功能性银杏复合固体饮料的工艺研究

2014-01-01孙汉巨谢玉鹏范文杰张曼莉王晓莉

皖西学院学报 2014年2期

孙汉巨，谢玉鹏，王霄，范文杰，张曼莉，杨帆，王晓莉

（1.合肥工业大学生物与食品工程学院，安徽合肥230009；2.徐州银杏源生物工程有限公司，江苏邳州221300）

0 引言

银杏树属于稀有树种，已经在地球上生存了上亿年。我国是该树种的主要产地，主要分布在江苏、浙江、四川、湖北、河南和安徽等省市。银杏果实又称白果，可食用，其中含有蛋白质、脂肪、碳水化物、钙、磷、铁、胡萝卜素及多种氨基酸等营养成分。早在古代，人们就认识到银杏果具有较好的保健功效。《本草纲目》记载，银杏果性平，味甘苦涩，有小毒，可入肺经、肾经，具有疏肝化瘀、剑肺气、定喘嗽、止带浊、缩小便、消毒杀虫等功效。从宋朝开始，历代帝王更是将银杏果定为皇家贡品［1-2］。银杏果是一种对人体非常有益的保健食品，它含有大量黄酮、银杏内酯等功能物质，对人体能起到延缓衰老、软化心脑血管等作用，另外银杏果还可以入药，治疗哮喘、肺结核、糖尿病等效果非常明显［3］。

决明子为一年生半灌木状草本，荚果细长，四棱柱形，其有明目减肥之功而名之。决明子味苦、甘、咸，性微寒，入肝、肾、大肠经；润肠通便，降脂明目，用于治疗便秘及高血脂、高血压。葛根为藤本植物野葛的块根，具有解表退热、生津止渴、止泻的功能，并能改善高血压、糖尿病病人的项强、头晕、头痛等症状，同时具有降低血糖、血脂，预防高血压的作用。山楂，又名山里红，蔷薇科山楂属。核果类水果，核质硬，果肉薄，味微酸涩。具有降血脂、血压、强心、抗心律不齐等作用。同时，山楂是具有健脾开胃、消食化滞、活血化痰功效的药食同源植物，对胸膈脾满、疝气、血淤、闭经等症有很好的疗效。

高血压、血脂异常、冠心病、心绞痛、脑梗塞等心脑血管疾病是中、老年人的常见病。在我国，每年有近300万人死于心脑血管疾病，占我国死亡总人数的51%。对于中、老年人来说，预防心脑血管疾病最有效的方法是经常食用具有降血压、调血脂、清洁血管、降低血黏度的食物［4］。本文以银杏果为主要原料，决明子、葛根及山楂为辅料，开发一种延缓衰老、软化心脑血管功效的功能饮料，并对其加工工艺进行研究，为其未来产业化生产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 原料

银杏果（徐州银杏源生物工程有限公司提供）；山楂及葛根（从亳州市药材总公司中药公司购买）；决明子（从合肥家乐福超市购买）；白砂糖、葡萄糖均为食品级。

1.1.2 仪器

BL-220H电子天平（天津天马衡基仪器有限公司）；HX-200型高速中药粉碎机（浙江省永康市溪岸五金药具厂）；DHG-9240A型电热恒温干燥箱（上海一恒科技有限公司）；P70D21N1P-S1（W0）型格兰仕微波炉（广东格兰仕微波炉电器制造有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

1.3 操作要点

1.3.1 去壳：银杏果采用手工去壳。

1.3.2 去皮：将去壳的银杏果实放入3倍体积约80℃的热水中，不断搅拌约5min后，用清水冲洗，去除银杏果的表皮。

1.3.3 预煮：将去皮的银杏果置于沸水中加热5min，使银杏中淀粉完全糊化并有效去除银杏的异味。

1.3.4 干燥：将预煮好的银杏放入干燥箱中，在60℃下干燥约12h，至银杏果的水分含量＜5%为止。

1.3.5 膨化：将干燥的银杏果放入微波炉中，使用中高火，温度约在110℃，膨化2min［5］。

1.3.6 粉碎：将膨化后的银杏用中药粉碎机粉碎2 min，至平均颗粒度＞100目。

1.3.7 调配、混合：将银杏、决明子、葛根、山楂及白砂糖按原辅料最佳比例调配，均匀混合。

1.4 试验方法

1.4.1 原料最佳比例单因素试验设计

对银杏、决明子、山楂、葛根及白砂糖，通过单因素试验，为5种原料的添加量分别设置合适的梯度，选择出各组分最优的用量。依次考察银杏、决明子、山楂、葛根和白砂糖的添加量对产品感官质量的影响［6-7］。

（1）以银杏为单因素研究对象，添加量梯度为12%、17%、22%、27%、32%及37%。其他原料的添加，按决明子、山楂、葛根、白砂糖为2.5：10：25：25的比例补加至10g，然后加入140mL开水，充分调配均匀后，对其进行感官评价。

（2）以决明子为单因素研究对象，添加量梯度为1%、1.5%、2%、2.5%、3%及3.5%。其他原料的添加，按银杏、山楂、葛根、白砂糖为32：10：25：25的比例补加至10g，然后加入140mL开水，充分调配均匀后，对其进行感官评价。

（3）以山楂为单因素研究对象，添加量梯度为4%、6%、8%、10%、12%及14%，其他原料的添加，按银杏、决明子、葛根、白砂糖为32：3：25：25的比例补加至10g，然后加入140mL开水，充分调配均匀后，对其进行感官评价。

（4）以葛根为单因素研究对象，添加量梯度为10%、15%、20%、25%、30%及35%，其他原料的添加，按银杏、决明子、山楂、白砂糖为32：3：10：25的比例补加至10g，然后加入140mL开水，充分调配均匀后，对其进行感官评价。

（5）以白砂糖为单因素研究对象，添加量梯度为10%、15%、20%、25%、30%及35%，其他原料的添加，按银杏、决明子、山楂、葛根为32：3：10：25的比例补加至10g，然后加入140mL开水，充分调配均匀后，对其进行感官评价。

1.4.2 正交试验设计

在单因素试验结果基础上，以银杏、决明子、山楂、葛根为因素，以口感、风味、色泽和组织状态为指标，进行L9（34）正交试验。对试验数据计算分析，并进行验证试验，比较直观和计算分析结果，获得最佳原料配比［8］。银杏粉末状后带有银杏特有的清香，但浓度过大会有一定的苦涩味，并且山楂、决明子、葛根的浓度也会影响银杏饮料的感官品质。为了使银杏饮料气香宜人，口感纯正，确定正交试验中各原料含量如表1所示。

表1 正交试验因素与水平设计

1.4.3 水的温度对产品冲调性的影响

分析不同的冲调水温对该饮料的口感、风味、色泽和组织状态的影响，冲调的水温分别设置为75、80、85、90和95℃时，根据感官评定确定最适的冲调水温［9］。

1.4.4 评分标准

邀请5个品尝人员，组成评定小组，采用百分制分别对银杏饮料的口感、风味、色泽和组织状态进行感官评分，其中以口感、风味、色泽、组织状态为指标，且各指标分别占总指标的0.4、0.2、0.2和0.2［10］。评分标准如表2所示。

2 结果与分析

2.1 银杏对饮料感官品质的影响

银杏对饮料感官品质的影响如图1所示。可以看出，随着银杏添加量的增加，感官分数以接近直线的速度增加。当添加量达到32%时，饮料的感官品质最好（感官分数为90分），之后虽然添加量进一步增加，综合评分反而出现下降趋势。银杏对饮料感官品质的影响可分析如下：银杏具有特殊的香味，在一定范围内，银杏的添加有利于改善产品的香气、风味及滋味。然而，银杏同时具有微苦涩味，当添加量过大，苦味过重造成产品的品质下降。因此，银杏的添加量选择为32%。

表2 饮料的感官评分标准

图1 银杏对饮料感官品质的影响

2.2 决明子对饮料感官品质的影响

为了赋予该饮料有降脂明目、利水通便的功效，在饮料中添加决明子，其对产品感官品质的影响如图2所示。很显然，随着添加量的不断增大，感官评分出现先增后减的趋势。在3%时，感官分数呈现最大值（90分），此时产品的感官品质最好；之后，感官分数呈快速下降的趋势。决明子对饮料感官品质的影响可分析如下：决明子具有一定特有的香味及滋味，一定量的添加有利于提高产品的口感、香味等感官品质。然而，决明子同时具有一定的苦涩味，当其添加量大于3%时，造成原料的苦涩味过重，降低了产品的感官品质。因此，决明子的添加量确定为3%。

图2 决明子对饮料感官品质的影响

2.3 山楂对饮料感官品质的影响

为了赋予产品具有抗癌及抗衰老的功效，在饮料中添加山楂，其对产品感官品质的影响如图3所示。显而易见，随着山楂添加量的增加，感官质量不断增加。当添加量达到10%时，感官分数为92分，此时产品的感官品质最高。之后，虽然其添加量逐步增加，感官品质反而出现下降的趋势。这可能是因为山楂含有一定的酸味成分，在一定范围内，随着山楂添加量的增加，饮料的酸味成分逐渐提高，产品的酸甜比更适宜人们的口感，且山楂独特的水果香味也改善饮料的风味。然而，当山楂的添加量超过10%，饮料的酸味过重，严重地影响产品的品质。因此，山楂的添加量选择为10%。

图3 山楂对饮料感官品质的影响

2.4 葛根对饮料感官品质的影响

为了赋予产品具有降血糖、血脂及血压的功效，在该饮料中添加葛根，其对感官品质的影响如图4所示。同理，随着葛根添加量的增加，感官品质以几乎线性的方式快速增加。当添加量为25%时，产品的感官品质最好（感官分数为87分），饮料呈现明亮诱人的颜色。之后，虽然添加量逐步增加，感官品质却出现下降的趋势。这可能是因为葛根颜色较深，随着其添加量的增加，饮料的颜色明显变暗。因此，葛根的添加量确定为25%。

图4 葛根对饮料感官品质的影响

2.5 白砂糖对饮料感官品质的影响

为了赋予银杏饮料具有合适的甜味，通过添加白砂糖来改善其感官品质，其结果如图5所示。显而易见，随着添加量的增加，感官品质不断增加。当添加量达到30%时，感官品质最高（感官分数为90分）。之后，虽然添加量逐步增加，综合评分反而出现下降的情况。其原因可分析如下：在一定范围内，随着白砂糖添加量的增加，产品的甜度增加，其酸甜比更适宜人们的口感，同时在一定程度上掩盖了银杏及决明子带来的涩味。因此，产品的感官品质逐渐提高。然而，当其添加量超过30%时，饮料的甜味过浓，糖酸比失调，造成感官品质严重下降。因此，白砂糖的添加量选择为30%。

图5 白砂糖对饮料感官品质的影响

2.6 配方的正交试验

表3 正交试验结果分析

由单因素试验可以看出，银杏、决明子、山楂、葛根及白砂糖对饮料的品质有明显的影响。在此基础上，选择对饮料感官质量影响最大的4种因素（银杏、决明子、山楂及葛根），各取3个水平，如表1所示。其他因素选择单因素试验中的最优添加量，采用L9（34）正交表进行正交试验，确定原辅料的最佳比例。由表3可知，影响饮料感官品质的主次因素的顺序为：银杏＞葛根＞决明子＞山楂，所得最优组合为A3B2C3D2。然而，直观得出的最优组合为A3B1C3D2，需对2组实验结果进行验证试验，验证试验结果见表4所示。由表4可知，组合A3B2C3D2优于A3B1C3D2。因此，该饮料的最佳配方为A3B2C3D2，即银杏32%，决明子3%，山楂10%，葛根25%。在该条件下银杏饮料的感官品质最佳。

表4 验证试验结果

2.7 水温对饮料冲调性的影响

银杏与辅料充分混合后，冲调所用水的温度对产品的口感、色泽、气味等有一定的影响。因此，应当按照以上感官评分标准，在最佳原料配比的基础上，考察不同的冲调水温对产品的影响［11］。从图6可以看出，银杏饮料的感官分数随水温的增大而逐渐增加。在80℃下，该饮料的风味到达最佳（感官分数为89分），之后，随着温度的升高感官品质呈现下降的趋势。因为在一定的温度下，温度升高有利于饮料中固态成分的分散及溶解，加速淀粉的糊化，从而提高饮料的感官品质。然而，当水温大于80℃时，饮料在冲调过程中容易结块，且其风味物质加速挥发，造成饮料的感官品质下降。因此，该饮料的最适冲调温度为80℃。