番薯汁飲料工藝研究

◎ 鄭啟捷，饒毅萍，吳小禾，鄧遠(yuǎn)珍，張桂芝

（1.中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528436；2.汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 汕頭 515041）

番薯，又名紅薯、甘薯、地瓜、甜薯等，是旋花科番薯屬的蔓生草本植物。番薯在廣東省內(nèi)種植范圍廣泛，種植歷史悠久，品種資源豐富。2016—2018 年“第三次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)”廣東調(diào)查隊(duì)收集到廣東省57 個(gè)縣（市、區(qū)）的甘薯地方品種資源201 份[1]。番薯是一種營(yíng)養(yǎng)全面且豐富的天然食品，含有蛋白質(zhì)、脂肪、多糖、磷、鈣、鉀、胡蘿卜素、維生素A、維生素C、維生素E、維生素B1、維生素B2和8 種氨基酸。每100 g 鮮薯塊可食部分含碳水化合物29.5 g、脂肪0.2 g、磷20 mg、鈣18 mg、鐵0.4 g[2]。

隨著加工業(yè)的發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品的加工也從初加工向深加工發(fā)展。我國(guó)農(nóng)業(yè)加工業(yè)深加工比例相對(duì)較低，大多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品的加工屬于初加工和粗加工，精深加工和農(nóng)業(yè)資源綜合利用的程度不高[3]。以番薯加工為例，目前我國(guó)的番薯產(chǎn)品主要以番薯干、番薯蜜餞、番薯脆片等食品為主，番薯汁飲料作為一種新型健康飲料，以其豐富的營(yíng)養(yǎng)組成正日漸被消費(fèi)者們所喜愛(ài)。但番薯汁飲料加工工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)落后致使產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)附加值低，嚴(yán)重制約了番薯汁飲料加工產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，深入研究番薯汁飲料加工工藝，提高番薯汁飲料的質(zhì)量，對(duì)促進(jìn)番薯汁飲料以及番薯加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。本研究探討了以鮮薯及番薯干粉為主要原料研制番薯汁飲料的加工工藝條件，以期為番薯的綜合開(kāi)發(fā)及加工增值提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

鮮薯（西瓜紅薯、白花番薯）；番薯干粉（地瓜紅番薯全粉、紫薯全粉）；白砂糖；檸檬酸；食用鹽；電子臺(tái)秤；手持式糖度計(jì)；打漿機(jī)；離心機(jī)；水平凈化工作臺(tái)；電磁爐。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 番薯汁飲料制備工藝流程

番薯汁飲料制備工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 番薯汁飲料制備工藝流程圖

（1）原料選擇。鮮薯原料選新鮮、無(wú)霉?fàn)€的新鮮番薯；番薯干粉原料選擇熟制粉。

（2）清洗。洗凈番薯表面泥土，雜質(zhì)。

（3）去皮。去除番薯表皮，剔除斑點(diǎn)，并用1%的食鹽水浸泡3 min 進(jìn)行初步護(hù)色，撈出放入清水中沖洗一次。

（4）蒸煮。將番薯用蒸鍋在常壓下蒸20 min，蒸至無(wú)生心即可取出。

（5）打漿。打漿時(shí)采用水溶萃取法，即加入經(jīng)煮沸的冷開(kāi)水，加水量為番薯原料重量的2.5 倍，用打漿機(jī)不斷攪拌至料液混合均勻，打漿后靜置澄清1 h。

（6）過(guò)濾。采用四層紗布、八層紗布或離心機(jī)分離對(duì)番薯漿進(jìn)行過(guò)濾，得到番薯汁。其中，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3 500 r·min-1，時(shí)間為10 min，取上層清澈透明液體即為番薯汁[4]。

（7）調(diào)配。在澄清番薯汁中加入白砂糖及檸檬酸進(jìn)行調(diào)配，制成番薯汁飲料。

（8）裝罐。將調(diào)配好的番薯汁裝入滅菌過(guò)的玻璃瓶中罐裝，注意留頂隙1～2 cm，扣上蓋子。

（9）滅菌。在85 ℃水浴中進(jìn)行巴氏滅菌，保持30 min；滅菌后擰緊蓋子。

（10）成品。將滅菌后密封好的番薯汁飲料用冷水浴冷卻或放置室溫冷卻。

1.2.2 番薯汁的制備及原料篩選

選用市售橙紅色的西瓜紅薯鮮薯、白色的白花番薯鮮薯、橙色的地瓜紅番薯全粉和紫色的紫薯全粉共4 種番薯原料開(kāi)展對(duì)比實(shí)驗(yàn)。取100 g 鮮薯進(jìn)行蒸煮，加入250 g 水進(jìn)行打漿萃取制得番薯汁；或者取用番薯干粉20 g，加入250 g 水進(jìn)行打漿萃取，制作成番薯汁。用手持式糖度計(jì)測(cè)量其糖度，然后綜合產(chǎn)品氣味、顏色、汁液狀態(tài)等感官指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2.3 番薯汁澄清方法的篩選

選用4 層紗布過(guò)濾、8 層紗布過(guò)濾、離心機(jī)過(guò)濾3 種過(guò)濾手段進(jìn)行過(guò)濾澄清，根據(jù)靜置后是否有沉淀物進(jìn)行澄清方法篩選。

1.2.4 番薯汁飲料調(diào)配優(yōu)化方法

（1）糖度的篩選。采用手持測(cè)糖儀，將番薯飲料的糖度調(diào)整到7%、9%、11%和13%，通過(guò)感官評(píng)價(jià)，篩選出最佳糖度。

（2）酸度篩選。選擇檸檬酸作為酸度調(diào)節(jié)劑，按飲料總重量分別添加檸檬酸0.05%、0.10%和0.20%。分別測(cè)定產(chǎn)品pH 值并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，篩選出最佳檸檬酸用量。

（3）穩(wěn)定劑篩選。分別使用0.1%可得然膠、0.1%黃原膠、0.1% CMC-Na+0.05%黃原膠、0.05% CMCNa+0.1%黃原膠共4 種穩(wěn)定劑配方制作番薯復(fù)合飲料，對(duì)比其穩(wěn)定效果及感官變化，篩選出最佳飲料穩(wěn)定劑。

1.2.5 感官評(píng)價(jià)

參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 飲料》（GB 7101—2022）的感官要求以及番薯飲料本身特性制定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，由10 名食品專業(yè)人士進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 番薯汁飲料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

2 結(jié)果與分析

2.1 不同原料對(duì)番薯汁的影響

不同原料對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味影響較大，本研究根據(jù)番薯的顏色和市面喜愛(ài)程度，選用橙紅色的西瓜紅薯鮮薯、白色的白花番薯鮮薯、橙色的地瓜紅番薯全粉和紫色的紫薯全粉4 種番薯原料制作番薯汁，并進(jìn)行感官等指標(biāo)對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2。用白花番薯和地瓜紅番薯全粉制成的番薯汁氣味較為濃郁，適合制作以番薯味道為主的番薯汁飲料；而西瓜紅薯和紫薯全粉氣味較淡，適合用于配合其他材料制作番薯復(fù)合飲料。通過(guò)糖度對(duì)比發(fā)現(xiàn)，使用鮮薯作為原料制作的番薯汁糖度較使用番薯干粉制作的番薯汁糖度高，狀態(tài)呈乳狀、較渾濁，在后續(xù)飲料制作中需要進(jìn)行澄清處理，在調(diào)配時(shí)需要減少糖的添加量。地瓜紅番薯全粉制作的番薯汁較其他3 款番薯汁有明顯的褐變現(xiàn)象，對(duì)產(chǎn)品有一定的外觀影響，需要后續(xù)探討護(hù)色方案。綜合考慮，本文選取白花番薯鮮薯原料，并進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

表2 不同原料的番薯汁狀態(tài)表

2.2 不同過(guò)濾手段對(duì)番薯汁澄清效果的影響

打漿后的番薯汁較為渾濁，為了得到均一穩(wěn)定的產(chǎn)品，本文對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行澄清處理。將打漿后的番薯汁使用4 層紗布過(guò)濾、8 層紗布過(guò)濾、離心機(jī)過(guò)濾3 種過(guò)濾手段進(jìn)行過(guò)濾澄清，結(jié)果如表3 所示。采用以上3 種方法過(guò)濾的番薯汁均為澄清狀態(tài)。但用4 層、8 層紗布過(guò)濾的番薯汁放置1 h 后均出現(xiàn)沉淀，對(duì)后續(xù)調(diào)制番薯汁飲料有一定影響；使用離心機(jī)過(guò)濾的番薯汁在放置1 h 后無(wú)沉淀產(chǎn)生，表明番薯汁飲料制作工藝中更適合選用離心法進(jìn)行過(guò)濾澄清。

表3 不同過(guò)濾手段對(duì)番薯汁的影響表

2.3 番薯汁飲料調(diào)配結(jié)果分析

2.3.1 不同糖度對(duì)番薯汁飲料感官評(píng)分的影響

影響飲料口感和風(fēng)味的主要因素是糖度和酸度。未經(jīng)白砂糖調(diào)配的番薯汁口感及滋味的感官評(píng)價(jià)得分屬于一般水平，經(jīng)過(guò)調(diào)配制成含糖量為9%～11%的番薯汁飲料感官評(píng)分較高，更符合大眾口味?；趯?duì)飲料成品的控制及消費(fèi)者健康的考慮，認(rèn)為在感官評(píng)價(jià)得分相近的情況下，應(yīng)該選用含糖量更低的配方作為番薯汁飲料的最優(yōu)配方。因此，本試驗(yàn)選取的含糖量為9%。相關(guān)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表4。

表4 不同糖度對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響表

2.3.2 不同檸檬酸添加量的番薯汁飲料感官評(píng)價(jià)

由表5 可知，檸檬酸添加量為0.05%時(shí)所制得的番薯汁飲料感官評(píng)分最高，更符合大眾口感。因此，本文選取檸檬酸添加量為0.05%。

表5 不同檸檬酸添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響表

2.3.3 穩(wěn)定劑調(diào)配

為了得到口感豐富和長(zhǎng)期穩(wěn)定均一的產(chǎn)品，本文探討了不同穩(wěn)定劑對(duì)產(chǎn)品的影響，結(jié)果如表6 所示。4種增稠劑均對(duì)番薯汁飲料的口感與滋味無(wú)明顯影響，且穩(wěn)定效果明顯，適用于番薯汁飲料的制作。其中，0.1% CMC-Na+0.05%黃原膠復(fù)配穩(wěn)定劑的穩(wěn)定作用最好，可作為最優(yōu)穩(wěn)定劑配方。

表6 4 種穩(wěn)定劑對(duì)產(chǎn)品感官的影響表

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

本文使用不同的鮮薯及番薯干粉作為原料制作番薯汁飲料，使用番薯干粉制作的番薯汁較為澄清，對(duì)過(guò)濾工藝要求不高；使用番薯鮮薯制成的番薯汁狀態(tài)較為渾濁，在后續(xù)加工中對(duì)過(guò)濾澄清方法要求更高。同時(shí)，由于不同品種、不同產(chǎn)地的番薯鮮薯或番薯干粉所制成的番薯汁基礎(chǔ)糖度不同，且具有不確定性，在番薯汁飲料制作過(guò)程中需要在每批次飲料調(diào)配前先進(jìn)行番薯汁糖度測(cè)定，再計(jì)算調(diào)配時(shí)需要加入的白砂糖量。而不同原料制成的番薯汁酸度基本接近，在使用檸檬酸調(diào)節(jié)酸度時(shí)，只需要根據(jù)配方添加量進(jìn)行添加即可。

本研究采用巴氏滅菌法對(duì)番薯汁飲料進(jìn)行滅菌，其優(yōu)點(diǎn)是能較好地保存營(yíng)養(yǎng)與天然風(fēng)味，缺點(diǎn)是保質(zhì)期較短，對(duì)保存條件要求較高，不適宜長(zhǎng)距離運(yùn)輸。后續(xù)可探討能延長(zhǎng)保質(zhì)期，適合常溫保存的滅菌方式。

通過(guò)本工藝制作的番薯汁飲料適合直接飲用，為了擴(kuò)展其使用場(chǎng)景，延長(zhǎng)保質(zhì)期以及降低包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存成本，后續(xù)研究可增加濃縮工藝將番薯汁飲料制作成濃縮番薯汁[5-6]。此外，由于不同番薯原料的顏色豐富多樣，后續(xù)還可充分利用番薯汁過(guò)濾后的濾渣，提取其天然色素，開(kāi)發(fā)天然色素產(chǎn)品，達(dá)到原料的充分利用，對(duì)番薯的綜合開(kāi)發(fā)及加工增值有積極意義。

3.2 結(jié)論

本文以感官評(píng)價(jià)為主要評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，研制了一種番薯汁飲料，確定其最佳工藝及配方：選用白花番薯鮮薯作為原料，經(jīng)過(guò)清洗、去皮、蒸煮，加入2.5 倍質(zhì)量的水進(jìn)行打漿萃取，選用離心機(jī)分離的過(guò)濾方式進(jìn)行澄清處理（3 500 r·min-1，10 min），過(guò)濾后調(diào)配飲料的糖度為9%，檸檬酸添加量為0.05%。此配方制作的白花番薯汁飲料具有較濃郁的番薯香味，無(wú)漂浮物、沉淀物及分層現(xiàn)象，其成品顏色與番薯原料相近，且無(wú)褐變現(xiàn)象，酸甜可口。