菱角皮保健飲料的制備研究

黃愛妮，王洪斌，嚴碧云，嚴京森，梅大佐

（1.武昌工學院食品與健康研究所，湖北武漢 430065；2.湖北華貴食品有限公司，湖北洪湖 433200）

0 引言

菱是一年生草本浮葉植物，廣泛分布于世界各地，在我國多個省份均有分布和栽培。菱角皮是菱果實的外種皮，性味微苦、澀，性涼，具有清熱解毒療瘡、澀腸止瀉、清化濕熱的功效[1-4]。有研究表明，菱角皮中含有生物堿、黃酮、鞣質等化學成分，在藥理作用方面，菱角皮中的成分，如沒食子酸等具有較強的抗氧化活性及降低血糖等作用[5-8]。在菱角的加工中，菱角皮經常被當作廢棄物被丟棄，不僅造成了植物資源的浪費，并且對環境也有一定的污染。

隨著生活水平的不斷提高，人們對飲料的要求日益增加，而且呈現出多元化的趨勢。在當前的社會背景下，人們越來越重視保健，為保健飲料的生產創造了積極的動力，保健飲料的研制已成為了研究的熱點[9-13]。目前，國內外對菱角皮的開發利用較少，對菱角皮中的有效成分進行提取，然后將提取的有效成分與白砂糖、檸檬酸等進行復合調配，制備一種具有抗氧化作用的保健飲料，可以為菱角皮的加工利用提供一定的思路，也可以發揮菱角皮中沒食子酸、生物堿等成分的保健功能。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

菱角皮，湖北華貴食品有限公司提供；白砂糖、檸檬酸、木糖醇、黃原膠、羧甲基纖維素鈉，均為食品級。

GM-9070ME型電熱鼓風干燥箱，上海博訊實業有限公司醫療設備廠產品；KQ-500DB型超聲波清洗器，昆山美美超聲儀器有限公司產品；TGL-16G型臺式離心機，上海安亭科學儀器廠產品；CYB30-60型高壓均質機，上海東華高壓均質機廠產品；LS-B50L型高壓蒸汽滅菌鍋，上海中安醫療器械廠產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 菱角皮保健飲料制備的工藝路線

菱角皮→清洗→干燥→粉碎→有效成分提取→復合調配→均質→灌裝→滅菌→冷卻→成品。

1.2.2 菱角皮保健飲料的感官評價方法

從口感、色澤、氣味、狀態4個方面對制備的菱角皮保健飲料進行感官評分。挑選10名有經驗的人員進行感官評分，男女各5人，挑選的10人需身體健康，嗅覺味覺均正常。評定方法采取直接打分法。

菱角皮保健飲料感官評價標準見表1。

表1 菱角皮保健飲料感官評價標準

1.2.3 菱角皮保健飲料沉淀率的測定方法

飲料越穩定，離心后上層溶液越多，則離心后得到的沉淀越少。取調配好的飲料100 mL倒于離心管中，臺式離心機以轉速4 000 r/min離心10 min，并測定上層溶液體積（V1）。離心沉淀率越低，表明該穩定劑對飲料的穩定效果越好。沉淀率計算見公式 （1）。

式中：Q——離心沉淀率，%；

V——總體積，mL；

V1——上層溶液體積，mL。

1.2.4 菱角皮保健飲料制備條件優化的單因素試驗

以菱角皮提取物添加量8%，白砂糖添加量8%，檸檬酸添加量0.3%，木糖醇的添加量6%，黃原膠添加量0.20%，羧甲基纖維素鈉添加量0.20%為初始配比，分別改變菱角皮提取物添加量（6%，7%，8%，9%，10%）、白砂糖添加量（6%，7%，8%，9%，10%）、檸檬酸添加量（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%）、木糖醇添加量（4%，5%，6%，7%，8%），通過感官評分確定最佳添加量。

分別改變黃原膠添加量（0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%）、羧甲基纖維素鈉添加量（0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%），通過離心沉淀率確定穩定劑黃原膠和羧甲基纖維素鈉的最佳添加量。

1.2.5 菱角皮保健飲料制備條件優化的正交試驗

在單因素試驗的基礎上，選擇菱角皮提取物添加量、白砂糖添加量、檸檬酸添加量、木糖醇添加量4個因素進行正交試驗，對菱角皮保健飲料的制備條件進一步優化。

正交試驗因素與水平設計見表2。

表2 正交試驗因素與水平設計/%

2 結果與分析

2.1 菱角皮保健飲料制備條件優化的單因素試驗結果

2.1.1 菱角皮提取物添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響

控制其他條件不變，分別加入6%，7%，8%，9%，10%的菱角皮提取物進行飲料的制備。

菱角皮提取物添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響見圖1。

圖1 菱角皮提取物添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響

由圖1可知，隨著菱角品提取物添加量的逐漸提高，飲料的感官評分先增大后減小。當添加量為9%時，感官綜合評分達到最高分85分，該條件下制備的飲料達到了理想狀態，口感好、味道佳，顏色為淡黃色并且清澈透亮，狀態均勻流動性好。當菱角皮提取物添加量在9%以上時，飲料的濁度增加，口感變差。因此，菱角皮提取物添加量為9%時最佳。

2.1.2 白砂糖添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響

控制其他條件不變，分別加入6%，7%，8%，9%，10%的白砂糖進行飲料的制備。

白砂糖添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響見圖2。

圖2 白砂糖添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響

由圖2可知，白砂糖添加量為6%～7%時，感官評分呈現增加趨勢，當添加量7%時，感官評分為85分，達到最佳，此時飲料的酸甜配比達到了理想狀態。之后隨著白砂糖添加量進一步增加，感官綜合評分逐漸下降，飲料中的甜味蓋過了酸味，口感受到影響。因此，白砂糖的最佳添加量為7%。

2.1.3 檸檬酸添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響

控制其他條件不變，分別加入0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%的檸檬酸進行飲料的制備。

檸檬酸添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響見圖3。

圖3 檸檬酸添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響

由圖3可知，當飲料中檸檬酸添加量逐漸增加時，感官評分先增大后減小，由此可知檸檬酸作為飲料的調酸劑應適當添加，不宜添加過多，否則酸甜度比例失調，會使口感變差。當檸檬酸添加量為0.2%時，感官綜合評分達到85分，為該組試驗最優評分。因此，檸檬酸的最佳添加量為0.2%。

2.1.4 木糖醇添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響

控制其他條件不變，分別加入4%，5%，6%，7%，8%的木糖醇進行飲料的制備。

木糖醇添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響見圖4。

由圖4可知，隨著木糖醇添加量的增加，飲料的感官評分先增大后減小。當添加6%的木糖醇時，制備出的菱角皮保健飲料感官評分最高，此時飲料口感柔和，酸甜度適宜。因此，木糖醇的最佳添加量為6%。

圖4 木糖醇添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響

2.1.5 黃原膠添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響

控制其他條件不變，分別加入0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%的黃原膠進行飲料的制備。

黃原膠添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響見圖5。

圖5 黃原膠添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響

由圖5可知，隨著黃原膠添加量的增加，飲料的沉淀率先降低后升高。黃原膠添加量為0.15%時，沉淀率最低為0.9%，說明此時菱角皮保健飲料的穩定性是最好的，狀態均一，有良好的流動性。因此，黃原膠的最佳添加量為0.15%。

2.1.6 羧甲基纖維素鈉添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響

控制其他條件不變，分別加入0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%的羧甲基纖維素鈉進行飲料的制備。

羧甲基纖維素鈉添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響見圖6。

圖6 羧甲基纖維素鈉添加量對菱角皮保健飲料制備效果的影響

由圖6可知，羧甲基纖維素鈉添加量在0.10%時，沉淀率最低為1.05%，說明此時菱角皮保健飲料的穩定性是最好的。隨著羧甲基纖維素鈉添加量增加，沉淀率先降低后升高。因此，羧甲基纖維素鈉的最佳添加量為0.10%。

2.2 菱角皮保健飲料制備條件優化的正交試驗結果在單因素試驗的基礎上，采取四因素三水平的

正交試驗對菱角皮保健飲料的制備方案進行優化。正交試驗結果見表3。

表3 正交試驗結果

對正交試驗的結果進行分析可得，影響菱角皮保健飲料制備效果的因素主次順序依次是白砂糖添加量（B） ＞菱角皮提取物添加量（A） ＞檸檬酸添加量（C）＞木糖醇添加量（D）。菱角皮保健飲料的最佳制備方案為A2B1C2D1，即菱角皮提取物添加量9%，白砂糖添加量6%，檸檬酸添加量0.2%，木糖醇添加量5%。

為了驗證正交試驗得到的最佳制備條件，在最佳制備方案下進行驗證試驗，菱角皮保健飲料的感官評分為86分，高于正交試驗表中的最佳得分，驗證了正交試驗設計的正確性。

3 結論

以菱角皮為原料，采用單因素試驗及正交試驗優化了菱角皮保健飲料的制備方案，得到的最佳制備方案為菱角皮提取物添加量9%，白砂糖添加量6%，檸檬酸添加量0.2%，木糖醇添加量5%，穩定劑黃原膠添加量0.15%，羧甲基纖維素鈉添加量0.10%。經過復合調配制得的菱角皮保健飲料顏色為淡黃色，有純正的菱角風味且有淡淡的香味，口感酸甜適度、細膩順滑，久置無分層，呈均勻的流體狀態。該飲料為菱角的深加工利用提供了一定的數據基礎，可以將菱角皮中的有效成分進行利用，同時可以減少菱角加工中的廢棄物對環境的污染。