保健型固体饮料的工艺研究

摘要:以豆渣为主要原料，蓝莓、葛根、低聚果糖、麦芽糊精及花青素为辅料，开发一种具有减肥美容功效的固体饮料。首先，以感官品质为评价指标，通过单因素试验，确定豆渣、蓝莓、葛根、低聚果糖、麦芽糊精和花青素的添加量。在此基础上，通过 L9(34)正交试验优化该饮料的配方，其结果为:豆渣25% ，蓝莓 15% ，葛根 12% ，低聚果糖 24% ，麦芽糊精 23% 及花青素 1.0% 。研究结果将为豆渣的产业化开发提供技术支持。随着经济的高速发展，人民生活水平的日渐提高，人们对营养和保健越来越重视。消费者对于饮料的需求已经不再满足于单纯的消渴和适口功能，更希望其同时能够提供一些保健功效。因此，功能性饮料越来越受到人们的关注。具有减肥美容功效的功能饮料，是在饮料中添加膳食纤维、花青素等多种功能性减肥因子和美容因子，在满足消费者消渴的同时，发挥其减肥瘦身和美容功效。
豆渣是豆制品生产过程中所产生的主要副产物，由于口感差、水溶性低及不耐储藏等特点，目前仍未得到充分的利用，大部分被用作饲料。豆渣中主要成分是:膳食纤维 64.63%，脂肪 15.72%，蛋白质 14.11%，淀粉 3.65%。同时，还含有多糖、异黄酮及矿物质元素钙、钾等成分。所以，豆渣不仅具有较高的营养价值，而且含有的热量低，是一种良好的减肥佳品;蓝莓是一种浆果类水果，果实为蓝色，果肉细腻，种子小，酸甜可口，且具有清爽怡人的香气。其果实不仅含有丰富的糖、氨基酸、维生素 VC 及矿物质等营养成分，还含有 SOD 和花色苷等功能性成分。值得一提的是，该水果具有抗氧化、防衰老、抗癌、增强视力及免疫力等功能。
葛根是一种药食同源物质，富含葛根素和黄酮等功效成分，不仅具有抗心律失常，缓解心绞痛，解酒毒，降血糖血脂等保健功效，还具有抗氧化、美白、预防黑斑及青春痘等美容功效;低聚果糖是一种新型甜味剂，其甜度为蔗糖的 0.3～ 0.6 倍，其甜味纯正且清爽。同时，也是一种天然活性物质，具有调节肠道菌群，增殖双歧杆菌，促进钙的吸收，调节血糖及血脂，抗龋齿等保健功能;麦芽糊精是一种绿色的增稠剂及稳定剂，能够改善饮料的分散性及稳定性，被广泛应用于食品及饮料产品中;花青素是一种天然色素，属于黄酮类化合物，具有清除自由基、抗氧化、改善视力、抗癌及提高免疫力等多种功效。研究拟以豆渣为主要原料，蓝莓、葛根、低聚果糖、麦芽糊精及花青素为辅料，开发一种具有减肥美容功效的固体饮料。此固体饮料是一种既能解渴，补充水分，又能提供人体所需的膳食纤维，且具有环保，方便，安全的优势。但将豆渣制成膳食纤维固体饮料还未有相关报道，因此本研究具有较好的开发价值。
1 试验材料与方法
1.1 材料
豆渣;蓝莓粉;葛根粉;黑米花青素;低聚果糖;麦芽糊精。
1.2 主要仪器和设备
TD2012 型电子天平;试验型胶体磨; DHG-9140 型电热恒温鼓风干燥箱;浆渣分离机等。
1.3 工艺流程
蓝莓粉、葛根粉
↓
豆渣→干燥→细研磨→调配→混合→包装→成品
↑
低聚果糖、麦芽糊精、花青素。
1.4 操作要点
豆渣:挑选安徽八公山优质大豆，采用浆渣分离机磨浆，去除豆浆，获得豆渣。
干燥:将豆渣在 60℃下，干燥约 12h，至水分含量≤5%为止。
微粉碎:用微粉碎机将干燥后的豆渣粉碎至颗粒度大于 300 目。
调配:按照原辅料的比例进行调配。
混合:将各种原辅料匀混合。
包装:混合后的原辅料，放入真空袋中，真空包装。
1.5 测定方法
水分测定:烘箱干燥法。
感官评价:称取 20g 混合的固体原辅料，用开水冲调至 200mL 溶解并搅拌匀。采用感官评定方法，评定小组由 10 人组成，采用 100 分制评分法，从气味、口感、色泽、组织形态(各 25 分)4个方面进行评定打分，并取其平值作为终分数。
1.6 试验方法
1.6.1 豆渣对饮料感官品质的影响
为了确定豆渣对饮料感官品质的影响，固定蓝莓、葛根、低聚果糖、麦芽糊精及花青素的添加量分别为 10、5、20、20 及 1%，改变豆渣用量(15、20、25、30 和 35% )，以感官评价方法为指标( 如表 1 所示)，确定豆渣的适添加量。控制每组固体混合物质的总质量在 20g，用开水冲调至200mL 溶解并搅拌匀。
1.6.2 蓝莓对饮料感官品质的影响
为了确定蓝莓对饮料感官品质的影响，固定豆渣、葛根、低聚果糖、麦芽糊精及花青素的添加量分别为 25、5、20、20 及 1%，改变蓝莓的用量(5、10、15、20 和 25%)，然后采用同上(1.6.1)的方法确定蓝莓的适添加量。
1.6.3 葛根对饮料感官品质的影响
为了确定葛根对饮料感官品质的影响，固定豆渣、蓝莓、低聚果糖、麦芽糊精及花青素的添加量分别为 25、15、20、20 及 1%，改变葛根的用量(3、6、9、12 和 15%)。然后，采用同上的方法确定葛根的适添加量。
1.6.4 低聚果糖对饮料感官品质的影响
为了确定低聚果糖对饮料感官品质的影响，固定豆渣、蓝莓、葛根、麦芽糊精及花青素的添加量分别为 25、15、9、20 及 1%，改变低聚果糖的用量(20、24、28、32 和 36%)，然后采用同上的方法确定低聚果糖的适添加量。
1.6.5 麦芽糊精对饮料感官品质的影响
为了确定麦芽糊精对饮料感官品质的影响，固定豆渣、蓝莓、葛根、低聚果糖及花青素的添加量分别为 25、15、9、28 及 1%，改变麦芽糊精的用量(20、23、26、29 和 32%)。然后，采用同上的方法确定麦芽糊精的适添加量。
1.6.6 花青素对饮料感官品质的影响
为了确定花青素对饮料感官品质的影响，固定豆渣、蓝莓、葛根、低聚果糖及麦芽糊精的添加量分别为 25、15、9、28 及 23%，改变花青素的用量(0.5、1、1.5、2.0 和 2.5%)。然后，采用同上的方法确定花青素的适添加量。
1.7 正交试验优化产品配方
在单因素试验的基础上，因麦芽糊精及花青素对饮料感官品质的影响不显著，分别固定其添加量为 23 及 1%。采用 L9(34)正交试验确定产品的配方，其因素及水平分别为豆渣(20、25和 30%)、蓝莓(10、15 和 20%)、葛根(6、9 和12%)和低聚果糖(24、28 和 32%)。每组固体混合物质的总质量控制在 20g，并加入 200mL 开水中溶解。以饮料感官评定标准进行感官评分，优化该饮料的配方。
1.8 数据分析
试验结果用 Origin 8.5 软件进行方差分析，检验误差水平为 0.05。
2 试验结果与分析
2.1 豆渣对饮料感官品质的影响
显然，从 15%开始，随着添加量的增加，感官分数呈现先快速上升趋势;当添加量为 25% 时，感官分数达到值(87 分);之后，虽然添加量进一步增加，感官分数逐渐下降。豆渣对该饮料质量的影响可分析如下:豆渣中含有大量膳食纤维，大量食用，具有饱腹感，同时基本不增加能量的摄入。加入一定量的豆渣使饮料的口感细腻，且豆渣中的膳食纤维是一种良好的功能性减肥物质，可以增加饮料的减肥效果;然而，随着其进一步的添加，豆渣会增加饮料的哽咽感，而且豆渣中固有的不愉快香气会对该产品的感官品质造成负面影响。所以，豆渣的适添加量确定为 25%。
2.2 蓝莓对饮料感官品质的影响
在 5% ～15%，随着蓝莓添加量的增加，感官分数逐渐增加;当添加量到达 15%时，饮料的感官分数(88 分);之后，尽管添加量进一步增加，感官分数迅速下降。这是因为蓝莓具有特有的香味和酸味，在一定范围内增加蓝莓的用量，会使饮料香味迷人，酸甜可口;但用量过 15%时，因蓝莓味太重，且酸度大，影响了饮料的感官品质。所以，蓝莓的添加量为15% 。
2.3 葛根对饮料感官品质的影响
很显然葛根添加量从 3% 开始，随着葛根添加量的增加，产品的感官分数呈直线上升趋势;当葛根添加量为 9% 时，感官分数到达一个峰值(83 分);而后，虽然添加量继续增加，感官分数逐渐下降。葛根对该饮料感官质量的影响可分析如下:由于葛根中含有大量的葛根素，具有抗氧化、美白功效。添加少量的葛根可以改善饮料的口感和气味，且增加其美白护肤效果;然而，随着其进一步的添加，葛根本身具有涩味，会对该产品的感官品质造成负面影响。所以，葛根的适添加量是 9%。
2.4 低聚果糖对饮料感官品质的影响
从 20% 开始，随着添加量的增加，感官分数不断上升;当添加量为 28% 时，感官分数达到值(85 分);之后，尽管该添加量进一步增加，感官分数出现逐渐下降趋势;当添加量为 36% 时，仅为 80 分。低聚果糖对该饮料感官质量的影响分析如下:低聚果糖赋予产品一定的甜度，在一定范围内随着其用量的增加，产品的甜酸比较适宜人们的口味，且在一定程度上削弱了产品的涩味，使产品的口感更为细腻。因此，随着含糖量的增加，该产品的感官分数逐渐增加，进一步达到值;然而，过高的含糖量，使该产品甜度过高，甜酸比失调，饮料因有甜腻感而使口感变差，严重影响其风味，导致感官分数逐渐下降。因此，低聚果糖的适添加量确定为 28%。
2.5 麦芽糊精对饮料感官品质的影响
随着麦芽糊精添加量的增加，感官分数呈现先上升后下降的趋势。当添加量为 23% 时，感官分数达到值(86 分);之后，随着添加量的进一步增加，感官分数逐渐下降。这是因为麦芽糊精的添加能够改善增加饮料的粘稠度，增加其稳定性，且改善饮料的口感。因此，随着麦芽糊精量的增加，该产品的感官分数逐渐增加，进一步达到值。然而，过高的麦芽糊精量，使该产品粘稠度过高，同时，严重的糊精味会影响产品的风味。因此，麦芽糊精的适添加量为 23%。
2.6 花青素对饮料感官品质的影响
从 0.5% 开始，随着花青素添加量的增加，感官分数快速增长;当添加量为 1.0%时，感官分数(85 分)，饮料的感官质量;当花青素添加量过 1.0% 时，随着花青素的进一步增加，感官分数却快速下降。这是因为花青素添加量过高，会加深饮料的颜色，影响饮料的外观。因此，花青素的添加量是 1.0%。
2.7 正交试验
由单因素试验结果可以看出豆渣、蓝莓、葛根和低聚果糖对饮料的品质有明显的影响。为了确定饮料的配方，采用四因素三水平 L9(34)正交试验，对饮料进行综合评分。各因素对饮料感官评价影响的主次顺序为:B ＞ A ＞ C ＞ D，即:蓝莓＞豆渣＞葛根＞低聚果糖。通过正交试验评分结果可以得出，其优的因素水平组合为 A2B2C3D1，即豆渣、蓝莓、葛根及低聚果糖分别为 25、15、12 及6% 。从差分析结果可以看出，优的水平组合为 A2B2C3D3。由于其组合未包括在参加试验的9 个组合中，为此，对方案进行补充验证试验。综合考虑，对 A2B2C3D1和 A2B2C3D3两种水平组合进行验证性试验，评分方法和标准不变，两种组合终得分分别为 93.7 和 91.3 分。所以，终确定 A2B2C3D1为试验方案，即豆渣 25%，蓝莓15%，葛根 12%，低聚果糖 24%。
3 产品质量要求
3.1 感官指标:体系一，呈亮紫红色，口感细腻，酸甜适中，具有蓝莓特有的香味，无豆腥味，无沉淀和杂质。
3.2 理化指标:水分≤5%。
3.3 卫生指标细菌总数≤1000CFU / g，无致病菌检出。
来源：惠合胶体磨研磨设备厂

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