蒲公英雪梨保健飲料加工工藝的研究

蘇 杰 ，王瑞剛

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古土右旗 014109；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)植物逆境生理與分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古呼和浩特 010018）

蒲公英（Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.），又名婆婆丁、奶汁草、黃花地丁、黃花苗、黃花三七等，為菊科多年生草本植物。蒲公英在我國主要分布于內(nèi)蒙古、東北三省、甘肅等地，生長于山坡、草地、路邊和田間[1-2]。蒲公英屬于藥食兩用的草本植物，含有豐富的微量元素、維生素、氨基酸、色素類、酚酸類、黃酮類、揮發(fā)油類等100多種有效成分[3-4]。蒲公英性味甘平、無毒，被譽(yù)為“天然抗生素”[5]，具有抗感染、抗病毒、抗癌、清熱解毒、清腫散結(jié)、利尿通淋、消炎養(yǎng)胃、降血糖、降血脂的作用[6]，是極具開發(fā)前景的野菜資源[7]。

雪梨又稱快果、玉乳等，被稱為“百果之宗”。雪梨果實(shí)飽滿、香脆多汁，含有糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)元素及有機(jī)酸等多種營養(yǎng)成分?！侗静菥V目》中記載梨能“潤肺涼心，消痰降火，解瘡毒、酒毒”。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)上認(rèn)為雪梨性味清涼甘甜，入肺，有生津、潤燥、清熱、化痰、保肝、促食欲、凈化腎臟、助消化、清潔腸道等功效[8]。

我國蒲公英和雪梨品資源豐富，采集與加工方式簡單，開發(fā)蒲公英雪梨保健飲料不僅能提高人民生活質(zhì)量、延長人的壽命，而且有著廣泛的市場前景，并將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。近年來，各種以蒲公英為主要原料生產(chǎn)的保健品和以雪梨汁為原料生產(chǎn)的各種飲料紛紛上市，備受消費(fèi)者青睞，但蒲公英雪梨保健飲料還未見報道。因此，通過研究雪梨的復(fù)合酶解榨汁技術(shù)、超聲浸提技術(shù)等技術(shù)，并對飲料配方進(jìn)行優(yōu)化，開發(fā)蒲公英雪梨保健飲料產(chǎn)品，旨為蒲公英和雪梨資源的深加工提供一定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

雪梨、冰糖、蜂蜜，購買于當(dāng)?shù)爻校黄压?，采摘于?nèi)蒙古包頭市九峰山，干制后備用；果膠酶、纖維素酶、抗壞血酸、蘋果酸、羧甲基纖維素鈉，均為食品級；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品，美國Sigma公司提供；95%乙醇，分析純，天津市匯杭化工科技有限公司提供。

1.2 設(shè)備

101-1AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司產(chǎn)品；FA1004N型電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；HHS-11-1型恒溫水浴鍋，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn)品；KQ5200E型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司產(chǎn)品；TU-1901型雙光束紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品；PHS-3C型pH計(jì)，上海雷磁有限公司產(chǎn)品；SC-3610型離心機(jī)，安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 工藝流程

①蒲公英→清洗→干制→超聲浸提→過濾→蒲公英浸提液；

②梨→清洗、去皮、切塊→護(hù)色、榨汁→酶解→過濾→雪梨汁；

③冰糖、檸檬酸、蜂蜜；

①+②+③→調(diào)配→均質(zhì)→灌裝、殺菌、冷卻→成品。

1.4 操作要點(diǎn)

1.4.1 蒲公英浸提液的制備

（1）蒲公英的干制[9]。鮮蒲公英不易貯藏，為了盡可能延長加工期限，干制蒲公英是制作飲料的好原料。選擇無病蟲害、無發(fā)霉的蒲公英，摘除干枯葉，反復(fù)清洗干凈，于電熱鼓風(fēng)干燥箱75℃下干燥5 h。

（2） 蒲公英的浸提[10]。將干制的原料切成0.5 cm左右的小段后粉碎成粉末，加入純凈水，置于超聲波清洗器（工作頻率40 kHz） 中浸提處理，經(jīng)過濾后得到蒲公英浸提液。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對浸提工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，以蒲公英浸提液中水溶性黃酮類化合物含量為考查指標(biāo)，最終確定超聲輔助浸提的最優(yōu)條件。

超聲輔助浸提條件因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

1.4.2 雪梨汁的制備[11]

（1） 雪梨的預(yù)處理。將成熟的雪梨清洗干凈，去皮、去核，切成1 cm的小塊。

表1 超聲輔助浸提條件因素與水平設(shè)計(jì)

（2） 護(hù)色。將雪梨塊放入0.2%的抗壞血酸溶液中浸泡5 min。

（3） 榨汁。將護(hù)色后的雪梨塊和0.2%的抗壞血酸溶液按1∶1的比例倒入榨汁機(jī)中打漿。

（4） 酶解。將復(fù)合酶制劑（果膠酶與纖維素酶按照質(zhì)量比1∶1混合而成）添加到雪梨果漿中進(jìn)行復(fù)合酶解處理，調(diào)節(jié)溫度和pH值，添加復(fù)合酶制劑進(jìn)行酶解反應(yīng)。將經(jīng)酶解后的雪梨果漿置于90℃水浴中保持2 min，使其中殘留的復(fù)合酶失活。

（5） 離心。滅酶后的雪梨果漿冷卻至室溫后，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心10 min，過濾，備用。

雪梨汁最佳復(fù)合酶解條件由單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定。單因素試驗(yàn)取50 mL雪梨汁，依次對復(fù)合酶（果膠酶∶纖維素酶質(zhì)量比1∶1） 的添加總量（0～1.2%），pH 值 （2.0～4.5），酶解溫度 （30～55 ℃），酶解時間（1.0～3.5 h） 4個因素進(jìn)行試驗(yàn)研究，根據(jù)醇試驗(yàn)和碘試驗(yàn)的結(jié)果確定最佳酶解條件。醇試驗(yàn)：在5 mL樣液中加入10 mL 95%乙醇，靜置30 min，細(xì)心觀察是否有絮狀物或者沉淀物形成，如果形成則呈陽性證明酶解不完全；碘試驗(yàn)：在5 mL樣液中加入3～5滴碘液，靜置30 min，觀察溶液顏色的變化，如果溶液呈棕色證明酶解不完全。

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選用L9（34）正交表安排試驗(yàn)，以處理好的澄清雪梨汁的透光率為驗(yàn)證指標(biāo)，確定最佳復(fù)合酶解條件。

復(fù)合酶解工藝優(yōu)化因素與水平設(shè)計(jì)見表2。

表2 復(fù)合酶解工藝優(yōu)化因素與水平設(shè)計(jì)

1.4.3 飲料調(diào)配

將雪梨汁、蒲公英浸提液、冰糖、蘋果酸和蜂蜜按比例混合均勻，各成分調(diào)配的比例會對飲料的風(fēng)味產(chǎn)生較大影響。故在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選用L16（45）安排試驗(yàn)。并邀請25名鑒評員對飲料進(jìn)行打分評定，確定蒲公英雪梨保健飲料的最佳配方。

飲料配方優(yōu)化因素與水平設(shè)計(jì)見表3，感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表4。

1.4.4 均質(zhì)、灌裝、殺菌和冷卻

在蒲公英雪梨飲料中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的穩(wěn)定劑羧甲基纖維素鈉，并在50℃，20 MPa下均質(zhì)。將料液加熱至60℃以上灌裝到帶蓋的玻璃瓶中，迅速密封。在100℃下殺菌10 min，然后冷卻至40℃即得成品。

表3 飲料配方優(yōu)化因素與水平設(shè)計(jì)/%

表4 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.5 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

可溶性固形物測定參照GB/T 12143—2008，總酸的測定參照GB/T 12456—2008，感官要求、理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)及檢測方法參照GB 7101—2015。

2 結(jié)果與分析

2.1 蒲公英超聲輔助浸提條件的確定

超聲浸提的正交試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 超聲浸提的正交試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，影響蒲公英中黃酮類化合物提取效果的主要因素是料水比和提取溫度，而提取次數(shù)和提取時間的影響相對較小。各因次的主要順序是A＞B＞C＞D，最優(yōu)浸提條件為A2B3C2D2，即料水比1∶25，提取溫度70℃，提取次數(shù)2次，提取時間1.5 h。

2.2 復(fù)合酶的添加量對雪梨汁澄清效果的影響

取50 mL雪梨汁，分別加入復(fù)合酶，使其終質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0，0.1%，0.3%，0.6%，0.9%，1.2%，調(diào)節(jié)pH值為3.5，在40℃下酶解2 h。滅酶、離心、過濾后進(jìn)行醇試驗(yàn)和碘試驗(yàn)。

復(fù)合酶的添加量對雪梨汁澄清效果的影響見表6。

表6 復(fù)合酶的添加量對雪梨汁澄清效果的影響

由表6可知，隨著復(fù)合酶量的增加，絮狀物的量逐漸減少，碘試驗(yàn)的顏色逐漸變淺，當(dāng)酶添加量為0.6%時，已完全酶解，故以此為最佳添加量。

2.3 pH值對雪梨汁澄清效果的影響

取50 mL雪梨汁，加入0.6%的復(fù)合酶，分別調(diào)節(jié)pH值為2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5，在40℃下酶解2 h。滅酶、離心、過濾后進(jìn)行醇試驗(yàn)和碘試驗(yàn)。

pH值對雪梨汁澄清效果的影響見表7。

表7 pH值對雪梨汁澄清效果的影響

由表7可知，隨著pH值的增加，絮狀物的先逐漸減少后又逐漸增加，碘試驗(yàn)的顏色先逐漸變淺后又變深，可能是pH值過高或過低，使酶的活性降低，初步認(rèn)定3.5為最適pH值。

2.4 酶解溫度對雪梨汁澄清效果的影響

取50 mL雪梨汁，加入0.6%的復(fù)合酶，調(diào)節(jié)pH值為3.5，設(shè)定酶解溫度為30，35，40，45，50，55℃酶解2 h。滅酶、離心、過濾后進(jìn)行醇試驗(yàn)和碘試驗(yàn)。

酶解溫度對雪梨汁澄清效果的影響見表8。

隨著酶解溫度的升高，酶解程度逐漸升高而后又減弱，考慮實(shí)際生產(chǎn)條件，以40℃為最佳酶解溫度。

2.5 酶解時間對雪梨汁澄清效果的影響

取50 mL雪梨汁，加入0.6%的復(fù)合酶，調(diào)節(jié)pH值3.5，設(shè)定酶解溫度40℃，酶解時間分別為1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 h進(jìn)行酶解。滅酶、離心、過濾后進(jìn)行醇試驗(yàn)和碘試驗(yàn)。

表8 酶解溫度對雪梨汁澄清效果的影響

酶解時間對雪梨汁澄清效果的影響見表9。

表9 酶解時間對雪梨汁澄清效果的影響

隨著酶解時間的增加，酶解程度逐漸增大，考慮實(shí)際生產(chǎn)條件，以2 h為最佳酶解時間。

2.6 最適波長的選擇

將處理好的雪梨汁于可見光的波長380～780 nm下測定透光率，當(dāng)波長達(dá)到760 nm時，雪梨汁顯示最大透光率，故760 nm為最適測定波長。

2.7 雪梨汁酶解最適條件的確定

采用復(fù)合酶對雪梨果漿進(jìn)行酶解處理。通過L9（34）正交試驗(yàn)，于波長760 nm處的透光率為驗(yàn)證指標(biāo)。

復(fù)合酶澄清雪梨汁正交試驗(yàn)結(jié)果見表10。

表10 復(fù)合酶澄清雪梨汁正交試驗(yàn)結(jié)果

由表10可知，各因素對酶解效果的影響程度依次為 D'＞C'＞B'＞A'，即酶解時間對酶解效果影響最大，其次為酶解溫度，復(fù)合酶添加量和pH值對酶解效果的影響相對較小，所以確定雪梨汁澄清條件為D'2C'1A'1B'3，即在酶解時間2 h，酶解溫度40℃，復(fù)合酶添加量0.6%，pH值3.5的條件下進(jìn)行雪梨汁澄清。

2.8 蒲公英雪梨飲料配方優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)方法1.6進(jìn)行復(fù)合飲料的調(diào)配，邀請25名鑒評員評定打分。結(jié)果表明，各因素對蒲公英雪梨汁復(fù)合飲料風(fēng)味的影響的主次關(guān)系是A''＞C''＞A''＞B''＞E''，即從大到小依次為雪梨汁、冰糖、蘋果酸、蒲公英汁、蜂蜜。由此確定該飲料最佳調(diào)配方案為A''4C''3C''3B''4E''1，即雪梨汁添加量20%，冰糖添加量8%，蘋果酸添加量0.15%，蒲公英浸提液添加量30%，蜂蜜添加量0.005%。

飲料配方優(yōu)化的試驗(yàn)結(jié)果見表11。

表11 飲料配方優(yōu)化的試驗(yàn)結(jié)果

2.9 產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)

2.9.1 感官指標(biāo)

該產(chǎn)品呈均勻的淡黃色，口感細(xì)膩、酸甜適口，具有蒲公英和雪梨特有的香氣，呈均勻的流體狀態(tài)，無沉淀、無雜質(zhì)、無異味。

2.9.2 理化指標(biāo)

可溶性固形物10.5%，總酸0.36%，重金屬Cu2+≤5 mg/kg，As≤0.5 mg/kg，Pb≤1.0 mg/kg，其他各指標(biāo)符合市售飲料產(chǎn)品的理化要求。

2.9.3 衛(wèi)生指標(biāo)

菌落總數(shù)≤1CFU/mL，大腸菌群≤30MPN/100mL，致病菌未檢出。

3 結(jié)論

確定了蒲公英雪梨飲料的工藝參數(shù)：蒲公英采用40 kHz頻率超聲輔助浸提處理，提取最佳條件為料液比1∶25，提取溫度70℃，提取2次，每次浸提1.5 h，過濾后獲得蒲公英浸提液。雪梨汁在添加0.6%的復(fù)合酶，pH值3.5，溫度40℃的條件下酶解2.0 h澄清度最高。按配方雪梨汁添加量20%，冰糖添加量8%，蘋果酸添加量0.15%，蒲公英浸提液添加量30%，蜂蜜添加量0.005%得到的飲料組織均勻，具有蒲公英和雪梨特有的香氣，酸甜適中，口感柔和。