蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料的工藝研究及貨架期預(yù)測(cè)

陳 哲，陳旭明，張玉婷，袁利鵬，劉 波

（1.潮州市食品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，廣東潮州 521011；2.廣東省潮州市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所，廣東潮州 521011；3.廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院熱帶農(nóng)林學(xué)院，廣東廣州 510507）

蔓越莓中的濃縮單寧酸具有良好的抗菌附著力，從而可預(yù)防尿路感染；蔓越莓富含原花青素，其抗自由基氧化能力約為維E 的50 倍，蔓越莓中的黃酮類(lèi)增加了血漿抗氧化能力，因此蔓越莓汁能抵抗自由基引起的肌膚的老化、保持皮膚的彈性，具有良好的養(yǎng)顏美容功效；蔓越莓中含有大量的不飽和脂肪酸、生育三烯醇和濃縮單寧酸，可以預(yù)防心血管疾??；此外，蔓越莓中的多酚物質(zhì)具有養(yǎng)胃功效，減少了胃潰瘍和胃癌的發(fā)生率[1-4]。

蔓越莓柔軟多汁，采摘期集中，果實(shí)的貯藏和運(yùn)輸較困難，對(duì)蔓越莓進(jìn)行加工是解決蔓越莓貯藏與保鮮的有效途徑之一[5]。我國(guó)對(duì)蔓越莓的選育和栽培還處于起步階段，蔓越莓原料仍以進(jìn)口為主，二次開(kāi)發(fā)率仍不高，深加工轉(zhuǎn)化技術(shù)有待發(fā)展[6]，因此，對(duì)蔓越莓產(chǎn)品的再開(kāi)發(fā)能提高蔓越莓產(chǎn)品的附加值，具有廣闊的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)前景。

奇亞籽，芡歐鼠尾草的種子，食用歷史已有5 500 多年[7]。奇亞籽的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，具有良好的保健功能，富含高蛋白、ω-3 多不飽和脂肪酸、維生素、可溶性膳食纖維、礦物質(zhì)和多種抗氧化化合物，有助于降血脂、降血糖、預(yù)防心腦血管疾病、預(yù)防皮膚病、改善皮膚等[8-11]。奇亞籽的可溶性膳食纖維浸于水中會(huì)形成膠狀物質(zhì)，此時(shí)食用能發(fā)揮奇亞籽調(diào)節(jié)體脂、緩解體力疲勞、改善腸胃功能的作用。在國(guó)外，奇亞籽除單獨(dú)食用外，還在餅干、飲料、沙拉、酸奶等食品中作為食品添加劑被添加，以提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[12]。2014 年，中國(guó)正式批準(zhǔn)將奇亞籽作為新的食品原料使用[13]，這也意味著奇亞籽在中國(guó)食品行業(yè)的應(yīng)用有了合法地位。

目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于奇亞籽飲料的學(xué)術(shù)論文相對(duì)較少，市場(chǎng)上也較少見(jiàn)到奇亞籽相關(guān)飲料的產(chǎn)品，但作為一種新的食品原料，其飲料產(chǎn)品具有良好的發(fā)展前景。將蔓越莓濃縮汁和奇亞籽這2 種原料有機(jī)結(jié)合，并通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)探究最佳配方組合，對(duì)穩(wěn)定劑最佳組合進(jìn)行探究，以微生物指標(biāo)和感官指標(biāo)對(duì)貨架期進(jìn)行預(yù)測(cè)，得出在20 ℃時(shí)蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料的貨架期。制得的復(fù)合飲料既有蔓越莓的清香，又有奇亞籽的咀嚼感，還具有良好的營(yíng)養(yǎng)和保健功效，以滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)營(yíng)養(yǎng)、味覺(jué)的需求。蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料的研制不僅對(duì)蔓越莓、奇亞籽在保健功能食品中應(yīng)用及提高蔓越莓深加工的附加值具有重要意義，還豐富了植物飲料種類(lèi)，前景非常廣闊。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蔓越莓濃縮汁，三門(mén)峽盈潤(rùn)食品有限公司提供；奇亞籽，廣州莆陽(yáng)國(guó)際貿(mào)易有限公司提供；檸檬酸，日照金禾博源生化有限公司提供；白砂糖，廣東省廣州市黃埔區(qū)布嶺村迎客隆超市提供；羧甲基纖維素鈉，常熟威怡科技有限公司提供；卡拉膠、黃原膠，河南萬(wàn)邦實(shí)業(yè)有限公司提供；茶多酚，豫中生物科技有限公司提供；維C，山東天力藥業(yè)有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

DT-1000 型電子天平，常熟市金羊砝碼儀器有限公司產(chǎn)品；LRH-150B 型生化培養(yǎng)箱，廣東省醫(yī)療器械廠產(chǎn)品；HH-2 型數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市富華儀器有限公司產(chǎn)品；DL-1 型萬(wàn)用電爐，北京市永光明醫(yī)療儀器廠產(chǎn)品；DHG-9240 型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海申賢恒溫設(shè)備廠產(chǎn)品；LDZX-50FBS 型手提式壓力蒸汽滅菌鍋，合肥華泰醫(yī)療設(shè)備有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料的工藝流程

①純凈水、白砂糖、檸檬酸、穩(wěn)定劑→混合→溶解；

②蔓越莓濃縮汁→護(hù)色；

③奇亞籽→浸泡；

①+②+③→調(diào)配→灌裝→殺菌→冷卻→成品。

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1） 原料選擇與處理。蔓越莓濃縮汁原料：選擇色澤均勻、干凈無(wú)雜質(zhì)的蔓越莓濃縮汁；奇亞籽：選擇成熟新鮮、無(wú)發(fā)黃發(fā)干的奇亞籽[14]，用適量的水常溫浸泡奇亞籽20 min，至使其完全膨脹出膠，懸浮均勻。

（2） 護(hù)色。在蔓越莓濃縮汁中加入茶多酚0.03%和維C 0.05%，起護(hù)色作用[15-16]。

（3） 加入輔料。先將白砂糖、穩(wěn)定劑攪拌，混合均勻，放在萬(wàn)用電爐上邊加熱邊攪拌，至沸騰，使其完全溶解，防止穩(wěn)定劑呈膠質(zhì)狀態(tài)。

（4） 混合調(diào)配。白砂糖、穩(wěn)定劑按一定比例徹底溶解后，將蔓越莓濃縮汁、水、檸檬酸、浸泡好的奇亞籽添加到飲料中。

（5） 殺菌。密封的飲料在80 ℃的水浴中殺菌20 min。

（6） 冷卻。將巴氏殺菌后的飲料立即用流水沖，使其冷卻，即可得到成品。

1.3.3 蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1） 蔓越莓濃縮汁添加量單因素試驗(yàn)。調(diào)配時(shí)固定初始奇亞籽添加量4%，檸檬酸添加量0.05%，白砂糖添加量8%，黃原膠0.06%，CMC-Na 0.08%，卡拉膠0.08%，將蔓越莓濃縮汁添加量設(shè)置為2%，3%，4%，5%，6%進(jìn)行單因素試驗(yàn)，由感官評(píng)定小組對(duì)飲料品質(zhì)進(jìn)行感官評(píng)定，確定最佳的蔓越莓濃縮汁添加量。

（2） 奇亞籽添加量單因素試驗(yàn)。調(diào)配時(shí)固定初始蔓越莓濃縮汁添加量5%，檸檬酸添加量0.05%，白砂糖添加量8%，黃原膠0.06%，CMC-Na 0.08%，卡拉膠0.08%，將奇亞籽添加量設(shè)置為3%，4%，5%，6%，7%進(jìn)行單因素試驗(yàn)，由感官評(píng)定小組對(duì)飲料品質(zhì)進(jìn)行感官評(píng)定，確定最佳的奇亞籽添加量。

（3） 檸檬酸添加量單因素試驗(yàn)。調(diào)配時(shí)固定初始蔓越莓濃縮汁添加量5%，奇亞籽添加量4%，白砂糖添加量8%，黃原膠0.06%，CMC-Na 0.08%，卡拉膠0.08%，將檸檬酸添加量設(shè)置為0.03%，0.04%，0.05%，0.06%，0.07%進(jìn)行單因素試驗(yàn)，由感官評(píng)定小組對(duì)飲料品質(zhì)進(jìn)行感官評(píng)定，確定最佳的檸檬酸添加量。

（4） 白砂糖添加量單因素試驗(yàn)。調(diào)配時(shí)，固定初始各組分添加量為蔓越莓濃縮汁5%，奇亞籽4%，檸檬酸0.05%，黃原膠0.06%，CMC-Na 0.08%，卡拉膠0.08%，將白砂糖添加量設(shè)置為6%，7%，8%，9%，10%進(jìn)行單因素試驗(yàn)，由感官評(píng)定小組對(duì)飲料品質(zhì)進(jìn)行感官評(píng)定，確定最佳的白砂糖添加量。

1.3.4 配方正交試驗(yàn)

通過(guò)蔓越莓濃縮汁添加量（A）、奇亞籽添加量（B）、檸檬酸添加量（C）、白砂糖添加量（D） 4 個(gè)單因素試驗(yàn)確定最佳變量范圍，采用四因素三水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，通過(guò)產(chǎn)品感官評(píng)定，確定蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料的最佳工藝參數(shù)。

1.3.5 穩(wěn)定劑添加量單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)

采用CMC-Na、黃原膠和卡拉膠3 種穩(wěn)定劑，進(jìn)行不同比例的單因素試驗(yàn)和3 種穩(wěn)定劑的復(fù)配試驗(yàn)，根據(jù)飲料的穩(wěn)定形態(tài)確定最佳的穩(wěn)定劑配方。

1.3.6 貨架期預(yù)測(cè)

根據(jù)建議的食品溫度選擇加速檢測(cè)食品儲(chǔ)存期[17]，試驗(yàn)將通過(guò)ASLT 試驗(yàn)，將蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料的貯藏條件設(shè)定為4，27，37 ℃，加速產(chǎn)品的品質(zhì)變化，以預(yù)測(cè)產(chǎn)品在一般商業(yè)儲(chǔ)存溫度20 ℃時(shí)的保質(zhì)期。每間隔一段時(shí)間，檢測(cè)產(chǎn)品的菌落總數(shù)和感官得分。貯藏條件37 ℃的蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料每隔2 d 檢測(cè)1 次，將蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料歸為罐藏食品（Q10值為1.5~4.0）[18-19]，暫設(shè)定Q10為2，則f2（27 ℃） 約為4，即貯藏條件27 ℃時(shí)的蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料每隔4 d 檢測(cè)1 次。

ASLT 公式：

式中：f1——最高試驗(yàn)溫度T1時(shí)各試驗(yàn)的時(shí)間間隔（d）；

f2——較低試驗(yàn)溫度T2時(shí)各試驗(yàn)的時(shí)間間隔（d）；

ΔT——T1-T2，℃。

將調(diào)配好的同一批次蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料用真空包裝（約50 mL），經(jīng)80 ℃，20 min 巴氏殺菌后，冷卻至室溫，再分別置于4 ℃（對(duì)照溫度）、27 ℃和37 ℃下避光保存。每次取3 袋樣品，冷卻至室溫，重復(fù)測(cè)定3 次，取平均值，感官評(píng)分以60 分為終點(diǎn)。

1.3.7 成品評(píng)定與檢測(cè)

（1） 產(chǎn)品感官評(píng)定。

蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

（2） 微生物指標(biāo)的測(cè)定。

菌落總數(shù)：參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.2—2016，食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定[20]進(jìn)行檢測(cè)。

大腸菌群：參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.3—2016，食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)[21]進(jìn)行檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 配方單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 蔓越莓濃縮汁添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

蔓越莓濃縮汁添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 蔓越莓濃縮汁添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

由圖1 可知，當(dāng)蔓越莓濃縮汁添加量為2%時(shí)，成品色澤較淺，蔓越莓味道較淡；另一方面，當(dāng)蔓越莓濃縮汁添加量為6%時(shí)，成品色澤較深，蔓越莓味道過(guò)濃，蔓越莓添加量為3%，4%，5%較為適宜，此時(shí)的飲料氣味較為適中，色澤也適中。由圖1 可知，蔓越莓濃縮汁添加量為4%時(shí)，感官評(píng)分最高，確定蔓越莓濃縮汁的最佳添加量為4%，選擇蔓越莓濃縮汁添加量分別為3%，4%，5%進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.1.2 奇亞籽添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

奇亞籽添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 奇亞籽添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

由圖2 可知，當(dāng)奇亞籽添加量3%時(shí)，成品中奇亞籽過(guò)少，口感不豐富，咀嚼感較弱，懸浮分布過(guò)于稀疏；另一方面，當(dāng)奇亞籽添加量為7%時(shí)，成品中奇亞籽懸浮分布過(guò)于密集，奇亞籽自身形成膠質(zhì)懸浮在飲料中，使得口感過(guò)硬，奇亞籽添加量為4%，5%，6%較為適宜，此時(shí)的飲料口感豐富，咀嚼感較好，懸浮分布較為均勻適中。

2.1.3 檸檬酸添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

檸檬酸添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 檸檬酸添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

由圖3 可知，當(dāng)檸檬酸添加量0.03%時(shí)，成品中無(wú)明顯酸甜味道，口感不豐富；另一方面，當(dāng)檸檬酸添加量為0.07%時(shí)，成品中口味過(guò)酸，檸檬酸添加量為0.04%，0.05%，0.06%較為適宜，此時(shí)的飲料酸甜較為適中。

2.1.4 白砂糖添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

白砂糖添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 白砂糖添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

由圖4 可知，當(dāng)白砂糖添加量為6%時(shí)，成品中的甜味過(guò)淡，口感不豐富。隨著白砂糖添加量的增加，成品的感官評(píng)分也逐漸上升，當(dāng)白砂糖添加量為10%時(shí)，成品甜味過(guò)重，白砂糖添加量為8%，9%，10%較為適宜，此時(shí)的飲料甜度較為適中。

2.2 配方正交試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)配方單因素試驗(yàn)，確定了蔓越莓濃縮汁、奇亞籽、檸檬酸和白砂糖的添加量范圍，采用L9（34）正交試驗(yàn)，研究各因素水平對(duì)蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料的影響。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表2，正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見(jiàn)表3。

表2 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/ %

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

由表2 可知，4 個(gè)因素對(duì)蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料產(chǎn)品質(zhì)量都有不同程度的影響，影響因素的主次順序?yàn)槁捷疂饪s汁添加量（A） >奇亞籽添加量（B） >白砂糖添加量（D） >檸檬酸添加量（C），得出復(fù)合飲料的最佳工藝配方為A2B2C2D1。由于正交試驗(yàn)表中沒(méi)有該配方，因此接下來(lái)對(duì)該配方進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果表明在A2B2C2D1條件下，制成的飲料色澤均一，奇亞籽咀嚼感良好，口感滑爽柔和，綜合感官評(píng)分達(dá)85 分以上，說(shuō)明復(fù)合飲料的最佳配方組合為A2B2C2D1，即蔓越莓濃縮汁添加量4%，奇亞籽添加量5%，檸檬酸添加量0.05%，白砂糖添加量8%。

2.3 穩(wěn)定劑單因素試驗(yàn)結(jié)果

CMC-Na 添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 CMC-Na 添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

由圖5 可知，CMC-Na 的最佳添加量為0.08%，此時(shí)的飲料的感官品質(zhì)較好，選用感官評(píng)分最高的3 組，即0.06%，0.08%，0.10%，作為正交試驗(yàn)的單因素水平。

黃原膠添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

由圖6 可知，黃原膠的最佳添加量為0.06%，此時(shí)飲料的感官品質(zhì)較好，選用感官評(píng)分最高的3 組，即0.04%，0.06%，0.08%，作為正交試驗(yàn)的單因素水平。

圖6 黃原膠添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

卡拉膠添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。

圖7 卡拉膠添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

由圖7 可知，卡拉膠的最佳添加量為0.10%，此時(shí)飲料的感官品質(zhì)較好，選用感官評(píng)分最高的3 組，即0.08%，0.10%，0.12%，作為正交試驗(yàn)的單因素水平。

2.4 穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)單因素試驗(yàn)，確定了CMC-Na、黃原膠和卡拉膠添加量范圍，采用L9（34）正交試驗(yàn)，研究各因素水平對(duì)蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料的影響。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表4，正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見(jiàn)表5。

表4 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/ %

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

由表4 可知，蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料穩(wěn)定性影響因素的主次順序?yàn)镃'>A'>B'，即卡拉膠添加量>CMC-Na 添加量>黃原膠添加量。得出復(fù)合飲料的穩(wěn)定性最佳組合為A'2B'2C'2，因?yàn)檎辉囼?yàn)表中沒(méi)有該配方，因此接下來(lái)對(duì)該配方進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明在A'2B'2C'2穩(wěn)定劑作用下，制成的飲料色澤均一，奇亞籽懸浮穩(wěn)定，口感滑爽柔和，綜合感官評(píng)分達(dá)85 分以上，說(shuō)明復(fù)合飲料的穩(wěn)定劑的最佳組合為A'2B'2C'2，即CMC-Na 添加量0.08%，黃原膠添加量0.06%，卡拉膠添加量0.10%。

2.5 貨架期預(yù)測(cè)結(jié)果

試驗(yàn)預(yù)測(cè)蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料在一般商業(yè)儲(chǔ)存溫度20 ℃時(shí)的貨架期，以感官評(píng)分低于60分為終點(diǎn)。

樣品在37 ℃的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6，樣品在27 ℃的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表6 樣品在37 ℃的試驗(yàn)結(jié)果

表7 樣品在27 ℃的試驗(yàn)結(jié)果

由表7 可知，飲料在37，27 ℃儲(chǔ)存溫度下的保藏過(guò)程中，菌落總數(shù)和大腸菌群都為0，未檢測(cè)到微生物的生長(zhǎng)；隨著時(shí)間的增加，蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料的顏色變暗，香味損失，口感不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致感官得分的降速加快，而感官評(píng)分的降低也說(shuō)明該飲料的接受度越來(lái)越低，品質(zhì)已經(jīng)發(fā)生了極大改變。

由表可以看出，樣品在37 ℃的保質(zhì)期為4 d 或5 d，在27 ℃的保質(zhì)期為12 d。

根據(jù)上述結(jié)果，有公式：

故由公式 θs(T1)=θs(T2)×Q10ΔT/10得在一般商業(yè)儲(chǔ)存溫度20 ℃條件下的貨架期為：

綜上所述，根據(jù)ASLT 法的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料在一般商業(yè)儲(chǔ)藏溫度20 ℃時(shí)的貨架期為53~77 d。

3 結(jié)論

根據(jù)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)結(jié)果，確定了蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料的最佳工藝配方中各組分添加量為蔓越莓濃縮汁4%，奇亞籽5%，檸檬酸0.05%，白砂糖8%，CMC-Na 0.08%，黃原膠0.06%，卡拉膠0.10%。巴氏殺菌后，通過(guò)加速貨架期預(yù)測(cè)試驗(yàn)，預(yù)測(cè)出了蔓越莓奇亞籽復(fù)合保健飲料在一般商業(yè)儲(chǔ)藏溫度20 ℃的貨架期為53~77 d。