的制備之后，進(jìn)行紫色馬鈴薯醋飲料的調(diào)配，以感官評定為指標(biāo)，通過單因素試驗分別研究了原料醋、木糖醇、蜂蜜對醋飲料口感的影響，并確定了各因素的正交水平，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了L9（34）正交試驗（見表1）確定了紫色馬鈴薯醋飲料口感調(diào)配的各成分最適添加量；以離心沉淀率為指標(biāo)，通過單因素試驗，分別研究羧甲基纖維素鈉（CMC）、黃原膠、海藻酸鈉添加量對醋飲料穩(wěn)定性的影響，并確定各因素的正交水平，通過進(jìn)行L9（34）正交試驗（見表2）確定紫色馬鈴薯醋飲料穩(wěn)定劑最佳復(fù)配比例。

1.3.5 紫色馬鈴薯醋飲料口感調(diào)配正交試驗

對紫色馬鈴薯醋飲料口感的調(diào)配，采用L9（34）正交試驗設(shè)計，主要以紫色馬鈴薯醋添加量（15%，20%，25%）、木糖醇添加量（8%，10%，12%）、蜂蜜添加量（3%，6%，9%） 進(jìn)行正交試驗，以表3中的感官評定標(biāo)準(zhǔn)為評定指標(biāo)，最終確定合適的添加量。

紫色馬鈴薯醋飲料口感正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。

表1 紫色馬鈴薯醋飲料口感調(diào)配正交試驗因素與水平設(shè)計/%

1.3.6 紫色馬鈴薯醋飲料穩(wěn)定劑正交試驗

以羧甲基纖維素鈉（CMC）、黃原膠、海藻酸鈉添加量為3個因素，以離心沉淀率為指標(biāo)，對這些穩(wěn)定劑進(jìn)行正交試驗，設(shè)計L9（34）正交試驗。

紫色馬鈴薯醋飲料穩(wěn)定劑正交試驗因素與水平設(shè)計見表2。

表2 紫色馬鈴薯醋飲料穩(wěn)定劑正交試驗因素與水平設(shè)計/%

1.4 主要指標(biāo)測定方法

1.4.1 離心沉淀率的測定[15]

用離心機(jī)在3 000 r/min轉(zhuǎn)速下離心10 min，將離心所得的上清液在波長750 nm處測吸光度a，對比離心前的吸光度b。R=a/b，R值越大，說明懸浮粒子在飲料中的沉降速度越小，飲料越穩(wěn)定。

1.4.2 感官評定標(biāo)準(zhǔn)

參照文獻(xiàn)[16]，采用評分測驗法，選擇評價指標(biāo)為滋味、形態(tài)、色澤、香氣4項，感官評分為4項指標(biāo)評分之和，總分為10分。感官評定請10位有品嘗經(jīng)驗、不同性別的專業(yè)人員進(jìn)行評價。根據(jù)紫色馬鈴薯醋飲料的特性，制定感官評分標(biāo)準(zhǔn)。

感官評定見表3。

表3 感官評定

1.4.3 紫色馬鈴薯花青素含量測定[17]

（1） 樣品的測定。稱取紫色馬鈴薯0.5 g，研磨后轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶，用75%無水乙醇定容，于60℃恒溫水浴30 min，再以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心5 min，取上層清液，后取其中的2 mL用無水乙醇定容至10 mL，搖勻，用紫外分光光度計在λ=286 nm時測其吸光度，并根據(jù)花青素標(biāo)準(zhǔn)曲線換算得出樣品中花青素含量。

（2）馬鈴薯花青素的測定。吸取微量樣液用于過濾，所需過濾樣液1 mL（相當(dāng)于鮮馬鈴薯0.5 g）于50 mL容量瓶中，用75%無水乙醇定容，后取其中的2 mL用無水乙醇定容至10 mL，搖勻，用紫外分光光度計在λ=286 nm時測其吸光度，并根據(jù)花青素標(biāo)準(zhǔn)曲線換算得出樣品中花青素含量。計算公式如下：

式中：m——根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線查得原花青素含量，μg；

V2——樣品定容的體積，mL；

V1——待測樣品液的取樣體積，mL；

d——樣品溶液的稀釋倍數(shù)；

G——樣品稱取的質(zhì)量，g。

2 結(jié)果分析

2.1 紫色馬鈴薯醋飲料各成分添加量的確定

以紫色馬鈴薯醋、木糖醇、蜂蜜添加量作為3個因素，以感官評分為指標(biāo)，選用L9（34）正交試驗表，篩選出紫色馬鈴薯醋飲料口感調(diào)配的最佳配比。

紫色馬鈴薯醋飲料口感調(diào)配正交試驗結(jié)果見表4，紫色馬鈴薯醋飲料口感調(diào)配方差分析見表5。

表4 紫色馬鈴薯醋飲料口感調(diào)配正交試驗結(jié)果

表5 紫色馬鈴薯醋飲料口感調(diào)配方差分析

由表4與表5可知，影響紫色馬鈴薯醋飲料口感的主次因素為紫色馬鈴薯醋添加量＞木糖醇添加量＞蜂蜜添加量。由方差分析可知，紫色馬鈴薯醋添加量影響極顯著（p＜0.01），木糖醇添加量影響顯著（p＜0.05），蜂蜜添加量影響不顯著 （p＞0.05）。

由表4直觀分析，A1B2C3條件下的感官評分最高，為9.3分，表4中R值分析得出，A1B2C3為最優(yōu)條件，故紫色馬鈴薯醋飲料口感調(diào)配的最佳配比為A1B2C3，即紫色馬鈴薯醋添加量15%，木糖醇添加量10%，蜂蜜添加量1.8%。

2.2 穩(wěn)定劑配方的確定

2.2.1 單因素試驗

（1）羧甲基纖維素鈉對紫色馬鈴薯醋飲料穩(wěn)定性的影響。

CMC添加量對離心沉淀率的影響見圖1。

圖1 CMC添加量對離心沉淀率的影響

由圖1可知，在紫色馬鈴薯醋飲料中分別添加0.06%，0.08%，0.10%，0.12%，0.14%的CMC離心沉淀率在0.2%～0.7%變動，當(dāng)添加量為0.1%時離心沉淀率最大。

（2）黃原膠添加量對紫色馬鈴薯醋飲料穩(wěn)定性的影響。

黃原膠添加量對離心沉淀率的影響見圖2。

圖2 黃原膠添加量對離心沉淀率的影響

由圖2可知，在紫色馬鈴薯醋飲料中分別添加0.03%，0.04%，0.05%，0.06%，0.07%的黃原膠離心沉淀率在0.6%～0.8%變動，當(dāng)添加量為0.03%時離心沉淀率最大。

（3）海藻酸鈉添加量對離心沉淀率的影響。

海藻酸鈉添加量對離心沉淀率的影響見圖3。

由圖3可知，在紫色馬鈴薯醋飲料中分別添加0.06%，0.08%，0.10%，0.12%，0.14%的海藻酸鈉離心沉淀率在0.4%～0.8%變動，當(dāng)添加量為0.12%時離心沉淀率最大。

2.2.2 正交試驗

圖3 海藻酸鈉添加對離心沉淀率的影響

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以海藻酸鈉、黃原膠、CMC添加量作為3個因素，以離心沉淀率為指標(biāo)，選用L9（34）正交試驗表，篩選出最佳穩(wěn)定劑復(fù)配配方。

穩(wěn)定劑正交試驗結(jié)果見表6，穩(wěn)定劑方差分析見表7。

表6 穩(wěn)定劑正交試驗結(jié)果

表7 穩(wěn)定劑方差分析

由表6和表7分析得出，主次因素為海藻酸鈉添加量＞黃原膠添加量＞CMC添加量。CMC添加量影響不顯著（p＞0.05），黃原膠的添加量影響顯著（p＜0.05），海藻酸鈉添加量影響極顯著 （p＜0.01）。

由表6直觀分析得出，A3B1C2的離心沉淀率最高為0.957%。通過表6中R值分析得出A3B3C1的離心沉淀率最高，由于其不在表中9個條件中，對其進(jìn)行驗證試驗測得其離心沉淀率為0.982%，穩(wěn)定性高于A3B1C2，即穩(wěn)定劑配方的最優(yōu)條件為A3B3C1，即CMC添加量0.12%，黃原膠添加量0.02%，海藻酸鈉添加量0.10%。

2.3 花青素含量變化

試驗測定了制作飲料工藝中原料紫色馬鈴薯、醋酸發(fā)酵后薯液、完成飲料調(diào)配后醋飲料中所含花青素的含量，結(jié)果表明花青素含量在上述3個階段分別為7.380 0，4.730 0，0.709 5 mg/g，含量呈下降趨勢。這是因為花青素很不穩(wěn)定，在加工過程中易受溫度、pH值、時間等因素影響，最終導(dǎo)致其含量降低。

3個階段花青素含量見圖4。

圖4 3個階段花青素含量

3 結(jié)論

（1）以紫色馬鈴薯醋為原料調(diào)配紫色馬鈴薯醋飲料，紫色馬鈴薯醋飲料口感調(diào)配最佳配方為醋添加量15%，木糖醇添加量10%，蜂蜜添加量1.8%。

（2）紫色馬鈴薯醋飲料穩(wěn)定劑最佳添加量為羧甲基纖維素鈉（CMC）0.12%，黃原膠0.02%，海藻酸鈉0.1%。

（3）花青素在整個試驗中因受溫度、pH值、時間等因素影響，整體含量呈下降趨勢，在終產(chǎn)品中花青素含量保持在70.95 mg/100 g。

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