香橙檸檬飲料穩(wěn)定性的研究

孟秀梅，趙文超，左軍霞，李明華，張 蘭，田晶靜

(1.江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 淮安 223003；2.江蘇食品加工工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心，江蘇 淮安 223003)

香橙為蕓香科植物香橙的果實(shí)，色橙黃，皮厚且有皺紋，果實(shí)味酸而香氣濃烈。香橙含有橙皮苷、檸檬酸、蘋(píng)果酸、琥珀酸、糖類、果膠和維生素C等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[1]。香橙果肉酸甜適度、香氣濃郁、營(yíng)養(yǎng)豐富，具有調(diào)節(jié)人體新陳代謝、增強(qiáng)人體抵抗力等生理功能[2]。

檸檬，又稱檸果、洋檸檬、益母果等[3]。檸檬含有鈣、磷、鐵等多種礦物質(zhì)以及維生素B1、維生素B2、煙酸等多種維生素，因富含檸檬酸而被稱為“檸檬酸倉(cāng)庫(kù)”[4]。鮮檸檬含水分87.3%、蛋白質(zhì)0.8%、碳水化合物10.8%、維生素C 67 mg/100 g。

隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)品的需求日益增加[5]。將香橙與檸檬合理搭配制備香橙檸檬混濁型飲料，不僅能補(bǔ)充人體每日所需的膳食纖維、維生素及礦物質(zhì)，還具有美容、增強(qiáng)免疫力等功效，有益于人體健康。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 原輔料

新鮮香橙、檸檬、蜂蜜，購(gòu)自城南超市；魔芋膠、結(jié)冷膠、果膠、黃原膠、海藻酸鈉、CMC-Na、果糖、三氯蔗糖、檸檬酸鈉、異抗壞血酸鈉、磷酸氫二鈉、食鹽，均為食用級(jí)。

1.1.2 儀器設(shè)備

AL204分析天平：梅特勒-托利多(上海)有限公司；JYL-CI6T榨汁機(jī)：九陽(yáng)股份有限公司；TDL-5A離心機(jī)：常州市金壇勒普儀器有限公司；HH-2恒溫水浴鍋：常州國(guó)華電器有限公司；WZ110手持折光儀：北京九合儀器儀表有限公司；WXG-1溫度計(jì)：河北省武邑縣松壘儀器廠；WFZ UV-2802PC型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：尤尼柯(上海)儀器有限公司；FJ-200S高速均質(zhì)機(jī)：杭州齊威儀器有限公司；ZKTQ01-1真空罐：上海伊本輕工機(jī)械有限公司；TPG-100配料罐：溫州市龍強(qiáng)輕工機(jī)械有限公司；UHT-超高溫瞬時(shí)殺菌機(jī)：上海伊本輕工機(jī)械有限公司；GFP-12負(fù)壓灌裝機(jī)：張家港三興帥飛飲料機(jī)械廠。

1.2 工藝流程

香橙檸檬飲料制作工藝流程見(jiàn)圖1。

1.3 操作要點(diǎn)

1.3.1 香橙汁的制備

挑選新鮮多汁的香橙，清洗后瀝干，輕輕按壓后去皮，撕去表面經(jīng)絡(luò)以除去苦味[6]，切塊去核后放入原汁機(jī)榨汁，經(jīng)100目過(guò)濾得香橙汁。

1.3.2 檸檬汁的制備

挑選新鮮飽滿、色澤亮黃、完整的檸檬，浸泡于35 ℃的純凈水中，用潔凈的毛刷刷洗[7-8]。將清洗好的檸檬瀝干，去皮、去籽，切塊后放入原汁機(jī)榨汁，經(jīng)100目過(guò)濾得檸檬汁。

1.3.3 香橙檸檬飲料的制備

按照香橙汁10%、檸檬汁5%、果糖5%、蜂蜜1%、三氯蔗糖0.0035%、檸檬酸鈉0.03%、異抗壞血酸鈉0.025%、磷酸鈉0.05%、氯化鈉0.01%[9]稱取原輔料。將果蔬汁混勻后，依次加入溶解好的甜味物質(zhì)、鈉鹽、穩(wěn)定劑，進(jìn)行均質(zhì)脫氣[10]，均質(zhì)壓力20 MPa，溫度70 ℃，均質(zhì)2次。均質(zhì)可改善飲料的口感和穩(wěn)定性[11]。將均質(zhì)后的飲料泵入真空脫氣罐，溫度40 ℃、真空度80 MPa、脫氣30 min[12]。然后將飲料泵入超高溫瞬時(shí)殺菌機(jī)，溫度137 ℃，10 s 后泵入高位罐，負(fù)壓灌裝于無(wú)菌的200 mL塑料瓶中，自動(dòng)封蓋，梯度冷卻至常溫，即得成品。

1.4 不同穩(wěn)定劑對(duì)香橙檸檬飲料穩(wěn)定性的影響

香橙檸檬飲料是將香橙和檸檬壓榨后進(jìn)行調(diào)配制備而成的產(chǎn)品，其中原果汁含量為15%，因此會(huì)有少許沉淀。為了使飲料處于穩(wěn)定的狀態(tài)，加入魔芋膠、果膠、海藻酸鈉及黃原膠等增稠劑增加體系的黏度，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，賦予產(chǎn)品良好的外觀，延長(zhǎng)飲料的貨架期[13]。

1.4.1 魔芋膠對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

精確稱取5份已加入調(diào)味物質(zhì)的香橙檸檬飲料，分別添加0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的魔芋膠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)穩(wěn)定性評(píng)定和感官評(píng)價(jià)，篩選魔芋膠添加量。

1.4.2 果膠對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

精確稱取5份已加入調(diào)味物質(zhì)的香橙檸檬飲料，分別添加0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的果膠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)穩(wěn)定性評(píng)定和感官評(píng)價(jià)，篩選果膠添加量。

1.4.3 海藻酸鈉對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

精確稱取5份已加入調(diào)味物質(zhì)的香橙檸檬飲料，分別添加0.01%、0.03%、0.05%、0.07%、0.09%的海藻酸鈉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)穩(wěn)定性評(píng)定和感官評(píng)價(jià)，篩選海藻酸鈉添加量。

1.4.4 黃原膠對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

精確稱取5份已加入調(diào)味物質(zhì)的香橙檸檬飲料，分別添加0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%的黃原膠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)穩(wěn)定性評(píng)定和感官評(píng)價(jià)，篩選黃原膠添加量。

1.5 評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.5.1 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)小組由10名經(jīng)過(guò)選拔并接受過(guò)培訓(xùn)的評(píng)價(jià)員組成，采用分級(jí)檢驗(yàn)中的加權(quán)評(píng)分法，從色澤、香氣、滋味和組織狀態(tài)四個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 香橙檸檬飲料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.5.2 穩(wěn)定性評(píng)定

取飲料10 mL，在5000 r/min下離心10 min，測(cè)定在660 nm處離心前吸光度A1和離心后上清液吸光度A0，以蒸餾水做空白。

根據(jù)R= A0/A1計(jì)算穩(wěn)定性，式中：A0為離心后上清液在660 nm處的吸光度；A1為離心前飲料在660 nm處的吸光度；R為離心前后吸光度的比值，表示穩(wěn)定性，R值越大，穩(wěn)定性越好[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 魔芋膠對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

由圖2可見(jiàn)，隨著魔芋膠添加量的增加，香橙檸檬飲料的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，穩(wěn)定性呈逐漸上升趨勢(shì)。當(dāng)魔芋膠添加量低于0.03%時(shí)，穩(wěn)定性上升速度較快，達(dá)到0.03%時(shí)，穩(wěn)定性上升趨于平緩。當(dāng)添加0.03%、0.04%、0.05%魔芋膠時(shí)，飲料狀態(tài)穩(wěn)定，但添加量為0.05%時(shí)，飲料變得具有一定的黏度，入口的清爽度下降；當(dāng)添加0.01%、0.02%魔芋膠時(shí)，離心后可見(jiàn)離心管下端沉淀較多，飲料的穩(wěn)定性較差。

圖2 魔芋膠對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

2.2 果膠對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

由圖3可見(jiàn)，隨著果膠添加量的增加，香橙檸檬飲料的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，穩(wěn)定性呈逐漸上升的趨勢(shì)，當(dāng)果膠添加量達(dá)到0.03%時(shí)，穩(wěn)定性上升趨于平緩。果膠可與果汁中的陽(yáng)離子發(fā)生凝膠反應(yīng), 將不溶性的顆粒懸浮在液體中使果汁不分層[15-16]。當(dāng)添加0.03%、0.04%果膠時(shí)，香橙檸檬飲料狀態(tài)均勻、穩(wěn)定；當(dāng)添加0.05%果膠時(shí)，飲料較黏稠，入口性較差。

圖3 果膠對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

2.3 海藻酸鈉對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

由圖4可見(jiàn)，隨著海藻酸鈉添加量的增加，香橙檸檬飲料的感官評(píng)分和穩(wěn)定性均呈略有上升后下降的趨勢(shì)。對(duì)于特定黏度海藻酸鈉而言，在一定范圍內(nèi)隨著濃度增加，飲料穩(wěn)定性增強(qiáng)；但超過(guò)一定值后，隨著濃度增加，飲料穩(wěn)定性變?nèi)鮗17]。當(dāng)添加0.03%海藻酸鈉時(shí)，飲料穩(wěn)定，無(wú)分層，離心后底層沉淀較少；當(dāng)添加量高于0.05%時(shí)，飲料黏度增加，入口不清爽。

圖4 海藻酸鈉對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

2.4 黃原膠對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

由圖5可見(jiàn)，隨著黃原膠添加量的增加，香橙檸檬飲料的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，穩(wěn)定性呈逐漸升高的趨勢(shì)。當(dāng)添加0.06%、0.08%、0.1%黃原膠時(shí)，在黃原膠優(yōu)良的流變學(xué)特性和良好的增稠作用下，飲料處于穩(wěn)定狀態(tài)[18]。但添加量為0.08%和0.1%時(shí)，飲料黏稠度稍大，入口的清爽度下降；當(dāng)添加量為0.06%時(shí)，飲料酸甜適口，清涼爽口。

圖5 黃原膠對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

2.5 復(fù)合穩(wěn)定劑對(duì)香橙檸檬飲料穩(wěn)定性的影響

2.5.1 響應(yīng)面試驗(yàn)及結(jié)果分析

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使用Design Expert 8.0.6.1軟件，對(duì)穩(wěn)定劑的用量進(jìn)行優(yōu)化。海藻酸鈉穩(wěn)定性能非常好，但黏稠度較大，影響口感。因此選擇魔芋膠、果膠及黃原膠進(jìn)行復(fù)配，發(fā)揮它們的協(xié)同作用[19-20]。以感官評(píng)分為響應(yīng)值進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化，確定穩(wěn)定劑的最優(yōu)組合[21]。響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平和結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)的因素和水平

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)的結(jié)果

利用Design Expert 8.0.6.1軟件，對(duì)表2數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項(xiàng)回歸擬合，獲得香橙檸檬飲料感官評(píng)分(Y)對(duì)自變量魔芋膠添加量(A)、果膠添加量(B)和黃原膠添加量(C)的多元回歸方程：Y=91.80+0.75×A-2×B+2.5×C-0.25×A×B-2.25×A×C-0.75×B×C-6.275×A2-4.775×B2-4.275×C2?；貧w分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 回歸分析結(jié)果

2.5.2 復(fù)合穩(wěn)定劑對(duì)產(chǎn)品感官指標(biāo)的影響

由圖6可見(jiàn)，當(dāng)黃原膠添加量不變時(shí)，隨著魔芋膠和果膠添加量的增加，感官評(píng)分先上升后下降。魔芋膠和果膠兩種穩(wěn)定劑具有一定的交互作用，且果膠添加量對(duì)感官指標(biāo)的影響比魔芋膠大。

圖6 魔芋膠和果膠對(duì)香橙檸檬飲料感官指標(biāo)的交互影響

由圖7可見(jiàn)，當(dāng)果膠添加量不變時(shí)，隨著魔芋膠和黃原膠添加量的增加，感官評(píng)分先上升后下降。魔芋膠和黃原膠添加量對(duì)香橙檸檬飲料感官指標(biāo)有交互影響，且兩者的交互作用影響顯著。

圖7 魔芋膠和黃原膠對(duì)香橙檸檬飲料感官指標(biāo)的交互影響

由圖8可見(jiàn)，當(dāng)魔芋膠添加量不變時(shí)，隨著果膠和黃原膠添加量的增加，感官評(píng)分先略有升高而后下降。果膠和黃原膠添加量對(duì)香橙檸檬飲料感官指標(biāo)有交互影響，但影響不顯著。

綜上所述，黃原膠添加量對(duì)香橙檸檬飲料感官指標(biāo)的影響最大，果膠添加量的影響次之，魔芋膠添加量的影響最弱。

2.6 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化，得出香橙檸檬飲料最佳穩(wěn)定劑用量：魔芋膠0.04%、果膠0.03%、黃原膠0.07%。在此條件下，香橙檸檬飲料的感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為92.4256分。為了驗(yàn)證預(yù)測(cè)值與真實(shí)值之間的擬合程度，采用感官評(píng)分最大響應(yīng)值對(duì)應(yīng)的響應(yīng)因素值進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)3組平行實(shí)驗(yàn)，感官評(píng)分均值為92.5分，與預(yù)測(cè)結(jié)果92.4256分高度相符，因此該模型是合適有效的。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)，確定香橙檸檬飲料的配方：香橙汁10%、檸檬汁5%、魔芋膠0.04%、果膠0.03%、黃原膠0.07%。以此配方制得飲料，感官評(píng)分為92.5分，穩(wěn)定性為78.2%。香橙檸檬飲料色澤橙黃，富含維生素和礦物質(zhì)，具有香橙、檸檬的復(fù)合香氣，酸甜適口。