藜麦红枣复合饮料的研制
2018-09-10李兴赵江林唐晓慧李文飞胡一晨任贵兴赵钢
李兴,赵江林,,*,唐晓慧,李文飞,胡一晨,,任贵兴,赵钢
(1.成都大学药学与生物工程学院,四川成都610106;2.农业部杂粮加工重点实验室,四川成都610106)
藜麦(Chenopodium quinoa willd)为苋科藜属一年生双子叶植物,至今已有5 000~7 000多年的种植历史,是古印加民族的主要粮食作物之一[1-2]。藜麦具有极高的营养保健价值,富含优质蛋白、必需氨基酸、维生素、膳食纤维等,适合所有人群食用,并在2013年被联合国粮农组织正式推荐为最适宜人类的全营养食品[3-6]。众多研究表明,藜麦中富含多酚、生物黄酮、皂苷等多种功能活性成分,其具有增强机体免疫力、防治糖尿病、抗肿瘤和减肥等功效[2,7]。近年来,随着人民生活水平的提高和健康意识的增强,兼具营养与保健价值的藜麦及其加工制品越来越受到消费者的喜爱,其开发潜力巨大。目前市场上有关的藜麦产品主要有藜麦米、藜麦片、藜麦面、藜麦点心和藜麦酒等[8]。
红枣(Ziziphus jujuba Mill.)又名大枣,为鼠李科枣属植物枣树的果实。红枣营养丰富,含有蛋白质、糖类、有机酸、脂肪以及多种维生素等[9],具有养胃健脾、补血益气、保护肝脏和增强肌力等功效[10]。红枣是集食用、药用、保健等多功能于一体的果品,被誉为“木本粮食,滋补佳品”。现代医学及营养学研究表明,多食红枣对防治贫血、心血管病和动脉硬化等具有很好的食疗作用[11-13]。
本研究以藜麦为主料,红枣和脱脂奶粉为辅料,进行藜麦红枣复合饮料的开发研制。通过合理调配,利用红枣的甜香和脱脂奶粉的奶香调和了藜麦的涩感,有效地解决了藜麦适口性较差的问题。该产品兼具藜麦的清香和红枣的甜香,口感细腻,风味宜人,具有一定的营养保健价值,是一种新型天然健康饮品。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器设备
1.1.1 原料
藜麦(陇藜4号,盐源)、干红枣、脱脂奶粉、白砂糖、稳定剂(蔗糖脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯):市售,食用级。
1.1.2 主要仪器与设备
C19-SH1980电磁炉:浙江苏泊尔生活电器有限公司;HH-4数显恒温水浴锅:常州澳华仪器有限公司;JYL-C19V 搅拌机:九阳股份有限公司;SRH60-70高压均质机:上海申鹿均质机有限公司;TDL-4A离心机:上海菲恰尔分析仪器有限公司;电子分析天平:沈阳龙腾电子有限公司;WY050T手持折光仪:成都万辰光学仪器厂;UV-3200S紫外可见分光光度计:上海美谱达仪器有限公司;PH计:梅特勒-托利多(上海)仪器有限公司。
1.2 方法
1.2.1 工艺流程
1.2.2 操作要点
1.2.2.1 藜麦米浆的制备
1)选料、浸泡
选择颗粒饱满的藜麦籽粒,清洗干净后,用纯净水在室温下浸泡60 min左右,使藜麦吸足水分,利于汽蒸时变软,以及去除藜麦籽粒种皮上残余皂苷带来的涩味。浸泡时,注意水温和时间,以免造成蛋白质变性及降低其他功能成分的含量。
2)汽蒸
将浸泡后的藜麦汽蒸约10 min,令其膨胀、变透明。
3)磨浆
藜麦米浆的浓度是影响产品熟化和口感的重要指标之一,因此需要选择合适的磨浆料水比。按照料水比1∶6(g/mL)的比例,以汽蒸冷却后的藜麦米重量为基准加入6倍的纯净水,对藜麦米进行磨浆。
4)煮浆
过滤的藜麦米浆先快速加热至沸腾,去除表面漂浮物,煮沸后保温5 min进行灭酶处理。注意在加热过程中为了防止糊底要边加热边搅拌,时间约3 min,然后冷却。
1.2.2.2 红枣汁的制备
选择优质大枣,清洗干净,去核。按照料水比1∶6(g/mL)的比例,以去核后的红枣质量为基准加入6倍的纯净水,对红枣进行磨浆。然后用3层纱布对磨浆后的红枣进行过滤,得红枣汁。
1.2.2.3 复原奶的制备
在复原奶调配过程中,料水比过低会使复原奶过甜且奶味浓郁,影响饮品的感官;料水比过高会使复原奶寡淡,影响饮品的色泽。因此选择脱脂奶粉和50℃的纯净水,按照1∶8(g/mL)的料水比进行调配。
1.2.2.4 调配
将藜麦米浆、红枣汁、复原奶、白砂糖、稳定剂等按照一定比例进行调配,并搅拌直到完全溶解为止。
1.2.2.5 均质
将调配好的复配饮品进行均质,目的是分散已破碎的小脂肪球,防止脂肪上浮分离。均质前需要进行预热,达到60℃~65℃,均质压力为10 MPa~20 MPa。
1.2.2.6 杀菌
为了保持饮品的风味、色泽,采用巴氏杀菌,温度80℃~85℃,持续10 min~15 min。
1.2.3 藜麦红枣复配饮料配方的确定
1.2.3.1 单因素试验
以配制200 mL的藜麦红枣饮料为依据,以感官评分为评价指标,评价藜麦米浆添加量、红枣汁添加量、复原奶添加量和白砂糖添加量4个因素对复配饮品品质的影响。藜麦米浆配比的确定:在红枣汁15%,复原奶15%,白砂糖1.5%的条件下,藜麦米浆添加量分别为30%、40%、50%、60%、70%进行调配,进行感官评价。红枣汁配比的确定:在藜麦米浆50%,复原奶15%,白砂糖1.5%的条件下,红枣汁添加量分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%进行调配,进行感官评价。复原奶配比的确定:在藜麦米浆50%,红枣汁20%,白砂糖1.5%的条件下,复原奶添加量分别为10%、15%、20%、25%、30%进行调配,进行感官评价。白砂糖配比的确定:在藜麦米浆50%,红枣汁20%,复原奶20%的条件下,白砂糖添加量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%进行调配,进行感官评价。
1.2.3.2 正交试验设计
在单因素试验的基础上,采用L9(34)正交表进行正交试验,以感官评分作为评价指标,其正交优化试验设计因素水平如表1所示。
表1 藜麦红枣饮料配方的正交试验因素及水平Table 1 Factors and levels used in orthogonal array design of quinoa and jujube beverage formula
1.2.4 复配稳定剂的确定
1.2.4.1 单因素试验
以藜麦红枣复配饮料为原料,在预试验基础上选择蔗糖脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯这两种乳化稳定剂进行单因素试验。蔗糖酯添加量为0.01%、0.03%、0.05%、0.07%、0.09%;单甘酯添加量为0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%,以离心沉淀率为评价指标,分别测定其对饮品稳定性的影响。
1.2.4.2 稳定剂复配试验
在单因素试验基础上,进行稳定剂复配试验,以体系离心沉淀率作为评价指标,其复配试验设计因素水平如表2所示。
表2 稳定剂复配试验的因素及水平Table 2 Factors and levels used in the compound test of stabilizer
1.2.5 稳定性评价方法
添加稳定剂后,置于60℃~80℃恒温水浴30 min,待冷却至室温后均质约5min,取10mL样液置于15mL离心管中,于4 000 r/min离心15 min,弃去上清液,倒置30 min,用滤纸吸去残留于离心管壁的液体,准确称量沉淀重量(精确至0.001 g),计算离心沉淀率(sedimentation rate,SR)。
式中:M1为样品离心前的质量,g;M2为样品离心后沉淀物的质量,g。
1.2.6 藜麦红枣复配饮料质量评定方法
感官评价:选择7个食品相关专业人员组成感官评定小组,从产品的色泽、气味、口感、组织状态4方面进行感官评价,感官评价标准见表3。评分结果去掉一个最高分和最低分[14],最后以每项的平均分值作为衡量藜麦红枣复配饮料感官品质的标准。
表3 藜麦红枣饮料的感官评价指标Table 3 Method of sensory assessment of quinoa and jujube beverage
理化指标:可溶性蛋白含量的测定:采用考马斯亮蓝法[15];pH值测定:采用pH计测定;可溶性固形物含量的测定:采用手持折光仪测定。
微生物指标:按GB4789.18-2010《食品微生物学检验乳与乳制品检验》规定的方法检验。
2 结果与分析
2.1 藜麦红枣饮料配方单因素试验结果
2.1.1 藜麦米浆配比的确定
藜麦米浆添加量对饮品品质的影响结果见表4所示。
表4 藜麦米浆添加量对饮品品质的影响Table 4 Effect of quinoa extract addition amount on the beverage quality
表4结果显示,藜麦米浆的添加量对饮品的气味和口感影响较大。在添加量为30%~50%范围内,随着藜麦米浆含量的增加,藜麦特有的谷物香气逐渐与红枣香气相交融,使得饮品具有独特的风味,但过多的藜麦米浆会逐渐将红枣风味掩盖,影响饮品的感官。因此,饮品中加入藜麦米浆的适宜添加量为50%。
2.1.2 红枣汁配比的确定
红枣汁添加量对饮品品质的影响结果见表5所示。
表5 红枣汁添加量对饮品品质的影响Table 5 Effect of red jujube juice addition amount on the beverage quality
从表5可看出,当红枣汁添加量在20%时,饮品甜度适中,气味协调均匀。当添加量大于20%时,随着红枣汁的增加,对饮品的色泽和口感产生较大的影响,饮品甜腻感加重,枣香味过重。因此,20%为红枣汁的适宜添加量。
2.1.3 复原奶配比的确定
复原奶添加量对饮品品质的影响结果见表6所示。
表6 复原奶添加量对饮品品质的影响Table 6 Effect of reconstituted milk addition amount on the beverage quality
由表6可知,随着复原奶含量的增加,饮品的感官评分整体先上升后下降。由此说明,复原奶含量对饮品的感官产生较大的影响。当复原奶添加量在20%时感官评分达到最高,此时饮品口感香醇,气味协调。但随着过量的复原奶的加入,使得饮品的奶粉味加重,同时使得饮品的黏度逐渐增大,影响了饮品的感官。因此饮品中复原奶的适宜添加量为20%。
2.1.4 白砂糖配比的确定
白砂糖的加入主要是调节饮品的甜度,因此主要从甜度对藜麦红枣饮料进行感官评价。通过感官描述和感官评分综合对白砂糖添加量进行评价。感官评分分值范围如下:甜度适中30~40;甜度较适中26~29;甜度过甜或过淡0~25。白砂糖添加量对饮品品质的影响见表7。
表7 白砂糖添加量对饮品品质的影响Table 7 Effect of sucrose addition amount on beverage quality
由表7可知,在0.5%~1.5%的添加量范围内,饮品的感官评分逐渐上升。随着白砂糖含量的增加,当添加量在1.5%及以上时,饮品的甜度逐渐超出接受范围,感官评分下降,因此饮品中白砂糖的适宜添加量为1.5%。
2.2 藜麦红枣饮料配方的确定
在单因素试验的基础上,以藜麦米浆、红枣汁、复原奶和白砂糖添加量为因素进行L9(34)正交试验,以感官评分为指标,结果如表8所示。
表8 藜麦红枣复合饮料配方正交试验结果Table 8 The experimental results of orthogonal test on the formula of quinoa and red jujube beverage
由表8极差分析可知,影响饮品感官评分的因素主次为A>C>D>B,即藜麦米浆添加量是影响饮品感官品质的最主要因素,其次为复原奶添加量、白砂糖添加量,红枣汁添加量对饮品的感官品质影响相对较小。从表8的K值可以看出,A2B3C3D1为最优组合。对最优组合进行验证试验,得出表8中直观分析中最优组合A2B2C3D1的综合感官评分为81.7,高于A2B3C3D1的感官评分79.8。因而藜麦红枣复配饮料的配方为藜麦米浆50%,红枣汁20%,复原奶25%,白砂糖1.0%。
2.3 稳定剂对饮品稳定性影响的试验结果
蔗糖酯、单甘酯添加量对体系沉淀率的影响结果分别如图1,图2所示。
图1 蔗糖脂肪酸酯添加量对沉淀率的影响Fig.1 Effect of sucrose ester addition amount on the sedimentation ratio
图2 单硬脂酸甘油酯添加量对沉淀率的影响Fig.2 Effect of glycerin monostearate addition amount on sedimentation ratio
由图1可以看出,随着蔗糖酯添加量的增大,饮品的离心沉淀率先下降后上升,当添加量为0.05%时达到最低点,与空白对照相比下降了20.57%,此时饮品的稳定性最好。因此,选取蔗糖酯添加量0.03%、0.05%、0.07%进行稳定剂复配试验。图2展示了随着单甘酯含量的不断增加,饮品的离心沉淀率先下降后上升,在0.08%时沉淀率最低,与空白对照相比下降了33.16%。当超过0.08%时,沉淀率上升。因此,选取单甘酯添加量0.06%、0.08%、0.10%进行稳定剂复配试验,从而选出最优组合。
2.4 复配稳定剂最佳配比的确定
稳定剂复配试验结果见表9。
从表9中可以看出,加入稳定剂后饮品的离心沉淀率普遍低于空白对照,但试验号8中结果高于空白对照,其原因可能是随着乳化稳定剂的增加,饮品的黏度增大,饮品中的物质因黏附作用更易发生沉淀,从而使体系的不稳定性增加。因此,在一定含量范围内稳定剂的加入对饮品的稳定性有一定的促进作用。
试验结果表明,当稳定剂的配比是蔗糖酯0.03%、单甘酯0.10%时,饮品的离心沉淀率最低,相比空白对照下降了25.37%,此时饮品具有较稳定的状态。
2.5 产品质量与卫生标准
1)感官指标
色泽:乳黄色带淡红色;气味:具有浓郁的藜麦谷物清香和红枣的甜香,均匀协调;口感:口感细腻,甜度适中;组织状态:产品质地均匀,无沉淀。
2)理化指标
可溶性固形物含量≥5%,(以折光度计);pH值为6.25;可溶性蛋白含量>1.5%。
3)微生物指标
细菌总数≤100 cfu/mL;致病菌未检出,符合卫生标准。
3 结论
藜麦作为一种重要的杂粮作物,具有较高的营养价值、经济价值和开发前景。本研究以藜麦、红枣、脱脂奶粉为原料,经过磨浆、均质、调配等一系列工艺进行藜麦红枣复合饮料的开发研制。经试验,藜麦米浆的最佳制备条件为:浸泡时间约60 min,汽蒸时间10 min,磨浆料水比为1∶6(g/mL)。通过单因素试验和正交试验确定藜麦红枣复配饮品的最佳配方为:藜麦米浆50%,红枣汁20%,复原奶25%,白砂糖1.0%。为了有效提高产品稳定性,减少沉淀现象,选择蔗糖酯和单甘酯两种稳定剂进行复配。结果表明,复配稳定剂的最佳配比为蔗糖酯0.03%、单甘酯0.10%。根据上述配方制得的产品颜色呈乳黄色带淡红色,组织均一,口感细腻,甜度适中,具有藜麦的清香和红枣的甜香,并兼具一定的营养和保健价值,其市场前景十分广阔。本研究为提升藜麦精深加工技术水平和综合开发利用价值奠定了重要基础。