火棘獼猴桃復(fù)合飲料的研制

張洪，毛玉濤，馬明霞，馬凱，王明力，陶光燦*

（1.貴州省分析測試研究院，貴州貴陽550002；2.貴陽市糧油質(zhì)量檢測中心，貴州貴陽550002；3.貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽550025）

火棘獼猴桃復(fù)合飲料的研制

張洪1，毛玉濤2，馬明霞1，馬凱1，王明力3，陶光燦1*

（1.貴州省分析測試研究院，貴州貴陽550002；2.貴陽市糧油質(zhì)量檢測中心，貴州貴陽550002；3.貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽550025）

為了深度開發(fā)火棘和獼猴桃資源，以火棘和獼猴桃為原料制作復(fù)合飲料。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過Box-Behnken設(shè)計(jì)和響應(yīng)面分析優(yōu)化火棘獼猴桃復(fù)合飲料最佳工藝配方。結(jié)果表明：火棘汁與獼猴桃汁體積比6∶1、復(fù)合甜味劑添加量（蔗糖與果葡糖漿質(zhì)量比為7∶3）9.90 g/100m L，黃原膠添加量0.09 g/100m L，該復(fù)合飲料感官評價好，質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并富含黃酮類物質(zhì)、多酚、維生素C等多種功能性成分。

火棘；獼猴桃；黃酮；多酚；復(fù)合飲料

火棘（Pyracanthafortuneana）俗稱“火把果”、“紅燈籠”，其果實(shí)中含有豐富的維生素、氨基酸、脂肪酸、果膠、可溶性多糖和膳食纖維等營養(yǎng)成分[1-2]，此外，還含有豐富的黃酮類物質(zhì)、多酚、槲皮素、紅色素和黃色素，具有提高免疫力、清除自由基、抗氧化、降血脂、抗疲勞、抗腫瘤等功效[3-4]。我國的火棘資源十分豐富，僅貴州省火棘鮮果年產(chǎn)量在2.5萬t以上[5]。獼猴桃（Actinidia chinensis）有抗氧化、防癌、通便、助消化等多種功能[6]，在國內(nèi)外果品消費(fèi)市場上很受歡迎。貴州修文“貴長”獼猴桃是中華獼猴桃中的優(yōu)良品種，富含維生素C、胡蘿卜素以及鐵、鋅等微量元素[7]。2016年，全縣獼猴桃種植面積達(dá)15萬畝，掛果面積4.8萬畝，產(chǎn)量達(dá)4萬t，綜合產(chǎn)值達(dá)10.7億元，其中有近3 000畝進(jìn)行有機(jī)種植，種植面積位居國內(nèi)前列[8]，急需解決獼猴桃的深加工問題。該研究以貴州兩種特色資源火棘、獼猴桃為原料，開發(fā)感官品質(zhì)好、營養(yǎng)豐富的復(fù)合飲料，提升火棘、獼猴桃附加值，為火棘、獼猴桃的深加工提供理論基礎(chǔ)，增加農(nóng)民收入，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

火棘、“貴長”獼猴桃：貴陽市修文縣。

檸檬酸、黃原膠、蔗糖、果葡糖漿和β-環(huán)糊精（均為食品級）、果膠酶（10 000 U/g）：廣西東恒華道生物科技有限公司，其他各種檢測用試劑均為分析純。復(fù)合甜味劑由蔗糖與果葡糖漿按質(zhì)量比為7∶3組成。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent8453紫外可見分光光度計(jì)：美國Agilent公司；Waters2695高效液相色譜儀：美國Waters公司；MC404146手持式阿貝折光儀：成都泰華光學(xué)有限公司；JYL-C012料理機(jī)：九陽股份有限公司；GJJ-0.1/25型高壓均質(zhì)機(jī)：上海臺馳輕工裝備有限公司；AL204梅特勒電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；HH-2電熱恒溫水浴鍋：北京科偉永興儀器公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

火棘汁的制備：火棘果→預(yù)處理→軟化打漿→果膠酶澄清處理（檸檬酸）→β-環(huán)狀糊精去澀→過濾→火棘汁。

獼猴桃汁的制備：獼猴桃→去皮→打漿→果膠酶澄清處理（檸檬酸）→β-環(huán)狀糊精去澀→過濾→獼猴桃汁。

火棘獼猴桃復(fù)合飲料的制備：火棘汁、獼猴桃汁混合→添加黃原膠、復(fù)合甜味劑（蔗糖和果葡糖漿）→均質(zhì)→滅菌→灌裝。

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）火棘汁制備

采摘顏色深紅、熟度高、無病變的火棘果，去除雜質(zhì)，清洗，火棘料水比分別為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5（g∶g），100℃軟化2m in，破碎勻漿3m in，待漿汁溫度冷卻至（43±1）℃時，按照0.2%的添加量加入果膠酶（10 000U/g），添加檸檬酸（0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%），0.6%β-環(huán)糊精[9]，充分?jǐn)嚢杌靹蚝?，靜置2～3 h，一層紗布粗濾，四層紗布二次過濾，獲得火棘汁。

（2）獼猴桃汁制備

選用八九成熟、果實(shí)剛開始發(fā)軟、無霉?fàn)€的獼猴桃，去皮，破碎成任一長度小于1 cm的果塊，獼猴桃料水比分別為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5（g∶g），分別添加0.05%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%的檸檬酸，勻漿3min，漿汁溫度維持（43±1）℃時，按照0.2%添加果膠酶（10 000U/g），0.6%β-環(huán)糊精，充分?jǐn)嚢杌靹蚝?，靜置2～3 h，四層紗布過濾，獲得獼猴桃汁。

（3）復(fù)合飲料制備

調(diào)配：將火棘汁和獼猴桃汁按試驗(yàn)比例混合，用蔗糖與果葡糖漿質(zhì)量比為7∶3的復(fù)合甜味劑及黃原膠調(diào)節(jié)火棘獼猴桃復(fù)合飲料的風(fēng)味。

（4）均質(zhì)：經(jīng)調(diào)配好的復(fù)合飲料放入均質(zhì)機(jī)，均質(zhì)壓力15MPa、均質(zhì)溫度65℃、均質(zhì)時間15m in。

（5）滅菌：將均質(zhì)好的復(fù)合飲料迅速加熱至85℃，恒溫5m in，快速冷卻至常溫。

（6）灌裝：將滅菌好的復(fù)合飲料迅速灌裝到已滅菌好的潔凈玻璃瓶中，封口備檢。

1.3.3 火棘獼猴桃復(fù)合飲料配方優(yōu)化單因素試驗(yàn)

按照火棘汁與獼猴桃汁比例為1∶1、3∶1、5∶1、7∶1、9∶1（m L∶m L）配制成火棘獼猴桃復(fù)合飲料，添加蔗糖與果葡糖漿質(zhì)量比為7∶3的復(fù)合甜味劑[10]（4 g/100m L、6 g/100m L、8 g/100mL、10g/100mL、12g/100m L）、黃原膠（0.04g/100mL、0.08 g/100m L、0.12 g/100m L、0.16 g/100m L、0.20 g/100m L）調(diào)節(jié)火棘獼猴桃復(fù)合飲料的風(fēng)味。

1.3.4 火棘獼猴桃復(fù)合飲料配方優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)

以單因素試驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)和感官評定，確定該復(fù)合飲料的最佳配方，試驗(yàn)因素與水平見表1。

表1 火棘獼猴桃復(fù)合飲料Box-Behnken設(shè)計(jì)因素與水平Table 1 Factors and levels ofBox-Behnken experiments of Pyracantha fortuneana and Actinidia chinensis compound beverage

1.3.5 分析測定

（1）感官指標(biāo)

火棘獼猴桃復(fù)合飲料的感官指標(biāo)見表2，挑選10名食品專業(yè)人員從色澤、香氣、滋味和組織形態(tài)4個方面對該飲料進(jìn)行感官評價，滿分為100分。

表2 火棘獼猴桃復(fù)合飲料感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards o f Pyracantha fortuneana and Actinidia chinensis com pound beverage

（2）其他指標(biāo)的測定

總黃酮含量的測定：采用三氯化鋁比色法[11]；總酚含量的測定：采用福林酚比色法[12]；維生素C含量的測定：采用高效液相色譜法[13]；可溶性固性物含量：用阿貝折光儀測定。

微生物指標(biāo)：參照GB 4789.2—2016《菌落總數(shù)測定》[14]、GB 4789.3—2016《大腸菌數(shù)測定》[15]、GB 4789.4—2016《沙門氏菌檢驗(yàn)》[16]及GB 4789.10—2016《金黃色葡萄球菌檢驗(yàn)》[17]分別對火棘獼猴桃復(fù)合飲料中菌落總數(shù)、大腸桿菌、沙門氏菌及金黃色葡萄球菌進(jìn)行檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 火棘汁優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

火棘料水比對火棘汁感官品質(zhì)影響見圖1。水添加量少，火棘漿液濃稠，過濾后果汁較少；水添加量過多，果汁呈淡紅色，火棘味稀?。划?dāng)火棘料水比為1∶3（g∶g）時，果汁呈亮紅色，火棘果味濃厚，效果最佳。

圖1 火棘料水比對果汁感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect ofmaterial to water ratio on sensory quality o f Pyracantha fortuneana juice

檸檬酸添加量對火棘汁感官品質(zhì)影響見圖2。檸檬酸添加量少，不能有效抑制火棘汁褐變，護(hù)色效果較差，火棘汁呈淡紅色；當(dāng)檸檬酸添加量＞0.5%，火棘汁呈亮紅色，隨添加量的增加，亮紅色加深，但色澤差異不顯著，檸檬酸添加過多，果汁過酸，火棘風(fēng)味失調(diào)。檸檬酸添加量為0.5%，火棘汁感官品質(zhì)最佳。

圖2 檸檬酸添加量對火棘汁感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect o f citric acid addition on sensory quality of Pyracantha fortuneana juice

2.2 獼猴桃汁優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

獼猴桃料水比對果汁感官品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 獼猴桃料水比對果汁感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect ofmaterial to water ratio on sensory quality of Actinidia chinensis juice

隨著水添加量的增加，獼猴桃汁滋味、氣味逐漸變淡，酸甜失衡，平淡無味。當(dāng)獼猴桃料水比為1∶1（g∶g）時，果汁滋味口感最佳，香味濃郁。

檸檬酸添加量對獼猴桃汁感官品質(zhì)的影響見圖4。檸檬酸添加量較低時，隨著檸檬酸添加量的增加，獼猴桃汁滋味氣味更加濃郁，果汁也隨之變酸，但感官品質(zhì)變化并不明顯。當(dāng)檸檬酸添加量為0.2%，效果最佳。

圖4 檸檬酸添加量對獼猴桃汁感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of citric acid addition on sensory qua lity of Actinidia chinensis juice

2.3 火棘獼猴桃復(fù)合飲料優(yōu)化試驗(yàn)

2.3.1 復(fù)合飲料制備單因素試驗(yàn)結(jié)果

火棘汁與獼猴桃汁體積比對復(fù)合飲料感官品質(zhì)影響見圖5?；鸺砑恿枯^少，獼猴桃汁掩蓋了火棘汁滋氣味，果汁稍有異味，呈淡紅色，感官品質(zhì)較差；火棘汁與獼猴桃汁體積比為5∶1，香味協(xié)調(diào)濃郁，無異味，果汁呈亮紅色，效果最佳。

圖5 火棘汁與獼猴桃汁比例對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響Fig.5 Effect o f Pyracantha fortuneana to Actinidia chinensis juice ratio on sensory quality of compound beverage

復(fù)合甜味劑（蔗糖與果葡糖漿質(zhì)量比為7∶3）及黃原膠添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響見圖6。由圖6A可知，復(fù)合甜味劑添加量過低，飲料酸味過重，酸甜失調(diào)；復(fù)合甜味劑添加量過高，果汁較為甜膩；復(fù)合甜味劑添加量為10 g/100m L時，飲料酸甜可口。由圖6B可知，黃原膠添加量過少，穩(wěn)定性較差，飲料有沉淀；黃原膠添加量過多，果汁濃稠不爽口；黃原膠添加量為0.08 g/100m L時，飲料酸甜爽滑，風(fēng)味協(xié)調(diào)，效果最佳，組織穩(wěn)定無沉淀。

圖6 復(fù)合甜味劑（A）及黃原膠（B）添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響Fig.6 Effect of com pound sweeteners(A)and xanthan gum(B) addition on sensory quality of compound beverage

2.3.2 響應(yīng)面優(yōu)化復(fù)合飲料試驗(yàn)結(jié)果及方差分析結(jié)果

按照1.3.3中的響應(yīng)面設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表3，利用Design Expert8.0.6對表3中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合并對模型進(jìn)行方差分析，分析結(jié)果見表4。

表3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Design and results of Box-Behnken experiments

表4 回歸模型方差分析Table 4 Variance ana lysis of regression m odel

由表4可知，模型F值為91.16，表明該模型達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）；失擬項(xiàng)F值為4.67（P=0.085 3＞0.05），說明失擬值和純誤差沒有顯著性關(guān)系，模型的擬合度較好，能夠較好地反映各因素與響應(yīng)值的變化關(guān)系，可用于預(yù)測火棘獼猴桃復(fù)合飲料最佳組合的實(shí)際情況。由表4中的顯著性分析可知，3種因素對飲料的感官評分影響大小分別是C（黃原膠添加量添加量）＞B（復(fù)合甜味劑添加量）＞A（火棘汁與獼猴桃汁比例）；判定系數(shù)R2、校正判定系數(shù)R2Adj、變異系數(shù)（coefficientofvariation，CV）以及精密度均符合試驗(yàn)要求，通過分析獲得回歸模型方程為Y=89.96+0.85A+2.12B+ 4.75C-2.95AB-1.35AC-1.60BC-2.40A2-6.00B2-6.81C2。

2.3.3 響應(yīng)面分析及模型優(yōu)化驗(yàn)證

利用Design Expert8.0.6試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多元回歸，擬合得到二次回歸方程的響應(yīng)曲面及其等高線見圖7。保持火棘汁與獼猴桃汁比例、復(fù)合甜味劑添加量及黃原膠添加量添加量3個因素中2個因素不變，隨著第3項(xiàng)因素逐漸增大，感官評分呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，且一定范圍內(nèi)火棘汁與獼猴桃汁比例對感官評分的影響較復(fù)合甜味劑添加量和黃原膠添加量小。

結(jié)合回歸模型的數(shù)學(xué)分析結(jié)果，通過DesignExpert8.0.6分析，并根據(jù)實(shí)際操作情況得到火棘獼猴桃復(fù)合飲料的最佳配方為火棘汁獼猴桃汁混合比例6∶1（m L∶m L），復(fù)合甜味劑添加量9.90 g/100m L，黃原膠添加量0.09 g/100m L，在此條件下復(fù)合飲料感官評分為88.9分，按此進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，測得感官評分結(jié)果為89.1分，說明該模型較為可靠。

圖7 火棘汁與獼猴桃汁比例、復(fù)合甜味劑添加量及黃原膠添加量交互作用對復(fù)合飲料感官評分影響的的響應(yīng)面和等高線Fig.7 Responses surface plots and contour line of e ffects o f interaction between Actinidia chinensis and Pyracantha fortuneana juice ratio, compound sweeteners and xanthan gum addition on sensory quality of compound beverage

2.4 火棘獼猴桃復(fù)合飲料品質(zhì)指標(biāo)檢測結(jié)果

2.4.1 感官指標(biāo)

火棘獼猴桃復(fù)合飲料色澤鮮亮，呈亮紅色，有濃郁的火棘和獼猴桃香味，酸甜爽滑，組織穩(wěn)定。

2.4.2 理化指標(biāo)

火棘獼猴桃復(fù)合飲料總黃酮含量為206.12mg/100m L，總酚含量為813.43mg/100m L，維生素C含量為51.59mg/ 100m L，可溶性固形物含量為12.52%。

微生物指標(biāo)：菌落總數(shù)≤100 CFU/m L，大腸桿菌≤30MPN/100m L，致病菌未檢出。

3 結(jié)論

以貴州特色資源火棘、獼猴桃為原料，通過單因素試驗(yàn)和Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化火棘獼猴桃復(fù)合飲料配方工藝，建立以感官評分為響應(yīng)值，以火棘汁與獼猴桃汁比例（體積比）、復(fù)合甜味劑（蔗糖與果葡糖漿質(zhì)量比為7∶3）添加量及黃原膠添加量為變量的回歸模型。通過試驗(yàn)，確定了火棘獼猴桃復(fù)合飲料的最佳配方為火棘汁與獼猴桃汁體積比6∶1，復(fù)合甜味劑添加量9.90 g/100m L，黃原膠添加量0.09 g/100m L，在此條件下制備復(fù)合飲料，呈亮紅色，有濃郁的火棘和獼猴桃香味，酸甜爽滑，組織穩(wěn)定，感官評分為89.1分，復(fù)合飲料總黃酮含量為206.12mg/100m L，總酚含量為813.43mg/100m L，維生素C含量為51.59mg/100m L，可溶性固形物含量為12.52%，微生物指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

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[14]中華人民共和國國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會.GB 4789.2—2016食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測定[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[15]中華人民共和國國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會.GB 4789.2—2016食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測定[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[16]中華人民共和國國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會.GB 4789.4—2016食品微生物學(xué)檢驗(yàn)沙門氏菌檢驗(yàn)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[17]中華人民共和國國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會.GB 4789.10—2016食品微生物學(xué)檢驗(yàn)金黃色葡萄球菌檢驗(yàn)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

Developmentof compound beverage of Pyracanthafortuneana and Actinidia chinensis

ZHANGHong1,MAO Yutao2,MA M ingxia1,MA Kai1,WANGM ingli3,TAOGuangcan1*
(1.Guizhou Academy ofTesting and Analysis,Guiyang 550002,China;2.Grain and OilQuality Testing CenterofGuiyang, Guizhou 550002,China;3.College ofLiquorand Food Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China)

Tomake good use of Pyracantha fortuneana and Actinidia chinensis resources,compound beveragewas produced using P.fortuneana and A.chinensis as rawmaterial.On thebasisofsingle factorexperiments,theoptimalprocessing condition of compositebeveragewasoptim ized by single factor experiments,Box-Behnken design and response surfacemethodology.The formulawas optimized as follows:P.fortuneana and A.chinensis volume ratio 6:1,compound sweeteners(sucroseand high fructose corn syrup ratio 7:3)9.90 g/100m l,and xanthan gum 0.09 g/100m l.The composite beveragewasw ith good sensory evaluation,the qualitywas in accord w ith relevantstandard,and the beveragewas rich in functional components, including flavonoids,polyphenols,vitamin C and so on.

Pyracantha fortuneana;Actinidia chinensis;flavonoids;polyphenols;compositebeverage

TS275.5

0254-5071（2017）08-0177-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.08.039

2017-03-23

優(yōu)秀青年科技人才專項(xiàng)資金（黔科合人字[2015]28號）

張洪（1986-），男，助理研究員，碩士，研究方向?yàn)槭称芳庸づc分析檢測。

*通訊作者：陶光燦（1976-），男，副研究員，博士，研究方向?yàn)槭称钒踩c營養(yǎng)。