百香果紅茶飲料的研制

趙 倩，謝彥純，趙 沖

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083）

在快節(jié)奏的時(shí)代，焦慮情緒已經(jīng)成為困擾大眾的難點(diǎn)問題。焦慮癥是全世界患病率最高的心理疾病[1]。因焦慮引起的睡眠質(zhì)量下降、食欲不振等問題也極大地降低了人們的生活質(zhì)量[2-3]。相對于藥物，以食品為載體，通過天然活性物質(zhì)來緩解焦慮安全性更高、適用范圍也更廣[4]。因此，研制成分天然的緩解焦慮的食品具有重要意義。研究顯示，L- 茶氨酸能夠通過調(diào)節(jié)單胺系統(tǒng)以及下丘腦-垂體-腎上腺（HPA）軸、改善神經(jīng)系統(tǒng)可塑性來調(diào)節(jié)情緒；鋅通過調(diào)節(jié)單胺系統(tǒng)、改善神經(jīng)可塑性發(fā)揮抗抑郁活性，二者同時(shí)使用具有協(xié)同效應(yīng)[5]。

茶是世界上最常見的飲料之一，紅茶中的茶黃素能夠動(dòng)員大腦中的多巴胺，從而具有緩解焦慮的功效[6]。大量研究顯示，持續(xù)且頻繁地喝茶與抑郁癥狀的顯著減輕有關(guān)[7]。百香果又稱西番蓮、巴西果、雞蛋果，是西番蓮科（Passifloraceae）多年生木質(zhì)藤本植物果實(shí)的通稱[8]。在美國和歐洲一些國家，百香果廣泛作為抗焦慮或鎮(zhèn)靜藥物的來源[9]?；舻と旱萚9]通過高架十字迷宮測定百香果甲醇提取物對小鼠的影響，結(jié)果表明劑量達(dá)到10 mg/kg 時(shí)具有明顯的抗焦慮作用。調(diào)查顯示，處于焦慮情緒下的人偏愛的口味有甜味、辣味和酸味[10-11]。因此，百香果酸甜口味是焦慮人群的不錯(cuò)選擇。本研究以紅茶濃縮汁和百香果濃縮汁為主要原料，添加了茶氨酸和鋅兩種功能因子，開發(fā)了一款具有天然活性成分的百香果紅茶飲料，具有良好風(fēng)味同時(shí)發(fā)揮適當(dāng)?shù)那榫w調(diào)節(jié)作用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

L- 茶氨酸，食品級，河南巨龍生物有限公司；無糖紅茶濃縮液，含量100%，三井農(nóng)林株式會社；百香果濃縮汁，含量100%，西安綠肽生物科技有限公司；白砂糖、葡萄糖酸鋅、三氯蔗糖，均為食品級，市售；羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、β- 環(huán)狀糊精，均為食品級，佳禾旭日食品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CN-LPC3002 電子天平，昆山利平計(jì)量設(shè)備有限公司；Biofuge Primo R 離心機(jī)，賽默飛世爾科技公司；CQC30L-600 超高壓殺菌系統(tǒng)，北京速原中天科技股份公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 百香果紅茶飲料生產(chǎn)工藝流程

百香果紅茶飲料生產(chǎn)工藝見圖1。

圖1 百香果濃縮汁添加量對復(fù)合飲料感官評分的影響Fig.1 Effects of the adding dose of passion fruit concentrated juice on sensory score

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）茶氨酸和鋅復(fù)合液的配制

選擇L- 茶氨酸和葡萄糖酸鋅作為緩解焦慮因子添加入飲料中。將L- 茶氨酸和鋅分別以茶氨酸粉末和葡萄糖酸鋅粉末的形式加水溶解后添加到飲料中。依據(jù)《關(guān)于批準(zhǔn)茶葉茶氨酸為新食品原料等的公告（2014年第15 號）》[12]以及GB 14880—2012《食品國家安全標(biāo)準(zhǔn)食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[13]，確定茶氨酸添加量為0.001 4%，葡萄糖酸鋅添加量為0.001%。

（2）復(fù)合穩(wěn)定劑的配制

為保證飲料的穩(wěn)定性，選擇復(fù)合穩(wěn)定劑（CMC-Na、β- 環(huán)狀糊精）作為添加劑，將復(fù)合穩(wěn)定劑少量多次緩慢地添加到熱水中，同時(shí)進(jìn)行快速攪拌促進(jìn)溶解，待穩(wěn)定劑全部溶解后，過濾備用。

（3）調(diào)配

將紅茶濃縮液、百香果濃縮汁、白砂糖、三氯蔗糖、復(fù)合穩(wěn)定劑按照實(shí)驗(yàn)最佳比例混合調(diào)配。

（4）灌裝、殺菌、冷卻

將復(fù)合飲料灌裝到PET 瓶中，采用超高壓處理（500 MPa、10 min）[14]滅菌。滅菌后，將復(fù)合飲料冷卻至室溫。

1.4 配方優(yōu)化

1.4.1 糖類及其比例的確定

首先需要確定糖的添加種類及比例，選取白砂糖與三氯蔗糖作為復(fù)合甜味劑。三氯蔗糖的甜度為白砂糖的600 倍，進(jìn)一步確定白砂糖及三氯蔗糖的添加比例，根據(jù)甜度設(shè)置白砂糖和三氯蔗糖比例為0∶0.006 7、1∶0.005、2∶0.003 3、3∶0.001 7、4∶0 五個(gè)水平，進(jìn)行感官評定確定最佳比例。

1.4.2 單因素試驗(yàn)

（1）百香果濃縮汁添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響

選取百香果濃縮汁添加量為3%、4%、5%、6%、7%，紅茶濃縮液22%，復(fù)合甜味劑添加量4.5%，考察百香果濃縮汁添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響。

（2）紅茶濃縮液添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響

選取紅茶濃縮液添加量為14%、18%、22%、26%、30%，百香果濃縮汁6%，復(fù)合甜味劑添加量4.5%，考察紅茶濃縮液添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響。

（3）復(fù)合甜味劑添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響

由1.4.1 確定復(fù)合甜味劑中白砂糖和三氯蔗糖的添加比例。將白砂糖與三氯蔗糖按比例均勻混合作為復(fù)合甜味劑。設(shè)置復(fù)合甜味劑添加量4.5%、6.0%、7.5%、9.0%、10.5%，百香果濃縮汁添加量6%，紅茶濃縮液添加量22%，考察復(fù)合甜味劑添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響。

1.4.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以單因素試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，每個(gè)因素選取3 個(gè)水平，以紅茶濃縮液（A）、百香果濃縮汁（B）、復(fù)合甜味劑（C）添加量設(shè)計(jì)L9(33)正交試驗(yàn)，優(yōu)化百香果紅茶復(fù)合飲料的配方。以感官評價(jià)得分為標(biāo)準(zhǔn)，確定最優(yōu)配方。正交試驗(yàn)各因素以及水平設(shè)置如表1所示。

表1 百香果紅茶復(fù)合飲料調(diào)配正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test of compound beverage of passion fruit and black tea

1.4.4 感官評價(jià)

百香果紅茶復(fù)合飲料的感官評價(jià)由20 人的感官品評小組進(jìn)行，滿分為100 分，包含色澤、香氣、滋味、組織形態(tài)四個(gè)方面；小組人員按照評分標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品如上所述的4 個(gè)感官指標(biāo)進(jìn)行評分得到20 組數(shù)據(jù)，對其取平均值，得到產(chǎn)品的感官評分。評分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 百香果紅茶復(fù)合飲料感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard of compound beverage of passion fruit and black tea

1.5 復(fù)合飲料穩(wěn)定劑的確定

1.5.1 復(fù)合飲料沉淀率的測定方法

復(fù)合飲料在殺菌冷卻后室溫靜置24 h，取10 g，4 000 r/min 離心10 min 棄去上清液[15]，準(zhǔn)確稱量飲料總質(zhì)量與離心沉淀質(zhì)量，按照公式（1）計(jì)算飲料沉淀率。沉淀率越低，穩(wěn)定效果越好。

式中，m為離心沉淀物質(zhì)量，g；M為離心復(fù)合飲料質(zhì)量，g。

1.5.2 單一穩(wěn)定劑實(shí)驗(yàn)

分別選取羧甲基纖維素鈉添加量為0.01%、0.04%、0.07%、0.10%共4 個(gè)水平，β- 環(huán)狀糊精添加量為0.01%、0.03%、0.05%、0.07%共4 個(gè)水平進(jìn)行單因素試驗(yàn)。測定沉淀率，考察各因素對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響。

1.5.3 復(fù)合穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，考慮通過復(fù)合穩(wěn)定劑的共同作用來增強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性，故選擇復(fù)合穩(wěn)定劑進(jìn)行進(jìn)一步的正交試驗(yàn)。每個(gè)因素選取3 個(gè)水平，以CMC-Na（D）和β- 環(huán)狀糊精（E）的添加量設(shè)計(jì)L9(23)正交試驗(yàn)，以沉淀率為指標(biāo)選取最佳添加量，正交試驗(yàn)因素水平如表3所示。

表3 復(fù)合穩(wěn)定劑組成正交試驗(yàn)因素水平表Table 3 Factors and levels of orthogonal test of the composition of compound stabilizer

1.6 理化指標(biāo)的測定

可溶性固形物含量按照GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》[16]中的折光計(jì)法進(jìn)行測定；蛋白質(zhì)含量按照GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》[17]第一法中的凱氏定氮法進(jìn)行測定；脂肪含量按照GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪含量的測定》[18]第二法中的酸水解法進(jìn)行測定；茶多酚含量按照GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》[19]進(jìn)行測定；茶氨酸含量按照GB/T 23193—2017《茶葉中茶氨酸的測定高效液相色譜法》[20]進(jìn)行測定；鋅含量按照GB5009.14—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中鋅的測定》[21]第三法中的電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定。

1.7 微生物指標(biāo)的測定

大腸菌群按照GB 4789.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》[22]第二法中的大腸桿菌平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行測定；菌落總數(shù)按照GB 4789.2—2022《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測定》[23]進(jìn)行測定；酵母菌與霉菌按照GB 4789.15—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母計(jì)數(shù)》[24]進(jìn)行測定；沙門氏菌按照GB 4789.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)沙門氏菌檢驗(yàn)》[25]進(jìn)行測定。

1.8 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 和SPSS 24.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 糖類及其比例的確定

表4 顯示，白砂糖與三氯蔗糖溶液添加比例選取3∶0.001 7 時(shí)，口感最協(xié)調(diào)，將白砂糖與三氯蔗糖按此比例均勻混合作為復(fù)合甜味劑。

表4 白砂糖與三氯蔗糖添加比例與感官評價(jià)Table 4 Addition ratio of sucrose to sucralose and sensory evaluation

2.2 復(fù)合飲料配方的確定

2.2.1 百香果濃縮汁添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響由圖1 可知，隨著百香果濃縮汁添加量的增加，百香果紅茶飲料感官評分也逐漸增加。當(dāng)百香果濃縮汁添加量為4%時(shí)，感官評分最高，此后繼續(xù)增加百香果濃縮汁添加量感官評分隨之降低。因此，百香果濃縮汁最佳添加量選取4%。

2.2.2 紅茶濃縮液添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響

由圖2 可知，隨著紅茶濃縮液添加量的增加，復(fù)合飲料感官評分先維持在一個(gè)較低的水平，后有較大幅度的提升，之后又下降。當(dāng)紅茶添加量為22%時(shí)，紅茶味、果香趨于協(xié)調(diào)，感官評分最高。因此，紅茶濃縮液最佳添加量選取22%。

圖2 紅茶濃縮液添加量對復(fù)合飲料感官評分的影響Fig.2 Effects of the adding dose of black tea concentrated juice on sensory score

2.2.3 復(fù)合甜味劑添加量對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響

由圖3 可知，隨著復(fù)合甜味劑添加量的增加，百香果紅茶飲料的感官評分隨之增加。當(dāng)復(fù)合甜味劑的添加量為7.5%時(shí)，對應(yīng)的百香果紅茶飲料感官評分最高，此后繼續(xù)增加復(fù)合甜味劑添加量時(shí)，感官評分隨之降低。因此，復(fù)合甜味劑最佳添加量選取7.5%。

圖3 復(fù)合甜味劑添加量對復(fù)合飲料感官評分的影響Fig.3 The effect of compound sweetener addition on sensory score

2.2.4 復(fù)合飲料配方優(yōu)化正交試驗(yàn)

由表5 可知，對百香紅茶飲料感官評分的影響最大因素的是紅茶濃縮液，影響最小的是百香果濃縮汁。百香果紅茶飲料感官評分最優(yōu)組合為A1B1C2，即紅茶濃縮液添加量20%、百香果濃縮汁添加量3.5%、復(fù)合甜味劑添加量7.5%。經(jīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到其感官評分為90.5，均優(yōu)于其他試驗(yàn)組。

表5 復(fù)合飲料配方正交試驗(yàn)結(jié)果Table 5 The results of orthogonal test of composite beverage formula

2.3 復(fù)合飲料穩(wěn)定性試驗(yàn)

以2.2.4 所確定的飲料最佳配方進(jìn)行后續(xù)的穩(wěn)定性試驗(yàn)，選擇羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、β-環(huán)狀糊精（β-CD）組成復(fù)合穩(wěn)定劑來改善飲料的穩(wěn)定性。以沉淀率為評定指標(biāo)，開展單因素、正交試驗(yàn)。

2.3.1 復(fù)合穩(wěn)定劑單因素試驗(yàn)結(jié)果

由圖4 可知，隨著CMC-Na 添加量的增加，飲料的沉淀率先下降后大幅上升，當(dāng)CMC-Na 添加量為0.07%時(shí)達(dá)到最小值，因此選取CMC-Na 添加量為0.065%、0.07%、0.075%進(jìn)行正交試驗(yàn)。由圖5 可知，隨著β-CD添加量的增加，飲料的沉淀率先下降后升高，當(dāng)β-CD 添加量為0.03%時(shí)達(dá)到最小值，因此選取β-CD 添加量為0.025%、0.03%、0.035%開展復(fù)合穩(wěn)定劑試驗(yàn)。

圖4 CMC-Na 添加量對飲料沉淀率的影響Fig.4 Effectst of the adding dose of CMC-Na on the precipitation rate of the beverages

圖5 β-CD 添加量對飲料沉淀率的影響Fig.5 Effects of the adding dose of β-CD on the precipitation rate of the beverages

2.3.2 復(fù)合穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)結(jié)果

由表6 可知，第5 組沉淀率明顯低于對照組。通過單因素方差分析可得第5 組對應(yīng)的穩(wěn)定劑組合與對照組存在顯著性差異，可以判定第5 組穩(wěn)定劑組合對飲料有較好的穩(wěn)定效果，因此選擇第5 組（CMC-Na 添加量為0.070%，β-CD 添加量為0.030%）對應(yīng)的穩(wěn)定劑添加量。

表6 復(fù)合穩(wěn)定劑試驗(yàn)結(jié)果Table 6 The result of composite stabilizer test

2.4 產(chǎn)品質(zhì)量評價(jià)

2.4.1 感官指標(biāo)

所制備的百香果紅茶復(fù)合飲料組織形態(tài)均勻、呈棕褐色且顏色均勻、口感順滑，百香果和紅茶香氣協(xié)調(diào)，無異味以及沉淀，符合設(shè)計(jì)要求。

2.4.2 理化指標(biāo)

由表7 可知，成品中含有可溶性固形物、脂肪、蛋白質(zhì)以及茶多酚等。其中緩解焦慮因子茶氨酸和鋅含量分別為0.022 g/kg 和15.4 mg/L。

表7 營養(yǎng)成分檢測結(jié)果Table 7 The result of nutrient composition test

2.4.3 微生物指標(biāo)

如表8所示，成品中的菌落總數(shù)、大腸菌群、酵母菌、霉菌、沙門氏菌檢測結(jié)果均符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

表8 微生物檢測結(jié)果Table 8 The result of microbial test

3 結(jié)論

通過試驗(yàn)可得百香果紅茶復(fù)合飲料的最佳配方為百香果濃縮汁添加量3.5%，紅茶濃縮液添加量20%，白砂糖添加量7.5%，三氯蔗糖添加量為0.004 2%，CMC-Na添加量為0.070%，β-環(huán)狀糊精添加量為0.030%。

在500 MPa、10 min 條件下超高壓滅菌，各項(xiàng)理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)檢測均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。最終獲得組織形態(tài)較為均勻、顏色為棕褐色、口感順滑、百香果紅茶香氣較濃、含有一定量緩解焦慮因子茶氨酸和葡萄糖酸鋅的健康飲品。是否可以通過攝入飲料中的茶氨酸和鋅，發(fā)揮良好的抗抑郁功效，以及補(bǔ)充不同茶氨酸與鋅的添加量對飲料口感及抗抑郁功能的影響，還需進(jìn)一步探究。