南瓜草莓百香果復(fù)合飲料的配方優(yōu)化

郭訓(xùn)練 田倩倩 曹靜文

摘 要：以南瓜、草莓和百香果為主要原料，制作一種復(fù)合飲料。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以感官評分為評價指標(biāo)，采用模糊數(shù)學(xué)法結(jié)合正交試驗(yàn)優(yōu)化南瓜草莓百香果復(fù)合飲料的配方。結(jié)果表明，南瓜草莓百香果復(fù)合飲料的最優(yōu)配方為復(fù)合果蔬汁（南瓜汁∶草莓汁∶百香果汁=14∶5∶1，質(zhì)量比）添加量50%，復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.23%，蜂蜜添加量7%，檸檬酸添加量0.13%。在此條件下，所得復(fù)合飲料色澤鮮亮，口感細(xì)膩，具有南瓜、草莓和百香果特有的風(fēng)味。

關(guān)鍵詞：南瓜；草莓；百香果；復(fù)合飲料；模糊數(shù)學(xué)法

Optimization of the Formula of Pumpkin Strawberry Passion Fruit Compound Beverage

GUO Xunlian， TIAN Qianqian， CAO Jingwen

（Shangqiu University， Shangqiu 476000， China）

Abstract： The compound beverage was producted with pumpkin， strawberry and passion fruit as the main raw material. On the basis of single factor test， using sensory evaluation as the index， and the optimal formula of pumpkin， strawberry and passion fruit compound beverage was optimized by fuzzy mathematics method combined with orthogonal test. The results showed that the optimal formula of the pumpkin， strawberry and passion fruit compound beverage was 50% compound fruit and vegetable juice （pumpkin juice∶strawberry juice∶passion fruit juice=14∶5∶1， mass ratio）， 0.23% compound stabilizer， 7% honey， and 0.13% citric acid. Under these conditions， the compound beverage had bright color， delicate taste， and the unique flavor of pumpkin， strawberry and passion fruit.

Keywords： pumpkin; strawberry; passion fruit; compound beverage; fuzzy mathematics method

南瓜富含膳食纖維、維生素和胡蘿卜素等多種功能性成分，具有降低血糖、預(yù)防癌癥、促進(jìn)消化等功效[1]；百香果又名巴西果、西番蓮等，其果肉和汁液富含核黃素、鐵、煙酸、磷、膳食纖維等營養(yǎng)物質(zhì)，曾有“果汁之王”的美稱[2]；草莓富含果膠、維生素C、膳食纖維、草莓多酚等多種營養(yǎng)物質(zhì)，其中草莓多酚具有抗氧化的作用[3-4]。

南瓜、草莓和百香果營養(yǎng)價值高，與其他果蔬原料復(fù)合的研究較多[2，5-6]，而關(guān)于三者的復(fù)合加工產(chǎn)品卻鮮有報道。以三者為原料研制的復(fù)合果蔬汁飲料，產(chǎn)品新穎、風(fēng)味獨(dú)特，值得推廣。傳統(tǒng)的感官評定易受評價人員主觀因素的影響，評價結(jié)果誤差大，模糊數(shù)學(xué)法已廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)的感官評價，其通過對影響產(chǎn)品感官品質(zhì)的各因素指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮，使產(chǎn)品的感官指標(biāo)數(shù)字化，結(jié)果更加科學(xué)、可靠[7-8]。基于此，本研究以南瓜、草莓和百香果為主要原料，通過單因素和正交試驗(yàn)，對復(fù)合飲料的配方進(jìn)行優(yōu)化，以研制出酸甜適口、營養(yǎng)價值豐富的南瓜草莓百香果復(fù)合飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

南瓜、草莓、百香果、蜂蜜，市售；黃原膠，山東阜豐有限公司；抗壞血酸，石藥集團(tuán)維生藥業(yè)有限公司；果膠酶，河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司；無水檸檬酸，濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司；羧甲基纖維素鈉，江蘇泰利達(dá)有限公司；海藻酸鈉，青島明月海藻集團(tuán)有限公司。所用添加劑均為食品級。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2004電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；DK-S24電熱恒溫水浴鍋，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；FJ-200均質(zhì)機(jī)，上海滬析實(shí)業(yè)有限公司；MJ-BL25B3打漿機(jī)，廣東美的生活電器制造有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

南瓜汁：南瓜→挑選清洗→去皮切塊→熱燙→打漿→過濾→南瓜汁。

草莓汁：草莓→挑選清洗→打漿→過濾→草莓汁。

百香果汁：百香果→挑選清洗→切分取瓤→酶解→過濾→百香果汁。

南瓜汁+草莓汁+百香果汁→混合調(diào)配→均質(zhì)→裝瓶→殺菌→成品。

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）南瓜汁的制備[5]。選擇橘黃、質(zhì)地光滑的優(yōu)質(zhì)南瓜，清洗，去皮去瓤，切分，在不低于90 ℃的溫度下蒸煮8～10 min，南瓜與水的比例為1∶2進(jìn)行打漿，再用4～6層殺菌紗布過濾，獲得較為澄清的南瓜原汁備用。

（2）草莓汁的制備[9]。選擇新鮮草莓去蒂去萼，進(jìn)行清洗，將草莓與水按1∶2進(jìn)行打漿，用4～6層殺菌紗布過濾，濾出淺紅色的草莓汁備用。

（3）百香果汁的制備[10]。選擇成熟、無霉變的百香果，切分后用勺子挖出果肉，稱量并放入玻璃瓶中，加入果膠酶（0.25%），45 ℃水浴條件下，酶解2 h，以提高果實(shí)出汁率，用4～6層殺菌紗布過濾，將百香果原汁制成后冷藏，備用。

（4）復(fù)合果蔬汁的制備。將上述3種果蔬汁和蜂蜜、抗壞血酸（0.2%）、復(fù)合穩(wěn)定劑（黃原膠∶羧甲基纖維素鈉∶海藻酸鈉=2∶2∶1）、檸檬酸按比例依次加入并充分調(diào)配，然后以3 000 r·min-1進(jìn)行高速均質(zhì)2 min，去除浮沫，裝入高溫殺菌的玻璃瓶中（玻璃瓶蓋不能蓋緊），在85 ℃條件下殺菌30 min，蓋緊瓶蓋，溫度降低后，進(jìn)行風(fēng)味評估，選出口感、色澤適宜的復(fù)合果蔬汁飲料。

1.3.3 模糊感官評價

選10名經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的評定人員組成感官評分小組，利用模糊數(shù)學(xué)法[11]對南瓜草莓百香果復(fù)合飲料的配方進(jìn)行優(yōu)化，確定感官評定論域U={u1，u2，u3，u4}，u1、u2、u3、u4分別代表滋味、香氣、色澤、形態(tài)4個因素。確定感官評定評語論域V={v1，v2，v3，v4}，v1、v2、v3、v4分別代表優(yōu)等（100分）、良好（70分）、適中（40分）、較差（10分）。標(biāo)準(zhǔn)見表1。采用用戶調(diào)查法[12]確定權(quán)重域A={α1，α2，α3，α4}={0.3，0.2，0.3，0.2}。

模糊評定矩陣

其中，rnm是指矩陣中第n個指標(biāo)中等級為m的人數(shù)比。模糊綜合評價值Y=A×R，模糊綜合評價G=Y×V。

1.3.4 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在基礎(chǔ)配方（復(fù)合果蔬汁添加量40%，復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.2%、蜂蜜添加量6%、檸檬酸添加量0.15%，其余部分用蒸餾水補(bǔ)充至100%）條件下，以感官評定值為指標(biāo)，分別研究復(fù)合果蔬汁添加量（20%、30%、40%、50%和60%），復(fù)合穩(wěn)定劑添加量（0.10%、0.15%、0.20%、0.25%和0.30%），蜂蜜添加量（2%、4%、6%、8%和10%），檸檬酸添加量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.25%）對南瓜草莓百香果復(fù)合飲料模糊感官評分的影響。其中，復(fù)合果汁、復(fù)合穩(wěn)定劑、蜂蜜、檸檬酸的添加量均以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。

1.3.5 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選10名經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的評定人員組成感官評分小組，通過產(chǎn)品指標(biāo)進(jìn)行模糊感官評分，分析單因素試驗(yàn)結(jié)果，確定正交試驗(yàn)水平，如表2所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 復(fù)合汁添加量對南瓜草莓百香果復(fù)合飲料品質(zhì)的影響

由圖1可知，隨著復(fù)合汁的添加量越來越多，產(chǎn)品的感官評分先快速增高，后緩慢升高，在復(fù)合汁為50%時最高，此時感官評分為82.2分。當(dāng)復(fù)合汁的添加量低于50%時，復(fù)合汁的添加能改善復(fù)合汁的色澤和口感。然而，隨著復(fù)合汁的濃度越來越高，色澤逐漸不明亮，當(dāng)復(fù)合汁添加量為60%時，感官評分大幅度降低。綜上所述，復(fù)合汁最適添加量為50%。

2.1.2 復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對南瓜草莓百香果復(fù)合飲料品質(zhì)的影響

由圖2可知，隨著復(fù)合穩(wěn)定劑添加量的不斷增加，產(chǎn)品的感官評分先增高后降低；復(fù)合穩(wěn)定劑添加量由0.10%增加到0.20%時，感官評分不斷增加，說明其對產(chǎn)品形態(tài)有積極的影響；當(dāng)穩(wěn)定劑添加量大于0.20%時，復(fù)合汁逐漸黏稠，感官評分降低。穩(wěn)定劑添加量為0.20%時最合適，此時感官評分為79.5分。

2.1.3 蜂蜜添加量對南瓜草莓百香果復(fù)合飲料品質(zhì)的影響

由圖3可知，隨著蜂蜜添加量的不斷增加，產(chǎn)品的感官評分先增高，后降低，在蜂蜜添加量為6%時最高，此時感官評分為82.5分。當(dāng)蜂蜜添加量低于6%，蜂蜜的添加能有效改善復(fù)合汁的甜度，然而隨著復(fù)合汁里蜂蜜添加量越來越高，甜度偏高，感官評分有所下降。蜂蜜添加量為6%時最合適。

2.1.4 檸檬酸添加量對南瓜草莓百香果復(fù)合飲料品質(zhì)的影響

由圖4可知，檸檬酸添加量不同，對產(chǎn)品感官評分造成的影響也不同。當(dāng)檸檬酸添加量越來越高，產(chǎn)品的感官評分先增高后降低。檸檬酸主要調(diào)節(jié)復(fù)合汁的酸度，當(dāng)復(fù)合汁中檸檬酸添加量大于0.15%時，酸度偏高，感官評分降低。當(dāng)檸檬酸添加量為0.15%時，感官評分最高，為76.9分。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 模糊數(shù)學(xué)感官評價結(jié)果分析

選10名經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的評定人員組成感官評分小組，對L9（34）正交試驗(yàn)9組樣品的各項(xiàng)指標(biāo)對照感官評語進(jìn)行逐項(xiàng)評價，各等級得分結(jié)果見表3。

其中計(jì)算方法以第1組的樣品為例。各等級得分?jǐn)?shù)，除去總?cè)藬?shù)，得出樣品1的模糊評價矩陣，模糊綜合評價值為

模糊綜合評分為

同理可算得G2=68.7，G3=80.2，G4=76.3，G5=85.3，G6=71.2，G7=74.8，G8=72.4，G9=75.4。

2.2.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化復(fù)合飲料配方的結(jié)果

由表4可知，南瓜草莓百香果復(fù)合飲料各因素對感官評分影響的主次為C＞D＞A＞B，即蜂蜜＞檸檬酸＞復(fù)合汁＞復(fù)合穩(wěn)定劑，較優(yōu)參數(shù)組合為A2B3C3D1。此組合不在9組正交試驗(yàn)組合內(nèi)，進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。經(jīng)驗(yàn)證，A2B3C3D1條件下南瓜草莓百香果復(fù)合飲料的模糊綜合評價為86.2分，高于正交試驗(yàn)中最優(yōu)組合A2B2C3D1的85.3分，因此確定南瓜草莓百香果復(fù)合飲料的最佳配方為A2B3C3D1。即復(fù)合汁的添加量為50%，復(fù)合穩(wěn)定劑的添加量為0.23%，蜂蜜的添加量為7%，檸檬酸的添加量為0.13%。

由表5可知，在不可變的范圍內(nèi)，正交試驗(yàn)?zāi)Ｐ惋@著（P＜0.05）。相比較其他3個因素，復(fù)合穩(wěn)定劑添加量的極差值明顯較小。本次試驗(yàn)將B復(fù)合穩(wěn)定劑添加量作為誤差列進(jìn)行方差分析。A復(fù)合汁添加量對南瓜復(fù)合飲料模糊綜合評分結(jié)果影響不顯著（P＞0.05），C蜂蜜添加量和D檸檬酸添加量對模糊綜合評分結(jié)果影響顯著（P＜0.05）。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以南瓜、草莓和百香果為原料，通過單因素和正交試驗(yàn)，采用模糊數(shù)學(xué)法優(yōu)化南瓜草莓百香果復(fù)合飲料的配方。各因素對南瓜草莓百香果復(fù)合飲料的感官評分的影響順序依次為蜂蜜＞檸檬酸＞復(fù)合汁＞復(fù)合穩(wěn)定劑，南瓜草莓百香果復(fù)合飲料的最優(yōu)配方為復(fù)合汁50%，復(fù)合穩(wěn)定劑0.23%，蜂蜜7%，檸檬酸0.13%。在此條件下制得的復(fù)合飲料色澤明亮，口感細(xì)膩，具備南瓜草莓百香果特有的風(fēng)味。

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