觀賞海棠果米酒保健飲料研制

（長垣烹飪職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453400）

海棠果別名楸子、海紅果、海紅子、西府海棠等[1-2]，是生長于我國大部分地區(qū)的薔薇科蘋果屬（Malus）落葉植物的果實(shí)[3]。海棠果營養(yǎng)成分豐富，富含維生素，其中β-胡蘿卜素最高[4]；富含葡萄糖，適合糖尿病患者食用；脂肪、蛋白質(zhì)、鈣等成分含量也很豐富。此外，海棠果中還含有黃酮、多糖、多酚等功能性成分[5-7]，因此海棠果具有健胃消食、降血壓、降血脂、軟化血管、抗氧化、抗癌等保健功效[8-10]。

目前觀賞海棠主要用于城市綠化，而作為其種子的果實(shí)并未被充分利用，造成了資源的浪費(fèi)。米酒是我國傳統(tǒng)發(fā)酵食品，因其風(fēng)味獨(dú)特、營養(yǎng)豐富而被廣大消費(fèi)者喜愛[11]。把海棠果汁和米酒進(jìn)行混合，制成復(fù)合保健飲料，在豐富飲料產(chǎn)品的同時，實(shí)現(xiàn)了觀賞海棠果的綜合利用。

1 材料與方法

1.1 材料

觀賞海棠果：長垣縣街道兩旁綠化帶采摘；米酒：長垣烹飪職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品工藝實(shí)驗(yàn)室自釀；白砂糖：一級品；氯化鈉：食品級；無水檸檬酸：食品級；總抗氧化能力（total antioxidant capacity）測定試劑盒：北京索萊寶科技有限公司。

1.2 設(shè)備

1 000W可調(diào)電子爐：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；DS-1高速組織搗碎機(jī)：上海標(biāo)本模型廠；FA1004電子天平：上海力辰儀器科技有限公司；FJ200高壓均質(zhì)機(jī)：韜越（上海）機(jī)械科技有限公司；LS-100HD立式壓力蒸汽滅菌器：鄭州鳴一儀器設(shè)備有限公司；C22-LX83電磁爐：杭州九陽生活電器有限公司；HC-01手持糖度計：杭州三永德儀器儀表有限公司；DL-6MB離心機(jī)：長沙湘智離心機(jī)儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

1）將切瓣后的海棠果瓣在2%氯化鈉溶液中浸泡40 min，撈出后過清水。

2）浸泡后的海棠果瓣進(jìn)行漂燙、打漿。以浸出率為指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)確定浸提溫度、浸提時間、添加水量，然后進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定最佳的海棠果浸提方案，正交試驗(yàn)設(shè)計見表1。

表1 海棠果提取正交試驗(yàn)設(shè)計Table 1 The orthogonal experiment design of the extraction of crabapple fruit

4）勾兌：海棠果提取液與米酒過濾液按照體積比例勾兌，勾兌比例為 1 ∶1、2 ∶1、3 ∶1、4 ∶1、5 ∶1，以海棠果米酒混合液的感官評定值為指標(biāo)進(jìn)行單因素試驗(yàn)，確定最佳勾兌比例。

5）調(diào)配：以海棠果米酒混合液的感官評定值為依據(jù)，通過響應(yīng)曲面法優(yōu)化混合液的添加量、白砂糖添加量、檸檬酸添加量，確定最佳因素水平。響應(yīng)面試驗(yàn)自變量因素編碼及水平見表2。

表2 試驗(yàn)自變量因素水平表Table 2 Factors and levels of Box-Behnken experiments

1.3.3 飲料感官評價標(biāo)準(zhǔn)

由20人組成感官評定小組，參照GB/T 31121-2014《果蔬汁類及其飲料》，對海棠果米酒飲料的色澤、滋味、氣味、組織形態(tài)4項指標(biāo)進(jìn)行評分，滿分100分。其中色澤20分、滋味40分、氣味30分、組織形態(tài)10分。對評定結(jié)果取平均值。產(chǎn)品感官評分標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3 海棠果米酒飲料感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation standards of crabapple fruit and rice wine

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 97-2003對單因素試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理分析，通過方差分析考察因素的顯著性；通過Design--Epert8.0.6.1軟件進(jìn)行響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計、數(shù)據(jù)分析和二次模型的建立，通過對回歸方程的解析以及響應(yīng)曲面的分析獲得最佳因素水平，通過F值考察（p<0.05）模型及因素的顯著性。所有試驗(yàn)重復(fù)3次，最終取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 海棠果汁提取工藝優(yōu)化

2.1.1 海棠果浸漬溫度的確定

海棠果的最佳浸漬溫度由出汁率的多少確定，試驗(yàn)結(jié)果如圖1。

由圖1可見，海棠果汁浸漬溫度對產(chǎn)品的出汁率影響極其顯著（p<0.01），浸漬溫度80℃時出現(xiàn)峰值。選擇80℃作為海棠果汁浸漬溫度。

2.1.2 浸提時間確定

海棠果的浸提時間影響出汁率的大小，試驗(yàn)結(jié)果如圖2。

圖1 浸漬溫度優(yōu)選試驗(yàn)Fig.1 Optimization test of impregnation temperature

圖2 浸提時間優(yōu)選試驗(yàn)Fig.2 Optimization test of extraction time

由圖2可見，海棠果汁的最佳浸提時間為15 min。選擇最佳浸提時間進(jìn)行海棠果汁液提取正交試驗(yàn)。

2.1.3 加水量確定

打漿時，料水比不同，打漿的效果不同。由出汁率確定出最佳的加水量，結(jié)果如圖3。

圖3 加水量優(yōu)選實(shí)驗(yàn)Fig.3 Optimization experiment of water quantity

表4 海棠果汁液提取正交試驗(yàn)Table 4 Crabapple fruit juice extraction orthogonal experiment

2.2 海棠果米酒飲料勾兌比例確定

海棠果汁和米酒按體積比 1 ∶1、2∶1、3 ∶1、4 ∶1、5∶1進(jìn)行勾兌，以飲料感官評價值為指標(biāo)，確定勾兌比例。

表5 不同勾兌比例海棠果米酒混合液的感官評價結(jié)果Table 5 Sensory evaluation results of different blend of crabapple fruit wine mixture

由圖3可見，海棠果汁的最佳加水量為25倍。選擇最佳加水量進(jìn)行海棠果汁液提取正交試驗(yàn)。

2.1.4 海棠汁液提取最佳參數(shù)的確定

以出汁率為評定指標(biāo)，對浸漬溫度、浸提時間、加水量3個因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定海棠汁液提取最佳方案。

由表4可知，3個因素對海棠果出汁率的影響因素順序?yàn)镃>A>B，最佳浸提條件是A2B1C3，即浸漬溫度選擇90℃，時間10 min，加水30倍，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，出汁率為50.5%。

由表5可知，海棠果汁∶米酒勾兌比例為體積比4∶1時，復(fù)合飲料口感最佳，確定該比例為復(fù)合飲料最佳勾兌比例。

2.3 響應(yīng)面優(yōu)化海棠果米酒飲料配方

海棠果米酒飲料配方的確定以海棠果米酒混合液、白砂糖、檸檬酸的質(zhì)量百分比為指標(biāo)，以感官評定值為響應(yīng)值進(jìn)行Box-Behnken設(shè)計，設(shè)計結(jié)果如表6所示。

采用Design-Expert8.0.6.1軟件對表6試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次多項回歸擬合，獲得產(chǎn)品感官評分對海棠果米酒混合液、白砂糖、檸檬酸的二次多項回歸方程：Y=+91.40+4.75A-0.75B-2.75C-3.00AB+0.000AC-1.00BC-7.95A2-6.95B2-3.45C2。

回歸模型方差分析見表7。

表6 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計與結(jié)果Table 6 Design and results of Box-Behnken

表7 回歸模型方差分析Table 7 Variance analysis for regression model

由表7可知，回歸模型具有高度的顯著性（p<0.0001），這表明該模型對試驗(yàn)擬合情況很好，試驗(yàn)誤差小，試驗(yàn)方法是可靠的。模型的確定系數(shù)R2＝0.996 9，說明該模型的預(yù)測值與真實(shí)值之間相關(guān)性很好；校正系數(shù)R2Adj＝0.992 8，表明此模型能夠解釋的響應(yīng)值變化，回歸方程擬合度較好，僅有總變異約1%不能用該模型分析。該模型可以對海棠果米酒飲料的感官評分進(jìn)行分析和預(yù)測。由表7可知，一次項A、C達(dá)到極顯著水平（p<0.01），B 達(dá)到顯著水平（p<0.05）；由 F 值可知，各因素對產(chǎn)品品質(zhì)的影響主要順序依次為A＞C＞B，即海棠果米酒混合液＞檸檬酸＞白砂糖；各因素之間的交互作用對產(chǎn)品感官評分影響最顯著的為AB因素（F=93.33，p<0.000 1），其交互作用見圖4。

圖4 AB因素交互作用對飲料產(chǎn)品感官得分影響的響應(yīng)曲面Fig.4 Response surface plot and its contour plot showing the effects of AB interactions of the factors on the sensory score of drink

采用回歸方程代替試驗(yàn)真實(shí)點(diǎn)的方法，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和預(yù)測?；貧w模型預(yù)測最佳工藝條件為海棠果米酒混合液添加量為67.38%、白砂糖添加量12.26%、檸檬酸添加量為0.14%，感官得分90.58。

2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)最優(yōu)化工藝條件，結(jié)合實(shí)際操作情況，采用海棠果米酒混合液添加量為67.38%、白砂糖添加量12.26%、檸檬酸添加量為0.14%，進(jìn)行實(shí)際操作，最終產(chǎn)品感官評分91，與理論值接近，說明依據(jù)響應(yīng)曲面法優(yōu)化工藝參數(shù)，符合試驗(yàn)設(shè)計目標(biāo)，數(shù)學(xué)模型和試驗(yàn)設(shè)計具有很好的重現(xiàn)性。

2.5 米酒的總抗氧化能力分析

按照總抗氧化能力測定試劑盒說明書步驟，測定海棠果米酒的總抗氧化能力，并與市售米酒總抗氧化能力進(jìn)行比較，結(jié)果見表8。

由表8可知，按最佳生產(chǎn)工藝制得的海棠果米酒總抗氧化能力為15.15 U/g，明顯高于市售米酒，是一種具有抗氧化能力的保健飲料。

表8 米酒總抗氧化能力比較Table 8 Comparison of total antioxidant capacity of rice wine

2.6 質(zhì)量指標(biāo)

2.6.1 感官指標(biāo)

該米酒保健飲料色澤豐富、口感細(xì)膩、酸甜適中、無異味、香氣柔和，富有海棠果和米酒混合香氣。

2.6.2 理化指標(biāo)

氨基酸態(tài)氮為0.258 g/L；酒精度為4.7%；可溶性固形物為22%。

3 結(jié)論

通過正交試驗(yàn)確定觀賞海棠果汁的浸提方案為：浸提溫度選擇90℃，時間15 min，加水30倍較好；通過單因素試驗(yàn)確定觀賞海棠果與米酒勾兌為4∶1（體積比）；通過響應(yīng)曲面法優(yōu)化飲料配方為海棠果米酒混合液添加量為67.38%、白砂糖添加量12.26%、檸檬酸添加量為0.14%，此工藝條件下制得的保健飲料感官品質(zhì)最佳，其總抗氧化能力為15.15 U/g，是一種具有抗氧化能力的保健飲料。