香芋藍(lán)莓渣沖調(diào)粉的研制及穩(wěn)定性研究

張雅娜，張晟，馬麗媛，郭麗，李旭克

綏化學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院（綏化 152061）

香芋營養(yǎng)豐富且有一定的藥用價值，具有散積理氣、解毒補脾的藥效[1]。香芋富含淀粉、粗纖維、粗蛋白、多種微量元素和氨基酸，尤其是鈣和硒的含量非常高，每100 g香芋中含約21 g淀粉、3.5 g粗蛋白、約52 mg鈣、2.2 mg硒、約7 mg維生素C[2-3]。此外，香芋還含有多糖、酚類等活性物質(zhì)，具有增強免疫力、健胃清腸、抗氧化、抗腫瘤、降血脂等功效[4-5]。

藍(lán)莓果渣中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和活性成分，有研究表明，殺菌后的藍(lán)莓果汁中只含13%～23%的花青素，而在果渣中的含量約42%，此外藍(lán)莓果渣中還含有豐富的綠原酸和膳食纖維等功能性成分，具有抗氧化、抗癌、增強人體免疫力等功效[6-7]。藍(lán)莓果汁加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，作為果汁加工的副產(chǎn)物——果渣產(chǎn)量大，果渣的綜合利用成為困擾果汁生產(chǎn)企業(yè)的一個亟待解決的問題[8]。通過研制以藍(lán)莓渣為原料的沖調(diào)粉，一方面可以充分滿足消費者對口感和營養(yǎng)的需求，另一方面，合理利用藍(lán)莓果渣可以優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高藍(lán)莓的附加值和利用率，極大豐富藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)鏈。同時，通過對藍(lán)莓果渣的再利用可對其余水果果渣進(jìn)行再開發(fā)帶來一定啟發(fā)，對企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益和解決環(huán)境污染有積極意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藍(lán)莓渣（鳳陽健民藍(lán)莓農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司）；香芋（荔浦縣荔浦芋高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)示范基地）；大豆分離蛋白粉（臨沂山松生物制品有限公司）；果膠（億鑫生物科技有限公司）；糖粉（上海楓未實業(yè)有限公司）；脫脂奶粉（雙城雀巢有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

RT-02A粉碎機（北京開創(chuàng)同和科技發(fā)展有限公司）；XS-365M電子天平（普利賽斯國際貿(mào)易上海有限公司）；A45烤箱（青島漢尚電器有限公司）；BGZ電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海博訊事業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗工藝流程

1.3.2 藍(lán)莓渣的干燥與粉碎

取200 g冷凍藍(lán)莓渣，利用鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行干燥，溫度60 ℃，干燥后進(jìn)行粉碎，粉碎后用0.180 mm（80目）篩對藍(lán)莓渣粉進(jìn)行3次篩選，得到細(xì)膩均勻的藍(lán)莓渣粉。

1.3.3 香芋的干燥與粉碎

將新鮮的香芋用清水清洗干凈，去皮后切成0.3～ 0.5 cm的薄片，放在鼓風(fēng)干燥箱中干燥，溫度60 ℃，烘干后用粉碎機粉碎，過3次0.180 mm（80目）篩，得到均勻細(xì)致的香芋粉。

1.3.4 香芋粉的焙烤

將香芋粉置于烤盤并鋪平，于100 ℃焙烤5 min。

1.3.5 單因素試驗

以香芋粉與藍(lán)莓渣粉添加比例（2.0∶1.0，1.5∶ 1.0，1.0∶1.0，1.0∶1.5和1.0∶2.0 g/ g）、香芋粉與藍(lán)莓渣粉添加總量9 g、大豆分離蛋白粉添加量（3，4，5，6和7 g）、糖粉添加量（5，6，7，8和9 g）、果膠添加量（0，1%，2%，3%和4%）為單因素，考察各因素對香芋藍(lán)莓渣沖調(diào)粉品質(zhì)的影響。

1.3.6 正交試驗

在單因素試驗基礎(chǔ)上，以香芋粉與藍(lán)莓渣粉添加比例、大豆分離蛋白粉添加量、糖粉添加量以及果膠添加量為因素，以感官評價和穩(wěn)定性K值為指標(biāo)，進(jìn)行四因素三水平正交試驗，確定香芋藍(lán)莓渣沖調(diào)粉最佳配方。試驗因素與水平表見表1。

表1 正交因素水平表

1.3.7 香芋藍(lán)莓渣沖調(diào)粉質(zhì)量指標(biāo)測定

1.3.7.1 產(chǎn)品感官評價

評定小組由10人組成，按評分標(biāo)準(zhǔn)（見表2）進(jìn)行評價，總分100分，取其平均值作為最終結(jié)果。

表2 香芋藍(lán)莓渣沖調(diào)粉感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.7.2 穩(wěn)定性測定

稱取9 g樣品置于100 mL量筒中，量取90 mL 80 ℃的開水倒入量筒中攪拌，靜置3 min，測量上清液高度h1和沖調(diào)液總高度h，并按式（1）計算K值。

1.3.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

所有的試驗至少進(jìn)行3次，利用Origin 8.5軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 香芋粉與藍(lán)莓渣粉添加比例對沖調(diào)粉品質(zhì)的影響

2.1.1.1 香芋粉與藍(lán)莓渣粉添加比例對沖調(diào)粉感官品質(zhì)的影響

藍(lán)莓渣中含有大量酸性物質(zhì)，且后味微苦。添加過多會使成品酸澀，口感差。藍(lán)莓渣中膳食纖維含量豐富，添加過少會降低沖調(diào)粉的營養(yǎng)價值。由表3可知：香芋粉與藍(lán)莓渣粉比例1.0∶1.0時，感官評分最高，藍(lán)莓渣粉所占比例高于1.0∶1.0時，酸苦味過重，口感不協(xié)調(diào)；藍(lán)莓渣粉所含比例低于1.0∶1.0時，香芋粉味道過濃，產(chǎn)品結(jié)塊較多，口感粗糙。因此，香芋粉與藍(lán)莓渣粉最佳添加比例為1.0∶1.0（各4.5 g）。

表3 香芋粉與藍(lán)莓渣粉添加比例對沖調(diào)粉感官品質(zhì)的影響

2.1.1.2 香芋粉與藍(lán)莓渣粉添加比例對沖調(diào)粉穩(wěn)定性的影響

由圖1可知，隨著藍(lán)莓渣粉添加比例增加，K值先減小后增大，即穩(wěn)定性先增加后降低。一方面，由于香芋粉中淀粉含量較高，加入熱水后能變成糊狀液，具有一定穩(wěn)定性，藍(lán)莓渣中纖維素含量較高，可以吸水膨脹。因此加入適量的藍(lán)莓渣粉可以吸收多余水分，提高沖調(diào)液的穩(wěn)定性。另一方面，由于藍(lán)莓渣顆粒較香芋粉大，因此藍(lán)莓渣粉添加比例過高會使其吸附水分的同時吸附適量的香芋粉而產(chǎn)生較多沉淀，使沖調(diào)液穩(wěn)定性下降而產(chǎn)生分層現(xiàn)象。

圖1 香芋粉與藍(lán)莓渣粉添加比例對沖調(diào)粉穩(wěn)定性的影響

2.1.2 大豆分離蛋白粉添加量對沖調(diào)粉品質(zhì)的影響

2.1.2.1 大豆分離蛋白粉添加量對沖調(diào)粉感官品質(zhì)的影響

大豆分離蛋白粉作為沖調(diào)粉的營養(yǎng)強化劑，主要提供給食用者每日足夠的能量，另外，大豆分離蛋白粉質(zhì)地細(xì)膩，遇熱水會變成膠狀，因此大豆分離蛋白粉的添加也會改善沖調(diào)粉沖調(diào)液的狀態(tài)。由表4可知，大豆分離蛋白粉添加量6 g時感官評分最高，此時沖調(diào)粉沖調(diào)液色澤鮮亮，流動性好，無結(jié)塊和顆粒，黏稠度適當(dāng)，口感較細(xì)膩，能夠很好地保留香芋和藍(lán)莓渣原有的香味。大豆分離蛋白粉添加量高于6 g時，會稀釋沖調(diào)粉的香味和酸味，并使溶液過于黏稠。大豆分離蛋白粉添加量低于6 g時，降低了沖調(diào)液的流動性，結(jié)塊較多。因此，大豆分離蛋白粉最佳添加量為6 g。

表4 大豆分離蛋白粉添加量對沖調(diào)粉感官品質(zhì)的影響

2.1.2.2 大豆分離蛋白粉添加量對沖調(diào)粉穩(wěn)定性的影響

由圖2可知，隨著大豆分離蛋白粉增加，K值逐漸下降，沖調(diào)粉沖調(diào)液的穩(wěn)定性逐漸增加。主要是因為大豆分離蛋白粉中蛋白質(zhì)含量較高，大豆分離蛋白變性溫度70 ℃，而沖調(diào)時水溫遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這一溫度，變性蛋白狀態(tài)會發(fā)生改變，使組織變得緊密而起到穩(wěn)定的作用。大豆分離蛋白粉添加量高于6 g后，沖調(diào)液穩(wěn)定性下降，可能是由于大豆分離蛋白與藍(lán)莓渣中花青素間靜電斥力的減弱，使穩(wěn)定性下降[9-10]。因此，大豆分離蛋白粉最適添加量為6 g，與表4感官評分結(jié)果一致，此時感官評分最高。

圖2 大豆分離蛋白粉添加量對沖調(diào)粉穩(wěn)定性的影響

2.1.3 糖粉添加量對沖調(diào)粉品質(zhì)的影響

2.1.3.1 糖粉添加量對沖調(diào)粉感官品質(zhì)的影響

糖粉一方面能提高沖調(diào)粉的速溶性，另一方面可以中和藍(lán)莓渣粉的酸味，改善沖調(diào)粉的口感。由表5可知，糖粉添加量8 g時感官評分最高，此時沖調(diào)粉的風(fēng)味最佳，口味柔和、協(xié)調(diào)。糖粉添加量高于8 g時，糖粉的甜味過重掩蓋了香芋和藍(lán)莓渣原有的香味。糖粉添加量低于8 g時，甜味過輕，不足以中和藍(lán)莓渣粉的酸味。因此，糖粉最佳添加量為8 g。

表5 糖粉添加量對沖調(diào)粉感官品質(zhì)的影響

2.1.3.2 糖粉添加量對沖調(diào)粉穩(wěn)定性的影響

由圖3可知，隨著糖粉添加量增加，K值逐漸降低，沖調(diào)液穩(wěn)定性逐漸提高。原因是蔗糖分子可以降低淀粉顆粒分散的阻力，使淀粉顆粒均勻分散，提高沖調(diào)粉穩(wěn)定性進(jìn)而減少結(jié)塊[11]。糖粉添加量超過8 g后，而隨著糖粉添加量增加，K值雖然降低穩(wěn)定性增加，但變化趨勢逐漸穩(wěn)定，可能是糖粉添加量已接近飽和[11]，結(jié)合表5感官評分結(jié)果，香芋藍(lán)莓渣沖調(diào)粉中糖粉最佳添加量為8 g。

圖3 糖粉添加量對沖調(diào)粉穩(wěn)定性的影響

2.1.4 果膠添加量對沖調(diào)粉品質(zhì)的影響

2.1.4.1 果膠添加量對沖調(diào)粉感官品質(zhì)的影響

果膠可以提高沖調(diào)液的穩(wěn)定性，減少結(jié)塊。由表6可知，果膠添加量2%時，感官評分最高，此時的沖調(diào)液色澤均勻一致，口感柔和，流動性好，黏稠度適中。果膠添加量低于2%時，沖調(diào)液過稀并有少量結(jié)塊；果膠添加量高于2%時，沖調(diào)液過于黏稠，流動性差。因此，果膠最佳添加量為2%。

表6 果膠添加量對沖調(diào)粉感官品質(zhì)的影響

2.1.4.2 果膠添加量對沖調(diào)粉穩(wěn)定性的影響

果膠溶于水后形成黏稠狀膠體，可極大提高沖調(diào)液的穩(wěn)定性。由圖4可知，隨著果膠添加量增加，沖調(diào)液K值逐漸降低，即其穩(wěn)定性逐漸增強，主要是由于果膠的分子量很大，溶于水時分子鏈上的羥基、羧基等親水基發(fā)生水合作用，分子鏈伸展，部分水分子被果膠分子鏈間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所束縛，達(dá)到穩(wěn)定的效果[12]，之后K值下降趨勢變緩，穩(wěn)定性變化較小，結(jié)合表6感官評分結(jié)果，果膠最佳添加量為2%。

圖4 果膠添加量對沖調(diào)粉穩(wěn)定性的影響

2.2 正交試驗結(jié)果

從表7的極差分析結(jié)果可知，影響沖調(diào)粉感官品質(zhì)的各因素主次順序為A＞B＞C＞D，即香芋粉與藍(lán)莓渣粉添加比例對沖調(diào)粉的感官品質(zhì)影響最大，大豆分離蛋白粉添加量是主要因素，其次是糖粉添加量，果膠添加量對沖調(diào)粉感官品質(zhì)影響最小。根據(jù)K值可知，影響香芋藍(lán)莓渣沖調(diào)粉穩(wěn)定性因素的主次順序為B＞D＞C＞A，即大豆分離蛋白粉添加量的影響最大，果膠添加量是主要因素，其次是糖粉添加量，香芋粉與藍(lán)莓渣粉添加比例對沖調(diào)粉穩(wěn)定性影響最小。正交試驗中得到的感官評價和穩(wěn)定性最佳組合是第6組即A2B3C1D2，而根據(jù)k值分析得到的最佳組合為A2B3C2D2和A3B3C2D3，三者不一致，因此需要增加驗證試驗，結(jié)果見表8。

表7 正交試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

由表8可知，A2B3C2D2組合更加優(yōu)于A2B3C1D2組合和A3B3C2D3，因此香芋藍(lán)莓渣沖調(diào)粉的最佳配方為香芋粉與藍(lán)莓渣粉添加比例1.0∶1.0（各4.5 g）、大豆分離蛋白粉添加量7 g、糖粉添加量8 g、果膠添加量2%。此配方下感官評分最高（95±1.85分），K值為0.453±0.003。

表8 驗證試驗

3 結(jié)論

試驗得到香芋藍(lán)莓渣沖調(diào)粉的最佳配方：香芋粉與藍(lán)莓渣粉添加比例1.0∶1.0（各4.5 g）、大豆分離蛋白粉添加量7 g、糖粉添加量8 g、果膠添加量2%。在此配方下制得的沖調(diào)粉成品呈紫紅色，色澤均勻一致，流動性好，無顆粒，無結(jié)塊，滋味適中，口感柔和，風(fēng)味協(xié)調(diào)，并且有濃郁的香芋和藍(lán)莓香味。