柿子果汁飲料的配制研究

胡洪超，沈永賢，舒緒剛，蔣旭紅，劉展眉

（1.仲愷農業(yè)工程學院化工學院，廣州 510000；2.廣州南洋理工職業(yè)學院，廣州 510000）

柿子是原產于中國的一種水果，已有3 000多年的栽培歷史，根據全國資源調查統(tǒng)計，中國柿子種類繁多，目前已有64個品種［1］。柿子營養(yǎng)價值很高，含有大量胡蘿卜素、維生素C、葡萄糖、果糖和鈣、磷、鐵等礦物質，有“果中圣品”之稱。其中柿子所含的糖類和維生素C要比一般水果高出1～2倍；同時柿子中還含有大量的單寧和黃酮類等抗氧化物質，可有效預防動脈硬化及心腦血管等疾病，兼具營養(yǎng)與藥用功效。

目前對柿子的開發(fā)利用僅表現在制作柿餅、脆柿或柿子干等。由于柿餅、脆柿或柿子干的需求較小，大量的柿子并沒有得到充分利用，存在嚴重浪費的現象。并且因為供給遠大于需求，所以柿子的市場售價很低，導致柿子加工產業(yè)發(fā)展低迷，種植戶積極性不高。考慮到柿子中糖分很高，將柿子脫澀制成柿子果汁將能在很大程度上拓展柿子的銷路，提高柿子的附加值。市面上柿子果汁飲料很少見，原因在于柿子果汁飲料生產工藝復雜［2，3］，且由于柿單寧的影響，飲料很容易發(fā)澀和褐變，嚴重影響消費者購買的欲望［4］。針對此原因，柿子果汁飲料配方應包括穩(wěn)定劑、增色劑、護色劑等。穩(wěn)定劑采用復合穩(wěn)定劑（RL-100），主要成分為黃原膠［5］、明膠［6］和海藻酸鈉［7］；護色劑采用復合抗氧化劑（RL-200），主要成分包括抗壞血酸、異抗壞血酸［8］和天然植酸［9］；增色劑采用葉黃素提取物［10，11］。

本研究以感官評分為綜合指標，采用單因素試驗確定大豆蛋白粉、增色劑、護色劑、穩(wěn)定劑等添加劑的用量，其中增色劑與護色劑單因素試驗分別以果汁顏色和褐變度為評判標準，最后通過響應面試驗分析確定并驗證柿子果汁的最佳配方。該配方在保證柿子風味的基礎上，解決了柿子果汁易褐變和沉淀的問題。柿子果汁飲料的配制研究能夠極大提高柿子在市場中的需求，促進柿子深加工產業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 原料

柿子為新鮮恭城月柿，成熟度在八九成；脫澀劑為大豆蛋白粉，購自秦皇島金海糧油工業(yè)有限公司；復配護色劑為RL-200，購自廣州市銳力發(fā)展有限公司；增色劑為葉黃素干粉，購自浙江醫(yī)藥股份有限公司；穩(wěn)定劑為RL-100，購自廣州市銳力發(fā)展有限公司。以上添加劑均為食品級。

1.2 主要儀器設備

PAL-1糖度計，日本ATAGO（愛拓）股份有限公司；FA2004A分析天平，上海精天電子儀器有限公司；PHD-200A pH計，上海之信儀器有限公司；HDD高壓滅菌鍋，江陰濱江醫(yī)療設備有限公司；LT-FB高壓均質機，上海勵途超高壓設備有限公司；UV5800紫外分光光度計，上海元析儀器有限公司；紫外光燈，實驗室自制。

1.3 柿子果汁制作方法

取八九成熟的新鮮恭城月柿，清洗干凈后去皮破碎，加入果膠酶、纖維素酶，酶解30 min后過濾，然后在濾液中加入適量大豆蛋白粉，脫澀30 min后過濾，得到初步處理的果汁原液，最后取200 mL果汁原液，加入增色劑、護色劑和穩(wěn)定劑進行調配，調配后的果汁進行均質、滅菌處理。

1.4 測定方法及感官評價

1.4.1 理化指標 可溶性固形物參照GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》［12］測定；pH使用酸度計測定；單寧含量采取福林-丹尼斯法測定［13］；褐變度采用分光光度法測定［14］。

1.4.2 感官評價 考慮果汁制作工藝和柿子本身的特點，分別從色澤、香氣、口感和風味、組織狀態(tài)4個方面進行感官評價。由20名有品嘗經驗的志愿者進行評分，根據評分結果確定柿子飲料的最優(yōu)配方。柿子飲料感官評價標準如表1所示。

表1 柿子飲料感官評價標準

1.5 單因素試驗和響應面試驗

1.5.1 單因素試驗

1）大豆蛋白粉：在增色劑添加量為0.3‰，護色劑添加量為1.0‰，穩(wěn)定劑添加量為2.0‰的條件下，分別考察大豆蛋白粉添加量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%對柿子果汁感官評價的影響。

2）增色劑：在大豆蛋白粉添加量為3.0%，護色劑添加量為1.0‰，穩(wěn)定劑添加量為2.0‰的條件下，分別考察增色劑添加量為0、0.1‰、0.3‰、0.5‰、0.7‰對柿子果汁顏色的影響。

3）護色劑：在大豆蛋白粉添加量為3.0%，增色劑添加量為0.3‰，穩(wěn)定劑添加量為2.0‰的條件下，分別考察護色劑添加量為0、0.5‰、1.0‰、1.5‰、2.0‰對柿子果汁褐變度的影響。

4）穩(wěn)定劑：在大豆蛋白粉添加量為3.0%，增色劑添加量為為0.3‰，護色劑添加量為1.0‰的條件下，分別考察穩(wěn)定劑添加量為0、1.0‰、2.0‰、3.0‰、4.0‰對柿子果汁感官評價的影響。

1.5.2 響應面試驗 采用Design-Expert 12.0軟件設計響應面試驗并進行方差分析，最后通過驗證試驗獲得柿子飲料的最佳配方，響應面試驗因素及水平設計如表2所示。

表2 柿子飲料的最佳配方因素及水平

2 結果與分析

2.1 大豆蛋白添加量對柿子果汁感官評價的影響

柿子自身含有大量的單寧，單寧是造成柿子飲料澀口的主要原因。在柿子清汁中加入大豆分離蛋白，既可以與單寧形成復合的植物多酚類物質沉淀，降低柿子飲料的澀味與減少返澀現象，也可以增加柿子飲料中的蛋白質含量，調節(jié)飲用口感。由圖1可知，隨大豆蛋白粉添加量的增加，感官評價總分呈先上升后下降的趨勢，在大豆蛋白粉添加量為2.5%～3.0%時感官評分較高，這是因為在大豆蛋白粉添加量從2.0%增加到3.0%的過程中，柿子飲料中的單寧不斷被沉淀，澀味逐漸降低；而在3.0%～4.0%的過程中，單寧被大豆蛋白粉沉淀，飲料的柿子風味逐漸失去，大豆蛋白含量的增加，影響了柿子飲料的口感。因此，后續(xù)試驗選取的大豆蛋白粉添加量為2.5%～3.5%。

圖1 大豆蛋白添加量對柿子果汁感官評價的影響

2.2 增色劑添加量對柿子果汁顏色的影響

由于柿子原漿中含有單寧及其他有色物質，在原漿制作過程中，破碎機釋出Fe離子與單寧螯合，且空氣使得柿子果汁中單寧氧化，所以柿子果汁原漿呈現紅褐色，品相很差。為增加食欲，呈現新鮮柿子清亮的橙黃色，需要添加增色劑。由圖2可知，不添加增色劑時，柿子果汁顏色呈紅褐色，很難引起食欲；添加0.1‰增色劑后果汁顏色略有改變，但仍較為偏紅褐色；0.3‰和0.5‰添加量時果汁顏色較好，其中0.3‰略微偏紅，0.5‰略微偏黃；0.7‰添加量時果汁顏色過于黃，難以引起食欲。因此，后續(xù)試驗選取的增色劑添加量為0.3‰～0.5‰。

圖2 增色劑添加量對柿子果汁顏色的影響

2.3 護色劑添加量對柿子果汁褐變度的影響

果汁飲料發(fā)生褐變有多方面的原因，包括包裝過程中果汁中的殘余活性酶，容器中的氧氣，加工過程中的金屬離子，存放過程中的光照、溫度等。由圖3可知，隨著護色劑添加量的增加，果汁的褐變度呈下降的趨勢，當護色劑添加量為1.5‰時，柿子果汁已能有效地減少褐變。但護色劑的添加量并不是越多越好，原因在于一方面作為食品添加劑，國家標準有明確的添加量限制；另一方面護色劑的添加會影響口感和增加成本。因此，后續(xù)試驗選取護色劑添加量為1.0‰～2.0‰。

圖3 護色劑添加量對柿子果汁褐變度的影響

2.4 穩(wěn)定劑添加量對柿子果汁感官評價的影響

穩(wěn)定劑能改善飲料的理化性質和組織形態(tài)，提高果汁飲料的穩(wěn)定性，飲用時口感更順滑。由圖4可知，當穩(wěn)定劑添加量為1.0‰時，感官評價分數最高，口感順滑，粘稠度適中；當穩(wěn)定劑用量超過1.0‰之后，感官評價分數顯著下降，柿子果汁口感粘稠。原因在于柿子本身屬于漿果類，其中含有大量的果膠，少量的穩(wěn)定劑即能明顯改善粘稠度，減少沉淀產生，并能保持較好的口感。因此，后續(xù)試驗選取穩(wěn)定劑添加量為0.5‰～1.5‰。

圖4 穩(wěn)定劑添加量對柿子果汁感官評價的影響

2.5 柿子果汁配方響應面試驗

2.5.1 響應面試驗結果與方差分析 在單因素試驗的基礎上，選擇不同的大豆蛋白（A）、增色劑（B）、護色劑（C）和穩(wěn)定劑（D）添加量作為試驗因素，采用Design-Expert 12.0軟件設計響應面試驗并進行分析，以確定最佳的飲料配方。響應面試驗分析結果如表3所示。

表3 柿子飲料調配正交試驗結果

對表3中的試驗數據進行回歸分析，得到回歸方程為：Y=83.20+8.75×A+3.67×B+1.17×C+1.08×D+0×A B+5.5×A C+0.75×A D+3.25×B C+0.75×B D+0.25×C D-5.72×A2-2.85×B2-6.35×C2-8.98×D2。

對試驗數據進行方差分析及回歸系數的顯著性檢驗，由表4可知，在一次項中，A、B對柿子果汁的線性效應極顯著（P＜0.01）；在二次項中，A、C和D的影響均為極顯著（P＜0.01），B的影響顯著（P＜0.05）；交互作用中，A C影響極顯著（P＜0.01），B C影響顯著（P＜0.05），A D、B D和C D影響不顯著（P＞0.05），A B無交互作用。說明各個因素和感官評分的響應值之間不是單一的線性關系。在整個試驗設計的范圍內，模型的顯著性檢測為極顯著（P＜0.001），模型的復相關系數為0.952 4，表明此試驗模型可以解釋近95.24%響應值的變化，說明此模型和實際試驗結果的擬合程度良好，試驗誤差小，失擬項（P=0.089 8）不顯著，運用響應面法優(yōu)化柿子果汁的配方具有一定的可行性。

表4 回歸方程方差分析結果

2.5.2 響應面交互作用 響應面圖是響應值對各試驗因素構成的三維空間曲面圖，可直觀反映各因素對響應值的影響［15］。等高線的形狀可以反映出交互效應的強弱，橢圓形表示兩因素交互作用顯著［16］。

由圖5可知，大豆蛋白粉和護色劑添加量、增色劑和護色劑添加量交互作用的等高線呈橢圓形，交互作用顯著；護色劑和穩(wěn)定劑添加量交互作用等高線接近圓形，交互作用較弱，與表4方差分析結果一致；大豆蛋白粉和增色劑添加量、大豆蛋白粉和穩(wěn)定劑添加量、增色劑和穩(wěn)定劑添加量交互作用等高線也呈橢圓形，交互作用應為顯著，但在表4方差分析結果中為不顯著，可能是因為大豆蛋白粉、增色劑及穩(wěn)定劑三者之間存在交互作用。

依據響應面分析結果，結合表2中各因素及水平，以感官評分最高為優(yōu)化目標，對配方進行優(yōu)化，得到47個優(yōu)化配方，其中理論最優(yōu)配方為大豆蛋白粉3.50%、增色劑0.50‰、護色劑1.89‰、穩(wěn)定劑1.08‰，此條件下柿子果汁的感官評分為91.13。為了驗證響應面分析結果的可靠程度，選用以上優(yōu)化的試驗條件進行柿子果汁配制試驗，經3次驗證試驗得到柿子果汁的感官評分為90.67，與模型理論值相對誤差0.50%，說明響應面法優(yōu)化所獲參數合理可信，具有實用價值。

2.6 產品理化指標檢測結果

對優(yōu)化工藝配制出來的柿子果汁飲料進行理化指標檢測，結果如表6所示。

表6 柿子果汁飲料理化指標檢測結果

3 小結

通過柿子果汁的配制研究，一方面保留了柿子本身的風味，另一方面其固有的澀味被脫除。本研究柿子果汁的最優(yōu)配方為：大豆蛋白粉3.50%、增色劑0.50‰、護色劑1.89‰、穩(wěn)定劑1.08‰，此條件下柿子果汁的感官評分為91.13，可溶性固形物含量為11.6%、pH為5.5、單寧含量為1.1 mg/L。按上述優(yōu)選配方調制的飲料呈現出成熟柿子的橙黃色，顏色清亮，無分層，不沉淀，能夠防止褐變并穩(wěn)定保存，口感細膩柔和，甜度適中，具有濃郁柿子風味，有輕微澀感。柿子果汁的研制能夠給柿子深加工利用帶來新的發(fā)展思路和契機，通過此工藝能使柿子這種小眾低廉水果獲得更大附加值，為國內果汁市場增加新的品類，具有很大的經濟價值。