一種高鈣含量的鈣果無花果酸棗復(fù)合果汁飲料的研制

劉娟娟，李英，田密，麻開香

山西振東五和健康科技股份有限公司（長治 047100）

鈣果，也叫歐李，系薔薇科櫻桃屬植物，原產(chǎn)于中國，主要分布在我國山西、河北、陜西、內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、遼寧等地，是人類開發(fā)利用的第501種野生植物資源。中國果樹專家杜俊杰從野生歐李中發(fā)現(xiàn)并選育的中國獨有水果優(yōu)質(zhì)品種鈣果，具有三重補(bǔ)鈣功效，被稱為“補(bǔ)鈣之星”“水果之王”。歐李（鈣果）是繼美國藍(lán)莓、俄羅斯大果沙棘后人類開發(fā)利用的第三大健康保健果品。每百克鮮果中含60~79 mg鈣，為水果之冠[1-3]。

歐李果實是一種高檔雜果，營養(yǎng)價值高，果實中含有17種氨基酸，氨基酸總量在338.3~451.7 mg/100 g之間，其中人體必需氨基酸含量在102.7~126.6 mg/100 g之間，尤其賴氨酸、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的含量較高[4-5]，人體所必需的多種微量元素，如VC、VB2、VE的總量及鉀、磷、鐵、鋅、硒的含量均高于現(xiàn)有常見果品。

鈣果產(chǎn)值高于普通水果，是農(nóng)民產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、脫貧致富的好品種[5]。隨著人工繁殖技術(shù)的成熟和田間栽培技術(shù)的推廣，歐李種植規(guī)模日趨擴(kuò)大，產(chǎn)量也逐漸增加?？墒菤W李鮮果不耐貯運的特點使其發(fā)展受到限制，因此，開發(fā)歐李果實的深加工產(chǎn)品對于提高歐李的產(chǎn)后附加值、解決歐李果實不耐貯運的問題、促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展具有重要意義。

無花果，果實皮薄無核，肉質(zhì)松軟，風(fēng)味甘甜，富含蛋白質(zhì)、糖、氨基酸、維生素和礦物質(zhì)元素，具有較高的營養(yǎng)價值和藥用價值[6]。無花果位列中華人民共和國國家衛(wèi)生健康委員會公布的既是食品又是藥品的中藥名單內(nèi)。無花果富含鈣、鉀，鉀可以提高鈣利用率。每百克鮮果中含39~67 mg鈣和210~242 mg鉀。

酸棗系鼠李科棗屬植物，是棗的變種，分布在我國北方山區(qū)，資源極為豐富。酸棗肉含有氨基酸、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素蘋果酸、檸檬酸、單糖、多糖及微量元素等多種營養(yǎng)成分[7]，位列中華人民共和國國家衛(wèi)生健康委員會公布的既是食品又是藥品的中藥名單內(nèi)。每百克干果肉含270~435 mg鈣。

國內(nèi)外對鈣果無花果酸棗的復(fù)配飲料的制備鮮有報道，尤其使用模糊數(shù)學(xué)感官評價法進(jìn)行復(fù)配的更是稀少。利用鈣果為主要原料，宣傳其高鈣的功效，制作一款高鈣飲料。將鈣果、無花果、酸棗制品混合在一起，采用正交試驗和模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價法對鈣果和其他果品汁進(jìn)行復(fù)配，旨在研發(fā)一種酸甜可口、營養(yǎng)豐富、老少皆宜的新型飲料。

1 材料和方法

1.1 材料和試劑

鈣果原漿（山西廈普賽爾食品飲料股份有限公司）；無花果粉（寧夏香草生物技術(shù)有限公司）；酸棗濃縮汁（濟(jì)寧正隆經(jīng)貿(mào)有限公司）；乳礦物鹽（上海諾申食品貿(mào)易有限公司）；果膠（河北伊唐生物技術(shù)有限公司）；三氯蔗糖（北京紐特生物技術(shù)開發(fā)有限公司）；檸檬酸、L-蘋果酸、檸檬酸鈉（山東通升配料有限公司）；結(jié)晶果糖；純凈水；硝酸；三氧化二鑭；鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.2 儀器和設(shè)備

PL403/YP1002N天平（METTLER TOLEDO）；SYQ-DSX-280B手提式不銹鋼壓力蒸汽滅菌器（上海申安醫(yī)療器械廠）；BHW電熱趕酸板（上海博訊化學(xué)科技有限公司）；Multiwave Pro微波消解儀（Anton Baar）；PinAAcle 900T原子吸收分光光度計（Perkein Elemer）；DZTW型電子調(diào)溫電熱套（北京中儀泓瑞科技發(fā)展有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 乳礦物鹽的溶解試驗

配方量設(shè)計的鈣含量500 mg/100 mL，主要鈣來自于乳礦物鹽，乳礦物鹽的鈣含量≥26%。乳礦物鹽添加量2 g/100 mL。乳礦物鹽能溶于酸性溶液中，呈透明溶液，有助于果汁飲料的成型。因此使用檸檬酸、L-蘋果酸進(jìn)行溶解乳礦物鹽試驗。取一定質(zhì)量的檸檬酸、L-蘋果酸，分別與2 g乳礦物鹽混合，加入20 mL純化水，攪拌至溶解。觀察其狀態(tài)及口感，確定所選的原料。結(jié)果以狀態(tài)和口感為評判標(biāo)準(zhǔn)。

1.3.2 原料汁和粉配方試驗設(shè)計

1.3.2.1 單因素試驗設(shè)計

固定反應(yīng)條件無花果粉添加量2%、酸棗濃縮汁添加量0.5%，考察鈣果原漿添加量（10%、15%，20%，25%和30%）對感官評價的影響；固定反應(yīng)條件鈣果原漿添加量10%、酸棗濃縮汁添加量0.5%，考察無花果粉添加量（0.5%，1.0%，1.5%，2.0%和2.5%）對感官評價的影響。固定反應(yīng)條件鈣果原漿添加量10%、無花果粉添加量2%，考察酸棗濃縮汁添加量（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%）對感官評價的影響；各單因素試驗中，穩(wěn)定劑添加量均為果膠0.2%，三氯蔗糖0.2%、檸檬酸鈉0.5%、檸檬酸2%、乳礦物鹽2%。

1.3.2.2 正交試驗設(shè)計[8]

以感官評價為指標(biāo)，設(shè)計鈣果原漿添加量（A）、無花果粉添加量（B）和酸棗濃縮汁添加量（C）三因素三水平正交試驗，因素水平表見表1。

表1 正交試驗因素水平表 單位：%

由30名具有感官評定經(jīng)驗的食品專業(yè)人員組成感官評定小組，每次評定前均用純凈水漱口，依據(jù)色澤、滋味、氣味和組織狀態(tài)4個指標(biāo)進(jìn)行評定。每個樣品重復(fù)3次，取平均值。滿分100分，其中色澤20分，滋味30分，氣味30分，組織狀態(tài)20分。感官評定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評價指標(biāo)及評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.3 鈣果復(fù)合果汁復(fù)配調(diào)配劑添加量正交優(yōu)化試驗設(shè)計

選取果膠、三氯蔗糖、檸檬酸鈉的添加量3個因素，在單因素試驗基礎(chǔ)上，以感官評價值為評價指標(biāo)，設(shè)計正交試驗，因素水平表見表3。

表3 正交試驗因素水平 單位：%

1.3.4 模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價法確定復(fù)合飲料最佳配方

采用正交試驗和模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價法相結(jié)合，對鈣果復(fù)合果汁飲料進(jìn)行感官評價[9-10]。該產(chǎn)品質(zhì)量由口感、色澤、香氣和組織狀態(tài)四因素組成。對每個因素按優(yōu)、良、中、差4個等級進(jìn)行評定，m1~m4代表優(yōu)、良、中、差4個等級，即M={優(yōu)，良，中，差}={90，80，70，60}。采用強(qiáng)制決定法確定鈣果復(fù)合果汁飲料各因素權(quán)重（表4），即V={0.29，0.27，0.24，0.20}，權(quán)重結(jié)果是口感＞色澤＞香氣＞組織形態(tài)。

表4 感官指標(biāo)權(quán)重分配

評價小組由10名按照GB/T 16291.1—2012嚴(yán)格訓(xùn)練的食品專業(yè)人員組成，參照GB/T 13868—2009/ISO 8589：2007中所要求的試驗環(huán)境條件對復(fù)合飲料按質(zhì)量特征逐一進(jìn)行評價，在評定前一日不飲酒、不吸煙，感官評定前不吃刺激性食物，每評定完一個樣品要用清水進(jìn)行漱口，間隔10 min，對下一個樣品進(jìn)行評定。對評價結(jié)果匯總建立模糊數(shù)學(xué)矩陣Ri，其中，i=1，2，3，4，5，6，7，8，9，表示樣品編號，每1行代表1個，評價因素的評價結(jié)果采用模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價方法進(jìn)行分析，具體感官評價標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)NY 82.2—1988并稍作修改（表5）。

表5 復(fù)合飲料感官評價

1.3.5 測定項目及方法

鈣含量測定采用GB 5009.92—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鈣的測定》中的第一方法火焰原子吸收光譜法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳礦物鹽的溶解

表6是檸檬酸溶解乳礦物鹽的試驗數(shù)據(jù)，表7是L-蘋果酸溶解乳礦物鹽的試驗數(shù)據(jù)，由于檸檬酸和L-蘋果酸溶解乳礦物鹽后的口感均不合適，所以需要2個酸鹽復(fù)配。

表6 檸檬酸溶解鈣試驗

表7 L-蘋果酸溶解乳鈣情況

由表8可知，溶解乳礦物質(zhì)鹽，檸檬酸∶L-蘋果酸=9∶1，且添加量為2%，溶解2%乳礦物鹽時，其口感酸味柔和，無異味，有果汁類似酸味。

表8 檸檬酸和L-蘋果酸復(fù)配溶解鈣試驗

2.2 原料汁與粉的配方確定

2.2.1 單因素試驗結(jié)果

2.2.1.1 鈣果濃漿添加量對感官評價的影響

鈣果濃漿添加量對感官評價的影響見圖1。鈣果濃漿添加量20%時，感官評價最高，為85.5分，此時產(chǎn)品呈黃棕色，具有濃郁的鈣果香味。鈣果濃漿可有效調(diào)節(jié)風(fēng)味和色澤，但隨著添加量增加，飲料的穩(wěn)定性變差，會掩蓋酸棗香氣。鈣果濃漿添加量較低時，酸棗味較濃，口感澀，顏色較淺。

圖1 鈣果濃漿添加量對感官評價的影響

2.2.1.2 無花果粉添加量對感官評價的影響

無花果粉添加量對感官評價的影響見圖2。無花果粉添加量1.5%時，感官評分最高，為80.3分，此時復(fù)合飲料有甜味，具有鈣果、無花果、酸棗特有的香氣。無花果粉添加量過少，起不到增甜作用，整體味道偏酸，不容易被消費者接受。無花果粉添加量較高時，會給飲料帶來麥芽糊精的異味。

圖2 無花果粉添加量對感官評價的影響

2.2.1.3 酸棗濃縮汁添加量對感官評價的影響

酸棗濃縮汁添加量對感官評價的影響見圖3。酸棗濃縮汁添加量0.3%時，感官評價最高，為79.5分，此時產(chǎn)品呈黃棕色，具有濃郁的鈣果香味和酸棗香味。酸棗濃縮汁可有效調(diào)節(jié)風(fēng)味和色澤，但隨著添加量增加，飲料的整體顏色會變暗，會掩蓋鈣果香氣。酸棗濃縮汁添加量較低時，無酸棗味，口感酸澀，顏色較淺。

圖3 酸棗濃縮汁添加量對感官評價的影響

2.2.2 正交試驗的確定

鈣果濃漿添加量（A）、無花果粉添加量（B）和酸棗濃縮汁添加量（C）三因素三水平正交試驗結(jié)果見表9。

由表9可知，鈣果復(fù)合果汁飲料的最佳果汁配比是A2B2C3，即鈣果濃漿添加量20%，無花果粉添加量1.5%和酸棗濃縮汁添加量0.4%，該數(shù)據(jù)正好是正交試驗的第5組試驗，此時的感官評價分值最高，為92.1分，此時產(chǎn)品呈黃棕色，具有鈣果、無花果和酸棗的獨特香氣。通過極差分析，各因素對復(fù)合果汁飲料的影響主次順序為A＞B＞C，即鈣果濃漿添加量＞無花果粉添加量＞酸棗濃縮汁添加量。

表9 正交試驗結(jié)果

2.2.3 鈣果復(fù)配調(diào)配劑添加量單因素試驗

由圖4~圖6可見：三氯蔗糖、檸檬酸鈉、果膠的添加量對鈣果復(fù)合果汁飲料均呈現(xiàn)相似的變化趨勢，感官評價分?jǐn)?shù)先增后減；三氯蔗糖添加量0.20%時，感官評價分?jǐn)?shù)最高，添加量過高或者過低均會導(dǎo)致復(fù)合飲料的口感太甜或者太酸，嚴(yán)重影響口感。故選擇0.15%~0.25%為三氯蔗糖最適添加范圍；檸檬酸鈉添加量0.45%時，感官評價分?jǐn)?shù)最高，若繼續(xù)添加會導(dǎo)致飲料味道異常，也會使體系pH發(fā)生變化，影響復(fù)合飲料的整體營養(yǎng)價值，故選擇0.40%~0.50%為檸檬酸鈉最適添加范圍；果膠添加量0.30%時，感官評價分?jǐn)?shù)最高，添加量過高或者過低都會導(dǎo)致復(fù)合飲料的狀態(tài)太稀或者太稠，嚴(yán)重影響口感，故選擇0.25%~0.35%為果膠最適添加范圍。

圖4 三氯蔗糖添加量對鈣果復(fù)合果汁飲料感官影響

圖6 果膠添加量對鈣果復(fù)合果汁飲料感官影響

圖5 檸檬酸鈉添加量對鈣果復(fù)合果汁飲料感官影響

2.2.4 鈣果復(fù)合果汁飲料感官評價結(jié)果

由10名專業(yè)感官評價員對鈣果復(fù)合果汁飲料按照口感、色澤、香氣和組織狀態(tài)進(jìn)行評價，收集數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，見表10。

用各個等級評價人數(shù)與總?cè)藬?shù)之比得集合。將表10中9組試驗在不同因素下得到的評價結(jié)果列為矩陣。

表10 鈣果復(fù)合果汁飲料模糊感官評價結(jié)果

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)變換原理Y=V×R，確定模糊關(guān)系綜合評價集Yj=V×Rj（j=1，2，3，4，5，6，7，8，9）。計算各個試驗組不同指標(biāo)的平均結(jié)果：Y1={0.271，0.349，0.124，0.287}，Y2={0.203，0.293，0.307，0.201}，Y3={0.320，0.239，0.220，0.217}，Y4={0.361，0.311，0.193，0.147}，Y5={0.431，0.329，0.164，0.127}，Y6={0.505，0.288，0.154，0.071}，Y7={0.268，0.426，0.185，0.153}，Y8={0.359，0.329，0.250，0.154}，Y9={0.312，0.313，0.191，0.244}。

2.2.5 基于模糊數(shù)學(xué)感官評價正交試驗

將評價等級優(yōu)、良、中、差4個等級分別賦予分?jǐn)?shù)90，80，70和60分，與綜合評價結(jié)果一一對應(yīng)相乘（M×Yj），并且求和，最終得到每個樣品感官得分，結(jié)果見表11。

表11 鈣果復(fù)合果汁飲料正交試驗結(jié)果

由表12可知，采用SPSS 20.0進(jìn)行方差分析，影響鈣果復(fù)合果汁飲料感官評價結(jié)果主要因素排序為D＞F＞E。最佳配方是D3E2F1，即三氯蔗糖添加量0.25%、檸檬酸鈉添加量0.45%、果膠添加量0.25% ，在此條件下，鈣果復(fù)合果汁飲料的口感細(xì)膩，具有濃郁的鈣果香味，酸甜可口。第8組得分最高且處于優(yōu)良之間，綜合評價，認(rèn)為8號試驗組是理論試驗的最佳條件。此外，3個因素中，D為顯著差異。三氯蔗糖對口感影響最大。

表12 方差分析表

2.3 鈣果復(fù)合果汁飲料鈣含量的測定

原子吸收火焰法測得鈣果復(fù)合果汁飲料的鈣含量是512 mg/100 mL。含鈣量較高。鈣果復(fù)合果汁飲料設(shè)計為每瓶50 mL。每天1~2瓶可以有效補(bǔ)充人體所需鈣。

3 結(jié)論

對乳礦物鹽開展酸溶解試驗，最后復(fù)配為檸檬酸∶L-蘋果酸=9∶1，添加量為2%，能夠較好地溶解2%乳礦物鹽，并且呈現(xiàn)較好的酸味。通過單因素試驗和正交試驗確定鈣果濃漿、無花果粉和濃縮酸棗汁的添加最佳配方：鈣果濃漿添加量20%、無花果粉添加量1.5%、酸棗濃縮汁0.4%。在此基礎(chǔ)上，采用正交試驗和模糊數(shù)學(xué)感官評價法相結(jié)合對鈣果飲料進(jìn)行感官評價，通過建立模糊數(shù)學(xué)矩陣對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，考察三氯蔗糖、檸檬酸鈉、果膠的添加量對鈣果復(fù)合果汁飲料口感、香氣、色澤和組織狀態(tài)的影響。鈣果復(fù)合果汁的最佳配方為三氯蔗糖添加量0.25%、檸檬酸鈉添加量0.45%、果膠添加量0.25%，制得的鈣果復(fù)合果汁飲料產(chǎn)品的感官評分是85.37分，此配方下制得的復(fù)合飲料產(chǎn)品酸甜適度，風(fēng)味獨特，具有鈣果、酸棗的獨特香氣，鈣含量為512 mg/100 mL。試驗結(jié)果具有一定參考價值，為鈣果、無花果和酸棗的綜合利用及其產(chǎn)品深加工提供理論指導(dǎo)。