全 文 ：食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
108 2011 Vol. 37 No. 2 (Total 278)
薏米荞麦复合饮料的研制*
石启龙，赵亚，杨晓丽，王锡海，郑亚琴
(山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东 淄博，255049)
摘 要 以料水比、温度、加酶量为试验因素，以 DE 值为试验指标，确定了薏米水解的工艺参数;以料水比、温
度、时间为试验因素，以可溶性固形物含量为试验指标，确定了荞麦浸提的工艺参数;以薏米汁、荞麦汁、果葡糖
浆、柠檬酸、水为试验因素，以感官质量评价为试验指标，通过混料设计确定了饮料最佳配方;以瓜尔豆胶、黄原
胶、海藻酸钠和单甘酯为试验因素，以饮料黏度、离心分离率、静置分层率为试验指标，采用正交试验确定了谷物
饮料的最适稳定剂组成及其质量分数。结果表明:薏米水解工艺为，料水比(g∶ mL)1 ∶ 10、温度 50 ℃、加酶量
0. 006 g /g;荞麦浸提工艺为，料水比(g∶ mL)1∶ 10、温度 80 ℃、时间 60 min;复合饮料配方为，薏米汁 30%、荞麦汁
5%、果葡糖浆 5%、水 60%;谷物饮料最适稳定剂组成及其质量分数为，瓜尔豆胶 0. 06%、黄原胶 0. 05%、海藻酸
钠 0. 06%、单甘酯 0. 30%。
关键词 薏米，荞麦，复合饮料，混料设计，稳定剂
复合型谷物饮料的开发是未来饮料发展的趋势
之一，是解决现代快节奏生活中城市居民膳食营养失
衡的途径之一。目前，市场上出现的谷物饮料都不是
单一的纯谷物饮料，均添加牛奶或者花生、芝麻等辅
料。
薏米(Semen coicis)为禾本科植物薏苡的种仁，富
含蛋白质、脂肪、淀粉、维生素、矿物质等营养成分，且
还含有薏苡素、薏苡酯和 β、γ-2 种甾醇类等活性成
分，具有降血压、降血糖、抑制癌细胞增殖、增强免疫
力、消炎、镇痛及解热等生理功能［1 － 2］。荞麦(Fago-
pyrum esculentum)是蓼科荞麦属的植物，富含蛋白质、
脂肪、淀粉、纤维素、VE 等营养成分，而且含有黄酮类
物质、硒等活性成分，因此具有降血脂、降血糖、降胆
固醇、软化血管、抗菌、消炎、排毒等生理功能［3 － 4］。
本文以薏米、荞麦为原料，研究饮料加工的工艺
参数，得到风味独特、色泽诱人、营养价值高、稳定性
良好的复合饮料。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
薏米、荞麦，市售。
果葡糖浆、柠檬酸、黄原胶、明胶、羧甲基纤维素
钠(CMC-Na)、海藻酸钠、瓜尔豆胶、卡拉胶、单甘酯
等，均符合有关食品卫生和食品添加剂标准。
CuSO4·5H2O，亚铁氰化钾，葡萄糖，浓盐酸，酒
石酸钾钠，氢氧化钠，乙酸锌，冰乙酸，碳酸氢钠 AR;
α-淀粉酶，次甲基蓝，碘液等。
1. 2 仪器与设备
JZ 7122 粉碎机，上海嘉定粮油仪器有限公司;
PYX-DHS-50X 隔水式电热恒温培养箱，上海跃进医
疗器械厂;NDJ-8S数字粘度计，上海精密科学仪器有
限公司;AUY220 分析天平，日本岛津;JJ200 精密电
子天平，常熟测试仪器厂;SHB-B95 循环水式多用真
空泵，郑州长城科工贸有限公司;101-2B 电热鼓风干
燥箱，天津市泰斯特仪器有限公司;TDL-40B 台式离
心机，上海安亭科学仪器厂;YXD60 远红外食品烤
箱，淄博鲁鹰炊事机械总厂;WYT-4 手持式折光仪，
成都泰华光学有限公司;TM80-2A 胶体磨，温州胶体
磨厂;SRH60-70 均质机，上海申鹿均质机有限公司;
常用化玻器皿等。
1. 3 工艺流程
薏米→清洗、除杂→浸泡→沥干→焙烤→粉碎→调浆→酶解→均质→过滤→薏米原汁→
荞麦→清洗、除杂→浸泡→沥干→蒸煮→烘干→焙烤→粉碎→浸提→均质→荞麦原汁
果葡糖浆、稳定剂、
}
乳化剂
→均质→灌装→灭菌→成品
第一作者:博士，副教授。
* 山东省高校科技计划项目(J09LC75)
收稿日期:2010 － 09 － 25，改回日期:2010 － 12 － 02
1. 4 试验方法
1. 4. 1 薏米的取汁工艺
以温度、料水比、α-淀粉酶添加量为试验因素，以
DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.2011.02.037
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DE值为试验指标，采用 L9(3
4)正交表安排试验，因
素水平如表 1 所示。试验平行 3 次，结果取平均值。
表 1 薏米取汁工艺正交试验因素水平
水平
因素
(A)温度 /℃ (B)料水比 (C)酶添加量 /(g·g － 1)薏米粉
1 50 1∶ 10 0. 002
2 60 1∶ 15 0. 006
3 70 1∶ 20 0. 010
1. 4. 2 荞麦的取汁工艺
以温度、料水比、浸提时间为试验因素，以可溶性
固形物(SS)含量为试验指标，选用 L9(3
4)正交表安
排试验，因素水平如表 2 所示。试验平行 3 次，结果
取平均值。
表 2 荞麦取汁工艺正交试验因素水平
水平
因素
(A)温度 /℃ (B)料水比 (C)时间 /min
1 60 1∶ 10 30
2 70 1∶ 15 60
3 80 1∶ 20 90
1. 4. 3 薏米荞麦汁复合饮料配方
采用混料设计［5］。饮料配方中包括薏米汁
(Z1)、荞麦汁(Z2)、果葡糖浆(Z3)、柠檬酸(Z4)、水
(Z5)等 5 种成分，选取单纯形格子﹛ 5，2 ﹜设计安排
试验，根据专业知识和品质要求确定这 5 种成分的百
分比的最小值 α i 分别为:
α1 = 0. 10;α2 = 0. 05;α3 = 0. 00;α4 = 0. 00;
α5 = 0. 349。
编码值 Xi 与实际成分 Zi 的转换公式为:
Zi － αi = 1 －∑
p
i = 1
α( )i Xi (1)
混料试验各组分编码值见表 3。
表 3 ﹛ 5，2 ﹜单纯形格子设计成分取值编码
编码
成分
Z1 Z2 Z3 Z4 Z5
1 0. 601 0. 551 0. 501 0. 501 0. 85
1 /2 0. 350 5 0. 300 5 0. 250 5 0. 250 5 0. 599 5
0 0. 10 0. 05 0 0 0. 349
1. 4. 4 饮料稳定性试验
根据谷物饮料稳定剂单因素试验筛选(结果
略) ，选取瓜尔豆胶、黄原胶、海藻酸钠、单甘酯为试
验因素，以饮料静置分层率低、离心分离率高、黏度为
试验指标，采用 L9(3
4)正交表安排试验，因素水平如
表 4 所示。试验平行 3 次，结果取平均值。
表 4 饮料稳定性正交试验因素水平
水平
因素
A
瓜尔豆胶 /%
B
黄原胶 /%
C
海藻酸钠 /%
D
单甘酯 /%
1 0. 04 0. 03 0. 04 0. 10
2 0. 06 0. 05 0. 06 0. 20
3 0. 08 0. 07 0. 08 0. 30
1. 5 测定指标及方法
1. 5. 1 感官品质评分标准
采用 10 人小组感官评价法。评分标准见表 5。
表 5 感官评分标准
项目 颜色(10 分) 组织状态(10 分) 气味(20 分) 口感(15 分) 滋味(30 分) 酸甜度(15 分)
1
浅红棕色或接近茶
色，不透明(7 ～ 10)
固体物质含量适量，
透明度较低(7 ～ 10)
清香怡人，无明显小
苏打气味(碱味)和酶
的特殊气味，糖浆味
适中(15 ～ 20)
细腻、软滑(11 ～
15)
谷香醇厚，有明显的
薏米和荞麦香味，味
道协调(22 ～ 30)
酸味和甜味均比较合
适(11 ～ 15)
2
黄绿色，偏近薏米汁
颜色，不透明(5 ～ 7)
固体含量较合适，透
明度低(5 ～ 7)
气味一般，既无谷物
清香也无不良气味，
果葡糖浆味突出，无
明显酸味(10 ～ 15)
较细腻(7 ～ 11) 味道不协调，单独一
种薏米或荞麦的味道
特别突出 (14 ～ 22)
酸味较低，甜味过大
(7 ～ 11)
3
深红棕色，偏荞麦汁
颜色，透明度极差(3
～ 5)
固体含量太少，透明
度较高。(3 ～ 5)
有些许碱味或酸味，
但无酶的不良气味
(5 ～ 10)
有颗粒感(3 ～ 7) 谷香较淡、无明显的
薏米和荞麦的香气，
味道平庸(7 ～ 14)
酸味、甜味均比较小
(3 ～ 7)
4
浅黄绿色，透明度较
高(0 ～ 3)
固体含量太多，透明
度很低(0 ～ 3)
碱味很重或有酶的不
良特殊气味，或酸味
较重(0 ～ 5)
涩口(0 ～ 3) 平庸，几乎无任何香
气(0 ～ 7)
酸度过大(0 ～ 3)
1. 5. 2 可溶性固形物
采用折光仪测定。
1. 5. 3 DE值
薏米浆水解后，加热煮沸 10 min，使酶失活，冷却
至室温，再分别加入 5 mL乙酸锌溶液和 5 mL质量分
数为 10. 6%的亚铁氰化钾溶液作为沉淀剂，搅拌混
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匀，并加水定容至 250 mL，静置 30 min 后，用真空抽
滤机过滤得薏米汁清液，根据文献［6］食品中还原糖
含量的测定方法，测定薏米汁的还原糖含量，采用折
光仪测定薏米汁的可溶性固形物含量，薏米汁 DE 值
计算公式:
DE /% = 还原糖含量
可溶性固形物含量
× 100 (2)
1. 5. 4 黏度
采用 NDJ － 8S 数字显示黏度计测定，试验平行
测定 3 次，结果取平均值。
1. 5. 5 静置分层率
样品置于 37 ℃恒温培养箱中，放置 24 h 后，测
定析出水层的高度(Lw)和样品总高度(Ls) ，静置分
层率 /% =
Lw
Ls
× 100。其值越大说明产品稳定性越
差［7］。
1. 5. 6 离心分离率
样品于 4 000 r /min 离心 10 min，然后取出溶液
测出上层溶液体积，离心分离率 /% =(上层溶液体
积 /总体积)× 100。上层溶液越多，说明离心出来的
沉淀物越少，溶液越稳定［8］。
1. 6 统计分析
采用 SPSS 13. 0 和 MS EXCEL 软件进行数据统
计分析［9］。
2 结果与分析
2. 1 薏米的取汁工艺
薏米酶解工艺正交试验结果见表 6。
表 6 薏米取汁工艺正交试验结果
实验号 A B C DE值 /%
1 1 1 1 10. 16
2 1 2 2 10. 03
3 1 3 3 8. 71
4 2 1 3 10. 97
5 2 2 1 9. 20
6 2 3 2 8. 34
7 3 1 2 10. 27
8 3 2 3 9. 36
9 3 3 1 7. 65
k1 9. 633 10. 447 9. 287
k2 9. 483 9. 530 9. 530
k3 9. 093 8. 233 9. 393
R 0. 540 2. 214 0. 243
由表6可知，影响薏米汁DE值的主次顺序依次
为 B、A、C。薏米水解工艺的最佳组合为 A1B1C2，即
酶解温度 50℃，料水比 1∶ 10，酶添加量 0. 006 g /g 薏
米粉。
2. 2 荞麦的取汁工艺
荞麦取汁正交试验结果见表 7。
表 7 荞麦取汁工艺正交试验结果
实验号 A B C SS /%
1 1 1 1 1. 99
2 1 2 2 1. 83
3 1 3 3 1. 74
4 2 1 3 2. 11
5 2 2 1 1. 80
6 2 3 2 1. 63
7 3 1 2 2. 25
8 3 2 3 2. 01
9 3 3 1 1. 79
k1 1. 853 2. 117 1. 877
k2 1. 847 1. 880 1. 910
k3 2. 017 1. 720 1. 930
R 0. 170 0. 397 0. 053
由表 7 可知，影响荞麦汁 SS 的主次顺序依次为
B、A、C。综合考虑，得到荞麦浸提工艺的最佳组合为
A3B1C2，即浸提温度 80 ℃，料水比(g∶ mL)1∶ 10，浸提
时间 60 min。
2. 3 饮料配方的确定
混料设计试验中，指标值 yi(即感官评分)与各
成分比例密切相关，根据感官评价结果，依据公式
(3)计算 yi 关于编码值 X i 的函数式:
E(^y)= ∑
5
i = 1
βiXi +∑
5
i = 1
βijXiXj (3)
混料试验安排及结果如表 8 所示。
感官评分 yi 关于编码值 X i 的函数式如下所示:
E(^y)61X1 + 40X2 + 45X3 + 11X4 + 61X5 + 34X1X2
+ 16X1X3 － 44X1X4 + 16X1X5 + 70X2X3 － 46X2X4 －
22X2X5 － 36X3X4 + 38X3X5 － 60X4X5
对以上方程进行线性规划求解，得 yi 的最大值
为 65. 146，相应的编码值为 X1 = 0. 1，X2 = 0. 05，X3 =
0，X4 = 0，X5 = 0. 349。根据编码值，由公式(1)计算
可得实际各成分百分比，即:薏米汁 30%、荞麦汁
5%、果葡糖浆 5%、柠檬酸 0、水 60%。
2. 4 饮料稳定性试验
薏米荞麦复合饮料稳定性试验结果见表 9，方差
分析结果见表 10 ～表 12。
生产与科研经验
2011年第 37卷第 2期(总第 278期) 111
表 8 混料试验方案及结果
试验号 X1 X2 X3 X4 X5 感官评分
1 1 0 0 0 0 61
2 0 1 0 0 0 40
3 0 0 1 0 0 45
4 0 0 0 1 0 11
5 0 0 0 0 1 61
6 1 /2 1 /2 0 0 0 59
7 1 /2 0 1 /2 0 0 57
8 1 /2 0 0 1 /2 0 25
9 1 /2 0 0 0 1 /2 65
10 0 1 /2 1 /2 0 0 60
11 0 1 /2 0 1 /2 0 14
12 0 1 /2 0 0 1 /2 45
13 0 0 1 /2 1 /2 0 19
14 0 0 1 /2 0 1 /2 60
15 0 0 0 1 /2 1 /2 21
表 9 饮料稳定性正交试验结果
试验号 A B C D
静置分层
率 /%
黏度 × 103
/(Pa·s)
离心分离
率 /%
1 1 1 1 1 41. 2 14. 7 91. 84
2 1 2 2 2 0 50. 2 93. 83
3 1 3 3 3 0 85. 2 92. 71
4 2 1 2 3 5. 0 64. 2 94. 20
5 2 2 3 1 0 67. 2 96. 57
6 2 3 1 2 0 88. 3 95. 47
7 3 1 3 2 0 56. 5 94. 57
8 3 2 1 3 0 94. 2 94. 60
9 3 3 2 1 0 61. 7 93. 95
表 10 饮料稳定性正交试验方差分析(黏度)
来源 Ⅲ型平方和 df 均方 F值 Sig.
修正模型 0. 009 8 0. 001 4. 251 0. 022
截距 0. 075 1 0. 075 275. 999 0. 000
瓜尔豆胶 0. 002 2 0. 001 3. 579 0. 072
黄原胶 0. 004 2 0. 002 6. 647 0. 017
海藻酸钠 0. 000 2 0. 000 0. 676 0. 533
单甘酯 0. 003 2 0. 002 6. 102 0. 021
误差 0. 002 9 0. 000
修正总数 0. 012 17
表 11 饮料稳定性正交试验方差分析(离心分离率)
来源 Ⅲ型平方和 df 均方 F值 Sig.
修正模型 31. 009 8 3. 876 0. 614 0. 748
截距 15 9701. 029 115 9701. 029 25 316. 084 0. 000
瓜尔豆胶 20. 860 2 10. 430 1. 653 0. 245
黄原胶 6. 621 2 3. 310 0. 525 0. 609
海藻酸钠 1. 606 2 0. 803 0. 127 0. 882
单甘酯 1. 922 2 0. 961 0. 152 0. 861
误差 56. 775 9 6. 308
修正总数 87. 783 17
表 12 饮料稳定性正交试验方差分析(静置分层率)
来源 Ⅲ型平方和 df 均方 F值 Sig.
修正模型 2 970. 560 8 371. 320 20. 190 0. 000
截距 474. 320 1 474. 320 25. 791 0. 001
瓜尔豆胶 673. 973 2 336. 987 18. 323 0. 001
黄原胶 948. 640 2 474. 320 25. 791 0. 000
海藻酸钠 673. 973 2 336. 987 18. 323 0. 001
单甘酯 673. 973 2 336. 987 18. 323 0. 001
误差 165. 520 9 18. 391
修正总数 3136. 080 17
由表 10 ～表 12 可以看出，黄原胶和单甘酯对饮
料黏度影响显著(P ＜ 0. 05) ，而瓜尔豆胶和海藻酸钠
对谷物饮料黏度影响不显著(P ＞ 0. 05) ;瓜尔豆胶、
黄原胶、海藻酸钠、单甘酯对谷物饮料离心分离率均
无显著影响(P ＞ 0. 05) ;但 4 种物质对饮料静置分层
率均有显著影响(P ＜ 0. 05)。通过 Duncan 多重比较
(表略)并综合考虑得到谷物饮料稳定性较高的试剂
组合为:A2B2C2D3，即瓜尔豆胶 0. 06%、黄原胶
0. 05%、海藻酸钠 0. 06%、单甘酯 0. 30%。
3 结论
(1)薏米取汁工艺为:温度 50 ℃，料水比(g ∶
mL)1∶ 10，α-淀粉酶的添加量 0. 006 g /g 薏米粉;荞麦
取汁工艺为:温度 80 ℃，料水比(g ∶ mL)1 ∶ 10，时间
60 min。
(2)薏米荞麦复合饮料最佳配方为:薏米汁
30%，荞麦汁 5%，果葡糖浆 5%，水 60%。
(3)薏米荞麦复合饮料稳定剂组成及质量分数
为:瓜尔豆胶 0. 06%，黄原胶 0. 05%，海藻酸钠
0. 06%，单甘酯 0. 30%。
参 考 文 献
［1］ 李素芬，贾庄德．薏米乳酸菌发酵饮料的研究［J］．饮料
工业，2007，10 (7) :28 － 30．
［2］ 赵晓红．薏米的营养、医用价值及制作饮料的发展前景
［J］．山西食品工业，2002(3) :35 － 36．
［3］ 张强，李艳琴．苦荞功能成分及其开发利用［J］．山西师
范大学学报，2009，23 (4) :85 － 89．
［4］ 田秀红，任涛．苦荞麦的营养保健作用与开发利用［J］．
中国食物与营养，2007，(10) :44 － 46．
［5］ 刘魁英．食品研究与数据分析［M］． 3 版． 北京:中国轻
工业出版社，2009:181 － 188．
［6］ GB /T 5009． 7 － 2003．食品中还原糖的测定［S］．
［7］ 陈丽平．香蕉饮料的研制及其稳定性的研究［D］．无锡:
江南大学，2005:27．
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
112 2011 Vol. 37 No. 2 (Total 278)
［8］ 陈巧云，熊华，李亮，等．果蔬饮料的稳定性研究［J］．食
品科学，2008，29(10) :63 － 66．
［9］ 王颉．试验设计与 SPSS 应用［M］．北京:化学工业出版
社，2007:171 － 181．
Research on Coix Seed and Buckwheat Mixed Beverage
Shi Qi-long，Zhao Ya，Yang Xiao-li，Wang Xi-hai，Zheng Ya-qin
(School of Agricultural Engineering and Food Science，Shandong University of Technology，Zibo 255049，China)
ABSTRACT The ratio of raw material to water，the temperature and the proportion of enzyme in coix seed hydroly-
sis were determined according to the values of DE． The ratio of raw material to water，the temperature and the time
duration in buckwheat extracts were determined according to the soluble solid contents． With coix seed juice，buck-
wheat juice，high fructose syrup ，citric acid，and water as experimental factors，with sensory quality evaluation as in-
dex，the best formula of the mixed juice was determined by mixture design． With guar gum，xanthan gum，sodium al-
ginate and monoglyceride as experimental factors，with viscosity，centrifugal separation percentage，and standing lay-
ered percentage as indexes，the optimum compound stabilizers were also determined through orthogonal experiment．
The results showed that the optimal parameters of hydrolysis of coix seed were:the ratio of raw material to water 1∶ 10，
temperature 500°C and the proportion of enzyme of 0． 06g /10g． The optimal parameters of extraction of buckwheat
were:the ratio of raw material to water 1 ∶ 10，800°C for 60min． The best formula of the compound juice was coix
seed juice 30%，buckwheat juice 5%，high fructose syrup 5%，and water 60% ． Guar gum，xanthan gum and sodi-
um alginate were compound stabilizer with monoglyceride as emulsifier at the concentration of 0． 06%，0． 05%，
0. 06%，0． 30%，respectively．
Key words coix seed，buckwheat，compound juice，mixture design，stabilizer
市
场
动
态
杀菌锅的市场前景以及杀菌锅企业的发展方向
杀菌锅作为杀菌设备之一，在食品行业内有着举足轻重的作用。杀菌锅主要对食品、罐头、需要高温杀菌的蛋白饮
料等进行杀菌处理。杀菌锅由锅体、锅盖、开启装置、锁紧楔块、安全联锁装置、轨道、灭菌筐、蒸汽喷管及若干管口等组成。以
有一定的压力的蒸气为热源，具有受热面积大，热效率高、加热均匀、液料沸腾时间短、加热温度容易控制等特点。
随着我国食品工业的快速发展，食品安全受到了更多关注，同时也对杀菌设备提出了更多要求。杀菌锅设备行业相对于食
品行业来说，是一个新行业。近年来，世界技术发展迅速，新技术不断出现。但是国内杀菌锅行业基础薄弱，科研力量不足，发
展滞后。这给杀菌锅市场留下了巨大的发展空间。为缩小与世界先进水平的差距，为食品工业赶上世界先进水平，向着杀菌锅
强国发展，杀菌锅企业有着艰巨的任务。
未来杀菌锅企业的发展方向是吸收并追赶国际先进水平。首先，要不断提高生产效率。这样可降低产品的成本，满足交货
期。杀菌锅设备与前道工序有相关衔接，使整个生产线按生产及杀菌锅工作排列做到倒序启动、顺序停机。其次，产品不断更
新变化。杀菌锅要具有很高的柔性和灵活性，生产线允许在一定的尺寸范围内杀菌锅物大小可以变化。再次，能迅速排除设备
的常见故障。解决方案预先输入电脑，当设备出现常见的故障时可以自行诊断，亦可实行远程诊断并排除故障。最后，要具有
自动识别功能。不仅可以实现自动识别杀菌锅材料的厚度、硬度、反弹力等，通过电脑反馈到机械手调整动作幅度，保证不反
弹，还能让各种不同的产品，如形状各异的巧克力或点心等，装到同一盒中，其排列是有规律的。
杀菌锅是直接关系到人们生命安全的程序之一，所以有效完全的杀菌而且是无污染的是人们所关注的问题，在杀菌锅的技
术上和设备上还是要求极为严格的，所以在杀菌锅设备中还需要更为广泛的研究，相信在不久的将来杀菌锅设备将会出现更为
有效的技术。(来源:瀛商网)