沙棘、雪菊保健飲料的加工工藝研究

李芳，孫來(lái)華，李春香，陳士利，卞生珍，孔令明

（1.新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊830021；2.新疆西域金鋤生物工程有限公司，新疆烏魯木齊830001；3.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊830052）

沙棘、雪菊保健飲料的加工工藝研究

李芳1，孫來(lái)華1，李春香1，陳士利2，卞生珍1，孔令明3，*

（1.新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊830021；2.新疆西域金鋤生物工程有限公司，新疆烏魯木齊830001；3.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊830052）

以沙棘、昆侖雪菊為主要原料，研究了沙棘、雪菊保健飲料的制作工藝，并著重研究了復(fù)合酶解榨汁技術(shù)的工藝條件、雙頻超聲波輔助浸提技術(shù)的工藝條件和飲料的調(diào)配配方，確定了飲料最佳的工藝參數(shù)。最佳的復(fù)合酶解榨汁工藝條件為：pH3.0、復(fù)合酶制劑添加量0.6%、酶解溫度50℃、酶解時(shí)間2.5 h；最佳的雙頻超聲浸提工藝條件為：超聲復(fù)合頻率為20 kHz/50 kHz，聲強(qiáng)為0.7 W/cm2，超聲浸提溫度為55℃，浸提時(shí)間為1.5 h；最佳配方組合是：沙棘汁20%、雪菊浸提液30%、砂糖10.0%、檸檬酸0.3%。制得的產(chǎn)品風(fēng)味獨(dú)特，營(yíng)養(yǎng)豐富。

沙棘；昆侖雪菊；飲料；復(fù)合酶解；雙頻超聲

沙棘又名醋柳、黃酸刺、酸刺等，維吾爾語(yǔ)“阿戚艾”，是胡頹子科沙棘屬的多年生落葉灌木或小喬木，被稱(chēng)為世界第三代水果。沙棘含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，其中VC、VE含量居一切果蔬之首，被稱(chēng)為“維生素寶庫(kù)”。沙棘具有很高的醫(yī)藥價(jià)值，有活血降壓、防治癌癥、抗病毒等多種功效，被廣泛用于醫(yī)藥、食品、化妝品等領(lǐng)域，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值，其研究和開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越受到了國(guó)內(nèi)外的關(guān)注［1-3］。新疆沙棘資源豐富，沙棘總產(chǎn)量占全國(guó)的一半以上，沙棘產(chǎn)業(yè)已成為新疆重要的特色、優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)之一。

新疆昆侖雪菊又稱(chēng)“血菊”，維吾爾語(yǔ)為“古麗恰爾”，是目前唯一與雪蓮齊名稀有高寒野生植物，其具有獨(dú)特的功效。昆侖雪菊富含有黃酮類(lèi)、皂甙類(lèi)等多種活性成分，具有調(diào)節(jié)“三高”、調(diào)節(jié)免疫力等多種功效［4-5］。但長(zhǎng)期以來(lái)雪菊主要作為一種保健菊花茶飲品，缺乏深加工產(chǎn)品。

雪菊中含有黃酮類(lèi)、皂甙類(lèi)等多種活性成分，選用通常的浸泡提取，不但提取不充分，而且耗時(shí)耗能。國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，將超聲波應(yīng)用有效成分的提取中，可以提高提取率，縮短生產(chǎn)周期，從而降低生產(chǎn)成本。然而，目前超聲波提取都是采用單一頻率的超聲模式，對(duì)于復(fù)雜的多組分物質(zhì)，單頻超聲因其聲場(chǎng)不夠均勻，易產(chǎn)生駐波，較難取得理想的促進(jìn)效果。開(kāi)發(fā)新型多頻超聲技術(shù)可以解決現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展瓶頸，加速提取進(jìn)程，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率［6］。有關(guān)雙頻超聲提取雪菊中天然有效成分的應(yīng)用研究尚未報(bào)道，因此其應(yīng)用前景非常廣闊，且對(duì)其它植物中天然產(chǎn)物的提取具有借鑒意義。

若能充分利用新疆特色林果資源，開(kāi)發(fā)新一代的集營(yíng)養(yǎng)、調(diào)味、保健功能為一體的沙棘、雪菊保健飲料將有著廣泛的市場(chǎng)前景，并將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。本文通過(guò)研究沙棘復(fù)合酶解榨汁技術(shù)、雙頻超聲浸提技術(shù)等技術(shù)，并對(duì)飲料配方進(jìn)行優(yōu)化，開(kāi)發(fā)沙棘、雪菊飲料產(chǎn)品，為沙棘、雪菊資源的深加工提供一定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和技術(shù)參考。

1材料與方法

1.1材料

沙棘果實(shí)：新疆青河產(chǎn)大果沙棘；雪菊：新疆昆侖雪菊，購(gòu)買(mǎi)于北園春干鮮果品交易市場(chǎng)，干燥粉碎后過(guò)篩備用；白砂糖、黃原膠（Xanthan Gum）、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、檸檬酸：均為食品級(jí)；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品：美國(guó)Sigma公司；硝酸鋁、亞硝酸鈉、氫氧化鈉：均為分析純，天津市化學(xué)試劑三廠(chǎng)。

1.2設(shè)備

NS1001L2K均質(zhì)機(jī)：意大利Niro Soavi SpA公司；GMSX-280高壓殺菌鍋：廣州康恒儀器設(shè)備有限公司；探頭式超聲波處理機(jī)：功率可調(diào)，昆山市超聲儀器有限公司；DELTA320型pH計(jì)：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.3方法

1.3.1工藝流程

1.3.2操作要點(diǎn)

1.3.2.1沙棘汁的制備

1）分選：挑選充分成熟的沙棘果實(shí)，去除病蟲(chóng)、霉變、腐爛果及樹(shù)葉、樹(shù)枝等雜質(zhì)。

2）清洗：用流動(dòng)水沖洗干凈上述經(jīng)過(guò)分選過(guò)的沙棘果。

3）破碎：用破碎機(jī)或打漿機(jī)破碎，并去除沙棘果的果皮及果核。

4）熱處理：加熱破碎后的沙棘果漿，熱處理溫度為65℃，時(shí)間為15 min。

5）酶處理、榨汁：采用由果膠酶和纖維素酶組成的復(fù)合酶制劑（果膠酶與纖維素酶按照質(zhì)量比2∶1組成）對(duì)沙棘果漿進(jìn)行復(fù)合酶解處理。將沙棘果漿置于酶解罐中，調(diào)節(jié)溫度和pH，添加復(fù)合酶制劑進(jìn)行酶解反應(yīng)，經(jīng)酶解后的沙棘果漿采用榨汁機(jī)使果肉中的汁液完全分離出來(lái)。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以沙棘汁的出汁率為驗(yàn)證指標(biāo)，采用四因素三水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)確定最佳的復(fù)合酶解條件。正交試驗(yàn)的因素和水平見(jiàn)表1。按下式計(jì)算沙棘汁的出汁率：

表1　復(fù)合酶解工藝優(yōu)化因素水平Table 1Factors and levels of composite enzymatic hydrolysis

6）過(guò)濾：用篩網(wǎng)孔徑大小為150目篩過(guò)濾除去細(xì)小的懸浮物質(zhì)獲得沙棘汁。

1.3.2.2雪菊浸提液的制備

取新疆昆侖雪菊加入25倍凈化水，采用雙頻超聲輔助浸提處理，經(jīng)過(guò)濾后得到雪菊浸提液。通過(guò)分別測(cè)定雪菊和雪菊浸提液中水溶性黃酮類(lèi)化合物含量［7］，以黃酮的提取率為考查指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)浸提工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，最終確定雙頻超聲輔助浸提的最優(yōu)條件。正交試驗(yàn)的因素和水平見(jiàn)表2。按下式計(jì)算昆侖雪菊中黃酮的提取率：

1.3.2.3沙棘、雪菊飲料的調(diào)配

將沙棘果汁、雪菊浸提液、砂糖和檸檬酸按比例混合均勻，各成分調(diào)配的比例會(huì)對(duì)飲料的風(fēng)味產(chǎn)生較大影響。故在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)確定沙棘、雪菊飲料的最佳配方。正交試驗(yàn)的因素和水平見(jiàn)表3。

表2　超聲輔助浸提工藝優(yōu)化因素水平Table 2Factors and levels of ultrasonic-assisted extraction

表3　飲料配方優(yōu)化因素水平Table 3Factors and levels of beverage formula optimization

1.3.3均質(zhì)、脫氣、灌裝、殺菌和冷卻

為了提高飲料的穩(wěn)定性，防止沉淀現(xiàn)象的發(fā)生，需要使用穩(wěn)定劑。試驗(yàn)選擇黃原膠和羧甲基纖維素鈉按1∶2復(fù)合的穩(wěn)定劑，總添加量為0.15%，并在溫度50℃、壓力20 MPa下均質(zhì)。用真空脫氣機(jī)對(duì)物料進(jìn)行脫氣，真空度為0.08 MPa，時(shí)間為10 min。將料液加熱至60℃以上灌裝密封，在100℃條件下殺菌10 min，然后冷卻至40℃。

1.3.4感官評(píng)定

根據(jù)飲料的感官品質(zhì)，按照色澤、口感和風(fēng)味、組織形態(tài)和香氣4個(gè)指標(biāo)作為評(píng)定指標(biāo)進(jìn)行感官評(píng)分。評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4。

表4　感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 4Criteria of sensory evaluation

2結(jié)果與分析

2.1復(fù)合酶解條件的確定

采用果膠酶和纖維素酶按2∶1組成的復(fù)合酶制劑進(jìn)行沙棘果漿的復(fù)合酶解處理。通過(guò)L9（34）正交試驗(yàn)確定最佳復(fù)合酶解條件，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5　復(fù)合酶解工藝優(yōu)化的正交試驗(yàn)結(jié)果Table 5Orthogonal test results of composite enzymatic hydrolysis

由表5可知，最優(yōu)的復(fù)合酶解條件組合為A2B2C2D3，各因素對(duì)出汁率影響的主次順序?yàn)椋篈＞B＞C＞D，即沙棘汁pH對(duì)飲料出汁率的影響最大，復(fù)合酶制劑添加量次之，酶解時(shí)間對(duì)出汁率的影響最小。

2.2雙頻超聲輔助浸提條件的確定

雙頻超聲浸提的正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6　雙頻超聲浸提的正交試驗(yàn)結(jié)果Table 6Orthogonal test results of two-frequency ultrasonicassisted extraction

由表6極差分析可知，影響雪菊中黃酮類(lèi)化合物提取效果的主要因素是超聲復(fù)合頻率和聲強(qiáng)，而超聲浸提溫度和時(shí)間的影響相對(duì)較小。各因次的主要順序是A'＞B'＞C'＞D'，最優(yōu)浸提條件為A'2B'3C'2D'2，超聲復(fù)合頻率為20/50 kHz，聲強(qiáng)為0.7 W/cm2，超聲浸提溫度為55℃，超聲浸提時(shí)間為1.5 h。

2.3沙棘、雪菊飲料配方優(yōu)化試驗(yàn)

將砂糖和檸檬酸按比例添加到產(chǎn)品中，以調(diào)節(jié)風(fēng)味，使產(chǎn)品酸甜適口、風(fēng)味更佳。L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7　飲料配方優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 7Test results of beverage formula optimization

3結(jié)論

經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定了沙棘、雪菊飲料的工藝參數(shù)：將pH調(diào)至3.0，添加0.6%的果膠酶與纖維素酶按照質(zhì)量比2∶1組成的復(fù)合酶制劑，在溫度50℃條件下進(jìn)行酶解反應(yīng)2.5 h；采用雙頻超聲輔助浸提處理，雙頻超聲復(fù)合頻率為20 kHz/50 kHz，聲強(qiáng)為0.7 W/cm2，在溫度為55℃下，雙頻超聲輔助浸提1.5 h后過(guò)濾獲得雪菊浸提液；添加沙棘汁20%、雪菊浸提液30%、砂糖10.0%、檸檬酸0.3%來(lái)改善飲料的風(fēng)味，并且在50℃、20 MPa條件下均質(zhì)一次，使飲料更加穩(wěn)定，口感更加柔和，以制得一種新型的沙棘、雪菊保健飲料。

由表7分析可知，各因素的主次關(guān)系是C"＞A"＞D"＞B"，即砂糖對(duì)飲料的風(fēng)味影響最大，其次為沙棘汁、檸檬酸、雪菊浸提液添加量。根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，可知最佳配方組合是：A"2B"1C"3D"3，即沙棘汁20%、雪菊浸提液30%、砂糖10.0%、檸檬酸0.3%。

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Study on the Processing Technique of Sea Buckthorn and Coreopsis Tinctoria Flowers Compound Health Beverage

LI Fang1，SUN Lai-hua1，LI Chun-xiang1，CHEN Shi-li2，BIAN Sheng-zhen1，KONG Ling-ming3，*
（1.Xinjiang Institute of Light Industry Technology，Urumqi 830021，Xinjiang，China；2.Xinjiang Western Gold hoe Biological Engineering Co.，Urumqi 830001，Xinjiang，China；3.College of Food and Pharmaceutics，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，Xinjiang，China）

Sea buckthorn and coreopsis tinctoria flowers were used as raw material to study on the processing technique of sea buckthorn and coreopsis tinctoria flowers compound health beverage.The processing conditions of composite enzymatic hydrolysis，the technological conditions of two-frequency ultrasonic-assisted extraction and the compounding formula of beverage were emphasized specially.The suitable technical parameters were obtained：the optimum processing conditions of composite enzymatic hydrolysis was pH3.0，adding amount of enzyme 0.6%，temperature 50℃，time 2.5 h；the optimum processing conditions of two-frequency ultrasonicassisted extraction was ultrasonic freguency 20 kHz/50 kHz，intensity 0.7 W/cm2，temperature 55℃，time 1.5 h；the optimum formula of beverage was sea buckthorn juice 20%，coreopsis tinctoria flowers extracts 30%，sugar 10.0%，citric acid 0.3%.The product has unique flavor and rich nutrition.

sea buckthorn；coreopsis tinctoria flowers；beverage；composite enzymatic hydrolysis；two-frequency ultrasound

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.14.012

2014-12-17

李芳（1976—），女（漢），副教授，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與綜合利用。