发酵沙棘复合果汁饮料的研制_郭文娟.pdf

食品工业 2023 年第44卷第 2 期 34 工艺技术发酵沙棘复合果汁饮料的研制郭文娟山西省食品研究所（有限公司）（太原 030024）摘要以水、沙棘果汁、苹果浓缩汁、红枣浓缩汁、山楂浓缩汁为原料,以植物乳杆菌为发酵剂,以果葡糖浆为辅料,添加食品添加剂,经果汁混合发酵、调配、灌装、杀菌、冷却、包装等工艺加工而成沙棘复合果汁发酵饮料。利用单因素试验和响应面试验进行配方的优化,以感官评分为评价指标,确定最佳配方:发酵果汁添加量25%、复配增稠剂添加量0.2%、糖酸比13.5。根据该配方制得的产品果香浓郁、风味最佳、酸甜适口,感官评分为89.6分。关键词沙棘复合果汁;发酵饮料;响应面试验Preparation of Complex Juice Fermented Beverage of SeabuckthornGUO WenjuanShanxi Food Research Institute(Co.,Ltd)(Taiyuan 030024)Abstract The seabuckthorn compound juice fermented beverage was made from water,seabuckthorn juice,concentrated apple juice,concentrated jujube juice and concentrated hawthorn juice as raw materials,Lactobacillus plantarum as fermented matter,fructose syrup as auxiliary material and food additive,and processed by juice mixed fermentation,mixing,filling,sterilization,cooling and packaging.Single factor test and response surface test were used to optimize the formula.Sensory score was used as evaluation index,and the optimal formula was determined as follows:fermented juice content 25%,compound thickener content 0.2%,and sugar to acid ratio 13.5.The product has rich fruit flavor,best flavor,sweet and sour taste,with sensory score of 89.6 points.Keywords seabuckthorn compound juice;fermented beverage;response surface test基金项目：山西省重点研发计划项目（201903D211007）沙棘果含有丰富的维生素、有机酸、多糖、黄酮类和酚类等化合物，已检测出的有200余种1，其中VC和VE含量非常高，是其他果品含量的数倍。沙棘能提高人体免疫力，可以预防呼吸系统和消化系统的疾病，用作糖尿病的辅助药物，还具有抑制肿瘤细胞、降低胆固醇、抗氧化、抗衰老、抗辐射等作用2-4。红枣是鼠李科枣属植物，含有较多的蛋白质、氨基酸、糖类、有机酸、维生素A、维生素B2、维生素C、维生素P等，以及微量元素钙、磷、钾、铁、镁、铝和大量环磷酸腺苷等，其味甘性温、归脾胃经，有补中益气、养血安神、缓和药性的功能。山楂是蔷薇科山楂属植物，果实中含有丰富的Ca、Mg及维生素C、蛋白质、脂肪、粗纤维、胡萝卜素、核黄素及多种氨基酸等营养物质，还含有金丝苷、槲皮素、表儿茶素、黄烷聚合物等黄酮类医药成分及大量的红色素、黄色素、果胶和各种有机酸等，有很高的综合利用价值4-5。沙棘、红枣和山楂都属于药食同源食物，含有丰富的黄酮类和酚类化合物，具有很强的生物活性功能，对抗病毒和延缓衰老有明显的效果。发酵果汁是由乳酸菌、酵母菌等益生菌对果汁的发酵而形成的营养食品，风味独特，富含多种有机酸，且具有新的营养物质和保健功能5-6。将沙棘果汁与红枣、山楂等果汁复配，经植物乳杆菌发酵后制成发酵果汁饮料，在增加口感的同时，能提升复合发酵饮料功能和效果。1材料与方法1.1材料与仪器1.1.1材料与试剂沙棘原汁（山西饮领生物科技开发有限公司）；苹果浓缩汁、红枣浓缩汁、山楂浓缩汁、果葡糖浆、柠檬酸、黄原胶等食品添加剂（均为食品级，市售）；植物乳杆菌081丹尼斯克（中国）有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH，合肥博美生物科技有限公司）；H2O2、水杨酸、硫酸亚铁、无水乙醇、维生素C等（均为分析纯，天津大茂化学试剂厂）；总抗氧化能力检测试剂盒（ABTS法，合肥莱尔生物科技有限公司）。1.1.2仪器与设备数显式电子折光仪（TD-85，北京金科利达电子科技有限公司）；榨汁机（AUX-20A，奥克斯集团有限公司）；电子天平（YP10002，上海佑科仪器仪表有限公司）；实验室高速剪切乳化机（A20，上海能共实业有限公司）；水浴锅（HH-2，国华电器有限公司）。35 工艺技术 食品工业 2023 年第44卷第 2 期1.2工艺流程原料浆汁复配混合发酵调配脱气均质灌装喷淋杀菌吹干灯检贴标包装成品入库1.3发酵饮料单因素试验将沙棘复合果汁先进行发酵（发酵条件经前期试验，确定为菌种添加量0.6%，发酵温度35，发酵时间24 h），然后根据工艺流程在高剪切温度70、剪切时间15 min、灌装温度75、杀菌温度90、杀菌时间20 min的条件下进行单因素试验，以感官评分为评价指标，分别考察发酵果汁添加量（10%，15%，20%，25%，30%和40%）、复配增稠剂添加量（0.15%，0.20%，0.25%，0.30%，0.35%和0.40%）、糖酸比（12.0，12.5，13.0，13.5，14.0和14.5）对该饮料的感官品质影响。感官评价标准见表1。表1感官评价标准评分项目评分标准得分/分色泽(15分)色泽均匀,呈橙红色,色泽鲜明,无杂色1115色泽较均匀,颜色偏暗或偏浅010气味(15分)有发酵复合果汁天然的果香味与发酵香,香气协调1115果香味与发酵香不足,香气不协调010组织状态及稳定性(30分)均匀流体,无明显悬浮物,无沉淀,不分层2130均匀流体,有少量沉淀,有少量团状悬浮物,不分层1120均匀流体,有少量沉淀,有团状悬浮物,分层010滋味和口感(40分)酸甜适口,清爽,黏度适中,柔和3140酸甜适中,口感黏稠或寡淡,欠柔和2130酸甜不协调,口感黏稠或寡淡0201.4发酵饮料响应面试验在单因素试验的基础上，以发酵果汁添加量（A）、复配增稠剂添加量（B）、糖酸比（C）为主要影响因素，进行响应面优化试验6，以感官评分为评价指标，确定最佳配方。1.5指标检验方法1.5.1可溶性固形物参照GB/T 121432008饮料通用分析方法。1.5.2总酸参照GB 124562021食品安全国家标准 食品中总酸的测定。1.5.3黄酮参照GB/T 194162003山楂汁及其饮料中果汁含量的测定。1.5.4多酚参照GB/T 83132018茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法。1.5.5维生素C参照GB 5009.862016食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定。1.5.6DPPH自由基清除率在试管中加入2 mL 0.2 mmol/L的DPPH乙醇溶液及2 mL稀释后的样品溶液，混合均匀后在25 条件下，避光放置30 min。用无水乙醇调零，调节波长517 nm，测定其吸光度A1。空白对照以无水乙醇代替样液，测定吸光度A0，以等体积无水乙醇代替DPPH乙醇溶液，测定吸光度A27-9。按式（1）计算DPPH自由基清除能力。DPPH自由基清除能力=A0-（A1-A2）/A0100%（1）式中：A0为空白对照液吸光度；A1为样品测定管吸光度；A2为样品本底管吸光度。1.5.7ABTS自由基清除清除率参照试剂盒中的说明书方法，ABTS自由基清除能力的标准曲线方程为y=-1.254 7x+1.113 5（R2=0.997 3）。其中，y表示ABTS自由基清除能力，x为吸光度7-9。2结果与分析对当地采购的原材料进行指标检测（表2），筛选出适合发酵条件的原料，对将来的标准化生产提供参考数据。原料名称品种采买地可溶性固形物/%总酸含量/(gkg-1)黄酮含量/(mgkg-1)单宁/(mgkg-1)维C含量/(mg100 g-1)沙棘原汁中国沙棘 方山、右玉101231.537.51 5003 0001 0003 0002 0002 500表2沙棘原汁检测指标2.1发酵饮料单因素试验2.1.1发酵果汁添加量单因素试验由图1可知，发酵果汁添加量逐渐增加时，感官评分先升后降。发酵果汁添加量20%时，产品感官评分最高；发酵果汁添加量低于20%时，产品果香味不足，口感不厚实饱满，感官评分较低；发酵果汁添加量超过20%时，感官评分逐渐下降，这可能是因为发酵果汁含酸量较高，添加量过高，影响酸产品口感和色泽，会使产品口感偏酸、色泽偏深。因此选择添加量15%25%范围内比较合适。2.1.2复配增稠剂添加量单因素试验复配增稠剂主要作用是调整饮料流动性、增加稳定性，丰富口感，对产品稳定性有较大影响。由图2可知，复配增稠剂添加量0.25%时，产品稳定性好，口感顺滑，感官评分最高；复配增稠剂添加量0.25%时，饮料口感淡薄，有分层现象；添加量0.25%时，感官评分呈下降趋势，主要是饮料黏稠性增大，不清爽，因此选择添加量0.2%0.3%范围内比较食品工业 2023 年第44卷第 2 期 36 工艺技术适宜。图1发酵果汁添加量对饮料的影响图2复配增稠剂添加量对饮料的影响2.1.3糖酸比单因素试验 糖酸比是反映饮料口感的直接因素。由图3可知，随着糖酸比的增加，感官评分先升高后下降，糖酸比13.5时感官评分达到最高值，此时产品酸甜适中，清爽柔顺。沙棘果汁属性偏酸，糖酸比过大，口感偏甜，无法体现沙棘果汁饮料的特色；糖酸比过小，口感偏酸，不适合大口饮用，不易让人接受。因此，选择糖酸比1214为宜。图3糖酸比对饮料的影响2.2响应面分析试验根据单因素试验结果，对发酵果汁添加量（A）、复配增稠剂添加量（B）、糖酸比（C）三因素进行响应面试验。2.2.1因素水平表响应面设计试验因素水平和编码见表3。表3响应面设计试验因素水平和编码水平因素A发酵果汁添加量/%B复配增稠剂添加量/%C糖酸比-1150.212.50200.313.51250.414.5表4响应面试验设计及结果试验号ABC感官评分/分10-1174.52-1-1078.6300082.540-1-176.3500083.5600083.9710-182.5810174.49-11080.51011086.511-10175.61201-173.213-10-173.91401175.8151-1090.2表5回归模型及方差分析方差来源平方和自由度均方和F值P值显著性模型359.31939.929.730.011显著A78.12178.1219.030.007 3极显著B1.6211.620.390.557 4不显著C3.9213.920.950.373 3不显著AB7.8417.841.910.225 5不显著AC24.01124.015.850.060 2不显著BC4.8414.841.180.327 1不显著A24.8814.881.190.325 2不显著B20.9210.920.220.655 3不显著C2227.531227.5355.430.000 7极显著失拟19.4836.4912.490.075不显著注:差异显著(P0.05);差异极显著(P0.01)。2.2.2回归方程拟合及