桑葚紫薯复合饮料的工艺研究

覃曲虹 李帆 郑博强 黄春秋

摘 要：【目的】以桑葚汁和紫薯原汁为基料，经调和制复合混浊饮料。【方法】首先确定桑葚汁与紫薯原汁比例，再以食用明胶、羧甲基纤维素钠（CMC）、黄原胶为试剂分别对桑葚紫薯复合液作稳定性处理，最后进行风味调配即得复合饮料产品。【结果】桑葚汁和紫薯原汁的最佳比例为3∶1，其色泽、风味最佳;稳定性效果最好试剂为羧甲基纤维素钠（CMC），用量为0.6%，吸光度高达0.93，工艺条件为原汁浓度0.6%，温度45℃，时间16 h和pH值为7;通过综合评分，得出桑葚紫薯复合饮料的最佳工艺配方为：桑葚紫薯复合原汁10%、总糖12%、总酸度0.4%。【结论】通过单因素和正交试验，得出桑葚汁和紫薯原汁的最佳比例为3∶1;稳定性效果最好试剂为羧甲基纤维素钠（CMC），工艺条件为复合原汁浓度为0.6%、处理温度为45℃、保温时间为16 h、pH值为7;桑葚紫薯复合饮料风味调配工艺为复合原汁10%、总糖12%、总酸（以柠檬酸计）0.4%。此饮料色泽深红、稳定性好、香气怡人、风味独特。

关键词：桑葚;紫薯;稳定性;复合饮料

中图分类号：TS275.5                      文献标志码：A

Study on the Processing Technology of Compound Beverage of Mulberry and Purple Potato

QIN Quhong，LI Fan，ZHENG Boqiang，HUANG Chunqiu*

（Department of Food Engineering，Guangxi Agricultural Vocational and Technical

University，Nanning，Guangxi 530007，China）

Abstract：Using mulberry juice and purple potato juice as base materials，a compound cloudy beverage was prepared by blending. First determine the ratio of mulberry juice to purple sweet potato juice，and then use edible gelatin，sodium carboxymethyl cellulose （CMC） and xanthan gum as reagents to stabilize the compound solution of mulberry and purple sweet potato，and finally blend the flavor to obtain a composite beverage. Result showed that the best ratio of mulberry juice to purple sweet potato juice is 3∶1;the best stable reagent is sodium carboxymethyl cellulose （CMC） 0.6%;the process conditions are： treatment temperature 45℃，temperature holding time 16 h，and pH 7;the optimum technological formula is： compound raw juice 10%，total sugar 12%，and total acid 0.4% （calculated as citric acid）. This drink has dark red color，good stability，pleasant aroma and unique flavor.

Key words：Mulberry;purple sweet potato;stability;compound beverage

桑葚又被稱为“民间圣果”。现代研究证实，桑葚果实中含有丰富的活性蛋白、维生素、氨基酸、胡萝卜素、矿物质、白藜芦醇、花青素等成份，被医学界誉为“21世纪的最佳保健果品”[1]。其中富含的维生素、花色苷等物质使其具有抗氧化、降血脂、抗炎和抗肿瘤等功能[2]，且能保护肝脏、预防便秘和心血管疾病[3]。常吃桑葚能显著提高人体免疫力、延缓衰老 [4]。

紫薯营养除了具有普通红薯的营养成分外，还富含硒元素和花青素，是天然自由基清除剂，具有较高的药用价值和极强抗氧化能力[5]，此外还具有抗炎、降血压、缓解肝损伤等生理活性[6]。

关于桑葚饮料、紫薯饮料的制作前人已有研究报道。贺伟强[7]等利用桑葚果汁制成澄清饮料，调配的桑葚饮料呈紫红色，澄清度好、色泽透明无悬浮物;利用桑葚粉为原料调配成的桑葚果汁呈暗红色，澄清度较差、有少量悬浮颗粒。徐显睿等[8]以桑葚、蓝莓和紫薯汁为发酵基料，研究乳酸杆菌、增稠剂、果蔬汁配比对复合发酵果蔬饮料风味、口感和稳定性的影响，研究结果表明桑葚与紫薯比例为2∶1口感较滑顺。俞燕芳等[9]采用不同的配比将桑葚浆与紫薯泥混合，经过真空冷冻干燥和粉碎，制成桑葚紫薯复合粉，在桑葚紫薯比为1∶1时感官评分最高。真正以桑葚和紫薯为原料制得复合浑浊饮料尚未有报道，而且已报道研究的桑葚或紫薯饮料存在风味单一、出现浑浊和沉淀等现象[10-11]。本文拟以新鲜桑葚和紫薯为原料，研究其原汁配方并筛选适宜的稳定剂，研制一种新型桑葚紫薯复合浑浊饮料，丰富桑葚和紫薯的开发利用途径。

1 材料与方法

1.1 材料

桑葚（鮮样，品种为桑优24号）;紫薯（品种为华南9号）;白砂糖（纯度93%，市售，广西明阳糖业股份有限公司）;柠檬酸（食用级，市售，安庆安通化工有限公司）;食用明胶（ 食用级，1kg装，河南博洋生物科技有限公司）;CMC（食用级，1 kg装，武汉聚灿生物科技有限公司）;黄原胶（食用级，1 kg装，深圳金富源生物科技有限公司）。

1.2 设备

粉碎打桨机（山东曲阜市恒丰机械有限公司）;普通电磁炉、平底锅（广东美的环境电器制造有限公司）;台式酸度计（青岛景弘环保科技有限公司，PHS-3C）;仪电紫外可见分光光度计（济南爱来宝仪器设备有限公司，L9，双光束）;自动旋光仪（上海光学仪器五厂有限公司，WZZ-2B）、电热恒温干燥箱（上海灯晟仪器制造有限公司，DS-30H）;水银温度计（翼州耀华， 0～100℃），数显单控单列水浴锅（厂家：上海向帆仪器有限公司，HH-3A），电子分析天平（厂家：上海精密科学仪器有限公司，JA5003B ）;量筒（规格10 mL）;滤网（棉纱，食用级，市售）;玻璃瓶（广口带盖，透明，300 mL）;杀菌锅（实验室立式杀菌锅，厂家：山东鼎泰盛机械科技有限公司，DTS/12-5）。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

①桑葚汁获取：选择原料→清洗→破碎→打浆→榨汁→过滤→滤液备用。

②紫薯原液获取：选择原料→去皮→切粒→煮至九成熟→打浆→取上液备用。

③饮料复配及后续：2种原液混合→稳定剂处理（加稳定剂）→调配（调整糖酸度）→高压均质→杀菌→无菌灌装→贴标签→成品。

1.3.2 操作要点

①桑葚原汁、紫薯原液获取：原料要充分成熟、新鲜、无病虫害，紫薯需去皮彻底。

②过滤：桑葚、紫薯取汁后用4层60目纱布过滤2次。

③桑葚原汁、紫薯原液混合比例：以色泽、香气、滋味、风格等综合评分，筛选出最佳比例组合。

④稳定性研究：确定配比后，以食用明胶、CMC（羧甲基纤维素钠）、黄原胶分别处理饮料原液，控制用量（适量0.2%～1%）、温度（适温30～55℃）、时间4～20 h、pH值（设置3～8，用柠檬酸、碳酸氢钠调整pH为6个梯度），以吸光度结果来判定其浑浊度，即稳定性，从而确定稳定剂的种类及工艺。

⑤调配、均质：对混合的桑葚紫薯复合液进行糖、酸等风味调配，用18～23 MPa压力均质2次，保证复合饮料均匀、无分层和沉淀，口感细腻、滑顺。

⑥杀菌：用90～93℃高温巴氏杀菌，可灌装密封。

1.3.3 测定方法

用紫外可见分光光度计在波长490 nm下测定吸光度，得到各实验样品的稳定效果;用酸度计测定样液pH值;用手持旋光仪测定糖度;采用感官评定法评判桑葚紫薯复合饮料的风味、色泽等：每次以10位感官评价员（5 男 5 女）分别进行评价计分，按照设计的感官评分标准（见表1）打分（满分100分），最终取10位成员的平均分值，然后评定通过正交试验设计的最佳组合。

1.3.4 单因素试验设计

1.3.4.1 桑葚—紫薯复合果汁饮料最佳混合配方试验设计

将桑葚原汁与紫薯原汁比例设计为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、2∶1、3∶1、4∶1，通过加糖、调酸后研究其产品效果（感官评分）。以10位评价员进行综合评分，分数最高试验组合即为最佳配比方案。评分标准见表1。

1.3.4.2 桑葚—紫薯复合果汁饮料稳定性研究试验设计

根据1.3.4.1试验结果选择桑葚汁与紫薯汁最佳比例混合液为原汁，以食用明胶、羧甲基纤维素钠（CMC）和黄原胶等三种试剂为稳定剂。设定浓度分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%;处理温度设定为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃;处理时间设定为4 h、8 h、12 h、16 h、20 h;pH取值为3、4、5、6、7、8。通过测定吸光度，初步判断稳定剂的处理效果。

1.3.5 正交试验设计

1.3.5.1 桑葚—紫薯复合果汁饮料稳定性研究正交试验

依据单因素试验结果，以复合汁浓度、处理温度、处理时间和pH值为因素进行四因素三水平的正交试验，试验设计见表2。

1.3.5.2 风味调配正交试验

以桑葚原汁和紫薯复合原汁含量（%）、总糖度（%）、总酸度（%）为因素进行三因素三水平正交试验，详见表3。以表1作为评分标准，选10名群众综合评分。

2 结果与分析

2.1 桑葚紫薯复合果汁饮料最佳混合配方试验

不同桑葚汁与紫薯汁混合比例的感官评分结果见图1。可以看出，不同组合的感官评分结果相差较大，没有形成固定规律，7个试验组合中，桑葚汁与紫薯汁混合比例为3∶1时评分最高，即桑葚原汁与紫薯原汁混合最佳比例为3∶1 。

2.2 稳定剂稳定效果对比分析

2.2.1 稳定剂对复合饮料稳定效果的影响

从图2可以看出，在一定范围内，随着稳定剂浓度的增大，桑葚紫薯复合液吸光值也相应增大。当三种稳定剂浓度达0.6%时吸光度达最高值，之后浓度增加其吸光度读数变化差异不明显，说明0.6%的稳定剂浓度时复合液浑浊度稳定，效果最佳。在三种稳定剂处理效果对比中，CMC吸光值最大，达0.91，而且前后浓度变化其吸光度差异较小，说明CMC对桑葚紫薯复合饮料的稳定效果最好，浓度为0.6%。

2.2.2 处理温度对CMC稳定效果的影响

从图3得知，在一定温度范围内，随着处理温度增加，复合液吸光值也增加，说明CMC稳定剂对复合液的稳定效果增强。当温度达45℃时其吸光度达最高值0.68，之后呈现下降趋势，说明温度过高会增加粘稠度、导致果汁中单宁、果胶等结团沉淀。因此，使用CMC处理果汁的最佳适温为45℃。

2.2.3 处理时间对CMC稳定效果的影响

从图4可知，在一定处理时间范围内，随着处理时间增长，复合液吸光值也增加，说明稳定性效果增强。当处理时间达12h时吸光度达最高值0.83，之后呈现下降趋势，说明时间过长还会使得果汁产生沉淀，浑浊度、稳定性降低。因此，使用CMC的最佳处理时间12h为宜。

2.2.4 pH值对CMC稳定效果的影响

从图5可以看出，在一定范围内，随着复合液的pH值增大，其吸光值也增加，稳定性效果增强。当pH值为6时吸光度值达最高值0.84，之后呈现下降趋势，说明pH值过大还会导致复合果汁饮料产生胶结、沉淀等现象，吸光度下降，稳定效果差。所以，使用CMC的最佳pH值为6。

2.3 正交试验结果与分析

2.3.1 CMC稳定性正交试验

CMC稳定性正交试验结果见表4。可见，影响CMC对桑葚紫薯复合果汁饮料稳定因素关系为A>C>B>D，即使用浓度影响最大，处理时间次之，pH影响最小。最佳组合为A2B2C3D3 。即桑葚紫薯复合果汁饮料稳定效果最好是用CMC，在浓度为0.6%、温度为45℃、处理时间为16 h、pH值为7时，复合液浑浊稳定、无分层沉淀，即稳定性效果最好。

通过验证实验，在以上组合条件下复合果汁的吸光度高达0.872，高于正交试验结果数据，并呈现显著性因素，验证了试验结果的准确性和可重复性。

2.3.2 风味调配试验正交试验

风味调配正交试验结果见表5。可知，影响桑葚紫薯复合果汁饮料风味调配的因素关系为A>B>C ，即原果汁含量影响最大，总糖度次之，总酸度影响最小。最佳组合为A1B2C2 ，该组合在正交表中出现，为2号试验样本，综合评分为95分。因此，桑葚紫薯复合果汁饮料风味调配最佳工艺条件为：原果汁（桑葚紫薯复合原汁）含量10%、原复合果汁10%、总糖12%、总酸（以柠檬酸计）0.4%。

通过验证实验，在以上组合条件下桑葚紫薯复合饮料的评分为98分，高于正交试验结果数据，并呈现显著性因素，验证了试验结果的准确性和可重复性。

3 讨论

本文以桑葚汁和紫薯原汁为基料制得复合浑浊饮料，以食用明胶、羧甲基纤维素钠（CMC）、黄原胶为试剂研究对饮料稳定性的影响，并进行糖酸度等风味调配制得色泽深红、稳定性好、风味独特的新型桑葚紫薯复合饮料，实现工艺创新和产品创新。但本文试验还存在局限性，影响桑葚紫薯复合饮料稳定性因素较多，除果胶、淀粉、蛋白质外，花青素、酚类物质的氧化也会造成饮料变色浑浊，而饮料残留的纤维、果胶也会导致饮料在贮存过程中出现分层沉淀。为保证该复合浑浊饮料稳定性，除选用稳定剂外，还可通过改进过滤、均质等工艺提高稳定性;其次，本研究选用的食用明胶、CMC、黄原胶为常用的稳定剂，还可进一步对比研究和开发其他如海藻酸钠、果胶及高黏度羧甲基淀粉（CMS）等新型增稠剂对桑葚紫薯复合混浊果汁饮料的稳定效果，并在此基础上优化工艺条件及产品风味，为新型桑葚紫薯复合混浊饮料开发生产提供理论依据。

4 结论

桑葚紫薯复合混浊饮料的最佳原料配方为桑葚∶紫薯为3∶1;CMC对其稳定效果最好，最佳工艺条件为浓度0.6%、处理温度45℃、保温时间16h、pH值为7;风味调配最佳配方为原复合果汁10%、总糖12%、总酸（以柠檬酸计）0.4%。在此工艺条件下制得的桑葚紫薯复合饮料色泽深红、稳定性好、香气怡人、风味独特。

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