提高山药饮料稳定性的工艺及配方研究

陈 颖，王景廷

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450052）

0 引言

山药又称山芋，自古以来就是我国人民所喜爱的食药兼用的保健品.尤以河南焦作（清朝怀庆府所辖地)所产的怀山药为上品[1].现代医学表明：怀山药在调节免疫、抗衰老及抗氧化等多方面具有独特的生理功能[2].山药富含多种人体所需的微量元素以及维生素、氨基酸、纤维素等，具有很高的营养价值[3].山药肉质脆爽、肥厚，且洁白多汁，很适合加工成饮料[4].但新鲜山药富含淀粉，容易在加工和储藏时发生沉淀和分层现象，增加工艺难度，影响山药饮料的品质.制作均匀稳定、色泽洁白、香气宜人的山药饮料，首要任务是控制山药饮料的稳定性.作者旨在通过单因素及正交试验找出山药饮料加工的关键工艺参数和复合稳定剂的最佳配方.

1 材料与方法

1.1 材料

怀山药：市售；琼脂、海藻酸钠、黄原胶等均为食品级：市售；白砂糖：市售一级；抗坏血酸、柠檬酸、氯化钠等均为分析纯.

1.2 仪器与设备

多功能搅拌机：浙江苏泊尔股份有限公司；紫外-可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；胶体磨：上海博生水泵有限公司；分析天平：SHIMADZU COPPORATION；离心机：湘仪离心机仪器有限公司；高剪切混合乳化机.

1.3 试验方法

1.3.1 山药饮料生产工艺流程

原料→预处理→护色→打浆→过滤→调配均质→排气→杀菌→冷却→成品.

1.3.2 操作要点

（1）原料预处理：将新鲜、完整、成熟的山药用清水洗净、去皮，切成1 cm 左右的小块，再用清水彻底洗净其表面富含的淀粉成分.

（2）护色：将去皮切块后的山药放入柠檬酸、抗坏血酸、食盐组成的护色液中，在100 ℃下烫漂及护色5 min.

（3）打浆:山药护色后，加入不同比例的水，倒入多功能搅拌机中破碎打浆，再用胶体磨磨成细浆.

（4）调配:按配方分别加入白砂糖、柠檬酸、稳定剂.

（5）均质:将混合液倒入均质机中均质.

（6）排气:将调配好的饮料放到恒温水浴锅上加热，80 ℃排气5 min[4].

（7）杀菌:采用巴氏杀菌，80 ℃杀菌15 min.冷却即为成品.

1.3.3 山药饮料稳定性的测定方法[5]

将山药饮料在高速离心机中以3 000 r／min 离心10 min，于750 nm 处测定吸光度A2，对比离心前的吸光度值A1，其比值R 为稳定性系数：R＝A2/A1，根据此经验公式，R 值越大，表明悬浮粒子在饮料中的沉降速度越小，饮料越稳定.

2 结果与分析

2.1 山药汁浓度对山药饮料稳定性的影响

山药汁含量直接影响山药饮料的风味、营养价值和稳定性.本试验山药占饮料的质量比分别为25%、20%、16.7%、14.3%、12.5%、11.1%（即山药与水的质量比分别为1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8），制作出不同浓度的山药饮料，测定样品的稳定系数R[5]，并对其进行感官评价.

表1 山药汁含量不同的饮料稳定性与感官评价

由表1 可知，山药与水配比为25%和20%时风味过浓，沉淀量较大，且加入稳定剂后更加黏稠，甚至变成半固体，成本也较高.山药与水配比为11.1%和12.5%时，虽然稳定性大大增加，但是溶液太稀，山药风味不足.山药汁含量在16.7%或14.3%时，饮料浓度适中，山药风味纯正，色泽乳白，稳定性相对较好.考虑到营养价值和口感，在制作山药饮料时选择山药汁含量为16.7%.

2.2 山药粒度对稳定性的影响

山药饮料中山药颗粒的大小也会直接影响到山药饮料的稳定性，将山药放在胶体磨中分别在3、6、9、12、15、18、21、24、27、30 μm 的间距下打浆，得到不同粒度的山药饮料，稳定性如图1 所示.

图1 不同胶体磨间距打浆所得饮料的稳定性

由图1 可知，颗粒的沉降速度与颗粒的直径平方成正比，粒子直径愈大，沉降越快，离心前后吸光度的比值也越小，产品越不稳定.由于本试验没有加入稳定剂，所以R 值偏小，加入稳定剂后发现，15 μm 以下研磨的山药汁，R 值均在90%以上，故采用胶体磨研磨山药汁.

2.3 匀浆次数和强度对山药饮料稳定性的影响

采用高剪切混合乳化机对山药饮料进行匀浆，作用条件分别为1 000、13 000、16 000、19 000、22 000、25 000 r/min，匀浆次数为3 次，每次匀浆后均计算R 值，结果如表2 所示.

由表2 可知，匀浆时转速过大，会发生褐变和充气现象，且匀浆次数越多，这些现象发生的越严重.这可能与转速太快，导致剪切力过大，山药颗粒充分与氧气接触有关.所以采用13 000 r/min 下匀浆两次.

2.4 稳定剂试验

稳定剂在食品中的添加量很小，但是能起到乳化、增稠、悬浮、消泡、成膜等作用，有效地改善食品体系的稳定性.稳定剂的种类有很多，且多种稳定剂同时使用有协同增效作用，所以在实际应用中多采用复配来实现稳定食品的目的.本试验采用离心前后吸光度的比值体现稳定剂的稳定效果，即R 值越大，说明稳定剂对饮料的稳定性能越好，从而来确定复合稳定剂的最佳配比.通过单因素试验确定稳定剂的因素水平，采用L9（34）进行正交试验，结果见表3.

表2 不同匀浆强度与次数下山药饮料的稳定性与感官评价

表3 正交试验结果与分析

从表3 可以看出，在4 个因素中，黄原胶（B）对山药饮料稳定性影响最大，其余依次为琼脂（A）、海藻酸钠（C）、CMC（D），即B＞A＞C＞D.最优方案为B1A3C1D2，即黄原胶0.04%，琼脂0.04%，海藻酸钠0.05 %，CMC 0.06%.

3 结论

通过试验确定怀山药饮料的最佳配方：山药含量为16.7%，15 μm 胶体磨研磨，13 000 r/min 均质两次，复配稳定剂配方为黄原胶0.04%、琼脂0.04%、海藻酸钠0.05%、CMC 0.06%.利用该配方及工艺生产的山药饮料，颜色洁白，口感爽滑，香气浓郁，且液体均匀透明、不分层、无沉淀、稳定性较好.

［1］原德树.怀山药饮料防褐变技术及稳定剂的研究［J］.食品工业，2010（5）:30-32.

［2］李静静，缪娟.山药多糖分析方法及生物活性的研究进展［J］.安徽农业科学，2010（35）:20008-20009.

［3］赵静，刘学文，宋娜，等.新型山药饮料的开发［J］.食品研究与开发，2009，30（3）:68-70.

［4］李会芬.提高麻山药饮料稳定性的工艺研究［J］.衡水学院学报，2009（11）：78-79.

［5］李小华，阮美娟.棒子蛋白饮料稳定性研究［J］.广州食品工业科技，2003（76）：29-31.