黃玉坤，奚曉鴻，田紅媚，陳鵬飛，王力均，陳祥貴，*

（1.西華大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，四川成都610039；2.宜賓西華大學(xué)研究院食品非熱加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，食品非熱加工工程技術(shù)研究中心，四川宜賓644004）

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的日益提高，對食品的需求也由原來的溫飽型向感官滿足型，繼而向營養(yǎng)保健型轉(zhuǎn)變[1]。而雜糧因其豐富的膳食纖維和礦物質(zhì)，所制得的飲料口感良好，符合當(dāng)前營養(yǎng)需求，在消費(fèi)者中備受青睞，極具市場潛力。同時，四川省在2018年提出的“10+3”農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展思路[2]，也為雜糧飲料發(fā)展提供了政策支持。然而，目前雜糧飲料的原料多限于常見的玉米、燕麥，品種單一。因此，開發(fā)更具特色的新型雜糧飲料成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

藜麥（Chenopodium quinoa willd），一種藜科植物，原產(chǎn)于南美洲，屬高海拔農(nóng)作物[3]，是一種營養(yǎng)全面的偽谷物[4]，被認(rèn)為是唯一一種單體植物就能滿足人體基本營養(yǎng)需求的全營養(yǎng)食品[5]，同時被認(rèn)為是雜糧的一種。相比常見的雜糧，藜麥蛋白質(zhì)含量更高，平均含量約為12%～16%[6]，幾乎不含谷蛋白，可滿足乳糜瀉患者對無麩質(zhì)飲食的需求[7]，且藜麥中的維生素、多酚和類黃酮類等物質(zhì)均有利于人體健康[8]。有研究表明，藜麥利于孕期婦女健康[9]，可抑制口腔致癌菌[10]，也可降低血漿、肝膽固醇并減輕肥胖相關(guān)炎癥[11]，且我國現(xiàn)已成為原產(chǎn)地之外種植面積較大的國家[12]，因而極具開發(fā)潛力。然而我國藜麥生產(chǎn)加工企業(yè)較少，且專用設(shè)備也較為缺乏[13]，目前市場上多為藜麥米、面、酒等產(chǎn)品，缺少高附加值產(chǎn)品。

南瓜（Cucurbita moschata），是一種一年生葫蘆科南瓜屬草本植物[14]，在我國產(chǎn)量高且價格低廉[15]。南瓜含有多達(dá)18種氨基酸，其中包括糧谷類較易缺乏的賴氨酸[16-17]。有研究表明，南瓜中的尿素酶、葫蘆巴堿等有效物質(zhì)有解毒、防動脈硬化等功效[18]。同時南瓜還有降血糖、防癌、防衰老、促消化等功能[19-20]。本試驗(yàn)以藜麥和南瓜為原料，采用響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化藜麥南瓜復(fù)合飲料加工工藝，并提高其穩(wěn)定性。旨在開發(fā)兼有二者特有風(fēng)味及營養(yǎng)特性的復(fù)合飲料，不僅有利于雜糧飲料發(fā)展，且為藜麥開發(fā)提供了新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白藜麥（青海產(chǎn)）、南瓜、白砂糖：市售；羧甲基纖維素鈉（sodium carboxymethyl cellulose，CMC-Na，食品級）：丹麥Danisco公司；海藻酸鈉（食品級）：武漢康燦生物科技有限公司、β-葡聚糖（90%粉劑，食品級）：四川賽萊格生物科技股份有限公司；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

TW-JTM-300膠體磨：上海沃迪智能裝備股份有限公司；HH-S4數(shù)顯恒溫水浴鍋：江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；PHS-320顯數(shù)式pH計：成都世紀(jì)方舟科技有限公司；NDJ-8s自動數(shù)顯旋轉(zhuǎn)黏度計：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；PAL-a手持折光儀：廣州市愛宕科學(xué)儀器有限公司；TD-5M臺式低速離心機(jī)：四川蜀科儀器有限公司；K9840全自動凱氏定氮儀：濟(jì)南海能儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

本試驗(yàn)具體工藝流程如下[21-22]：

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 藜麥米漿的制備

1）預(yù)處理、浸泡：選擇籽粒飽滿、顏色均勻的優(yōu)質(zhì)藜麥，清水淘洗數(shù)次后在25℃下用純凈水浸泡2h～3h。

2）蒸煮、打漿、過濾、細(xì)磨：將浸泡后的藜麥瀝干，蒸10 min待其膨脹透明。待冷卻后，按藜麥質(zhì)量的6倍加純凈水，用打漿機(jī)打10 min后用4層～6層紗布粗濾，再過50目篩一次，最后過膠體磨細(xì)磨3次～4次。

1.3.2.2 南瓜漿的制備

1）預(yù)處理、切塊：選擇橘黃、無變質(zhì)腐爛的優(yōu)質(zhì)老南瓜，老南瓜肉質(zhì)爽滑、口感清甜，較青皮南瓜做出的復(fù)合飲料口感更佳[23]。將南瓜清洗后去皮、去籽、去瓤，然后切成大小適宜的小塊。

2）蒸煮、打漿、過濾、細(xì)磨：將處理好的南瓜塊蒸10 min，使其變軟。待冷卻后，按南瓜塊質(zhì)量的4倍加純凈水，用打漿機(jī)打10 min后用4層～6層紗布粗濾，再過50目篩一次，最后過膠體磨細(xì)磨3次～4次。

1.3.2.3 調(diào)配

按比例向容器中加入藜麥米漿和南瓜漿，不斷攪拌，并按比例加水補(bǔ)足至100%，待攪拌均勻后將混合汁加熱至50℃～60℃左右，依次加入白砂糖及復(fù)合穩(wěn)定劑，混合攪拌至輔料完全溶解。

1.3.2.4 均質(zhì)、灌裝、脫氣、殺菌

將調(diào)配好的混合汁用膠體磨進(jìn)行均質(zhì)處理，再裝入干凈玻璃瓶內(nèi)，置于100℃恒溫水浴中加熱脫氣10 min，趁熱旋緊瓶蓋后繼續(xù)加熱殺菌處理20 min，最后將成品風(fēng)冷至室溫25℃[24]。

1.3.3 藜麥南瓜復(fù)合飲料調(diào)配工藝的優(yōu)化

1）單因素試驗(yàn)：在添加20%南瓜漿、4%白砂糖的條件下，探究藜麥米漿用量為30%、40%、50%、60%、70%時對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響；在添加50%藜麥米漿、4%白砂糖的條件下，探究南瓜漿用量為10%、15%、20%、25%、30%時對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響；在添加50%藜麥米漿、20%南瓜漿的條件下，探究白砂糖用量為2%、3%、4%、5%、6%時對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響。

2）響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)：依據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以藜麥米漿添加量（A）、南瓜漿添加量（B）、白砂糖添加量（C）為變量，根據(jù)Box-Behnken中心組合試驗(yàn)原理，以感官評分結(jié)果為響應(yīng)值，進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計及分析[25]，從而得到最佳工藝配比。試驗(yàn)因素與水平設(shè)計結(jié)果見表1。

3）穩(wěn)定性試驗(yàn)：分別在6組混合汁中添加0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的復(fù)合穩(wěn)定劑（羧甲基纖維素鈉 ∶海藻酸鈉 ∶β-葡聚糖＝2 ∶1∶1，質(zhì)量比），再從各組中取兩份樣品，一份用于離心穩(wěn)定性試驗(yàn)，測其沉淀率。另一份用于靜置沉降試驗(yàn)，于25℃下靜置30 d翻轉(zhuǎn)飲料瓶觀察結(jié)果[26]。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Coded and corresponding actual levels of independent variables used in response surface design

4）沉淀率的測定方法[27]：取約20 g樣品，在25℃條件下以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心10 min，準(zhǔn)確稱取上清液的質(zhì)量（精確至0.001 g），按式（1）計算出各組樣品的沉淀率。

1.3.4 產(chǎn)品質(zhì)量評價指標(biāo)

感官評定：隨機(jī)挑選10名（5男5女）經(jīng)過培訓(xùn)的人員對樣品進(jìn)行感官品評[28]，評定標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 藜麥南瓜復(fù)合飲料評定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standards for evaluation of quinoa-pumpkin compound beverage

理化指標(biāo)：可溶性固形物含量（折射儀法）按照NY/T 2637-2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定折射儀法》方法測定；pH值（pH計測定）；黏度值（黏度計測定）；蛋白質(zhì)含量（凱氏定氮法）參照GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》方法測定；總糖（酸水解-萊茵-埃農(nóng)氏法）參照GB 5009.8-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定》；總酸含量（酸堿滴定法）參照GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》方法測定；淀粉含量（酶水解法）參照GB 5009.9-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中淀粉的測定》。

微生物指標(biāo)：按照GB 7101—2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)飲料》中方法執(zhí)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

藜麥米漿、南瓜漿和白砂糖的添加量變化對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響，如圖1所示。

圖1 藜麥米漿、南瓜漿、白砂糖的添加量對飲料品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of quinoa pulp，pumpkin pulp，white granulated sugar on beverage quality

由圖1可知，感官評分隨藜麥米漿添加量、南瓜漿添加量以及白砂糖添加量的增加均先升高后降低。3個單因素試驗(yàn)結(jié)果分別為藜麥米漿添加量為60%、南瓜漿添加量為20%、白砂糖添加量為5%時，藜麥南瓜復(fù)合飲料的感官評分達(dá)到最高，其口感、色澤、風(fēng)味、組織形態(tài)均良好。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以藜麥南瓜復(fù)合飲料的感官評分為響應(yīng)值，建立三因素三水平響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計，共包括17組試驗(yàn)方案。響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計方案及結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計方案及結(jié)果Table 3 Experimental design and results for response surface analysis

利用Design Expert 8.0.6對表3進(jìn)行多元回歸方程擬合，得到二次多項(xiàng)回歸方程如下：

由回歸方程可知，二次項(xiàng)A2、B2、C2的系數(shù)均為負(fù)值，表明拋物面開口朝下，該模型應(yīng)存在極大值，因此可得出最優(yōu)工藝配方，具體響應(yīng)面方差分析結(jié)果見表4。

表4 方差分析結(jié)果Table 4 Results of analysis of variance

回歸方差分析結(jié)果如表4所示，試驗(yàn)?zāi)Ｐ蚉<0.000 1，失擬誤差P=0.255 9>0.05，說明該回歸方程極顯著，失擬項(xiàng)不顯著。R2=0.988 4，R2Adj=0.973 5，R2pred=0.881 5，表明預(yù)測值與實(shí)際值擬合度較高，預(yù)測效果較好，故該模型合理。相互項(xiàng)AC和BC極顯著，說明藜麥米漿添加量和白砂糖添加量、南瓜漿添加量和白砂糖添加量存在顯著交互作用。由各因素F值大小可知，影響飲料感官評分的各因素主次順序?yàn)椋耗瞎蠞{添加量>藜麥米漿添加量>白砂糖添加量。

2.2.2 響應(yīng)面因素交互作用分析

由Design Expert 8.0.6軟件分析生成的響應(yīng)面三維曲面和等高線圖見圖2。

圖2 交互因素對感官評分的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.2 Response surface and contour plots of sensory score by interaction factors

由圖2a～2c可知，隨著藜麥米漿、南瓜漿、白砂糖添加量的增加，感官評分值均先上升后下降，且南瓜漿添加量曲面上升幅度>藜麥米漿添加量曲面上升幅度>白砂糖添加量曲面上升幅度，說明三者對飲料感官評分影響程度大小為：南瓜漿添加量>藜麥米漿添加量>白砂糖添加量。圖2d～2f中等高線圖均呈橢圓形，說明三者兩兩之間存在一定交互作用，但藜麥米漿添加量和南瓜漿添加量之間不明顯。

2.2.3 藜麥南瓜復(fù)合飲料最佳配方的確定和驗(yàn)證試驗(yàn)根據(jù)響應(yīng)面分析結(jié)果可知，藜麥南瓜復(fù)合飲料最佳工藝配方為：藜麥米漿添加量57.8%，南瓜漿添加量21.6%，白糖添加量5.0%。其感官評分預(yù)測值為83.298 4分。在此條件下進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，得到產(chǎn)品感官評分為83.6±1.12，接近預(yù)測值，偏差較小，說明該模型合理，優(yōu)化結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

2.3 穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果

不同復(fù)合穩(wěn)定劑添加量的使用效果見表5。

由表5可知，隨著復(fù)合穩(wěn)定劑添加量的增加，飲料的離心沉淀率呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢且各組均低于空白組，添加量為0.2%時，沉淀率最低，穩(wěn)定性最好。復(fù)合穩(wěn)定劑可在一定程度上增加飲料黏度，但添加量超過0.4%時，飲料變得糊口，品質(zhì)下降。靜置沉降試驗(yàn)結(jié)果顯示，添加量為0.2%的樣品仍均一穩(wěn)定，而其他組均出現(xiàn)了懸浮沉淀，該現(xiàn)象與離心沉淀試驗(yàn)結(jié)果一致。因此，復(fù)合穩(wěn)定劑最適添加量為0.2%。

表5 不同復(fù)合穩(wěn)定劑添加量的使用效果Table 5 Effects of different compound stabilizers

2.4 質(zhì)量指標(biāo)的檢測結(jié)果

2.4.1 感官指標(biāo)

色澤：橙黃色，色澤均一、明亮；風(fēng)味：兼具有藜麥南瓜各自特有風(fēng)味，協(xié)調(diào)柔和；口感：甜潤可口，爽滑細(xì)膩；組織形態(tài)：質(zhì)地均一，無沉淀，無分層，無氣泡。

2.4.2 理化指標(biāo)

經(jīng)檢測，可溶性固形物含量為6.8%；蛋白質(zhì)含量為0.073%；總糖含量（以葡萄糖計）為5.2 g/100 g；總酸含量（按檸檬酸換算）為0.15 g/kg；淀粉含量為0.34 g/100 g；pH 值為 6.97；黏度為 80.09 mPa·s。

2.4.3 衛(wèi)生指標(biāo)

經(jīng)檢測，菌落總數(shù)＜100 CFU/mL；大腸桿菌 ＜3 MPN/mL；無致病菌檢出，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析法對藜麥南瓜復(fù)合飲料工藝配方進(jìn)行優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)。響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果顯示，該模型擬合度高、結(jié)果準(zhǔn)確可靠，影響飲料感官評分的各因素主次順序?yàn)椋耗瞎蠞{添加量>藜麥米漿添加量>白砂糖添加量，且最佳工藝配方為：藜麥米漿添加量57.8%，南瓜漿添加量21.6%，白砂糖添加量5.0%，其余用水補(bǔ)足。穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果顯示，復(fù)合穩(wěn)定劑（CMC-Na∶海藻酸鈉∶β-葡聚糖=2∶1∶1，質(zhì)量比）最佳添加量為0.2%。根據(jù)此工藝配方制得的藜麥南瓜復(fù)合飲料呈明亮的橙黃色，兼具藜麥南瓜各自的風(fēng)味，甜潤可口，爽滑細(xì)膩，質(zhì)地均一。該產(chǎn)品配方簡單，且滿足當(dāng)代人群追崇健康飲食理念，極具市場潛力。