柑橘蒲公英保健飲料加工工藝的研究

蘇杰 張慧敏 王瑞剛

[摘要]以柑橘和蒲公英為主要原料，研制柑橘蒲公英保健飲料，并探討各因素對柑橘汁酶解、蒲公英浸提及飲料調(diào)配效果的影響。結(jié)果表明，柑橘汁的最佳酶解工藝為果膠酶和纖維素酶按1∶3的比例添加，添加量為0.6%，pH值3.0，時(shí)間3h、溫度50℃;蒲公英的最佳超聲浸提條件為超聲頻率40 kHz，料水比1∶30，溫度80℃，提取2次，每次1.0h;飲料最佳調(diào)配工藝為冰糖10%、蒲公英浸提液20%、柑橘汁8%、CMC 0.3%、檸檬酸0.2%，在此條件下制得的產(chǎn)品風(fēng)味獨(dú)特，營養(yǎng)豐富，質(zhì)量最佳。

[關(guān)鍵詞]柑橘;蒲公英;酶解;超聲浸提;保健飲料

中圖分類號：TS275.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202001

柑橘果實(shí)營養(yǎng)豐富，富含多種維生素、類胡蘿卜素、類黃酮、香精油、類檸檬苦素等有效成分[1-2]，具有抗氧化、抗癌、抗菌、抗炎癥、抗過敏、調(diào)節(jié)人體機(jī)能以及預(yù)防循環(huán)系統(tǒng)疾病等功效[3-5]。

蒲公英性味甘平、無毒，被中藥界譽(yù)為“八大金剛”之一[6-10]，不僅具備“三抗”（抗病毒、抗感染、抗腫瘤）作用，還具有利尿通淋、消炎養(yǎng)胃、清熱解毒、消腫散結(jié)、降血糖、降血脂的功效[11-14]，是極具開發(fā)前景的野菜資源[15]。

我國進(jìn)行柑橘蒲公英保健飲料的研發(fā)，能夠切實(shí)提高人民群眾的生活質(zhì)量，幫助人們延長其壽命，市場前景比較好，能夠產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。近年來，各種以柑橘汁為原料生產(chǎn)的飲料和以蒲公英為原料生產(chǎn)的保健品紛紛涌入市場，深受消費(fèi)者喜愛，但是目前還沒有出現(xiàn)柑橘蒲公英保健品飲料。本文探究柑橘復(fù)合酶解榨汁技術(shù)以及蒲公英超聲浸提技術(shù)，并優(yōu)化了飲料的配方，進(jìn)行了柑橘蒲公英保健飲料的開發(fā)，希望能夠給柑橘蒲公英相關(guān)資源的加工提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

柑橘、冰糖：超市;蒲公英：內(nèi)蒙古包頭市九峰山，干制后備用;果膠酶：南寧龐博生物科技有限公司;纖維素酶：浙江一諾生物科技有限公司;檸檬酸、羧甲基纖維素鈉（CMC）均為食品級;蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品：美國Sigma公司;95%乙醇，分析純：天津市匯杭化工科技有限公司。

1.2 設(shè)備

101-1AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱;FA1004N型電子天平;HHS-11-1型恒溫水浴鍋;KQ5200E型超聲波清洗器;TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì);PHS-3C型pH計(jì);SC-3610型離心機(jī)。

1.3 工藝流程

柑橘→去皮→榨汁→酶解→過濾→柑橘汁

↓

蒲公英→清洗→干制→超聲浸提→過濾→蒲公英浸提液→調(diào)配←冰糖、檸檬酸、CMC

↓

成品←灌裝、殺菌、冷卻←均質(zhì)

1.4 操作要點(diǎn)

1.4.1 柑橘汁的制備

（1）柑橘的榨汁：將成熟的柑橘清洗干凈，去皮，去核后倒入榨汁機(jī)中打漿。

（2）酶解、滅酶：將復(fù)合酶制劑（果膠酶與纖維素酶按照一定比例）添加到柑橘果漿中進(jìn)行復(fù)合酶解處理，調(diào)節(jié)溫度和pH，添加復(fù)合酶制劑進(jìn)行酶解反應(yīng)。將經(jīng)酶解后的柑橘果漿置于90℃水浴中保持2min，使其中殘留的復(fù)合酶失活。

（3）離心：柑橘果漿冷卻至室溫后，以4 000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min，過濾，備用[16]。

柑橘汁最佳復(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50mL柑橘果漿，依次對復(fù)合酶（果膠酶和纖維素酶）的比例、復(fù)合酶的添加總量（0%～1.2%）、pH值（1.5～4.0）、酶解溫度（30℃～55℃）、酶解時(shí)間（0.5～3.0h）五個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn)研究，根據(jù)醇試驗(yàn)判定酶對柑橘汁的澄清效果，根據(jù)碘試驗(yàn)判定是否酶解完全，根據(jù)二者結(jié)果來進(jìn)行最佳酶解條件的確定。醇試驗(yàn)：將10mL95%的乙醇加入5mL的樣液中，并進(jìn)行30min的靜置。觀察是否出現(xiàn)沉淀物或者絮狀物，若是出現(xiàn)，說明呈現(xiàn)出陽性特點(diǎn)，并且澄清效果比較差。碘試驗(yàn)：把3～5滴碘液加入5mL的樣液中，對溶液顏色變化進(jìn)行觀察，若溶液顏色呈棕色，說明酶解并不夠完全。

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選用L18（35）正交表安排試驗(yàn)，以處理好的澄清柑橘汁的透光率為驗(yàn)證指標(biāo)，確定最佳復(fù)合酶解條件。正交試驗(yàn)水平及因素見表1。

1.4.2 蒲公英浸提液的制備

（1）干制蒲公英[17]：鮮蒲公英保存和儲藏比較困難，為增加加工的期限，選擇干制蒲公英?？梢赃x擇沒有病蟲害，并且沒有發(fā)霉的蒲公英，將其干枯葉子摘掉，反復(fù)地進(jìn)行清洗，將其放入到電熱鼓風(fēng)干燥箱中，在75℃的環(huán)境下，進(jìn)行5h的干燥。

（2）浸提蒲公英[18-19]：把已經(jīng)干制好的蒲公英切成0.5m左右的小段，并將其粉碎成粉末，將其加入純凈水中，放置到工作頻率為40kHz的超聲波清洗器中，進(jìn)行浸提處理，過濾后獲取蒲公英浸提液。這種浸提辦法最優(yōu)條件的基礎(chǔ)是單因素試驗(yàn)，通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)來優(yōu)化浸提工藝，其指標(biāo)需要通過浸提液中包含的水溶性黃酮類化合物量確定。正交試驗(yàn)的因素和水平見表2。

1.4.3 飲料調(diào)配

根據(jù)一定的比例來把蒲公英浸提液、柑橘汁、檸檬酸、冰糖以及蜂蜜混合在一起，調(diào)配的比例會直接影響飲料口味。所以，在進(jìn)行單因素試驗(yàn)的情況下，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對飲料調(diào)配工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，正交試驗(yàn)的因素和水平見表3。并邀請25名鑒評員打分評定飲料，確定蒲公英柑橘保健飲料的最佳配方，感官評定標(biāo)準(zhǔn)見表4。

1.4.4 均質(zhì)、灌裝、殺菌和冷卻

將柑橘蒲公英飲料在50℃、20 MPa下將均質(zhì)加熱至60℃，并將其灌裝到有蓋子的玻璃瓶中，迅速進(jìn)行密封，在100℃的環(huán)境中進(jìn)行10min的殺菌，然后將其冷卻到40℃得到成品。

1.5 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

可溶性固形物測定參照《飲料通用分析方法》（GB/T 12143-2008），總酸的測定參照《食品中總酸的測定》（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《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 飲料》（GB 7101-2015）。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合酶比例的確定

取50mL柑橘汁，分別將果膠酶和纖維素酶按質(zhì)量比為3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4的比例添加，使復(fù)合酶的終濃度均到達(dá)0.6%，調(diào)節(jié)pH值為3.0，在50℃酶解3h。滅酶、離心、過濾后，取柑橘汁進(jìn)行醇試驗(yàn)和碘試驗(yàn)，結(jié)果見表5。結(jié)果顯示，果膠酶和纖維素酶按質(zhì)量比為1∶3添加時(shí)，柑橘汁的澄清效果好且已完全酶解，故以此為最佳添加比例。

2.2 復(fù)合酶添加量的確定

取50mL柑橘汁，分別加入復(fù)合酶（果膠酶和纖維素酶質(zhì)量比為1∶3，下同），使其終濃度分別為0%、0.1%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%，調(diào)節(jié)pH值為3.0，在50℃酶解3h。滅酶、離心、過濾后取柑橘汁進(jìn)行醇試驗(yàn)和碘試驗(yàn)，結(jié)果見表6。結(jié)果顯示，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，同時(shí)考慮生產(chǎn)實(shí)際，以0.6%為復(fù)合酶的最佳添加量。

2.3 酶解pH的確定

取50mL柑橘汁，加入0.6%的復(fù)合酶，分別調(diào)節(jié)pH值為1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0，在50℃下進(jìn)行3h的酶解。在離心、滅酶以及過濾后進(jìn)行碘試驗(yàn)和醇試驗(yàn)，具體結(jié)果見表7。通過結(jié)果可以初步認(rèn)定pH 3.0是最佳pH條件。

2.4 酶解溫度的確定

取50mL柑橘汁，加入0.6%的復(fù)合酶，調(diào)節(jié)pH為3.0，設(shè)定酶解溫度為30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃酶解3h。滅酶、離心、過濾后進(jìn)行醇試驗(yàn)和碘試驗(yàn)，結(jié)果見表8。隨著酶解溫度的增加，絮狀物的量先減少后又增加，酶解程度逐漸升高而后又減弱，原因可能是溫度過高或過低降了酶的活性。由結(jié)果初步認(rèn)定45℃為最佳酶解溫度。

2.5 酶解時(shí)間的確定

取50mL柑橘汁，加入0.6%的復(fù)合酶，調(diào)節(jié)pH 3.0，設(shè)定溫度50℃，時(shí)間分別為0.5h、1.0h、1.5h、2h、2.5h、3h進(jìn)行酶解。滅酶、離心、過濾后進(jìn)行醇試驗(yàn)和碘試驗(yàn)，結(jié)果見表9。隨著酶解時(shí)間的增加，絮狀物的量逐漸減少，酶解程度逐漸增大，考慮實(shí)際生產(chǎn)條件，以2.5h為最佳酶解時(shí)間。

2.6 最適波長的選擇

將處理好的柑橘汁在可見光的波長范圍（380～780nm）內(nèi)測定透光率，當(dāng)波長達(dá)到760nm時(shí)，柑橘汁顯示最大透光率，故760nm為最適測定波長。

2.7 柑橘汁酶解最適條件的確定

采用復(fù)合酶對柑橘果漿進(jìn)行酶解處理。通過L18（35）正交試驗(yàn)，以760nm下的透光率為驗(yàn)證指標(biāo)，正交試驗(yàn)結(jié)果見表10。結(jié)果顯示，各因素對酶解效果的影響程度依次為B>A>C>E>D，即復(fù)合酶的比例和酶的添加量的影響較大，pH對酶解效果的影響居中，時(shí)間和溫度對酶解效果的影響相對較小，所以確定柑橘汁最佳酶解條件為B2A2C3E3D3，即復(fù)合酶按1∶3的比例添加，添加量為0.6%，pH值3.0，時(shí)間為3h、溫度50℃。

2.8 蒲公英超聲輔助浸提條件的確定

蒲公英超聲浸提的正交試驗(yàn)結(jié)果見表11。結(jié)果表明，影響蒲公英中黃酮類化合物提取效果的程度是A>B>C>D，即主要因素是料水比和超聲浸提溫度，而提取次數(shù)和時(shí)間的影響相對較小。最優(yōu)浸提條件為A2B3C2D2，即料水比為1∶30，溫度為80℃，提取次數(shù)為2次，時(shí)間為1.0h/次。

2.9 柑橘蒲公英飲料配方優(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。L16（45）正交試驗(yàn)結(jié)果見表12。結(jié)果表明，各因素對柑橘汁蒲公英保健飲料風(fēng)味影響的主次關(guān)系是C>B>A>E>D，即從大到小依次為冰糖、蒲公英浸提液、柑橘汁、CMC、檸檬酸。由此確定該飲料最佳調(diào)配方案為C4B2A1E2D2，即冰糖10%、蒲公英浸提液20%、柑橘汁8%、CMC 0.3%、檸檬酸0.2%。

2.10 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

2.10.1 感官指標(biāo)

這款產(chǎn)品呈現(xiàn)均勻的淡黃色，酸甜適中，口感比較細(xì)膩，具有蒲公英以及柑橘的香氣，狀態(tài)是均勻流體，沒有雜質(zhì)、沉淀和異味。

2.10.2 理化指標(biāo)

可溶性固形物11.8%，總酸0.28%，重金屬Cu2+≤5mg/kg、Pb≤1.0mg/kg、As≤0.5mg/kg，其他各指標(biāo)符合市售飲料產(chǎn)品的理化要求。

2.10.3 衛(wèi)生指標(biāo)

菌落總數(shù)≤1 CFU/mL，大腸菌群≤30 MPN/100mL，致病菌未檢出，其余指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié) 論

本試驗(yàn)確定了蒲公英柑橘飲料的工藝參數(shù)：（1）柑橘汁的最佳酶解條件是果膠酶和纖維素酶按1∶3的比例添加，添加量為0.6%，pH值3.0，時(shí)間為3h，溫度50℃。（2）蒲公英采用40 kHz頻率超聲輔助浸提處理，提取最佳條件為料水比1∶30，溫度80℃，提取2次，每次浸提1.0h，過濾后獲得蒲公英浸提液。（3）按配方冰糖10%、蒲公英浸提液20%、柑橘汁8%、CMC 0.3%、檸檬酸0.2%調(diào)配得到的飲料組織均勻，具有蒲公英和柑橘特有的香氣，酸甜適中，口感柔和。

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