小米黑芝麻和黑木耳复合饮料的研制

于洋，余世锋，2，*，王存堂，宫春宇

（1.齐齐哈尔大学食品与生物工程学院，黑龙江齐齐哈尔161006；2.山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东淄博255000）

小米、黑芝麻和黑木耳均含有丰富的营养成分，具有特殊的保健功效，它们是营养丰富、有保健作用的重要药食两用原料。作为我国北方主要杂粮之一的小米，富含优质蛋白质、多不饱和脂肪酸、膳食纤维等的营养成分，且氨基酸比例适宜[1-2]。此外小米还具有降血脂、抗肿瘤、解毒、防癌、抗菌抑菌等保健作用[3-4]。黑芝麻中含有大量不饱和脂肪酸、蛋白质、糖类、VA、VE、卵磷脂、钙、铁、镁等营养成分，有降血脂、抗衰老、调节胆固醇、补气养血、令皮肤细腻光滑、红润光泽等功效[5-8]。黑木耳是我国传统的食药兼用菌，质地柔软，营养丰富，具有降血糖、降血脂、调节免疫等功能[9-11]。黑木耳中的多糖具有抗肿瘤活性，对肿瘤有一定预防效果[12-13]。黑木耳含有维生素、蛋白质及人体必需的8种氨基酸，含有多达9种的抗凝血物质，具有减少血液凝块、缓和冠状动脉硬化的作用，对治疗和预防冠心病有特效[14-16]。文献报道小米发酵饮料[17]、黑芝麻红枣复合乳饮料[18]、黑木耳藜麦复合饮料[19]的原料品种单一、复合营养功能较少、色泽较差、口感不好，市场推广前景一般。小米、黑芝麻和黑木耳都是具有保健功效的原料，然而，目前有关结合小米、黑芝麻和黑木耳3种原料营养特点的多功能复合饮料的研究报道较少，因而针对小米、黑芝麻和黑木耳营养特点，进行复合饮料制备研究很有必要。因此，本文以小米、黑芝麻和黑木耳为原料，采用磨浆、均质、杀菌等工艺制备出小米、黑芝麻和黑木耳复合饮料，饮料营养成分丰富，市场前景广阔，而且可以有效延伸小米、黑芝麻和黑木耳产业链，促进小米、黑芝麻和黑木耳产业经济的快速发展。

1 材料与方法

1.1 材料

龙江小米：龙江县易兴木业；东北黑木耳：沧州市华海顺达粮油调料有限公司；黑芝麻：黑龙江黑土小镇现代化农业开发有限公司；羧甲基纤维素钠、蔗糖、柠檬酸、黄原胶均为食品级：广东味多美食品配料有限公司。

1.2 仪器设备

JYC-19BS6型电磁炉：山东九阳小家电有限公司；FW177型中草药粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司；DS-1型组织捣碎匀浆机：金坛市荣华仪器制造有限公司；LTJM-80T（DX）分体式变速胶体磨、HJ-1型恒温磁力加热搅拌器：天津市滨海新区大港红杉实验设备厂；LG10-2.4A型高速离心机：常州恒隆仪器有限公司；DGM-90L胶体磨：上海东华高压均质机厂；GJJ型高压均质机：上海诺尼轻工机械有限公司；SYQ-DSX-280B型手提式不锈钢压力蒸汽灭菌器：上海申安医疗器械厂。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 原料的预处理

小米浆制备：龙江小米，颗粒饱满，用适量水清洗干净后，倒入锅中，加入10倍的水，蒸煮10 min，取出后倒入胶体磨中进行胶磨，胶磨2次，用100目筛过滤备用。

黑芝麻浆制备：颗粒充盈、饱满的芝麻放入烤箱中，150℃焙烤10 min。然后将其放入粉碎机中打碎成黑芝麻粉，然后将黑芝麻粉和蒸馏水按照料液比1∶100（g/mL）倒入胶体磨中，胶磨数次，用100目筛过滤备用。

黑木耳汁制备：朵实饱满、厚实的黑木耳，置于一定质量的水中，1 h左右，至黑木耳吸水膨胀后，清除木耳表面的木屑和杂质并摘掉木耳的根部[20]。接着将黑木耳放入组织捣碎匀浆机中进行破碎，然后将黑木耳和蒸馏水按照料液比1∶100（g/mL）倒入胶体磨中，胶磨1次，用100目筛过滤备用。

1.3.3 蔗糖添加量的确定

小米浆添加量为60mL、黑芝麻浆添加量为40mL、黑木耳汁添加量为20 mL、柠檬酸添加量为0.1%，按照工艺流程进行操作，设置蔗糖的添加量为11%、13%、15%、17%、19%，通过感官评价得出感官评分，以确定蔗糖的添加量。

1.3.4 柠檬酸添加量的确定

小米浆添加量为60mL、黑芝麻浆添加量为40mL、黑木耳汁添加量为20 mL、蔗糖添加量为15%，按照工艺流程进行操作，设置柠檬酸的添加量为0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%，通过感官评价得出感官评分，以确定柠檬酸的添加量。

1.3.5 小米、黑芝麻和黑木耳复合饮料稳定剂的选择

用单因素试验确定确定羧甲基纤维素钠和黄原胶的稳定效果，采用L9（34）正交试验设计以黄原胶添加量、羧甲基纤维素钠的添加为因素设计正交试验，通过测其沉淀率，得到稳定剂最佳添加量。沉淀率越小，则稳定剂的效果越好，饮料越稳定。

1.3.6 小米、黑芝麻和黑木耳复合饮料的制备

将小米浆、黑芝麻浆和黑木耳汁按添加量混合，然后与调味剂和稳定剂进行混匀，调制口感，调配好的饮料用高压均质机均质，然后采用高温灭菌法，在一定条件下对复合饮料杀菌，将混合饮料冷却到室温25℃，制备得到小米、黑芝麻和黑木耳的复合饮料。

1.4 感官评价

采用文献[21]中方法，随机从食品学院选取10名嗅觉、味觉、感官正常且无不良嗜好的学生（男女各5名），以口感、色泽、风味、稳定性为评价指标，评价参考指标见表1。

表1 小米黑芝麻黑木耳复合饮料的感官评分标准Table 1 Sensory scoring criteria for millet black sesame black fungus compound drink

1.5 测定方法

沉淀率（sedimentation rate，SR）采用文献[22]中方法进行测定：将样液倒入离心管中，4 000 r/min离心20 min，取出离心管，将上层清液倒出，称量此时离心管的质量。采用如下公式计算沉淀率：

式中：m0为空离心管的质量，g；m1为样液与离心管的总质量，g；m2为去除上层清液后离心管的质量，g。

2 结果与分析

2.1 小米浆、黑芝麻浆和黑木耳汁添加量的确定

以小米浆添加量、黑芝麻浆添加量、黑木耳汁添加量为因素，采用L9（33）的正交表进行优化试验，对复合饮料色泽、口感、风味进行评价，根据感官评价选择适当的配比，正交试验因素水平见表2，正交试验的结果见表3。

表2 正交试验因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment

表3 小米、黑芝麻和黑木耳复合饮原汁配比正交结果Table 3 Orthogonal results of the original blend of millet black sesame and black fungus

由极差R可知，影响小米、黑芝麻和黑木耳复合饮料品质因素的排列顺序为A＞B＞C。由k值可知，原汁最佳配比为A3B2C1，恰好是正交试验实际最优组（第8组）。此时原料的口感、风味、色泽俱佳，所以最佳配比为A3B2C1，即小米浆添加量为60 mL，黑芝麻浆添加量为40 mL，黑木耳汁添加量为20 mL。

2.2 蔗糖添加对饮料的影响

蔗糖是一种甜味剂，可以赋予食品甜味，具有甜味纯正、易溶于水等特点[23]。本研究选择的甜味剂为蔗糖，蔗糖添加试验结果如图1所示。

图1 蔗糖添加量对复合饮料品质的影响Fig.1 Effect of sucrose concentration on the quality of composite beverages

当蔗糖添加量为15%时，感官评分最高。当蔗糖的添加量超过15%时，随着蔗糖的增多，感官评分逐渐降低，可能是因为随着浓度的增加，蔗糖的甜度也随之增加，但更高的浓度即过甜会引起人不愉快的反应[24]。而且，当蔗糖添加量过多时会使饮料失去清凉感，产生腻人的甜味，不为大众喜欢[25]。

2.3 柠檬酸添加量对饮料的影响

酸味剂是可以使食品呈现酸味的添加剂，同时也可增进食欲、促进食物消化吸收，而柠檬酸是一种常见饮料天然酸味剂[26]。本试验所选用的酸味剂为柠檬酸，柠檬酸添加量试验结果如图2所示。

图2 柠檬酸添加量对复合饮料品质的影响Fig.2 Effect of citric acid concentration on the quality of composite beverages

由图2可知，当柠檬酸添加量为0.1%时，感官评分最高，所以柠檬酸的添加量为0.1%最为适宜。当柠檬酸添加量大于0.1%时，随着柠檬酸的增多，感官评分逐渐降低，这可能是因为柠檬酸对蔗糖产生了拮抗作用，柠檬酸的酸味减弱了复合饮料中甜味的强度，酸味逐渐突出，对味蕾的刺激性逐渐增加，从而导致感官评分逐渐变低。

2.4 蔗糖和柠檬酸添加量对复合饮料风味的影响及确定

小米浆添加量为60mL，黑芝麻浆添加量为40mL，黑木耳汁添加量为20 mL，参照前期蔗糖和柠檬酸单因素试验结果，综合考虑，选择蔗糖添加量（A）分别为14%、15%、16%，柠檬酸添加量（B）分别为 0.08%、0.1%、0.12%，对其进行复配，并进行感官评定。正交试验因素水平表见表4，正交试验结果见表5。

表4 正交试验因素水平表Table 4 Factors and levels of orthogonal experiment

表5 小米黑芝麻和黑木耳复合饮料糖酸添加量正交结果Table 5 Orthogonal results of millet black sesame and black fungus compound drinking acid

从极差结果分析，对复合饮料品质影响大小因素的顺序为A＞B，即蔗糖对复合饮料品质影响较大。最优组合为A2B2，由表5可知试验方案实际最优组恰为A2B2。

在复合饮料制作过程中，通过调配可使饮料口感、色泽、风味、营养和稳定性等方面达到最好效果[24]，而糖酸调配是其中重要的一种调配方式。复合饮料混合时口感变差，通常需要加入糖酸，控制好糖酸比，可保证复合饮料具有良好的口感[27]。本研究发现当蔗糖添加量为15%，柠檬酸添加量为0.1%时，复合饮料酸甜可口，无异味。

2.5 稳定剂对复合饮料的影响

在复合饮料中加入稳定剂，不仅能够使饮料具有良好的稳定性，还能够改善口感，延长保质期[27]，黄原胶具有良好的热稳定性，在pH 1～12时仍能保持原有特性，羧甲基纤维素钠以其特有的低廉价格和稳定效果广泛应用于饮料中，在饮料中主要起增稠和乳化作用，而复合稳定剂的协同增效作用可以提高饮料的稳定性及口感[28]。本试验选择羧甲基纤维素钠和黄原胶为稳定剂，结合前期单因素试验，根据其沉淀率结果，确定合适的复合稳定剂添加量。正交试验的具体因素水平和结果见表6和表7。

表6 正交试验因素水平表Table 6 Factors and levels of orthogonal experiment

表7 稳定剂正交试验结果Table 7 Stabilizer orthogonal test results

由表7结果的极差R值可知，影响小米、黑芝麻和黑木耳复合饮料稳定性因素的排列顺序为B＞A，即黄原胶对复合饮料稳定性影响最大。由结果可知，复合稳定剂的最优组合为A2B2，即羧甲基纤维素钠的添加量为0.1%，黄原胶的添加量为0.3%，此时的饮料产品颜色均匀、不黏稠、流动性好，状态均一稳定。

在最优比例下，对复合饮料进行感官评定，即小米浆60 mL，黑芝麻浆40 mL，黑木耳汁20 mL、蔗糖15%、柠檬酸0.1%、羧甲基纤维素钠0.1%、黄原胶0.3%，复合饮料感官评分为93分，此时复合饮料具有米香和芝麻香、无异味、酸甜可口、颜色均匀、不黏稠、流动性好、状态均一稳定。与小米饮料[29]、黑木耳饮料[30]、黑芝麻红枣复合保健饮料[31]相比，此复合饮料营养丰富，口味良好，丰富了小米、黑芝麻和黑木耳饮料的种类。

3 结论

本试验以小米、黑芝麻和黑木耳为原料，通过预处理、磨浆、调配、均质、高温杀菌等工艺制备出的复合饮料具有米香和芝麻香，酸甜可口，无异味，稳定性好。通过单因素试验、正交试验和感官评定，确定了小米浆、黑芝麻浆、黑木耳汁的添加量分别为60、40、20 mL；各添加剂的添加量为：蔗糖15%、柠檬酸0.1%、羧甲基纤维素钠0.1%、黄原胶0.3%。