酸漿清汁飲料的工藝研究

王英臣，宋燁

（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院食品工程學(xué)院，釀造技術(shù)吉林省高等學(xué)校工程研究中心，吉林吉林132101）

酸漿清汁飲料的工藝研究

王英臣，宋燁

（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院食品工程學(xué)院，釀造技術(shù)吉林省高等學(xué)校工程研究中心，吉林吉林132101）

以酸漿果為原料，通過單因素試驗研究3種果膠酶對酸漿果出汁率和花色苷浸出量的影響，在此基礎(chǔ)上選擇EX-V酶作為酶解用酶并進(jìn)行酶解工藝優(yōu)化，并以γ-氨基丁酸為苦味掩蓋劑對酸漿果汁飲料的配方進(jìn)行研究。試驗結(jié)果表明：最佳酶解工藝條件為酶解溫度為45℃，酶解pH值為4.5，酶解時間為120 min，酶添加量為0.04 g/L。酸漿果汁飲料的最佳配方為：酸漿果汁添加量為50%（體積分?jǐn)?shù)），白砂糖添加量為7%，γ-氨基丁酸添加量為0.2 g/L。

酸漿；酶解；苦味掩蓋；飲料

酸漿（Physalis alkekengi L.var.francheti）又名紅菇娘、掛金燈，為茄科多年生草本植物，其野生資源分布比較廣泛[1]，我國東北和西北地區(qū)種植較多。酸漿果含有豐富的維生素C、類胡蘿卜素、多種礦物質(zhì)[2-3]，可以制成飲料、果醋、酸奶、果酒等多種食品[4-7]。

雖然酸漿果實風(fēng)味獨特，口味酸甜，但有明顯的苦味，影響著酸漿果汁的口感，必須對苦味物質(zhì)進(jìn)行掩蓋，才能被廣大的消費者接受。果汁脫除苦味的方法有多種，常采用的方法包括包埋法、加入調(diào)味劑、添加苦味掩蓋劑等[8]。常見的包埋劑有β-環(huán)糊精[9]，苦味掩蓋劑有阿魏酸、γ-氨基丁酸等[10]，可有效地掩蓋果汁的苦澀味。

果膠酶具有提高出汁率、透光率及花色苷含量等作用和功能[11-12]，是果汁加工中常用的酶制劑。本研究選擇3種果膠酶對酸漿果漿進(jìn)行酶解，確定最適用酶及酶解條件，并通過苦味掩蓋劑的選擇改善了酸漿果汁飲料的口感，得出最佳工藝配方，以此為酸漿果的深加工奠定一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

酸漿果：長春市九臺區(qū)酸漿果種植合作社；EV、OP、EX-V 果膠酶（120 000 U/g）：煙臺帝伯仕啤酒技術(shù)有限公司；β-環(huán)糊精（食品級）：河南中泰食化有限公司；阿魏酸、γ-氨基丁酸（均為食品級）：西安皓源生物技術(shù)有限公司；白砂糖：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

OK1081E果汁機(jī)：佛山市順德區(qū)歐科電器有限公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州奧華儀器有限公司；TDL-40B低速離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；FA 2004精密電子天平：天津天馬恒基儀器有限公司；752N紫外可見分光光度計：上海青華科技儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點

選擇無損傷、無腐爛的冷凍酸漿果在4℃條件下解凍并清洗，取一定量放入果汁機(jī)中進(jìn)行打漿，加入0.1%的VC護(hù)色。把EV、OP、EX-V 3種酶分別放入果漿中，在一定條件下進(jìn)行酶解，酶解結(jié)束后榨汁并在90℃條件下滅酶5 min，冷卻后在4 000 r/min條件下離心20 min，取上清液。取一定比例酸漿果汁，加入白砂糖、γ-氨基丁酸，充分混合后過濾，之后進(jìn)行脫氣、灌裝、巴氏殺菌。

1.3.3 酶解試驗

1.3.3.1 果膠酶酶解的單因素試驗

把EV、OP、EX-V 3種酶分別放入果漿中進(jìn)行酶解，設(shè)定酶添加量為0.04 g/L、酶解溫度為45℃、酶解pH 4.5、酶解時間120 min，固定其它3個因素，分別測定酶添加量（0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06 g/L）、酶解溫度（30、35、40、45、50、55 ℃）、酶解 pH 值（3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5）、酶解時間（60、90、120、150、180、210 min），分別測定酶解后的出汁率和花色苷含量，選取合適的果膠酶。

1.3.3.2 正交試驗

根據(jù)1.3.3.1單因素試驗確定最合適用酶為EX-V酶，并根據(jù)單因素結(jié)果進(jìn)行正交試驗，正交設(shè)計表見表1。

表1 正交因素水平表Table 1 Factor and level list of orthogonal experiment

1.3.4 酸漿果汁苦味掩蓋的感官評定

分別向酶解后酸漿原汁中加入不同量的β-環(huán)糊、阿魏酸和γ-氨基丁酸等，充分?jǐn)嚢韬筮M(jìn)行感官評定，確定這3種苦味掩蓋劑的掩蓋效果。

1.3.5 酸漿果汁飲料的正交試驗

以感官評定為指標(biāo)，通過單因素試驗確定了酸漿果汁的添加量為30%～50%（體積分?jǐn)?shù)），白砂糖加量為5%～7%，γ-氨基丁酸的添加量為0.15 g/L～0.25 g/L，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗，確定飲料的最佳配方。飲料的正交設(shè)計表見2。

表2 正交試驗因素水平表Table 2 Factor and level list of orthogonal experiment

1.3.6 感官及檢測標(biāo)準(zhǔn)

1.3.6.1 酸漿果汁苦味的感官評定

選取食品工程學(xué)院10名有經(jīng)驗的教師和研究生進(jìn)行品評，取酸漿果汁的苦味值為10，之后把酸漿果汁按不同比例加水稀釋，設(shè)定不同的苦味值，具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 酸漿果汁苦味程度的感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation criteria of bitterness of Physalis alkekengi L.var.francheti juice

1.3.6.2 酸漿飲料感官評定

選取食品工程學(xué)院20名經(jīng)過培訓(xùn)的教師和研究生進(jìn)行感官評定，根據(jù)飲料的色澤、氣味、口味和組織狀態(tài)對飲料進(jìn)行綜合評分。感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表4。

表4 酸漿飲料感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Sensory evaluation criteria of juice beverage of Physalis alkekengi L.var.francheti

1.3.6.3 出汁率的測定

出汁率/%=離心后酸漿果汁質(zhì)量／所用酸漿果原料質(zhì)量×100[13]

1.3.6.4 花色苷的測定

采用pH示差法，并參照賈鴻冰[14]的檢測方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同果膠酶對酸漿果出汁率和花色苷浸出量的影響

2.1.1 不同酶添加量對出汁率及花色苷的影響

不同酶添加量對酸漿出汁率和花色苷浸出量的影響見圖1。

圖1 不同酶添加量對酸漿出汁率和花色苷浸出量的影響Fig.1 Effect of enzyme dosage on juice yield and anthocyanin extraction from Physalis alkekengi L.var.francheti juice

從圖1可以看出，3種酶添加量對酸漿果汁的出汁率和花色苷的浸出量的影響趨勢基本一致。隨著酶添加量的增加，果汁的出汁率不斷增加，增加到一定程度，出汁率的增加幅度變??；花色苷增加到一定程度后開始下降，這是由于果膠酶中含有的β-葡萄糖苷酶會使花色苷的發(fā)生分解，從而使花苷含量降低。圖1顯示3種酶對酸漿果花色苷浸出量的影響差別不大，對出汁率的影響有所不同，其中OP酶的出汁率相對較低，EV酶與EX-V酶出汁率比較接近，EX-V酶的出汁率略高。當(dāng)EX-V酶添加量達(dá)到0.04 g/L時，出汁率為59.8%，花色苷的浸出量為45.6 mg/L，基本接近最大值。

2.1.2 酶解溫度對出汁率及花色苷的影響

不同酶解溫度對酸漿出汁率和花色苷浸出量的影響見圖2。

圖2 不同酶解溫度對酸漿出汁率和花色苷浸出量的影響Fig.2 Effect of hydrolysis temperature on juice yield and anthocyanin extraction from Physalis alkekengi L.var.francheti juice

從圖2可知，溫度對出汁率和花色苷浸出量的影響比較大，開始隨著溫度的增加，酸漿出汁率和花色苷浸出量不斷增加，當(dāng)溫度升到45℃時出汁率和花色苷浸出量達(dá)到最大值，之后開始下降，其中花色苷的下降更明顯，這是因為隨著溫度的升高，酶活性受到影響，同時高溫會使花色苷分解速度加快。圖2顯示3種酶對花色苷的影響基本一致，對出汁率的影響有區(qū)別，其中EX-V酶在45℃時出汁率最大為59.2%，花色苷浸出量為45.5 mg/L。

2.1.3 酶解pH值對出汁率及花色苷的影響

不同酶解pH值對酸漿出汁率和花色苷浸出量的影響見圖3。

圖3 不同酶解pH值對酸漿出汁率和花色苷浸出量的影響Fig.3 Effect of hydrolysis pH on juice yield and anthocyanin extraction from Physalis alkekengi L.var.francheti juice

從圖3可以看出，pH值對酸漿果汁出汁率和花色苷浸出量影響比較大。當(dāng)pH值由3.0升高到4.5時，出汁率和花色苷浸出量不斷升高，隨著pH值的繼續(xù)升高，出汁率和花色苷浸出量開始下降，而且花色苷的浸出量下降幅度較大，這是由于pH值的改變影響了酶的活性，也影響著花色苷浸出量。圖3顯示3種酶影響出汁率和花色苷的的變化趨勢基本相同，在不同的pH值條件下花色苷的浸出量也相近，但不同的pH值的出汁率差別明顯，其中EX-V酶出汁率最高。在pH 4.5時為60.1%，花色苷浸出量為45.6 mg/L。

2.1.4 酶解時間對出汁率及花色苷的影響

不同酶解時間對酸漿出汁率和花色苷浸出量的影響見圖4。

圖4 不同酶解時間對酸漿出汁率和花色苷浸出量的影響Fig.4 Effect of h hydrolysis time on juice yield and anthocyanin extraction from Physalis alkekengi L.var.francheti juice

隨著酶解時間的延長，出汁率逐漸增加，達(dá)到最大值后增加幅度很小，花色苷達(dá)到最大值后隨著時間的延長有小幅下降，這可能是由于時間延長，外界條件，如光、氧等影響著花色苷的分解。圖4顯示3種酶在120 min前花色苷的浸出量相差比較大，120 min后的變化量基本一致。3種酶中EX-V酶的出汁率明顯比其它兩種酶高，在120 min時，出汁率最高為59.8%，花色苷浸出量為45.6 mg/L。

由圖4可以看出，3種酶在不同的條件下對花色苷的浸出量相差不大，不同條件下的最大量基本都在43.3 mg/L至45.6 mg/L之間。但對出汁率的影響比較大，其中EX-V的出汁率最高，所以選擇EX-V酶為酸漿果漿的酶解用酶。

2.1.5 正交試驗結(jié)果

根據(jù)2.1.1～2.1.4的試驗結(jié)果，選擇EX-V酶進(jìn)行酸漿的酶解，酸漿果酶解工藝的正交試驗結(jié)果見表5。

從表5可以看出，影響酸漿果出汁率的因素為酶解溫度＞酶解pH值＞酶添加量＞酶解時間；影響酸漿果花色苷浸出量的因素為酶解溫度＞酶解pH值＞酶解時間＞酶添加量。酸漿果出汁率和花色苷浸出量的最優(yōu)條件均為A2B2C2D2，但正交試驗中最優(yōu)配方為A1B2C2D2，需要做進(jìn)一步驗證性試驗。通過驗證性試驗得出A2B2C2D2的出汁率和花色苷浸出率分別為59.8%和45.6%，所以酶解最優(yōu)條件為A2B2C2D2，即酶解溫度為45℃，酶解pH值為4.5，酶解時間為120 min，酶添加量為0.04 g/L。

2.2 不同苦味掩蓋劑的苦味掩蓋結(jié)果

按照1.3.4的試驗過程，把不同的苦味掩蓋劑按不同添加量加入到酸漿果汁中進(jìn)行苦味掩蓋，通過感官評定確定苦味掩蓋劑的掩蓋效果。具體結(jié)果見圖5、圖6、圖 7。

表5 正交試驗結(jié)果Table 5 Results and analysis of orthogonal tests

圖5 β-環(huán)糊精苦味掩蓋效果的感官評分Fig.5 Effect of the addition of β-cyclodextrin on the sensory evaluation score of Physalis alkekengi L.var.francheti juice

從圖5、圖6、圖7可以看出，隨著苦味掩蓋劑添加量的增加，對酸漿果汁苦味都有一定的掩蓋作用，但差別比較大。β-環(huán)糊精對酸漿苦味的掩蓋作用有限，當(dāng)β-環(huán)糊精大于2 g/L以后，苦味不再發(fā)生變化，苦味仍很明顯；阿魏酸對苦味的掩蓋有一定的效果，當(dāng)阿魏酸的添加量大于0.2 g/L時，苦味不再降低，而且開始出現(xiàn)澀味；γ-氨基丁酸對酸漿苦味的掩蓋效果明顯，酸漿汁的苦味明顯降低。所以選擇γ-氨基丁酸作為酸漿汁的苦味掩蓋劑。

圖6 阿魏酸苦味掩蓋效果的感官評分Fig.6 Effect of the addition of ferulic acid on the sensory evaluation score of Physalis alkekengi L.var.francheti juice

圖7 γ-氨基丁酸苦味掩蓋效果的感官評分Fig.7 Effect of the addition of γ-aminobutyric acid on the sensory evaluation score of Physalis alkekengi L.var.francheti juice

2.3 酸漿澄清型果汁飲料最佳配方的確定

按1.3.5的試驗方案進(jìn)行三因素三水平的正交試驗，試驗結(jié)果見表6。

表6 正交試驗結(jié)果Table 6 Results and analysis of orthogonal tests

從表6可以看出：酸漿果汁飲料的最佳配方為A3B3C2，即酸漿果汁添加量為50%，白砂糖添加量為7%，γ-氨基丁酸添加量為0.2 g/L。由R值可知，影響酸漿果汁飲料的主要因素依次為酸漿果汁添加量、γ-氨基丁酸和白砂糖添加量。

3 結(jié)論

本文首先研究了3種果膠酶對酸漿果酶解過程中出汁率和花色苷浸出量的影響，確定了以EX-V酶作為酸漿果酶解用酶，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了工藝優(yōu)化，得出酸漿果酶解的最適條件為酶解溫度為45℃，酶解pH值為4.5，酶解時間為120 min，酶添加量為0.04 g/L。之后對酸漿果汁苦味掩蓋劑進(jìn)行了比較，通過感官評定確定了γ-氨基丁酸苦味掩蓋效果最好，并通過感官評定確定了酸漿清汁飲料的最佳工藝配方為漿果汁添加量為50%，白砂糖添加量為7%，γ-氨基丁酸添加量為0.2 g/L。

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Studies on the Processing Technology of Clarified Juice Beverage of Physalis alkekengi L.var.francheti

WANG Ying-chen，SONG Ye
（School of Food Engineering，Jilin Agriculture Science and Technology College，Jilin Province Higher Institution Engineering Research Center of Brewing Technology，Jilin 132101，Jilin，China）

Taking the fruit of Physalis alkekengi L.var.francheti as raw material，the effects of three kinds of pectinase on fruit yield and extraction of anthocyanin were studied by using one-factor-at-a-time design methods and technology optimization was done by pectinse of EX-V.The optimal formula of juice beverage was also studied by orthogonal array design method usingγ-aminobutyric acid as bitterness masking.The experimental results showed that the optimal conditions for hydrolyzing Physalis alkekengi L.var.francheti pulp were found to be hydrolyzed at 45℃，pH4.5 for 120 min with an enzyme addition level of 0.04 g/L and the optimal formula was was 50%（volume fraction）juice addition，7%sugar，0.2 g/Lγ-aminobutyric acid.

Physalis alkekengi L.var.francheti；enzymolysis；bitterness masking；beverage

2016-08-13

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.11.023

吉林省教育廳“十二五”科學(xué)研究項目（吉教科合字[2015]第371號）

王英臣（1967—），男（漢），副教授，碩士，主要從事農(nóng)產(chǎn)品及釀造食品研究開發(fā)。