胡蘿卜粉固體飲料的研制

秦執(zhí) 閔照永

摘要：實驗旨在研制出一種以胡蘿卜粉為主原料的果蔬固體飲料，以感官評定，凝沉性為指標(biāo)，通過單因素試驗 探究影響飲料品質(zhì)因素的最優(yōu)添加量，通過正交試驗設(shè)計得出最佳的固體飲料配方。實驗結(jié)果表明：由單因素可知，隨著糖粉、藕粉、奶精、檸檬酸、蘋果酸的添加量增大，果蔬固體飲料的感官評分均呈現(xiàn)先增后減的趨勢，果蔬固體飲料的凝沉性隨著藕粉的添加量增大呈遞減趨勢。正交實驗表明，對果蔬固體飲料品質(zhì)影響大小的順序依次為：藕粉>糖>奶精>混合酸味劑的添加量，其中藕粉、糖對果蔬固體飲料的感官評分影響極其顯著，奶精對果蔬固體飲料的感官評分影響顯著并由正交實驗可知該果蔬固體配方取組合A2B1C3D2時，即糖的添加比例為13%，藕粉添加量為6%，奶精添加量為17%（均以總質(zhì)量計），檸檬酸、蘋果酸添加比為1：1（總添加量為0.01%，以總質(zhì)量計），飲料評分較高，且驗證試驗要優(yōu)于理論值，評分平均值為97分。

關(guān)鍵詞：胡蘿卜;粉固體飲料;感官評定

胡蘿卜又名紅蘿卜，還有甘荀之稱，傘形科一年或二年生草本植物，是全球性十大蔬菜作物之一[1]。胡蘿卜含有大量對人體有益的物質(zhì)，營養(yǎng)價值頗高，據(jù)有關(guān)測定，胡蘿卜中每百克含蛋白質(zhì) 1.0克，碳水化合物7.6克，脂肪0.3克，鈣 32毫克，維生素含量更為豐富，核黃素 0.44毫克，硫胺素0.44毫克，尼克酸 0.2毫克，抗壞血酸 16毫克，鉀 193毫克，辛0.14毫克，磷 16毫克，鐵 0.5毫克，鎂 0.77毫克。硒 2.8毫克。胡蘿卜含有豐富的胡蘿卜素，在蔬菜中名列前茅，每百克約含胡蘿卜素4-13毫克， β—胡蘿卜素含量尤為豐富。β—胡蘿卜素，是最好的維生素A源[2-3]，進(jìn)入機體后可轉(zhuǎn)化為維生素A，是人體所必須的維生素之一，能夠維持眼睛和皮膚的健康，有助于身體免受自由基的傷害。胡蘿卜制汁是胡蘿卜主要加工方式之一，但其加工利用率較低，且加工過程中會產(chǎn)生殘渣，造成資源浪費和環(huán)境污染?，F(xiàn)階段胡蘿卜被加工成胡蘿卜粉，胡蘿卜粉制備過程中不僅對原料的大小和形狀沒有太嚴(yán)格的要求，而且能實現(xiàn)對原料的充分利用，原料中的膳食纖維和營養(yǎng)成分在充分保存利用的同時，生產(chǎn)中也不會產(chǎn)生大量殘渣而造成環(huán)境污染。[4-6]

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活節(jié)奏越來越快，固體飲料的方便快捷越來越受到人們的喜愛，近些年隨著國內(nèi)外固體飲料生產(chǎn)企業(yè)的精心細(xì)作，固體飲料在方便攜帶和飲用的同時因其品種多樣，風(fēng)味獨特等優(yōu)勢被人們接受，尤其是那些富含維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分的固體飲料，能夠及時補充人體所需的營養(yǎng)素，成為許多人生活中離不開的好伴侶。

日常生活中，胡蘿卜作為蔬菜深受廣大民眾喜愛，但由于加工方式單一，其應(yīng)用途徑受到較大限制。目前市場上由胡蘿卜為原料制作成的方便飲品比較少見，基于此，筆者研究以胡蘿卜粉為主原料探究固體飲料配方組成，以期為胡蘿卜開辟新的利用途徑。

一、材料和方法

（一）實驗材料

胡蘿卜粉（江蘇津杰食品有限公司）;麥芽糊精（西王糖業(yè)有限公司）;純藕粉（云南黃泥塘藕業(yè)科技開放有限責(zé)任公司），麥芽糖（安琪酵母有限公司）;植脂沫（廣州可卡食品有限公司）;檸檬酸粉（潤友忞一）;蘋果酸（河南千志商貿(mào)有限公司）

（二）實驗設(shè)備

JA1003D電子天平 上海衡際科學(xué)儀器有限公司;SX7001D型電子秤 廣東順德拓普域電子有限公司;TGL20M臺式高速冷凍離心機 長沙湘智離心機儀器有限公司;DHG-9146A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實驗設(shè)備有限公司;馬沸爐 滄州路達(dá)建筑儀器制造有限公司;SGD-Ⅳ自動還原糖測定儀，山東農(nóng)科院研究所;DK-98-T型萬用電爐天津泰斯特儀器有限公司;NAI-ZFCDY-6Z索氏抽提器 上海那艾精密儀器有限公司;K9860全主動凱氏定氮儀 濟南海能儀器股份有限公司;干燥器，燒杯若干。

（三）實驗方法

1. 果蔬固體飲料基本成分的測定

粗蛋白蛋的測定，參照GB/5009.88-2008;粗脂肪的測定，參照GB/T14772-2008;灰分的測定，參照GB/T5009.4-2003;還原糖的測定，參照GB 5009.7-2016。

2. 胡蘿卜固體飲料的制作工藝[7]

原料除雜→原輔料混配→定量包裝

3. 單因素實驗設(shè)計

為保證固體飲料的營養(yǎng)性、速溶性和加工工藝的要求，固體飲料中胡蘿卜粉添加量要在50%以上，本實驗均以最低量為添加標(biāo)準(zhǔn)，糊精添加量以15%為標(biāo)準(zhǔn)。

利用控制變量法探究其它輔料的添加量對果蔬固體飲料風(fēng)味感官、凝沉性等指標(biāo)的影響，通過單因素實驗確定相應(yīng)原輔料添加量的最優(yōu)解。

4. 果蔬固體飲料穩(wěn)定性的測定[8]

分別取等量的果蔬固體飲料，沖水靜置待均勻溶解后，以4500r/min離心20min，然后將上清液倒掉，倒置半個小時，測定離心沉淀率SR（centrufugal sedimentation rate）。SR值越大表示體系的穩(wěn)定性越差。

5. 正交試驗設(shè)計

選擇優(yōu)良的配方對飲料的口感，香氣，色澤，穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的影響，本試驗在單因素實驗的基礎(chǔ)上，以感官評分為指標(biāo)，采用L9（34）正交試驗對影響飲料品質(zhì)因素的添加量進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)感官評分得出飲料最佳配方，設(shè)計因素水平見表1（均以總質(zhì)量計，酸味劑總添加量為0.01%）。

表1正交因素試驗表

5. 果蔬固體飲料的感官評價

固體飲料評價指標(biāo)參照GB/T 29602-2013 方法，評議小組由10位有經(jīng)驗或者本專業(yè)的人員組成，對飲料的色澤、氣味、滋味、組織狀態(tài)等作出一系列的感官評定，對于評委的給分取算術(shù)平均數(shù)，出現(xiàn)小數(shù)的話則采取四舍六入五留雙的原則進(jìn)行取舍。[9]

二、 結(jié)果與分析

（一）糖添加量對感官品質(zhì)的影響

在固體飲料中糖添加量對固體飲料品質(zhì)也有重要影響，通過調(diào)整固體飲料中糖的添加比例探究不同添加比例對固體飲料感官品質(zhì)的影響，分別按照9%、11%、13%、15%、17%的比例進(jìn)行添加（均以總質(zhì)量計）。結(jié)果如圖1所示：

通過圖1可以看出通過糖添加量的增加，感官評分呈現(xiàn)先增后減的趨勢。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是：糖在固體飲料中能賦予飲料甜味，有助提高其濃郁的品質(zhì)，并有助于提高食品的熱量[10]隨著糖添加量的提高，飲料的甜度逐漸上升，在糖添加量為13%時飲料感官評分最高，此時固體飲料甜度最為適宜，滋味、回味感較佳，糖添加量繼續(xù)增加則會使固體飲料出現(xiàn)偏甜，膩口等現(xiàn)象，影響固體飲料滋味和回味感，使感官評分下降。通過圖1可以得出，當(dāng)糖添加量為13%時感官評分最高，風(fēng)味、滋味、回味感較好，品質(zhì)較佳。

（二）藕粉添加量對感官品質(zhì)的影響

在固體飲料的評價中，穩(wěn)定性是評價固體飲料品質(zhì)的一個重要指標(biāo)。在固體飲料的生產(chǎn)和貯藏期間易發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。由于本研究以果蔬干粉為原料，比重較水大，沖泡后易發(fā)生沉淀現(xiàn)象，并且會伴隨出現(xiàn)蛋白質(zhì)沉淀，脂肪上浮等不良現(xiàn)象發(fā)生，使得固體飲料穩(wěn)定性變差。固體飲料的穩(wěn)定特性是評價固體飲料產(chǎn)品品質(zhì)好壞的一個重要指標(biāo)，想要控制飲料的穩(wěn)定性可通過改變飲料的濃度、粒度、pH值等，因此添加適量的增稠劑對飲料品質(zhì)有極大的作用。[11-13]在固體飲料中添加藕粉，在沖入熱水的過程中，藕粉會發(fā)生糊化，增大飲料的稠度，可以通過改變固體飲料中藕粉的添加比例來探究不同添加比例的藕粉對固體飲料感官品質(zhì)和凝沉性的影響，固體飲料中藕粉分別按照2%、4%、6%、8%、10%的比例進(jìn)行添加（均以總質(zhì)量計）。結(jié)果如圖2所示：

通過圖2可以看出，隨著藕粉添加量的提升，固體飲料的感官評分呈現(xiàn)先增后減的趨勢，凝沉性呈現(xiàn)遞減趨勢，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是：由于主料比重較水大易發(fā)生沉淀，加之其粘度較低，使得固體飲料口感顯得單薄。伴隨著藕粉添加量的增加單位體積粒子數(shù)增加，濃度提升，粒子間的相對距離減小。膠體穩(wěn)定性的基本理論認(rèn)為，膠體粒子間相互作用力主要是范德華引力和帶電性相同的電雙層之間的靜電斥力。在一定的濃度下，當(dāng)分散介質(zhì)粒子的斥力位能絕對值大于引力位能絕對值時，溶液就是穩(wěn)定的。反之蛋白質(zhì)粒子彼此接近，將產(chǎn)生凝聚、沉淀等產(chǎn)品不穩(wěn)定的現(xiàn)象。[14]隨著藕粉添加比例的增加，飲料濃度升高，粒子間的相對距離減小，降低固體飲料出現(xiàn)分層、沉淀等不良現(xiàn)象的概率，固體飲料的凝沉度呈現(xiàn)遞減趨勢，而藕粉添加量過高則會使沖泡后的固體飲料因濃度過高而過于粘稠，影響飲料的口感、滋味和組織狀態(tài)。通過圖2可以得出，當(dāng)固體飲料中藕粉添加量為6%時，固體飲料的濃度最為適宜，感官品質(zhì)和凝沉性較好，品質(zhì)較佳。

（三）奶精添加量對感官品質(zhì)的影響

固體飲料的風(fēng)味有著至關(guān)重要的影響，為加強飲料的適口性，通過調(diào)控風(fēng)味物質(zhì)（奶精）的添加比例來探究不同添加比例的奶精對飲料風(fēng)味的影響，奶精添加比例分別按照13%、15%、17%、19、21%進(jìn)行添加（均以總質(zhì)量計）。結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出隨著奶精添加量的提升，感官評分呈現(xiàn)先增后減的趨勢。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是：奶精是一種人工合成的調(diào)味劑，能夠賦予固體飲料其獨特的風(fēng)味。通過提高奶精的添加量賦予固體飲料濃郁的香氣，繼而使感官評分增加。而奶精添加量過高則會壓制固體飲料中其它輔料中的呈香物質(zhì)，呈味物質(zhì)的香氣和香味以至使固體飲料整體香味不協(xié)調(diào)，出現(xiàn)異味感，使得固體飲料感官品質(zhì)下降。通過圖3可以得到結(jié)論當(dāng)奶精添加量為17%時飲料香氣香味最為適宜且，固體飲料香味協(xié)調(diào)，無異味感，品質(zhì)較好。

（四） 檸檬酸、蘋果酸添加比對感官品質(zhì)的影響

固體飲料的穩(wěn)定性也受pH值的影響，影響飲料穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素是蛋白質(zhì)的等電點。[15]飲料的pH值與飲料中蛋白質(zhì)的等電點相近時，蛋白質(zhì)穩(wěn)定性降低，易凝結(jié)成團狀，致使固體飲料發(fā)生絮凝，沉淀等現(xiàn)象，當(dāng)固體飲料pH值與蛋白質(zhì)等電點有差距時，發(fā)生電荷反應(yīng)，形成斥力，此時的蛋白質(zhì)粒子呈離子態(tài)，可與固體飲料中其它粒子形成親水膠體，增強固體飲料的穩(wěn)定性，降低發(fā)生絮凝、沉淀等現(xiàn)象。故在確定檸檬酸、蘋果酸總添加量為0.01%時（均以總質(zhì)量計），通過改變檸檬酸、蘋果酸的添加比例來探究不同添加比例的復(fù)合酸味劑對固體飲料感官品質(zhì)的影響。檸檬酸、蘋果酸按0：1、1：2、1：1、2：1、1：0的比例進(jìn)行混合，結(jié)果如圖4所示：

通過圖4可以看出改變復(fù)合酸味劑中檸檬酸、蘋果酸的添加比例感官評分也隨之浮動。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是：復(fù)合酸味劑能使固體飲料的酸味呈現(xiàn)層次感，通過改變檸檬酸、蘋果酸的添加比例，使飲料酸味達(dá)到最佳。通過圖4可以得出，當(dāng)檸檬酸、蘋果酸添加比為1：1時（總添加量為0.01%）感官評定分?jǐn)?shù)最高，此時固體飲料酸味協(xié)調(diào)，口感較好，品質(zhì)較佳。

（五）正交試驗

影響胡蘿卜固體飲料的組織狀態(tài)和風(fēng)味的主要因素為糖、藕粉、奶精的添加量，檸檬酸、蘋果酸的添加比，通過正交試驗可以確定這些物質(zhì)添加量的最優(yōu)解，正交因素表如表3所示。

表3胡蘿卜固體飲料正交實驗結(jié)果

通過表3正交實驗結(jié)果表中各因素的極差分析，可以看出影響胡蘿卜固體飲料品質(zhì)的主次關(guān)系是B > A > C > D。說明藕粉的添加量影響最大，其次是糖的添加量，奶精的添加量，檸檬酸、蘋果酸的添加比，由方差分析表中可以看出，因素A、B對固體飲料的感官評分影響極顯著，因素C對固體飲料感官評分影響顯著。由正交實驗表中的感官評分可以選出的最優(yōu)組合解是A2B1C3D2。即糖的添加比例為13%，藕粉添加量為6%，奶精添加量為17%，檸檬酸、蘋果酸添加比為1：1（總添加量為0.01%），此組合做出的胡蘿卜固體飲料的感官評分為96分，調(diào)配出的固體飲料風(fēng)味最佳。