功能性芹菜飲料工藝優(yōu)化研究

廖世玉，宋佳曼，嚴 成

（西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川綿陽 621010）

0 引言

芹菜（Apium graveolens L.）為傘型花科芹屬一年或兩年生草本植物，因生長環(huán)境不同，有水芹、旱芹之分[1]。芹菜中富含的芹菜素和木犀草素等黃酮類化合物，可祛除病變細胞，預(yù)防胰腺癌[2]。芹菜中存在的黃酮類化合物在近幾十年來日益受到人們的重視[3-4]。近年來，對芹菜素的藥理學(xué)作用及其對腫瘤細胞的生長抑制作用進行了廣泛研究[5-6]。芹菜素抑制腫瘤細胞生長、誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡的作用已經(jīng)得到了大量的證實，該作用也是芹菜素對腫瘤作用的主要機制之一[7-9]。

我國果蔬飲料產(chǎn)業(yè)在眾多飲料產(chǎn)品中以極快的速度超越碳酸飲料而一躍成為高產(chǎn)量的飲料產(chǎn)品之一[10]。然而市場上卻幾乎沒有蔬菜保健飲料，這說明開發(fā)的產(chǎn)品具有很好的市場前景[11]。將其制作成功能型飲料，開發(fā)出的新產(chǎn)品，也提高了芹菜的利用價值和經(jīng)濟價值。從芹菜中提取功能性有效活性成分并利用黃酮類物質(zhì)，研發(fā)具有調(diào)節(jié)心血管功能、抗氧化功能的芹菜汁功能飲料并加以推廣，使消費者飲用后能達到降血壓、調(diào)血脂、抗菌、抗氧化、抗腫瘤的目的。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料

芹菜、雪梨，購于當(dāng)?shù)厥袌觯?/p>

果膠酶（酶活100 000 U/g），濟寧和信生物技術(shù)有限公司提供；白砂糖、檸檬酸、CMC、明膠、果膠等，均為國產(chǎn)分析純。

1.1.2 設(shè)備

DJM50LA型膠體磨，上海華東高壓均質(zhì)機廠產(chǎn)品；TDL-60B型低速臺式離心機，上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn)品；SZ-1型快速混勻器，常州普天儀器制造有限公司產(chǎn)品；單道可調(diào)試移液器，北京大龍興創(chuàng)實驗儀器有限公司產(chǎn)品；MP10001型電子天平（d=0.1 g），上海恒平科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2 工藝流程

①芹菜→挑選→清洗→瀝水→切分→漂燙→破碎→榨汁→過濾→芹菜汁；

②雪梨→挑選→清洗→瀝水→切分→護色→破碎→榨汁→過濾→雪梨汁；

③功能穩(wěn)定劑、檸檬酸、蔗糖；

①+②+③→調(diào)配→加熱→過濾→均質(zhì)→脫氣→灌裝→殺菌→冷卻→產(chǎn)品。

1.3 操作要點

1.3.1 原料預(yù)處理

挑選新鮮、成熟的雪梨和芹菜，用流動水清洗，洗凈泥沙、雜質(zhì)等，并用高錳酸鉀浸泡。

1.3.2 燙漂護色

在100℃下用2%氯化鈉的水溶液中燙漂3 min抑制葉綠素酶活性，防止葉綠素降解失綠。

1.3.3 破碎處理和打漿

將果塊切成直徑為3～4 cm的小塊，用打漿機打漿。

1.3.4 酶解

為了增加果汁的得率，用果膠酶處理果漿，果膠酶劑量為90 ul/L，溫度為40～50℃，時間為2 h，以分解部分可溶性果膠。

1.3.5 過濾

將芹菜、雪梨汁用過濾機過濾，過濾掉碎果皮、果籽和較大的果渣。

1.3.6 糖漿調(diào)配

將蔗糖在50～55℃的溫水中溶解，溶解后過濾，混勻后在均質(zhì)機中均質(zhì)，在90～95℃下持續(xù)5～10 min殺菌，冷卻到常溫備用。

1.3.7 飲料調(diào)配

將芹菜雪梨汁與糖漿攪拌融合，加入穩(wěn)定劑、香精、果綠等。

1.3.8 飲料均質(zhì)

將調(diào)配好的飲料在50℃左右均質(zhì)，其壓力為30 MPa。

1.3.9 脫氣、灌裝、殺菌

在真空度為0.075 MPa的壓力下進行脫氣、灌裝，封口后進行殺菌并冷卻至室溫。

1.4 飲料感官評價標準

芹菜飲料的感官評分見表1。

芹菜功能飲料沉降率公式：

表1 芹菜飲料的感官評分

式中：m——一定量果蔬汁中沉淀物的質(zhì)量，mg；

M——一定量果蔬汁的總質(zhì)量，mg。

2 結(jié)果與分析

2.1 氯化鈉添加量對飲料護色效果的影響

氯化鈉添加量對產(chǎn)品護色效果的影響見圖1。

由圖1可知，當(dāng)氯化鈉添加量增加到3%時，評分值達到最大為95分，此時既保持芹菜原有的風(fēng)味，顏色又鮮綠，護色效果好；當(dāng)氯化鈉添加量繼續(xù)增加時，評分值開始下降，當(dāng)氯化鈉添加量為5%時，評分值達到最低，此時芹菜中已出現(xiàn)咸味，影響了飲料的口感。因此，選擇3%的氯化鈉添加量對芹菜雪梨飲料進行護色。

2.2 燙漂時間對飲料護色效果的影響

燙漂時間對護色效果的影響見圖2。

由圖2可知，當(dāng)燙漂時間為3 min時，評分達到最大值為90分，可保持芹菜在榨汁過程中不變色。繼續(xù)延長燙漂時間，評分明顯減小，護色5 min時達到最低為30分，主要原因是過長時間的燙漂，使芹菜具有煮熟味。因此，選擇3 min進行護色燙漂時間。

2.3 穩(wěn)定劑對芹菜功能飲料穩(wěn)定性的影響

2.3.1 穩(wěn)定劑單因素結(jié)果

不同穩(wěn)定劑添加量對比試驗結(jié)果見表2。

表2 不同穩(wěn)定劑添加量對比試驗結(jié)果/%

CMC-Na（A）、果膠（B），對飲料的穩(wěn)定性具有一定的作用，但單獨使用對飲料的穩(wěn)定性效果不如復(fù)配。β-環(huán)糊精（C）起到去除異味和苦澀的作用，并且隨著其添加量的增加，芹菜功能飲料的穩(wěn)定性也得到了提升。由表2可知，CMC-Na（A）、果膠（B）、β-環(huán)糊精（C） 復(fù)配對飲料的穩(wěn)定性效果最佳，故應(yīng)選擇穩(wěn)定劑復(fù)配。

2.3.2 穩(wěn)定劑復(fù)配正交試驗

通過正交試驗，以飲料沉降率為依據(jù)，選出最適合的復(fù)配穩(wěn)定劑。

穩(wěn)定劑正交試驗結(jié)果見表3。

由表3可知，通過極差分析，3個因素對于芹菜功能飲料穩(wěn)定性影響的主次順序為B＞C＞A，果膠添加量對芹菜功能飲料的穩(wěn)定性影響最大，其次為β-環(huán)糊精，最后為CMC-Na，最優(yōu)水平組合為4號，沉降率為0.52%，最佳組合為A3B1C1。因此，芹菜功能飲料的最佳穩(wěn)定劑添加量為CMC-Na 0.08%，β-環(huán)糊精0.1%，果膠0.1%。

2.4 芹菜功能飲料配方優(yōu)化試驗結(jié)果

2.4.1 芹菜雪梨汁添加量對飲料品質(zhì)的影響

表3 穩(wěn)定劑正交試驗結(jié)果/%

果蔬汁添加量對芹菜功能飲料品質(zhì)的影響見圖3。

由圖3可知，當(dāng)芹菜雪梨汁添加量為8%時，感官評分為70分，飲料具有清新的芹菜味和雪梨味，口感不夠協(xié)調(diào)、柔和，但后味有差異；當(dāng)果蔬汁添加量增加到12%時，評分達到最大為90分，此時芹菜的清香味突出；繼續(xù)增加果蔬汁添加量，評分開始降低，當(dāng)果蔬汁添加量達到16%時，評分達到最低分，果蔬汁比例過重影響了后續(xù)的調(diào)味調(diào)色。因此，最佳的果蔬汁添加量為10%～14%。

2.4.2 果蔬汁中芹菜與雪梨的比例對芹菜功能飲料品質(zhì)的影響

果蔬汁中芹菜汁與雪梨汁的比例對芹菜功能飲料品質(zhì)的影響見圖4。

由圖4可知，當(dāng)芹菜汁與雪梨汁的比例為2∶1時，評分為60分，雪梨味基本覆蓋了芹菜的清香；當(dāng)芹菜汁與雪梨汁的比例增加到4∶1時，評分達到最大為95分，芹菜的清香味突出，雪梨的輔助作用明顯；繼續(xù)增加芹菜汁與雪梨汁的比例，評分逐漸減低，當(dāng)芹菜汁與雪梨汁的比例增大到6∶1時，評分達到最低分，此時過重的芹菜味影響了飲料的品質(zhì)，出現(xiàn)膩感。因此，選擇芹菜汁與雪梨汁的最適比例為3∶1～5∶1。

2.4.3 蔗糖添加量對芹菜功能飲料口感的影響

蔗糖添加量對芹菜功能飲料品質(zhì)的影響見圖5。

由圖5可知，隨著蔗糖添加量的增加，評分值逐漸增大，當(dāng)蔗糖添加量為10%時，評分值達到最高為90分，此時甜味適度，且有回味感；繼續(xù)增加蔗糖添加量，評分逐漸減低，當(dāng)蔗糖添加量增加到14%時，飲料的甜度過重，引起煩膩感。因此，最佳的蔗糖添加量范圍為8%～12%。

2.4.4 檸檬酸添加量對芹菜功能飲料口感的影響

檸檬酸添加量對芹菜功能飲料品質(zhì)的影響見圖6。

由圖6可知，當(dāng)檸檬酸添加量為0.06%時，評分為60分，酸度適中，有清涼感；隨著檸檬酸添加量的增加，飲料酸味逐漸增加，當(dāng)檸檬酸添加量為0.12%時，評分值分達到最高為90分，此時酸度適宜，口感清爽；繼續(xù)增加檸檬酸添加量，飲料糖酸比失調(diào)，飲料開始變酸，當(dāng)檸檬酸添加量增加到0.15%時，引起酸味過重?zé)o法飲用。因此，選用檸檬酸添加量為0.10%～0.14%。

2.5 芹菜功能飲料正交試驗結(jié)果及方差分析

芹菜功能飲料正交試驗見表4，方差分析結(jié)果見表5。

表4 芹菜功能飲料正交試驗

表5 方差分析結(jié)果

由表4可知，影響芹菜功能飲料感官評定因素的主次順序為檸檬酸添加量＞芹菜雪梨汁添加量＞蔗糖添加量＞穩(wěn)定劑添加量；由表5可知，因素A'、B'、C'、D'影響均不顯著 （p＜0.05）。極差分析得，試驗中對試驗指標影響的主次順序為 C'＞A'＞B'＞D'，感官評價和正交試驗分析得最優(yōu)組合為A'2B'2C'1D'2，但是這一組合并沒有在正交試驗結(jié)果中出現(xiàn)，而直觀效應(yīng)最佳組合為A'2B'2C'3D'1，所以進行重復(fù)對比試驗，綜合比較，結(jié)果證明A'2B'2C'1D'2最優(yōu)，芹菜功能飲料的各方面評定均為最佳，所以確定A'2B'2C'1D'2為最佳組合，即混合果蔬汁添加量12%（芹菜汁∶雪梨汁=4∶1），蔗糖添加量10%，檸檬酸添加量0.12%，CMC-Na添加量0.08%，β-環(huán)糊精添加量0.1%，果膠添加量0.1%。

3 結(jié)論

以芹菜為原料，利用芹菜中含有的功能性活性物質(zhì)—芹菜素研制芹菜功能性飲料。結(jié)果表明，芹菜在質(zhì)量分數(shù)2%氯化鈉溶液中100℃下燙漂3 min效果最佳，可以使芹菜汁保持原有的色、香、味。芹菜功能飲料的最佳配方為果蔬汁添加量12%（芹菜汁∶雪梨汁=4∶1），蔗糖添加量10%，檸檬酸添加量0.12%，CMC-Na添加量0.08%，β-環(huán)糊精添加量0.1%，果膠添加量0.1%，此時飲料口感酸甜適口、風(fēng)味獨特。該產(chǎn)品可以提高芹菜資源的利用和附加值，具有廣闊的市場前景，有著一定的市場開發(fā)價值。