針葉櫻桃牡蠣多肽復(fù)合飲料工藝及抗氧化性研究

陳麗偉，楊勁松*，李 黎，吳雪帝，譚海生，仵云學(xué)

1.海南大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，海南 ?？?570228 2.海南大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，海南 ?？?570228 3.海南三沙大海藍(lán)生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司，海南 ?？?570100

針葉櫻桃原產(chǎn)于熱帶美洲，在巴西東北部大量種植[1]，被譽(yù)為“原生態(tài)維C果王”。其鮮果中VC的含量高達(dá)1 215～3 024 mg/100 g，是含量較高的天然VC來源之一[2]。與市面上的常規(guī)櫻桃相比，一顆針葉櫻桃的VC含量是常規(guī)櫻桃的190倍。此外，針葉櫻桃還有“紅色珍果”“生命之果”等美稱。針葉櫻桃在1991年被引進(jìn)海南種植[3]。大量研究報(bào)道了針葉櫻桃具有顯著的功能特性，鐘義紅等[4]的研究表明：從針葉櫻桃中獲得的提取物可以加強(qiáng)小鼠體內(nèi)組織液與細(xì)胞免疫的功能。張艷杰[5]選用針葉櫻桃粉作為天然VC的來源，制得的膠原蛋白肽水果復(fù)合粉具有抗氧化和延緩衰老等多種美容功能。Li等[6]的研究也表明，針葉櫻桃具有很強(qiáng)的抗氧化能力，能夠有效清除自由基，減少對(duì)人體的損傷。但是由于針葉櫻桃種植難，價(jià)格昂貴，易腐爛[2]，不易保存和長(zhǎng)途運(yùn)輸，其發(fā)展受到了限制，導(dǎo)致產(chǎn)品單一，市場(chǎng)流通困難。

牡蠣多肽是牡蠣經(jīng)酶解后得到的肽鏈較短的多肽混合物，其分子量大都低于1 000，易于消化吸收。牡蠣多肽具有優(yōu)異的抗氧化性，是一種天然的抗氧化劑[7]。汪何雅[8]的研究表明，抗氧化物質(zhì)之間有協(xié)同增效作用，它們?cè)跈C(jī)體內(nèi)發(fā)生一系列的反應(yīng)和相互作用,使得彼此的抗氧化活性顯著增加。

作者以針葉櫻桃和牡蠣為主要原材料，通過針葉櫻桃牡蠣多肽復(fù)合飲料工藝技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化配比，研制出高抗氧化活性的復(fù)合飲料，對(duì)提升針葉櫻桃飲料品質(zhì)，推動(dòng)針葉櫻桃行業(yè)發(fā)展和研發(fā)高抗氧化活性的復(fù)合飲料有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

針葉櫻桃果：海南定安種植基地；牡蠣：市購(gòu)；復(fù)合蛋白酶：上海源葉生物科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 復(fù)合飲料生產(chǎn)工藝

1.2.1.1 牡蠣多肽提取液的制備

挑選干凈新鮮牡蠣，去掉外殼并將其沖洗干凈。稱取100 g新鮮牡蠣按1∶ 4(質(zhì)量比)加蒸餾水打漿。打漿后的牡蠣加入600 U/g復(fù)合蛋白酶，在55 ℃恒溫水浴鍋中酶解4 h[9]。酶解結(jié)束后立即置于100 ℃水浴鍋中滅酶15 min。滅酶后加入0.75%(質(zhì)量比)活性炭，去除牡蠣的腥味[10]，之后于60 ℃水浴鍋中放置25 min。結(jié)束后離心(4 000 r/min,15 min)[11]，離心后取上清液即得到牡蠣多肽提取液。

1.2.1.2 針葉櫻桃汁的制備

采摘新鮮、干凈、成熟、無病蟲害的針葉櫻桃，洗凈直接打漿，在4 000 r/min、20 min條件下離心，取上清液得到針葉櫻桃汁。

1.2.1.3 調(diào)配

按照響應(yīng)面優(yōu)化后的方案稱取蔗糖和檸檬酸，先在燒杯中溶解，再加入牡蠣多肽提取液、針葉櫻桃汁以及穩(wěn)定劑，攪拌均勻定容至100 mL。

1.2.1.4 均質(zhì)

將調(diào)配得到的牡蠣多肽與針葉櫻桃復(fù)合飲料先加熱到55 ℃，再在20～50 MPa下均質(zhì)10 min。

1.2.1.5 滅菌

將調(diào)配好的牡蠣多肽與針葉櫻桃復(fù)合飲料進(jìn)行巴氏殺菌(90 ℃，15 min)，之后流水冷卻至室溫得成品。

1.2.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)工藝條件：卡拉膠添加量0.15%、針葉櫻桃汁添加量20 g/100 mL、蔗糖添加量9%、檸檬酸添加量0.15%、牡蠣多肽提取液添加量10 g/100 mL。

選擇針葉櫻桃汁、蔗糖、檸檬酸、牡蠣多肽提取液為變量，在基礎(chǔ)工藝基礎(chǔ)上，采用單一變量進(jìn)行試驗(yàn)。依次研究針葉櫻桃汁添加量(10、15、20、25、30 g/100 mL)、蔗糖添加量(8%、9%、10%、11%、12%)、檸檬酸添加量(0.05%、 0.10%、0.15%、 0.20%、 0.25%)、牡蠣多肽提取液添加量(5、10、15、20、25 g/100 mL)等4個(gè)因素對(duì)針葉櫻桃牡蠣多肽復(fù)合飲料的感官評(píng)分的影響。

1.2.3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定各因素最佳水平范圍，采用響應(yīng)面中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選出牡蠣多肽提取液添加量(A)、針葉櫻桃汁添加量(B)、蔗糖添加量(C)、檸檬酸添加量(D)為自變量，以飲料感官評(píng)分為響應(yīng)值。

1.2.4 測(cè)定方法

1.2.4.1 感官評(píng)定

邀請(qǐng)12名專業(yè)人士從組織狀態(tài)、口感、色澤、風(fēng)味等4個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考GB/T 31121—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)果蔬汁類及其飲料》的相關(guān)內(nèi)容。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.2.4.2 抗氧化能力的測(cè)定

分別取牡蠣多肽提取液(8.00 g/100 mL)、針葉櫻桃果汁(19.94 g/100 mL)和針葉櫻桃牡蠣多肽復(fù)合飲料(牡蠣多肽質(zhì)量濃度8.00 g/100 mL、針葉櫻桃質(zhì)量濃度19.94 g/100 mL)各2 mL于試管中，參照朱克永等[12]的方法測(cè)定DPPH清除率。每個(gè)試驗(yàn)均重復(fù)3次取平均值。

1.2.4.3 理化指標(biāo)測(cè)定

可溶性固形物、總酸、總糖的測(cè)定:參照GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》中的方法進(jìn)行測(cè)定。

銅、鉛的測(cè)定：參照GB 5009.13—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中銅的測(cè)定》和GB 5009.12—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉛的測(cè)定》中的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4.4 微生物的測(cè)定

參照GB 4789.1—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn)》規(guī)定的方法進(jìn)行復(fù)合飲料微生物檢測(cè)。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 牡蠣多肽提取液添加量對(duì)復(fù)合飲料感官評(píng)價(jià)的影響

由圖1可知，隨著牡蠣多肽提取液添加量的增大，復(fù)合飲料的綜合評(píng)分呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)多肽提取液添加量達(dá)到10 g/100 mL時(shí)，復(fù)合飲料綜合評(píng)分達(dá)到最大值85分。此時(shí)復(fù)合飲料達(dá)到最佳狀態(tài)，具有針葉櫻桃果香和牡蠣多肽風(fēng)味，色澤呈櫻桃紅色，狀態(tài)穩(wěn)定，口感最優(yōu)。

2.1.2 針葉櫻桃汁添加量對(duì)復(fù)合飲料感官評(píng)價(jià)的影響

由圖2可知，隨著針葉櫻桃汁添加量的不斷增大，復(fù)合飲料的感官評(píng)分先上升后下降，復(fù)合飲料的感官評(píng)分在針葉櫻桃汁的添加量為20 g/100 mL時(shí)達(dá)到最大值。此時(shí)飲料具有針葉櫻桃所特有的艷麗色澤，風(fēng)味、口感最佳。針葉櫻桃汁添加量繼續(xù)增加，影響了復(fù)合飲料風(fēng)味的協(xié)調(diào)性，導(dǎo)致綜合評(píng)分下降。

2.1.3 蔗糖添加量對(duì)復(fù)合飲料感官評(píng)價(jià)的影響

從圖3可以看出，綜合評(píng)分隨著蔗糖添加量增大呈先上升后下降趨勢(shì)，當(dāng)蔗糖含量為9%時(shí)，綜合評(píng)分達(dá)到最大值，為86分。此時(shí)糖酸比適中，具有針葉櫻桃特有的風(fēng)味，色澤協(xié)調(diào)，最符合人們的口味。

圖3 蔗糖添加量對(duì)復(fù)合飲料感官評(píng)價(jià)的影響Fig.3 Influence of the addition amount of sucrose on the sensory evaluation of compound beverage

2.1.4 檸檬酸添加量對(duì)復(fù)合飲料感官評(píng)價(jià)的影響

由圖4可知，當(dāng)檸檬酸的添加量為0.15%時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最大值82分。試驗(yàn)過程中，組織狀態(tài)評(píng)分基本保持在15分，而色澤評(píng)分在14分左右有輕微波動(dòng)。此時(shí)復(fù)合飲料具有濃郁的針葉櫻桃的香味和牡蠣多肽的鮮味，色澤呈鮮艷的櫻桃紅色，特征風(fēng)味顯著，酸甜適宜。

圖4 檸檬酸添加量對(duì)復(fù)合飲料感官評(píng)價(jià)的影響Fig.4 Influence of the addition amount of citric acid on the sensory evaluation of compound beverage

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 模型建立與數(shù)據(jù)分析

基于單因素試驗(yàn)分析，根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)4因子3水平的響應(yīng)面分析試驗(yàn)，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2，所得回歸方程系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果見表3。

運(yùn)用Design-Expert 8.0.6.1對(duì)表2中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸分析，得到各因素對(duì)復(fù)合飲料感官評(píng)分作用的二次多項(xiàng)回歸模型：

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Response surface test design and results

Y=91.60-0.83A-1.67C+1.50D+0.25AB+3AC-5.25AD-0.50BC+0.75BD-CD-2.42A2-4.17B2-5.68C2-6.68D2。

表3 回歸模型方差分析Table 3 Analysis of variance of regression model

從表3可以看出，C、AC、AD、A2、B2、C2、D2對(duì)復(fù)合飲品感官評(píng)分有極顯著影響(P<0.01)，A、D對(duì)復(fù)合飲品感官評(píng)分有顯著性影響(P<0.05)。各因素對(duì)復(fù)合飲料感官評(píng)分的影響程度為C>D>A>B。

2.2.2 影響因子交互作用分析

利用Design-Expert V8.0.6軟件分析數(shù)據(jù)獲得響應(yīng)面圖和等高線圖，響應(yīng)面圖能夠生動(dòng)直觀地反映出各因素及其相互作用對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，曲面程度越大，兩因素的交互作用越顯著[13-15]。由圖 5 可以看出，針葉櫻桃汁添加量、牡蠣多肽提取液添加量、蔗糖添加量和檸檬酸添加量之間的相互作用對(duì)感官評(píng)分的影響程度。

圖5 4個(gè)因素交互作用對(duì)復(fù)合飲料感官評(píng)分影響的響應(yīng)面曲線Fig.5 Response surface curve of the interaction of 4 factors on the sensory score of compound beverage

多肽提取液添加量和蔗糖添加量的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響極顯著(P<0.01)，多肽提取液添加量和檸檬酸添加量的交互作用對(duì)感官評(píng)分影響極顯著(P<0.01)，兩者之間的等高線形狀為橢圓形，說明兩者交互作用明顯。其余因素間交互作用影響不顯著(P>0.05)，這與方差分析結(jié)果一致。

2.2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

采用Box-Behnken中心組合試驗(yàn)得到最佳配比：牡蠣多肽提取液添加量8.00 g/100 mL、針葉櫻桃汁添加量19.94 g/100 mL、蔗糖添加量8.07%、檸檬酸添加量0.23%。選擇此條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，制備的復(fù)合飲料感官評(píng)分為91分，與軟件給出的預(yù)測(cè)值較吻合。

2.2.4 針葉櫻桃牡蠣多肽復(fù)合飲料抗氧化能力測(cè)定結(jié)果

經(jīng)測(cè)定，牡蠣多肽提取液(8.00 g/100 mL)DPPH清除率為75.9%，未加牡蠣多肽的針葉櫻桃果汁(19.94 g/100 mL)DPPH清除率為96.4%，針葉櫻桃牡蠣多肽復(fù)合飲料(牡蠣多肽提取液8.00 g/100 mL、針葉櫻桃汁19.94 g/100 mL)的自由基清除率為97.6%。試驗(yàn)結(jié)果證明，針葉櫻桃和牡蠣多肽中都含有能清除自由基的活性物質(zhì)，兩者復(fù)合具有增效作用，使得產(chǎn)品的抗氧化活性明顯增強(qiáng)。

2.2.5 針葉櫻桃牡蠣多肽復(fù)合飲料理化指標(biāo)和微生物檢測(cè)結(jié)果

針葉櫻桃牡蠣多肽復(fù)合飲料理化指標(biāo)和微生物檢測(cè)結(jié)果如表4所示。

表4 復(fù)合飲料理化指標(biāo)和微生物檢測(cè)結(jié)果Table 4 Physicochemical indexes and microbial test results of the compound beverage

3 結(jié)論

本研究通過單因素試驗(yàn)以及響應(yīng)面試驗(yàn)，確定針葉櫻桃牡蠣多肽復(fù)合飲料的最佳配比為牡蠣多肽提取液添加量8.00 g/100 mL、針葉櫻桃汁添加量19.94 g/100 mL、蔗糖添加量8.07%、檸檬酸添加量0.23%，以此配方調(diào)配的針葉櫻桃牡蠣多肽復(fù)合飲料色澤為鮮艷的櫻桃紅色，針葉櫻桃果香與牡蠣多肽特有風(fēng)味和諧統(tǒng)一，酸甜可口。經(jīng)過抗氧化性試驗(yàn)得出復(fù)合飲料的自由基清除率為97.6%，抗氧化能力明顯提高。

牡蠣中的鮮味物質(zhì)能夠促進(jìn)食欲，多種維生素和礦物質(zhì)能夠滿足人體對(duì)鐵、鋅的需求，但牡蠣等海產(chǎn)品腥味重。針葉櫻桃牡蠣多肽復(fù)合飲料通過脫腥技術(shù)可以有效地解決了這一問題，更好地滿足大眾需求。此外，針葉櫻桃牡蠣多肽的聯(lián)合抗氧化效果比單獨(dú)效果更強(qiáng)，這也為研發(fā)高抗氧化的復(fù)合飲料提供一定的理論依據(jù)。同時(shí)，也可以帶動(dòng)針葉櫻桃深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為海南省自由貿(mào)易港海產(chǎn)品的進(jìn)一步開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。