香蕉皮制备饮料的工艺优化及成分比较

张婷婷，苏永昌，李 凤，廖素兰

1.武夷学院茶与食品学院，武夷山,354300；2.福建省水产研究所，厦门,361013

香蕉是我国典型的热带经济作物之一，在我国广东、福建、云南、广西、贵州等地大量种植[1]。香蕉皮占香蕉果实的30%左右，如果得不到充分的开发利用，不仅造成资源浪费，还会污染环境[2-3]。研究发现，香蕉皮中不仅富含酚类、糖类、蛋白质和有机酸等活性物质，还含有丰富的维生素和微量元素[4-5]。王立娟等优化了香蕉皮多糖的最优提取条件，测得香蕉皮粗多糖的得率为4.25%[6]；陈军等分别用碱法和酶法从香蕉皮中提取出膳食纤维[7]；鲍金勇采用盐析的沉淀方法制备了香蕉皮果胶[8]。同时，香蕉皮多酚还具有抗氧化[9]、抗真菌[10]和降血脂[11]的作用。目前，对香蕉皮的开发利用还处于初级阶段，主要作为饲料添加剂和肥料，而高附加值产品的开发和应用还较少[12]。本研究以香蕉皮为原料，在制备香蕉皮饮品工艺[13]的基础上,优化制备饮料的工艺配方，以获得具有更高营养价值、更天然健康且具有香蕉风味的香蕉皮饮料，为香蕉皮的开发利用提供新途径。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 实验材料

香蕉，产自福建宁德；CMC-Na、VC、食盐、果胶、瓜尔豆胶、黄原胶、甜菊糖苷均为国产食品级添加剂。

1.1.2 主要仪器与设备

MR1861型榨汁机(飞利浦家庭电器有限公司)、TH2-82型恒温振荡器(常州国华电器有限公司)、CPA223S型电子分析天平(赛多利斯科学仪器有限公司)、V-1100D型可见分光光度计(上海美普达仪器有限公司)、KDM型可调控温电热套(山东鄄城华鲁电热仪器有限公司)、WYA型阿贝折射仪(上海精密科学仪器有限公司)、RE52-99型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)。

1.2 实验方法

通过感官评定得出香蕉皮制备饮料的最佳工艺为：将香蕉皮打浆后以100目筛初滤，再离心取上层液，最后以料液比1∶1.5、白砂糖浓度7%、CMC-Na浓度0.07%、Vc 浓度 0.05%调配而成[13]。

本实验在此工艺基础上，针对以下问题进行优化：(1)解决香蕉皮原浆经过离心分离滤渣后营养成分被大量去除的问题；(2)甜味剂选用了甜菊糖苷代替白砂糖，解决了糖尿病和肥胖人群不宜食用、儿童不宜饮用较多的问题；(3)CMC-Na为化学合成类增稠剂，将改用天然提取物类。

1.2.1 工艺流程[13]

香蕉皮→预处理(清洗、除杂、护色、刮去最外层硬皮等)→打浆→过滤→除杂、护色→调配→饮料。

1.2.2 香蕉皮滤汁的优化

将打好浆的香蕉皮原液分别用1层、2层、3层、4层纱布以及原工艺参数的100目筛进行过滤，得到的香蕉皮滤汁根据感官评定方法进行评价[14]，评价标准如表1所示。

表1 滤汁的感官评定标准

1.2.3 甜味剂的优化

改用甜菊糖苷作为香蕉皮饮料的甜味剂，对其添加量进行优化。分别在香蕉皮滤液中添加0.023%、0.028%、0.035%、0.047%、0.07%甜菊糖苷，恒温搅拌溶解后，根据表2 进行感官评价。

表2 甜味剂的感官评定标准

1.2.4 增稠剂的优化

以瓜尔豆胶、果胶、黄原胶作为香蕉皮饮料的增稠剂，对其配方组合进行优化。在增稠剂浓度分别为0.1%、0.2%、0.3%的条件下，将瓜尔豆胶与果胶、瓜尔豆胶与黄原胶、果胶与黄原胶分别以质量比4∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶4比例混合均匀，恒温搅拌溶解后，根据表3进行感官评价，筛选最优配方。

表3 增稠剂的感官评定标准

1.2.5 营养成分测定

分别测定优化前后饮料的蛋白质[15]、总糖[16]、总酸[17]、粗纤维[18]、可溶性固形物[19]等主要营养成分，比较工艺优化前与优化后的香蕉皮饮品中营养成分的差异。

其中，果汁含量(%)=[香蕉皮重(g)﹣过滤残渣重(g)]/[水重(g)+滤液重(g)]；

优化后营养增加率(%)=[(优化后的营养含量-优化前的营养含量)/优化前的营养含量]×100%。

2 结果与分析

2.1 香蕉皮滤汁的优化

从图1数据可知，1层纱布过滤时评分最低，此时饮品颜色过黄，沉淀较多，有涩感；3层纱布和4层纱布的分数也都低于2层纱布，4层纱布的滤汁色泽过淡，香蕉味不明显，无悬浮物，3层纱布较4层纱布色泽香气评分略高；2层纱布过滤时，色泽呈鲜黄色，有淡淡的香蕉味，少量悬浮物，被大多数品评员接受，评分最高；采用2层纱布也比原工艺参数中的100目筛过滤得的滤液评分更高，内容物更丰富。

图1 不同过滤方式感官评定结果

2.2 甜味剂浓度的确定

将甜味剂由白砂糖替换为甜菊糖苷。甜菊糖苷是从甜叶菊的叶子中提取的一种糖苷，甜度是蔗糖的150～200倍，因其甜度高所以使用量可以大大降低，且甜菊糖苷食用后人体不吸收，不产生热能，故为糖尿病、肥胖病患者良好的天然甜味剂[20]。甜菊糖苷也是目前世界已发现并经我国卫计委、轻工业部批准使用的最接近蔗糖口味的天然低热值甜味剂[21]。因此，利用甜菊糖苷作为香蕉皮饮料甜味剂，不仅符合现代化生活中人们对健康食品的要求，同时适宜中老年人饮用。

从图2数据可知，甜菊糖苷浓度为0.023%时评分最低，饮料口感偏涩，无明显的甜味，品评员难以接受。当甜菊糖苷浓度为0.070%时，甜味剂的浓度过大，有明显异味，所以接受度也偏低。而甜菊糖苷浓度为0.035%时得分最高，口感好，有适宜甜味。且在相同评分标准的基础上，0.035%的甜菊糖苷评分82.30分，因此0.035%的甜菊糖苷为最适添加量。周金燕[22]曾研究了冰红茶饮料中添加甜菊糖苷取代蔗糖对冰红茶的感官性状的影响。结果表明，0.462 g·L-1的甜菊糖苷代替60 g·L-1的蔗糖的添加量不影响冰红茶的性状，还能降低67%的热量，且在感官喜好方面与市场上销售的冰红茶并无明显差异。

图2 甜味剂感官评定结果

2.3 增稠剂品种和浓度的确定

2.3.1 瓜尔豆胶与果胶复配

增稠剂混合复配使用时，增稠剂之间会产生一种黏度叠加效应，这种叠加可以是增效的，使体系的黏度大于各组分黏度之和，因此可降低增稠剂的总用量[23]。

由图3可知，当增稠剂浓度为0.3%时，分数普遍偏低，可见饮品中增稠剂浓度过高时，饮品风味较差；当浓度为0.1%时，清香的香蕉味，略带有黏稠度；当增稠剂浓度为0.2%，瓜尔豆胶：果胶为1∶4时评分最高，为89.4分。此时增稠度适中，质地均匀，颜色呈金黄色，淡淡的香蕉味，无异味。

图3 瓜尔豆胶与果胶复配的感官评定结果

2.3.2 瓜尔豆胶与黄原胶复配

黄原胶具有口感好，能够释放果汁风味的特点，同时还能控制果汁的渗透和流动[24]。由图4可知，当瓜尔豆胶和黄原胶浓度为0.3%时，分数普遍偏低，口感滋味较差；当浓度为0.2%，瓜尔豆胶：黄原胶为1∶2时效果较好，此时饮品黏稠度适中，口感鲜爽，不足的是色泽略差；当浓度为0.1%且瓜尔胶：黄原胶为1∶4时评分最高，为91.3分，增稠效果最佳，无沉淀，有少量悬浮物，无涩感，香蕉味适中，感官评定较佳。

图4 瓜尔豆胶与黄原胶复配的感官评定结果

2.3.3 黄原胶与果胶复配

从图5可知，当浓度为0.1%、0.3%时，黄原胶与果胶的最佳配比分别为1∶1和2∶1，较浓度为0.2%比例为1∶2时的分数低。浓度为0.2%比例为1∶2的评分是最高的，为93.2分。此时，黏稠度适中，少量悬浮物，无沉淀，香蕉味明显，色泽呈均匀的金黄色。

2.3.4 最佳增稠剂复配结果的确定

综合瓜尔豆胶与果胶、瓜尔豆胶与黄原胶、黄原胶与果胶复配组合在不同胶浓度、不同胶配比条件下对饮料的感官影响，最终选取黄原胶与果胶复配增稠剂。黄原胶与果胶以1∶2比例复配，添加量为0.2%时，感官评分最高，达到93.2分。黄原胶与果胶均属于天然提取类增稠剂，不仅具有较好的亲水性和增稠作用，而且具有一定的乳化和稳定的作用，在食品饮料中受到广泛的应用[25]。

2.4 营养成分的测定比较

对优化前后的香蕉皮饮品进行营养成分的测定比较，结果如表4所示：优化后饮品中的蛋白质、纤维素、果汁含量和可溶性固形物含量均有上升，其中果汁含量增加了3倍，可溶性固形物和纤维素含量也有显著上升，蛋白质含量略有上升，极大地提高了香蕉皮饮品的营养价值。总酸含量无显著变化，但总糖含量有显著下降，降了83.5%，这是由于优化后配方中的甜味剂选用了甜菊糖苷代替白砂糖的缘故。总糖含量的显著下降，使此款饮料对于肥胖、糖尿糖等不适宜摄入高糖的人群亦可饮用，老少皆宜，适宜人群更为广泛。

表4 工艺优化前后饮品中营养成分的比较

3 讨 论

本实验以香蕉皮为主要原料，在香蕉皮制备饮料工艺初探的基础上进一步优化，通过感官评定和营养成分的测定比较，获得香蕉皮饮料的最佳制备工艺：将香蕉皮以料液比 1∶1.5进行打浆，用2层纱布过滤，添加的甜菊糖苷浓度为0.035%、VC浓度0.05%、黄原胶与果胶(1:2复配)总浓度为0.2%。本优化实验对提升香蕉皮饮品的品质有以下三个创新点：

(1)提高营养价值。将香蕉皮汁的过滤方式由离心改为两层纱布过滤，经过对优化前后饮品中营养成分的测定比较，可知优化后的饮品中保留了更多的营养成分。实验还结合感官评定，确定了最佳的过滤方式。

(2)提高安全性。将化学合成类增稠剂CMC-Na替换为天然提取且安全性更高的增稠剂，黄原胶与果胶。由于CMC-Na是一种化学合成类增稠剂，添加在饮料中，若饮用过多易导致CMC-Na在体内的积累量超过人体代谢能力，可能会对人体产生一定危害，因此将其替换为天然提取类且安全性更高的黄原胶与果胶，提高安全性。

(3)拓宽饮用群体。将白砂糖替换为甜菊糖苷。白砂糖属于双糖，能量较高，糖尿病及肥胖等人群不宜食用，儿童若食用过多也易引起龋齿。甜菊糖苷的能量仅为蔗糖的1/250[22]，对肥胖病、糖尿病、高血压病、心脏病、龋齿等还有一定的辅助治疗作用[26]。从90年代起就有学者建议将甜菊糖苷用在饮料中，尤其是软饮料[27]，甜味剂的优化，使这款饮品老少皆宜，适宜人群更为广泛。

香蕉皮饮料中含有果胶、纤维素、低聚糖、维生素和微量元素，不仅是一类具有天然香蕉风味的营养饮料，也是一类具有一定功能活性的保健饮品，具有较好的推广和应用价值[28]。然而，香蕉皮饮品若要走进市场，还需要进一步探索，如进一步研发出不同的风味系列，这也是今后继续改进的方向。