葡萄皮可溶性膳食纖維飲料的研制

（河北科技師范學(xué)院食品科技學(xué)院，河北昌黎 066600）

隨著人們對膳食纖維了解的深入，它已被列為第七大營養(yǎng)素。膳食纖維（DF）分為水溶性膳食纖維（SDF）和水不溶性膳食纖維（IDF）。水溶性膳食纖維是一類在人體內(nèi)難以被酶解消化的高分子多糖，具有防止膽結(jié)石、排除體內(nèi)有害金屬離子、防止糖尿病、降低血清及膽固醇、防止高血壓和心臟病等作用[1]，是一類較理想的功能性食品原料。

葡萄皮渣中總膳食纖維（TDF）含量較高，占皮渣干質(zhì)量的75%，可溶性膳食纖維（SDF）含量占TDF的15%[2]。隨著葡萄酒產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了大量的葡萄皮渣。開發(fā)葡萄皮膳食纖維飲料，對于葡萄皮的綜合利用具有重要意義。本文以葡萄葡萄皮為原料，在酸性條件下水解提取葡萄皮中的膳食纖維，再加以科學(xué)調(diào)配，研制出一種葡萄皮膳食纖維飲料。

1 材料與方法

1.1 材料

葡萄皮：華夏葡萄釀酒有限公司提供；玫瑰花：市售；木糖醇、檸檬酸為食品級。

1.2 儀器與設(shè)備

VIS-723分光光度計：上海精密科學(xué)儀器有限公司分光儀器總廠；JA2003型電子天平：北京賽多利斯電子天平有限公司；HH-S恒溫水浴鍋：上海醫(yī)療器械五廠；pHS-3C型酸度計：蕭山市鑫龍醫(yī)療儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

葡萄皮→粉碎→酸水解提取→過濾→調(diào)配→殺菌→冷卻→灌裝→成品

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 原料處理

選用釀酒后分離的葡萄皮渣，分離除去果梗和葡萄籽，干燥粉碎過40目篩。

1.3.2.2 酸液水解

利用原果膠在高溫酸性條件下可發(fā)生水解而變成水溶性果膠的性質(zhì)，將葡萄粉末按1∶25的料液比加入水，用檸檬酸調(diào)整pH為2，加熱至70℃保溫水解2 h，使原果膠變?yōu)樗苄怨z溶于水中，趁熱用尼龍布（100目）過濾，得到水溶性果膠提取液。

1.3.2.3 飲料的調(diào)配

在葡萄皮浸提液中加入15%的玫瑰花浸提液、3%的西瓜汁、15%的木糖醇。

1.3.2.4 殺菌灌裝

將配好的飲料經(jīng)殺菌后冷卻成成品。

1.4 試驗設(shè)計

1.4.1 葡萄皮水溶性膳食纖維的提取

考慮到飲料生產(chǎn)的試際需要，采用檸檬酸水溶液對葡萄皮進(jìn)行浸提。分別對料液比、提取溫度、pH、提取時間進(jìn)行單因素試驗，在單因素試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交優(yōu)化試驗，以確定葡萄皮中SDF的最佳浸提條件。

1.4.2 產(chǎn)品配方的確定

為改善產(chǎn)品的香氣和口感，在原有葡萄皮提取液基礎(chǔ)上，以玫瑰花浸提液、西瓜汁、木糖醇添加量為因素，采用L9（34）正交表進(jìn)行試驗，以產(chǎn)品感官評分為指標(biāo)，確定產(chǎn)品的優(yōu)化配方。

1.4.3 測定方法

1.4.3.1 SDF提取率

稱取5.00 g葡萄皮，在一定條件下處理后過濾，濾液減壓濃縮至原體積的1/3后，加入4倍體積的95%乙醇沉淀，抽濾，沉淀用無水乙醇反復(fù)洗滌至中性，干燥得到產(chǎn)品，并測定SDF提取率[3]。

提取率=產(chǎn)品的質(zhì)量/試驗前樣品的質(zhì)量×100%

1..4.3.2 感官評定

分色澤、香氣和風(fēng)味三方面進(jìn)行打分，滿分為30分[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄皮中水溶性膳食纖維的提取

2.1.1 料液比對水溶性膳食纖維提取率的影響

稱取5 g粉碎過40目篩的葡萄皮粉末5份，按料液比 1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20、1 ∶25、1 ∶30（g/mL）加入 pH 為4檸檬酸溶液，在80℃的水浴中浸提2 h，過濾后測定水溶性膳食纖維的含量，計算提取率，見圖1。

圖1 料液比對水溶性膳食纖維提取率的影響Fig.1 Effect of Liquid-to-solid ratio on the extraction rate of SDF

由圖1所示，隨著料液比的增大，葡萄皮中SDF提取率也隨之增加，當(dāng)料液比達(dá)到1∶25（g/mL）時，提取率達(dá)到飽和，初步確定料液比為1∶25（g/mL）。

2.1.2 溫度對水溶性膳食纖維提取率的影響

稱取5 g粉碎過40目篩的葡萄皮粉末5份，按1∶25（g/mL）的料液比加入pH為4的檸檬酸液，分別在 60、70、80、90、100 ℃的水浴中浸提 2 h，過濾測定水溶性膳食纖維含量，計算提取率，見圖2。

由圖2可知，浸提溫度從6 0℃上升到80℃，葡萄皮SDF的提取率直線增長，80℃時達(dá)到最高點，隨著浸提溫度的繼續(xù)升高，SDF提取率稍有下降。這是由于果膠是一種高分子有機物，耐熱性較差，溫度過高會引起果膠結(jié)構(gòu)的破壞[5]，故確定最佳提取溫度為80℃。

圖2 溫度對水溶性膳食纖維提取率的影響Fig.2 Effect of temperature on the extraction rate of SDF

2.1.3 pH對水溶性膳食纖維提取率的影響

稱取5 g粉碎過40目篩的葡萄皮粉末5份，按1∶25（g/mL）的料液比，依次加入 pH 為 1、2、3、4、5 的檸檬酸溶液，在80℃水浴條件下浸提2 h，過濾后測定水溶性膳食纖維的含量，計算提取率，見圖3。

圖3 pH對水溶性膳食纖維提取率的影響Fig.3 Effect of pH on the extraction rate of SDF

由圖3可見，pH在1～3時，隨著pH的增加，SDF提取率也隨之增加，pH大于3以后，提取率直線下降。原因在于原果膠的水解受pH影響較大，pH過低，原果膠水解過快，并使果膠水解成果膠酸，使提取率下降；pH過高，原果膠水解程度減小，SDF提取率明顯下降[6]。初步確定浸提液pH為3。

2.1.4 提取時間對水溶性膳食纖維提取率的影響

稱取5 g粉碎過40目篩的葡萄皮粉末5份，按1∶25（g/mL）的料液比加入pH為3的檸檬酸溶液，在80 ℃水浴鍋中分別浸提 1、2、3、4、5 h，過濾后測定水溶性膳食纖維含量，計算提取率[7]，見圖4。

由圖4可見，提取時間在2 h時，SDF提取率最高，超過2 h以后隨著提取時間的延長，提取率呈下降趨勢。

2.1.5 正交優(yōu)化試驗

正交試驗結(jié)果與試驗分析，見表1。

圖4 時間對水溶性膳食纖維提取率的影響Fig.4 Effect of extraction time on the extraction rate of SDF

表1 正交試驗結(jié)果與試驗分析Table 1 Orthogonal test results and analysisa

由表1結(jié)果可得出，影響葡萄皮SDF提取率的因素大小為pH＞料液比＞提取時間＞提取溫度，即pH高低對浸提液SDF提取率影響最大，其次為料液比的影響，浸提時間和溫度影響較小。最佳組合為A2B1C1D2，即料液比為 1∶25（g/mL），溫度為 70℃，pH 為 2，時間2 h，可溶性膳食纖維提取率為12.52%。

2.2 產(chǎn)品配方的確定

由最佳條件下水解葡萄皮得到的葡萄皮提取液，顏色呈深紅色，酸度值大，并具有較重的發(fā)酵氣味，為此，以稀釋倍數(shù)、西瓜汁、玫瑰花浸提液、木糖醇添加量為因素[8-10]，采用正交試驗，對產(chǎn)品的風(fēng)味進(jìn)行調(diào)配，以感官評分為指標(biāo)，試驗結(jié)果見表2。

由表2極差分析可知，影響葡萄皮膳食纖維飲料配方的因素主次順序為：稀釋倍數(shù)＞木糖醇的添加量＞西瓜汁的添加量＞玫瑰花浸提液的添加量，飲料調(diào)配的最佳水平組合為A2B1C2D2，即葡萄皮浸提液稀釋2倍，西瓜汁添加量為3%，玫瑰花浸提液的添加量15%，木糖醇的添加量為15%，此配方產(chǎn)品風(fēng)味最佳。

表2 飲料配方正交試驗結(jié)果及分析Table 2 Results and analysis of orthogonal test on formula ofdrink

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

2.3.1 感官指標(biāo)

色澤呈紫紅色，有葡萄特有香味并伴隨有玫瑰花和西瓜汁的香氣，口味酸甜可口。

2.3.2 理化指標(biāo)

水溶性膳食纖維33 g/L；葡萄多酚3.35 g/L；可溶性固形物6.4%；有機酸0.86%。

2.3.3 微生物指標(biāo)

細(xì)菌總數(shù)＜100 cfu/mL；大腸菌群≤3 MPN/100 mL；致病菌：未檢出。

3 結(jié)論

1）用葡萄皮制備可溶性膳食纖維飲料，該飲料除了含有豐富的膳食纖維外，還含有花色素、葡萄多酚、多種維生素和多種無機鹽等營養(yǎng)成分。

2）通過單因素和正交試驗，得到了葡萄皮酸法提取葡萄皮中的水溶性膳食纖維的最佳條件。原料經(jīng)預(yù)處理后，以料液比1∶25（g/mL）加入pH為2的檸檬酸溶液中，在70℃水浴中提取2 h，使葡萄皮中水溶性膳食纖維的提取率達(dá)到12.52%。

3）葡萄皮高纖飲料的最佳配方為：葡萄皮浸提液稀釋2倍，加入3%的西瓜汁，15%的玫瑰花浸提液和15%的木糖醇，可得到色澤誘人透亮，香味獨特，口感酸甜的葡萄皮高纖飲料。

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