功能性銀杏復合固體飲料的工藝研究

2014-01-01 12:00:04孫漢巨謝玉鵬范文杰張曼莉王曉莉

皖西學院學報 2014年2期

孫漢巨，謝玉鵬，王霄，范文杰，張曼莉，楊帆，王曉莉

（1.合肥工業大學生物與食品工程學院，安徽合肥230009；2.徐州銀杏源生物工程有限公司，江蘇邳州221300）

0 引言

銀杏樹屬于稀有樹種，已經在地球上生存了上億年。我國是該樹種的主要產地，主要分布在江蘇、浙江、四川、湖北、河南和安徽等省市。銀杏果實又稱白果，可食用，其中含有蛋白質、脂肪、碳水化物、鈣、磷、鐵、胡蘿卜素及多種氨基酸等營養成分。早在古代，人們就認識到銀杏果具有較好的保健功效。《本草綱目》記載，銀杏果性平，味甘苦澀，有小毒，可入肺經、腎經，具有疏肝化瘀、劍肺氣、定喘嗽、止帶濁、縮小便、消毒殺蟲等功效。從宋朝開始，歷代帝王更是將銀杏果定為皇家貢品［1-2］。銀杏果是一種對人體非常有益的保健食品，它含有大量黃酮、銀杏內酯等功能物質，對人體能起到延緩衰老、軟化心腦血管等作用，另外銀杏果還可以入藥，治療哮喘、肺結核、糖尿病等效果非常明顯［3］。

決明子為一年生半灌木狀草本，莢果細長，四棱柱形，其有明目減肥之功而名之。決明子味苦、甘、咸，性微寒，入肝、腎、大腸經；潤腸通便，降脂明目，用于治療便秘及高血脂、高血壓。葛根為藤本植物野葛的塊根，具有解表退熱、生津止渴、止瀉的功能，并能改善高血壓、糖尿病病人的項強、頭暈、頭痛等癥狀，同時具有降低血糖、血脂，預防高血壓的作用。山楂，又名山里紅，薔薇科山楂屬。核果類水果，核質硬，果肉薄，味微酸澀。具有降血脂、血壓、強心、抗心律不齊等作用。同時，山楂是具有健脾開胃、消食化滯、活血化痰功效的藥食同源植物，對胸膈脾滿、疝氣、血淤、閉經等癥有很好的療效。

高血壓、血脂異常、冠心病、心絞痛、腦梗塞等心腦血管疾病是中、老年人的常見病。在我國，每年有近300萬人死于心腦血管疾病，占我國死亡總人數的51%。對于中、老年人來說，預防心腦血管疾病最有效的方法是經常食用具有降血壓、調血脂、清潔血管、降低血黏度的食物［4］。本文以銀杏果為主要原料，決明子、葛根及山楂為輔料，開發一種延緩衰老、軟化心腦血管功效的功能飲料，并對其加工工藝進行研究，為其未來產業化生產提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 原料

銀杏果（徐州銀杏源生物工程有限公司提供）；山楂及葛根（從亳州市藥材總公司中藥公司購買）；決明子（從合肥家樂福超市購買）；白砂糖、葡萄糖均為食品級。

1.1.2 儀器

BL-220H電子天平（天津天馬衡基儀器有限公司）；HX-200型高速中藥粉碎機（浙江省永康市溪岸五金藥具廠）；DHG-9240A型電熱恒溫干燥箱（上海一恒科技有限公司）；P70D21N1P-S1（W0）型格蘭仕微波爐（廣東格蘭仕微波爐電器制造有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.3 操作要點

1.3.1 去殼：銀杏果采用手工去殼。

1.3.2 去皮：將去殼的銀杏果實放入3倍體積約80℃的熱水中，不斷攪拌約5min后，用清水沖洗，去除銀杏果的表皮。

1.3.3 預煮：將去皮的銀杏果置于沸水中加熱5min，使銀杏中淀粉完全糊化并有效去除銀杏的異味。

1.3.4 干燥：將預煮好的銀杏放入干燥箱中，在60℃下干燥約12h，至銀杏果的水分含量＜5%為止。

1.3.5 膨化：將干燥的銀杏果放入微波爐中，使用中高火，溫度約在110℃，膨化2min［5］。

1.3.6 粉碎：將膨化后的銀杏用中藥粉碎機粉碎2 min，至平均顆粒度＞100目。

1.3.7 調配、混合：將銀杏、決明子、葛根、山楂及白砂糖按原輔料最佳比例調配，均勻混合。

1.4 試驗方法

1.4.1 原料最佳比例單因素試驗設計

對銀杏、決明子、山楂、葛根及白砂糖，通過單因素試驗，為5種原料的添加量分別設置合適的梯度，選擇出各組分最優的用量。依次考察銀杏、決明子、山楂、葛根和白砂糖的添加量對產品感官質量的影響［6-7］。

（1）以銀杏為單因素研究對象，添加量梯度為12%、17%、22%、27%、32%及37%。其他原料的添加，按決明子、山楂、葛根、白砂糖為2.5：10：25：25的比例補加至10g，然后加入140mL開水，充分調配均勻后，對其進行感官評價。

（2）以決明子為單因素研究對象，添加量梯度為1%、1.5%、2%、2.5%、3%及3.5%。其他原料的添加，按銀杏、山楂、葛根、白砂糖為32：10：25：25的比例補加至10g，然后加入140mL開水，充分調配均勻后，對其進行感官評價。

（3）以山楂為單因素研究對象，添加量梯度為4%、6%、8%、10%、12%及14%，其他原料的添加，按銀杏、決明子、葛根、白砂糖為32：3：25：25的比例補加至10g，然后加入140mL開水，充分調配均勻后，對其進行感官評價。

（4）以葛根為單因素研究對象，添加量梯度為10%、15%、20%、25%、30%及35%，其他原料的添加，按銀杏、決明子、山楂、白砂糖為32：3：10：25的比例補加至10g，然后加入140mL開水，充分調配均勻后，對其進行感官評價。

（5）以白砂糖為單因素研究對象，添加量梯度為10%、15%、20%、25%、30%及35%，其他原料的添加，按銀杏、決明子、山楂、葛根為32：3：10：25的比例補加至10g，然后加入140mL開水，充分調配均勻后，對其進行感官評價。

1.4.2 正交試驗設計

在單因素試驗結果基礎上，以銀杏、決明子、山楂、葛根為因素，以口感、風味、色澤和組織狀態為指標，進行L9（34）正交試驗。對試驗數據計算分析，并進行驗證試驗，比較直觀和計算分析結果，獲得最佳原料配比［8］。銀杏粉末狀后帶有銀杏特有的清香，但濃度過大會有一定的苦澀味，并且山楂、決明子、葛根的濃度也會影響銀杏飲料的感官品質。為了使銀杏飲料氣香宜人，口感純正，確定正交試驗中各原料含量如表1所示。

表1 正交試驗因素與水平設計

1.4.3 水的溫度對產品沖調性的影響

分析不同的沖調水溫對該飲料的口感、風味、色澤和組織狀態的影響，沖調的水溫分別設置為75、80、85、90和95℃時，根據感官評定確定最適的沖調水溫［9］。

1.4.4 評分標準

邀請5個品嘗人員，組成評定小組，采用百分制分別對銀杏飲料的口感、風味、色澤和組織狀態進行感官評分，其中以口感、風味、色澤、組織狀態為指標，且各指標分別占總指標的0.4、0.2、0.2和0.2［10］。評分標準如表2所示。

2 結果與分析

2.1 銀杏對飲料感官品質的影響

銀杏對飲料感官品質的影響如圖1所示。可以看出，隨著銀杏添加量的增加，感官分數以接近直線的速度增加。當添加量達到32%時，飲料的感官品質最好（感官分數為90分），之后雖然添加量進一步增加，綜合評分反而出現下降趨勢。銀杏對飲料感官品質的影響可分析如下：銀杏具有特殊的香味，在一定范圍內，銀杏的添加有利于改善產品的香氣、風味及滋味。然而，銀杏同時具有微苦澀味，當添加量過大，苦味過重造成產品的品質下降。因此，銀杏的添加量選擇為32%。

表2 飲料的感官評分標準

圖1 銀杏對飲料感官品質的影響

2.2 決明子對飲料感官品質的影響

為了賦予該飲料有降脂明目、利水通便的功效，在飲料中添加決明子，其對產品感官品質的影響如圖2所示。很顯然，隨著添加量的不斷增大，感官評分出現先增后減的趨勢。在3%時，感官分數呈現最大值（90分），此時產品的感官品質最好；之后，感官分數呈快速下降的趨勢。決明子對飲料感官品質的影響可分析如下：決明子具有一定特有的香味及滋味，一定量的添加有利于提高產品的口感、香味等感官品質。然而，決明子同時具有一定的苦澀味，當其添加量大于3%時，造成原料的苦澀味過重，降低了產品的感官品質。因此，決明子的添加量確定為3%。

圖2 決明子對飲料感官品質的影響

2.3 山楂對飲料感官品質的影響

為了賦予產品具有抗癌及抗衰老的功效，在飲料中添加山楂，其對產品感官品質的影響如圖3所示。顯而易見，隨著山楂添加量的增加，感官質量不斷增加。當添加量達到10%時，感官分數為92分，此時產品的感官品質最高。之后，雖然其添加量逐步增加，感官品質反而出現下降的趨勢。這可能是因為山楂含有一定的酸味成分，在一定范圍內，隨著山楂添加量的增加，飲料的酸味成分逐漸提高，產品的酸甜比更適宜人們的口感，且山楂獨特的水果香味也改善飲料的風味。然而，當山楂的添加量超過10%，飲料的酸味過重，嚴重地影響產品的品質。因此，山楂的添加量選擇為10%。

圖3 山楂對飲料感官品質的影響

2.4 葛根對飲料感官品質的影響

為了賦予產品具有降血糖、血脂及血壓的功效，在該飲料中添加葛根，其對感官品質的影響如圖4所示。同理，隨著葛根添加量的增加，感官品質以幾乎線性的方式快速增加。當添加量為25%時，產品的感官品質最好（感官分數為87分），飲料呈現明亮誘人的顏色。之后，雖然添加量逐步增加，感官品質卻出現下降的趨勢。這可能是因為葛根顏色較深，隨著其添加量的增加，飲料的顏色明顯變暗。因此，葛根的添加量確定為25%。

圖4 葛根對飲料感官品質的影響

2.5 白砂糖對飲料感官品質的影響

為了賦予銀杏飲料具有合適的甜味，通過添加白砂糖來改善其感官品質，其結果如圖5所示。顯而易見，隨著添加量的增加，感官品質不斷增加。當添加量達到30%時，感官品質最高（感官分數為90分）。之后，雖然添加量逐步增加，綜合評分反而出現下降的情況。其原因可分析如下：在一定范圍內，隨著白砂糖添加量的增加，產品的甜度增加，其酸甜比更適宜人們的口感，同時在一定程度上掩蓋了銀杏及決明子帶來的澀味。因此，產品的感官品質逐漸提高。然而，當其添加量超過30%時，飲料的甜味過濃，糖酸比失調，造成感官品質嚴重下降。因此，白砂糖的添加量選擇為30%。

圖5 白砂糖對飲料感官品質的影響

2.6 配方的正交試驗

表3 正交試驗結果分析

由單因素試驗可以看出，銀杏、決明子、山楂、葛根及白砂糖對飲料的品質有明顯的影響。在此基礎上，選擇對飲料感官質量影響最大的4種因素（銀杏、決明子、山楂及葛根），各取3個水平，如表1所示。其他因素選擇單因素試驗中的最優添加量，采用L9（34）正交表進行正交試驗，確定原輔料的最佳比例。由表3可知，影響飲料感官品質的主次因素的順序為：銀杏＞葛根＞決明子＞山楂，所得最優組合為A3B2C3D2。然而，直觀得出的最優組合為A3B1C3D2，需對2組實驗結果進行驗證試驗，驗證試驗結果見表4所示。由表4可知，組合A3B2C3D2優于A3B1C3D2。因此，該飲料的最佳配方為A3B2C3D2，即銀杏32%，決明子3%，山楂10%，葛根25%。在該條件下銀杏飲料的感官品質最佳。

表4 驗證試驗結果

2.7 水溫對飲料沖調性的影響

銀杏與輔料充分混合后，沖調所用水的溫度對產品的口感、色澤、氣味等有一定的影響。因此，應當按照以上感官評分標準，在最佳原料配比的基礎上，考察不同的沖調水溫對產品的影響［11］。從圖6可以看出，銀杏飲料的感官分數隨水溫的增大而逐漸增加。在80℃下，該飲料的風味到達最佳（感官分數為89分），之后，隨著溫度的升高感官品質呈現下降的趨勢。因為在一定的溫度下，溫度升高有利于飲料中固態成分的分散及溶解，加速淀粉的糊化，從而提高飲料的感官品質。然而，當水溫大于80℃時，飲料在沖調過程中容易結塊，且其風味物質加速揮發，造成飲料的感官品質下降。因此，該飲料的最適沖調溫度為80℃。