甘薯乳饮料工艺参数及稳定性研究

吴录萍

（山西师范大学食品学院，山西临汾　041000）

甘薯乳饮料工艺参数及稳定性研究

吴录萍

（山西师范大学食品学院，山西临汾041000）

以甘薯为材料，经打浆、过滤、酶解制成甘薯汁，加以适量脱脂奶粉、白砂糖调配，研制成甘薯乳饮料。甘薯乳饮料的研究主要采用单因素试验和正交试验，确定最佳配方。试验得出，影响甘薯乳饮料品质的主要因素是甘薯汁的添加量，影响甘薯乳饮料稳定性的主要因素是CMC-Na的添加量。结果表明，甘薯乳饮料的最佳配方为甘薯汁30%，脱脂奶粉4%，白砂糖4%，CMC-Na 0.1%，黄原胶0.02%，瓜尔胶0.03%，成品具有营养丰富、均匀稳定、口感良好的优点。

甘薯；乳饮料；稳定性

0　引言

甘薯，属旋花科甘薯属，又名红薯、白薯、番薯等。甘薯富含淀粉（占鲜质量的15%~26%）、可溶性糖（占鲜质量3%左右）、蛋白质、氨基酸、脂肪酸、纤维素等多种维生素，以及钙、磷、铁、锌等矿物质，具有较高的营养价值和药用价值[1]，是一种药食同源的天然食物，是世界上重要的粮食作物和经济作物。一些发达国家已经把甘薯视为营养平衡而全面的保健食品[2]。

近年来，国内外有关专家对甘薯的营养价值和药用保健功能研究较多[3]，发现甘薯在预防乳腺癌和结肠癌等疾病方面有特殊功效。无论是从营养价值[4]，还是从保健功能方面看，甘薯都具有较大的开发利用价值[5-7]。甘薯汁是由新鲜甘薯经挑选、去皮、榨汁等方法制作而成的汁液。甘薯汁虽与水果的原有形态不同，但保留了水果汁的原有风味及营养成分，且更容易被人体吸收。本研究结合甘薯和牛乳的双重营养保健功效，制备一种更高营养价值的乳饮料。

1　材料与设备

1.1试验原料及试剂

甘薯，产于山西省临汾市；脱脂奶粉，伊利集团提供；白砂糖，购于河北廊坊；淀粉酶、纤维素酶、糖化酶，天津市奥诺科技发展有限公司提供；柠檬酸、黄原胶、瓜尔胶、CMC-Na，河南千志商贸有限公司提供。

1.2主要仪器与设备

FA-04型电子天平，上海精科天美科学仪器有限公司产品；HH-4型数显恒温水浴锅，江苏金坛市荣华仪器制造产品；豆浆机，美的集团产品。

2　试验方法

2.1甘薯原汁的制备

新鲜甘薯热烫后，取250 g甘薯，加水500 g，经打浆机打浆，然后经60目滤网过滤制成甘薯原汁。

2.2酶解

按甘薯原汁质量的0.1%加入淀粉酶酶解2 h，然后用柠檬酸调pH值至4，将0.15%的糖化酶和0.1%的纤维素酶混合酶解3 h，制成甘薯汁。

2.3调配混合

将甘薯汁、脱脂奶粉和白砂糖按设计比例（体积比）混合，并进行感官测评。

2.3.1甘薯乳饮料配方单因素试验

甘薯汁、脱脂奶粉、白砂糖分别做单因素试验，并进行感官评价，以得出较优的添加量。

（1）甘薯汁添加量对甘薯乳饮料的影响。在4%脱脂奶粉，3%白砂糖添加量的条件下，按设计比例的甘薯汁添加量分别做5组试验。

甘薯汁添加量感官评分曲线见图1。

图1　甘薯汁添加量感官评分曲线

由图1可知，当甘薯汁添加量为30%时，甘薯乳饮料的感官评价最好。甘薯汁添加量太少，甘薯乳饮料中甘薯的风味不足；添加量太多掩盖乳的气味，甘薯味太浓，气味不适中。

（2）脱脂奶粉添加量对甘薯乳饮料的影响。在30%甘薯汁，3%白砂糖添加量的条件下，按设计比例的脱脂奶粉添加量分别做5组试验。

脱脂奶粉添加量感官评分曲线见图2。

图2　脱脂奶粉添加量感官评分曲线

由图2可知，当脱脂奶粉添加量为4%时，甘薯乳饮料的感官评价最好。脱脂奶粉添加量太少，饮料中乳的风味不足，甘薯味太浓，气味不适中；而脱脂奶粉的添加量太高，则会掩盖甘薯汁的清香。

（3） 白砂糖添加量对甘薯乳饮料的影响。在30%甘薯汁，4%脱脂奶粉添加量的条件下，按设计比例的白砂糖添加量分别做5组试验。

白砂糖添加量感官评分曲线见图3。

图3　白砂糖添加量感官评分曲线

由图3可知，当白砂糖添加量为3%时，甘薯乳饮料的感官评价最好。白砂糖添加量太少，甘薯乳饮料甜度不够、偏酸、风味不好；而白砂糖添加量太高，则会使饮料太甜，滋味不好。

2.3.2甘薯乳饮料配方的设计

以甘薯汁、脱脂奶粉、白砂糖为原料，通过正交试验研究甘薯汁、全脂奶粉、白砂糖对甘薯乳饮料品质的影响，以感官评分为指标，在单因素试验的基础上设计L9（34）正交试验。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1　正交试验因素与水平设计/%

2.3.3感官评价

对不同配方的甘薯乳饮料进行评价，以色泽、滋味、香气、组织状态为指标进行综合评分。评价由6名同学完成，得出平均分为最终得分。

感官评分标准见表2。

表2　感官评分标准

3　结果与分析

根据设计的正交试验表，得到如下试验结果。

正交试验结果见表3。

表3　正交试验结果

由表3可知，极差大小依次为A>C>B，说明甘薯汁添加量是影响甘薯乳饮料品质的最主要因素，其次是白砂糖添加量，最后是脱脂奶粉添加量。

以感官评分为指标，得出较优的组合为A2B2C3D1，即甘薯汁添加量30%，脱脂奶粉添加量4%，白砂糖添加量4%；而正交试验得出的最优组合为A3B2C3D3，即甘薯汁添加量35%，脱脂奶粉添加量4%，白砂糖添加量4%。以这2组结论做验证试验，分别进行感官评价。

感官评价结果见表4。

表4　感官评价结果

在正交试验基础上进行验证试验，所得结果表明，甘薯乳饮料最佳配方为A2B2C3D1，即甘薯汁添加量30%，脱脂奶粉添加量4%，白砂糖添加量4%，以此配方制作的甘薯乳饮料风味良好，感官评分最高。

4　甘薯乳饮料的稳定性

4.1单一稳定剂对甘薯乳饮料稳定性的影响

对黄原胶、瓜尔胶、CMC-Na等稳定剂的稳定效果进行单因素试验，按最佳工艺条件制作甘薯乳饮料，分别取100 mL甘薯乳饮料加入不同量的不同稳定剂，置于试管内，静置12 h后测定其沉淀率，沉淀率越小，稳定性越高，以此判断稳定效果。结果如下。

CMC-Na添加量与沉淀率关系曲线见图4。

图4　CMC-Na添加量与沉淀率关系曲线

由图4可知，当CMC-Na添加量为0.1%时，甘薯乳饮料的沉淀率最小，稳定性最高。

黄原胶添加量与沉淀率关系曲线见图5。

图5　黄原胶添加量与沉淀率关系曲线

由图5可知，当黄原胶添加量为0.03%时，甘薯乳饮料的沉淀率最小，稳定性最高。

瓜尔胶添加量与沉淀率关系曲线见图6。

图6　瓜尔胶添加量与沉淀率关系曲线

由图6可知，当瓜尔胶添加量为0.03%时，饮料的沉淀率最小，稳定性最高。

4.2复合稳定剂对甘薯乳饮料稳定性的影响

根据单一稳定剂的单因素试验结果，选择CMC-Na、黄原胶、瓜尔胶作为3个因素，设计L9（34）正交试验。

正交试验因素与水平设计见表5。

表5　正交试验因素与水平设计/%

根据设计的正交试验表，得到如下试验结果。

稳定剂配比正交试验结果见表6。

表6　稳定剂配比正交试验结果

由表6可知，极差大小为A'>C'>B'，即影响甘薯乳饮料稳定性的主次顺序为CMC-Na、瓜尔胶、黄原胶。

沉淀率越小，稳定性越好，以此来确定稳定剂的最佳配比。以沉淀率大小来看，最佳复合稳定剂组合为A'2B'1C'2D'3，即CMC-Na添加量0.1%，黄原胶添加量0.02%，瓜尔胶添加量0.03%；而正交试验得出的最优复合稳定剂组合为A'1B'1C'1D'2，即CMCNa添加量0.05%，黄原胶添加量0.02%，瓜尔胶添加量0.02%。以这2组结论做验证试验，分别进行稳定效果试验。

感官评价结果见表7。

表7　感官评价结果

由表7可知，1号试验沉淀率更小，稳定性更好，得出结论最佳的稳定剂组合为A'2B'1C'2D'3，即CMC-Na添加量0.1%，黄原胶添加量0.02%，瓜尔胶添加量0.03%。以此配方加入稳定剂，稳定效果最好，饮料的黏稠度适中。

5　结论

通过正交试验并结合感官评定，确定了甘薯乳饮料的最佳配方是甘薯汁添加量30%，脱脂奶粉添加量4%，白砂糖添加量4%，各因素对甘薯乳饮料都有影响，其中甘薯汁对产品影响最大，白砂糖次之。最优的稳定剂配比为CMC-Na添加量0.1%，黄原胶添加量0.02%，瓜尔胶添加量0.03%。以此研制出的甘薯乳饮料，营养丰富、均匀稳定、色泽诱人、口感良好。

[1]王洪云，孙健，钮福祥，等.甘薯的功能成分及其药用价值 [J].中国食物与营养，2013（12）：59-62.

[2]朱旭霞，刘莉莎，何素兰，等.保健甘薯的功能及产品开发研究 [J].中国食物与营养，2014（11）：34-36.

[3]刘桂玲，张鹏，郑建利，等.不同类型甘薯品种主要经济形状和营养成分差异 [J].中国粮油学报，2012（2）：10-13.

[4]Adelia C.Bovell-Benjamin.Sweet Potato：A review of its past，present，and future role in human nutrition[J]. Advances in Food and Nutrition Research，2006，52：51-59.

[5]陈伟.国内外甘薯饮料的研究现状探析 [J].辽宁经济职业技术学院学报，2011（2）：68-69.

[6]马代夫，李强，曹清河，等.中国甘薯产业及产业技术的发展与展望 [J].江苏农业学报，2012，28（5）：969-973.

[7]刘伟明.中国甘薯研究开发利用的现状与对策探讨 [J].中国农学通报，2007，23（4）：484-488.◇

The Process of Sweet Potatomilk Beverag

WU Luping

（College of Food Science，Shanxi Normal University，Linfen，Shanxi 041000，China）

This study focuses on sweet potato as the main material，after beating，filtration，enzyme solution，made from sweet potato juice and be skimmed milk powder，sugar，sweet potato beverage.This research mainly uses the method of single factor experiment and orthogonal experiment research formula，first by single factor experiment，sensory score as a result，the designed orthogonal experiment factors level table，and then by means of orthogonal experimental results are analyzed，and the optimum formula.Experiment is the main factor that influences the quality of sweet potato beverage of sweet potato juice content，the main factors influencing the stability of sweet potato beverage is CMC-Na content.Research shows that the optimum formula of sweet potato juice 30%，skim milk powder 4%，sugar 4%，CMC-Na 0.1%，xanthan gum 0.02%，and guar gum 0.03%，which developed the rich nutrition，uniform stability，good taste of sweet potato beverage.

sweet potato；milk beverage；stability

TS252.5

Adoi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.09.035

2016-06-17

山西师范大学质量工程项目（SD2013KCZ-11）。

吴录萍（1967— ），女，本科，讲师，研究方向为食品营养及功能食品。