摘要: 本文以魔芋精粉、芒果粉为主要原料进行复配，辅助添加麦芽糊精、柠檬酸、三氯蔗糖、食盐，以感官品质为评价指标，首先通过单因素试验确定魔芋精粉和芒果果粉配料质量比，麦芽糊精及各风味物质的添加量，对固体饮料香气和口味进行调配，通过单因素和正交试验确定芒果魔芋固体饮料最佳配方。结果表明：芒果魔芋固体饮料最佳配方为魔芋精粉与芒果果粉质量比为1:5，麦芽糊精0.8 g，柠檬酸0.015 g，三氯蔗糖0.045 g，食盐0.02 g。该产品具有浓郁芒果香气，呈淡黄色，色泽悦目适宜，口感协调，酸甜适度，无肉眼可见外来杂质，具有携带、运输便捷的优点。
Abstract: In this paper, the main raw materials of konjac powder, mango powder, assist in the addition of maltodextrin, citric acid, sucralose salt, to the sensory quality as the evaluation index. The best formula of mango konjac solid drink was studied through single factor experiment and orthogonal experiment. The results showed that the optimum formula of mango konjac solid drink was as follows: the mixing ratio of konjac powder and mango fruit powder was 1:5, maltodextrin 0.8 g, citric acid 0.015 g, sucralose 0.045 g, sucralose salt 0.02 g. The product has a strong mango aroma, pale yellow, color pleasing eye appropriate, taste coordination, sweet and moderate, no visible to the naked eye foreign impurities, with the advantages of carrying, transportation convenience.
1. 引言
魔芋又名蒟蒻，为天南星科魔芋属多年生草本植物[1]，富含魔芋葡甘露聚糖[2]，具有降血压、降血糖、降血脂等多种功效[3]。魔芋精粉是由魔芋经清洗、切片、干燥、粉碎等工序加工而成的食品原料，富含葡甘聚糖膳食纤维，具有降血糖，降血脂，降低胆固醇，减肥，调节肠道菌群等生物活性[4] [5]。固体饮料具有重量轻，体积小，便于携带，风味好，冲调性好等优点，深受消费者欢迎，市场份额逐年增大[6]。目前国内也有以魔芋粉为主要原料制作固体饮料方面的研究，例如草莓味魔芋固体饮料[7]、羊肚菌玉米粉魔芋精粉固体饮料[8]、猕猴桃魔芋固体饮料[9]、魔芋高纤维固体饮料[10]、魔芋荷叶复合固体饮料[11]、蓝莓味魔芋膳食纤维固体饮料[12]等。商洛地处秦岭腹地，具有种植魔芋得天独厚的气候资源，魔芋产量大，质量优，但大部分魔芋加工企业仅生产魔芋粗粉，产品单一，附加值低[13] [14]。本研究以商洛产魔芋精粉、芒果粉为主要原料，辅助添加麦芽糊精、柠檬酸、三氯蔗糖、食盐，以感官品质为评价指标，通过科学配制，研发一款芒果魔芋固体饮料，从而有效利用商洛当地魔芋资源，延长魔芋产业链，提高魔芋产品附加值，增加农户收入，促进乡村振兴。
2. 材料与方法
2.1. 材料与设备
魔芋精粉(丹凤县凯农魔芋精粉有限公司)；芒果果粉(陕西嘉禾生物科技股份有限公司)；麦芽糊精、三氯蔗糖、柠檬酸(河南万邦实业有限公司)；食盐(中盐榆林盐化有限公司)；超净工作台(上海博讯实业有限公司)；电子天平(余姚市金诺天平仪器有限公司)。
2.2. 实验方法
2.2.1. 工艺流程
将魔芋精粉、芒果果粉、麦芽糊精、柠檬酸、三氯蔗糖、食盐按一定比例混合搅拌均匀，杀菌后进行真空包装，经检验合格后即为成品。
2.2.2. 感官评价
挑选从事食品行业相关人员10名，根据产品的气味、口感、色泽和组织形态进行感官评价，取平均分。感官评分标准如表1所示。
Table 1. Sensory evaluation standard of mango konjac solid drink
表1. 芒果魔芋固体饮料感官评分标准
项目 |
评分标准 |
评分 |
气味 |
香味浓郁，纯正协调 |
22~25 |
香味不突出，欠佳 |
17~21 |
香味不足或使人不悦 |
10~16 |
有其他异味，使人厌恶 |
0~9 |
口感 |
口感协调，可口，果香足 |
22~25 |
口感平衡，酸甜适中 |
17~21 |
口感偏酸或偏甜 |
10~16 |
口感苦涩，有异味 |
0~9 |
色泽 |
色泽悦目适宜 |
22~25 |
色泽偏深或偏浅 |
17~21 |
色泽寡淡 |
10~16 |
无明显色泽 |
0~9 |
组织形态 |
无杂质，顺滑 |
22~25 |
无明显悬浮物和颗粒 |
17~21 |
较为浑浊，光泽暗淡 |
10~16 |
有明显杂质异物，无光泽 |
0~9 |
2.2.3. 基料比对饮料感官品质的影响
在预试验的基础上，固定添加麦芽糊精0.8 g、柠檬酸0.015 g、三氯蔗糖0.045 g、食盐0.02 g，将魔芋精粉与芒果果粉分别按1:6，1:5，1:4，1:3，1:2的比例混合，搅拌均匀，用150 mL 85℃的热水冲调后进行感官评价，以确定魔芋精粉、芒果果粉的最佳添加比例。
2.2.4. 麦芽糊精添加量对饮料感官品质的影响
在预试验的基础上，固定魔芋精粉、芒果果粉的添加比例为1:5，柠檬酸0.015 g、三氯蔗糖0.045 g、食盐0.02 g，分别添加0.2 g、0.4 g、0.6 g、0.8 g、1.0 g的麦芽糊精进行混合，搅拌均匀，用150 mL 85℃的热水冲调后进行感官评价，以确定麦芽糊精的最佳添加量。
2.2.5. 柠檬酸添加量对饮料感官品质的影响
在预试验的基础上，固定魔芋精粉、芒果果粉的添加比例为1:5，麦芽糊精0.8 g、三氯蔗糖0.045 g、食盐0.02 g，分别添加0.010 g、0.015 g、0.020 g、0.025 g、0.03 g的柠檬酸进行混合，搅拌均匀，用150 mL 85℃的热水冲调后进行感官评价，以确定柠檬酸的最佳添加量。
2.2.6. 三氯蔗糖添加量对饮料感官品质的影响
在预试验的基础上，固定魔芋精粉、芒果果粉的添加比例为1:5，麦芽糊精0.8 g、柠檬酸0.015 g、食盐0.02 g，分别添加0.03 g、0.035 g、0.04 g、0.045 g、0.05 g的三氯蔗糖进行混合，搅拌均匀，用150 mL 85℃的热水冲调后进行感官评价，以确定三氯蔗糖的最佳添加量。
2.2.7. 食盐添加量对饮料感官品质的影响
在预试验的基础上，固定魔芋精粉、芒果果粉的添加比例为1:5，麦芽糊精0.8 g、柠檬酸0.015 g、三氯蔗糖0.045 g，分别添加0.01 g、0.015 g、0.02 g、0.025 g、0.03 g的食盐进行混合，搅拌均匀，用150 mL 85℃的热水冲调后进行感官评价，以确定食盐的最佳添加量。
2.2.8. 正交优化试验
在单因素试验的基础上，以基料比、麦芽糊精、柠檬酸、三氯蔗糖、食盐添加量为因素进行L16 (45)正交试验，以感官评价方法为指标，确定最优组合。
3. 结果与讨论
3.1. 基料比对饮料感官品质的影响
Figure 1. Effect of basic material proportion on the quality of mango konjac solid drink
图1. 基料比对芒果魔芋固体饮料感官品质的影响
如图1所示，改变魔芋精粉、芒果果粉的添加比例，以感官评价方法为指标，魔芋精粉与芒果果粉的比例在1:5时，感官评分最高，若这个比例偏低，会使产品果香不够浓郁，魔芋精粉的涩口感会突出，且因魔芋葡甘聚糖的增稠性和魔芋胶的吸水性会使冲调后的产品结块，过于黏稠，若这个比例偏高，冲调后的产品偏稀，芒果果味过于突出，不够协调。最终确定出将魔芋精粉与芒果果粉质量比为1:5搅拌混合均匀，作为基料备用。
3.2. 麦芽糊精添加量对饮料感官品质的影响
Figure 2. Effect of amount of maltodextrin added on the quality of mango konjac solid drink
图2. 麦芽糊精添加量对芒果魔芋固体饮料感官品质的影响
麦芽糊精是一类淀粉不完全水解物，用来提高固体饮料的溶解性能，在食品行业中用途广泛。添加不同量的麦芽糊精，观察麦芽糊精对产品溶解性能的影响。麦芽糊精添加量在0.2 g到0.8 g区间内，溶解性能随添加量增加而增加，0.8 g时溶解性能最好，冲调时分散较快，不易结块。结果如图2所示。
3.3. 柠檬酸添加量对饮料感官品质的影响
Figure 3. Effect of amount of citric acid added on the quality of mango konjac solid drink
图3. 柠檬酸添加量对芒果魔芋固体饮料感官品质的影响
如图3所示，魔芋精粉与芒果果粉的比例为1:5，固定魔芋精粉和芒果果粉2.4 g，麦芽糊精0.8 g。在三氯蔗糖0.045 g，食盐0.02 g的条件下，改变柠檬酸的添加量0.010 g、0.015 g、0.020 g、0.025 g、0.03 g。柠檬酸添加过多或过少都会对饮品感官风味有影响，感官评分显示，柠檬酸的添加量超过0.015 g时，柠檬酸酸味会突出，产品偏酸或涩，感官评分随添加量增加而降低，柠檬酸添加量为0.015 g，风味最佳。
3.4. 三氯蔗糖添加量对饮料感官品质的影响
Figure 4. Effect of amount of sucralose added on the quality of mango konjac solid drink
图4. 三氯蔗糖添加量对芒果魔芋固体饮料感官品质的影响
如图4所示，魔芋精粉与芒果果粉的比例为1:5，固定魔芋精粉和芒果果粉2.4 g，麦芽糊精0.8 g。在柠檬酸0.015 g，食盐0.02 g的条件下，改变三氯蔗糖的添加量0.03 g、0.035 g、0.04 g、0.045 g、0.05 g。三氯蔗糖甜度较高，添加过量会造成产品过甜或微微苦味，黏度也会增加，添加不足则不能赋予产品适宜的甜度。感官评分显示，三氯蔗糖添加量0.045 g为最佳。
3.5. 食盐添加量对饮料感官品质的影响
Figure 5. Effect of amount of salt added on the quality of mango konjac solid drink
图5. 食盐添加量对芒果魔芋固体饮料感官品质的影响
如图5所示，魔芋精粉与芒果果粉的比例为1:5，固定魔芋精粉和芒果果粉2.4 g，麦芽糊精0.8 g。在柠檬酸0.015 g，三氯蔗糖0.045 g的条件下，改变食盐的添加量0.01 g、0.015 g、0.02 g、0.025 g、0.03 g。根据感官评分结果，食盐添加量为0.02时感官评分最高。添加一定量的食盐有助提高甜味，可以在一定程度上丰富饮料口感，但食盐添加量超过0.02 g时，会有突出的咸味，口感不协调，感官品质会降低。
3.6. 正交试验
Table 2. Factor and level of orthogonal test
表2. 正交试验因素水平表
编号 |
基料比 |
麦芽糊精(g) |
柠檬酸(g) |
三氯蔗糖(g) |
食盐(g) |
1 |
1:6 |
0.4 |
0.01 |
0.035 |
0.01 |
2 |
1:5 |
0.6 |
0.015 |
0.04 |
0.015 |
3 |
1:4 |
0.8 |
0.02 |
0.045 |
0.02 |
4 |
1:3 |
1.0 |
0.025 |
0.05 |
0.025 |
在单因素实验基础上进行L16 (45)正交试验，其因素与水平如表2所示，正交试验如表3所示。
正交试验结果如表3所示，由极差R可知五个因素对芒果魔芋固体饮料的影响程度为基料比(A) > 柠檬酸(C) > 三氯蔗糖(D)麦芽糊精(B) = 食盐(E)。由试验结果可得最佳组合为A2B3C2D3E3，对最优组合进行验证试验，综合感官评分为86.4，结果大于综合评分最高的试验3 (86.2)，从气味、口感、色泽、组织状态各方面均为最佳，正交试验结果比较可靠。综上得出A2B3C2D3E3组合为最优组合，即基料比1:5，麦芽糊精0.8 g，柠檬酸0.015 g，三氯蔗糖0.045 g，食盐0.02 g。
Table 3. Results of orthographic experiment
表3. 正交试验结果
序号 |
因素 |
A |
B |
C |
D |
E |
综合评分 |
基料比 |
麦芽糊精 |
柠檬酸 |
三氯蔗糖 |
食盐 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
84 |
2 |
1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
85.8 |
3 |
1 |
3 |
3 |
3 |
3 |
86.2 |
4 |
1 |
4 |
4 |
4 |
4 |
84.2 |
5 |
2 |
1 |
2 |
3 |
4 |
86 |
6 |
2 |
2 |
1 |
4 |
3 |
85.6 |
7 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
84.8 |
8 |
2 |
4 |
3 |
2 |
1 |
85 |
9 |
3 |
1 |
3 |
4 |
2 |
84.2 |
10 |
3 |
2 |
1 |
3 |
1 |
84.8 |
11 |
3 |
3 |
4 |
2 |
4 |
85 |
12 |
3 |
4 |
2 |
1 |
3 |
85 |
13 |
4 |
1 |
4 |
2 |
3 |
83.4 |
14 |
4 |
2 |
3 |
1 |
4 |
83.4 |
15 |
4 |
3 |
2 |
4 |
1 |
84 |
16 |
4 |
4 |
1 |
3 |
2 |
84.2 |
K1 |
340.2 |
337.6 |
338 |
337.2 |
337.8 |
|
K2 |
341.4 |
339.6 |
340.8 |
339.2 |
339 |
|
K3 |
339 |
340 |
338.8 |
341.2 |
340.2 |
|
K4 |
335 |
338.4 |
337.4 |
338 |
338.6 |
|
k1 |
85.05 |
84.4 |
84.5 |
84.3 |
84.45 |
|
k2 |
85.35 |
84.9 |
85.2 |
84.8 |
84.75 |
|
k3 |
84.75 |
85 |
84.7 |
85.3 |
85.05 |
|
k4 |
83.75 |
84.6 |
84.35 |
84.5 |
84.65 |
|
R |
6.4 |
2.4 |
3.8 |
4 |
2.4 |
|
4. 结论
本文通过单因素试验和正交试验对芒果魔芋固体饮料的配方进行研究，经混料、调配、灭菌等工艺制作芒果魔芋固体饮料，以感官品质为评价指标，确定了芒果魔芋固体饮料最佳配方为魔芋精粉、芒果果粉的添加比例1:5，麦芽糊精0.8 g，柠檬酸0.015 g，三氯蔗糖0.045 g，食盐0.02 g。该产品具有浓郁芒果香气，呈淡黄色，色泽悦目适宜，口感协调，酸甜适度，富含膳食纤维，即冲即饮，携带方便，市场发展前景良好，为有效延长魔芋产业链，提高魔芋产品附加值提供了技术支撑。
基金项目
商洛市科技计划项目(2022-Z-0001)；商洛学院秦创原创新创业孵化能力提升项目(22KYZX09)；丹凤县凯农魔芋精粉有限公司专项科研基金项目(2018HXKY013)；陕西李氏凯农生物科技有限公司专项科研基金项目(21HKY127)。
NOTES
*通讯作者。