紅樹莓薏米復合保健飲料的研制及穩定性研究

易美君 姚麗敏 孫宏偉 曠慧 王金玲

（東北林業大學林學院，黑龍江 哈爾濱 150040）

樹莓又稱木莓、托盤、馬林、覆盆子等，薔薇科懸鉤子屬(Rubus)落葉灌木[1]。樹莓的主要功能成分有花色苷、樹莓酮、鞣花酸、SOD、黃酮、多酚等，抗氧化活性很強，具有抗衰老、抗炎癥、抗腫瘤、抗輻射等功能[2-5]。

薏米又叫薏苡、薏仁米等。其營養成分齊全，被譽為“世界禾本科植物之王”[6]。薏米脂肪占7.6%，且油中多為不飽和脂肪酸；蛋白質占17.6%，并含有18種氨基酸；淀粉占62.4%；同時還含有鈣、磷、鐵等多種微量元素及維生素 B、E[7]。薏米中的薏苡素、薏苡酯（0.25%左右）、薏苡內酯及特有的三萜類化合物等保健因子，具有消食、利尿、降血糖、鎮痛、消腫、抗癌、美容、除疲勞、防治高血壓等功效[8-9]。薏米中黃酮和多酚化合物含量豐富，總抗氧化能力指數也很高[10]。

本實驗通過將紅樹莓汁和薏米汁進行混合調配、均質、殺菌處理，研制出一種既保持紅樹莓、薏米原有營養價值和保健作用，又有獨特風味和口感的復合型飲料，為紅樹莓及薏米的開發利用提供了新方向。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅樹莓、薏米、白砂糖 市購；瓜爾豆膠 鄭州天洋食品配料有限公司；黃原膠 內蒙古阜豐有限公司；卡拉膠 鄭州超凡化工有限公司；羧甲基纖維素鈉(CMC) 鄭州龍生化工有限公司；果膠酶、α-淀粉酶 哈美望試劑公司；檸檬酸 山東中創檸檬生化有限公司。

YP2001N型電子天平 上海精密科學儀器有限公司；DK-S12型電熱恒溫水浴鍋 上海博迅實業有限公司醫療設備廠；DFL-24型遠紅外線食品烘爐 廣州市白云區寶源廚房設備廠；PW-100型高速多功能粉碎機 浙江省永康市金穗機械制造廠；GYB60-6S型高壓均質機 上海東華高壓均質機廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 復合飲料配方

1.2.2.1 單因素實驗 選擇紅樹莓汁、薏米汁、白砂糖為配方實驗的單因素，單因素實驗水平見表1。采用漸變式優化法，初始配方設定紅樹莓汁40g，薏米汁40g，白砂糖6g，加水使總質量為200g，請10名經過感官評價培訓的品嘗者打分，以感官評價分值判斷配方優劣，感官評價標準見表2。

表1 單因素配方實驗因素及水平表Table1 Factors and levels of single-factor experiment

表2 感官評價標準Table2 Sensory evaluation standards

1.2.2.2 三因素二次回歸正交組合設計 在單因素實驗基礎上，以紅樹莓汁、薏米汁、白砂糖為實驗因素，進行三因素二次回歸正交組合實驗，以感官評價分值為判斷依據，優化復合飲料的配方。優化最佳配方的三因素二次回歸正交組合設計因素水平見表3。

表3 三因素二次回歸正交組合實驗因素及水平表Table3 Factors and levels of quadratic regression orthogonal combination test

1.2.3 復合飲料穩定性

1.2.3.1 單一穩定劑的選擇 根據復合飲料pH3.0左右，選擇瓜爾豆膠、黃原膠、海藻酸鈉、CMC為穩定劑，在穩定劑添加量為0.2%的條件下，分別取10m L加入了穩定劑的復合飲料于試管中，置于100℃水浴加熱2h，以相同水浴時間后分層絮狀物及顏色變化情況篩選穩定劑，剔除其中一種。

1.2.3.2 穩定劑的復配 選擇剩余三種穩定劑進行兩兩復配實驗，在穩定劑添加總量為0.2%的條件下，按照1:1添加兩種穩定劑，分別取10m L加入了復合穩定劑的復合飲料于試管中，置于100℃水浴加熱2h，以相同水浴時間后分層絮狀物生成量為考察指標，同時，取100m L加入了復合穩定劑的復合飲料于燒杯中，常溫下靜置 24h，以相同時間后復合飲料分層為考察指標。綜合考慮兩項指標，篩選出復配效果最佳的兩種穩定劑。

1.2.3.3 復配穩定劑添加量的確定 設定穩定劑 A添加量為0.1%，穩定劑 B水平為0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%，同時做空白實驗；按1.2.3.2的方法篩選最佳水平。再固定穩定劑B所得最適添加量，穩定劑A水平為0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%，同時做空白實驗，優化穩定劑A最適添加量。

1.3 數據處理與分析

每個實驗3次重復，數據以平均值±標準誤差顯示，采用Design Expert 7.0軟件進行數據分析與處理。

2 結果與分析

2.1 復合飲料配方實驗結果

2.1.1 單因素實驗

2.1.1.1 紅樹莓汁添加量對復合飲料的影響 紅樹莓汁狀態較稠，鮮紅色，對復合飲料的顏色和組織狀態有很大影響。不同紅樹莓汁添加量下感官評價結果如圖1所示。

圖1 紅樹莓汁添加量對復合飲料的影響Fig.1 Effect of red raspberry juice on compound beverage

由圖1可知，紅樹莓汁添加量低于40g時，感官評價分值隨著紅樹莓汁添加量增加而呈上升趨勢，當紅樹莓汁添加量達到40g時，感官評價分值最高；隨著紅樹莓汁添加量繼續增加，飲料過酸，感官評價分值下降。因此，最佳的紅樹莓汁添加量為40g。

2.1.1.2 薏米汁添加量對復合飲料的影響 薏米汁是乳黃色液體，有薏米特有香味，含有少量不溶于水的薏米粉末。因此，薏米汁含量對復合飲料的組織狀態也有很大影響。不同薏米汁添加量下感官評價結果如圖2所示。

圖2 薏米汁添加量對復合飲料的影響Fig.2 Effect of coix kernel juice on compound beverage

由圖2可知，薏米汁添加量低于25g時，感官評價分值變化不大，之后隨著薏米汁添加量增加而上升；當薏米汁添加量達40g時，感官評價分值最大；隨著薏米汁添加量繼續增加，感官評價分值逐漸下降。因此，最佳的薏米汁添加量為40g。

2.1.1.3 白砂糖添加量對復合飲料的影響 添加白砂糖以調節復合飲料的糖酸比。紅樹莓汁酸味濃，薏米汁口味清淡，需加適量的白砂糖調整復合飲料的糖酸比，使達到酸甜適口的效果。不同白砂糖添加量下感官評價結果如圖3所示。

圖3 白砂糖添加量對復合飲料的影響Fig.3 Effect of sugar on compound beverage

由圖3可知，白砂糖添加量低于6g時，感官評價分值隨白砂糖添加量增加而上升，達到6g時，感官評價分值最大；之后隨著白砂糖添加量增加，感官評價分值呈緩慢下降趨勢。說明白砂糖最佳添加量為6g。

2.1.2 三因素二次回歸正交設計 優化最佳配方的三因素二次回歸正交組合設計因素水平見表3，實驗設計及結果與方差分析分別見表4，表5。

表4 三因素二次回歸正交組合設計及實驗結果Table4 Design and results of quadratic regression orthogonal combination test

6-1 1-1 60.49 7-1-1 1 75.34 8-1-1-1 76.23 9 1.414 0 0 62.65 10-1.414 0 0 73.22 11 0 1.414 0 66.24 12 0-1.414 0 69.34 13 0 0 1.414 61.45 14 0 0-1.414 71.29 15 0 0 0 74.35 16 0 0 0 79.66 17 0 0 0 81.29 18 0 0 0 77.12

表5 回歸關系方差分析表Table5 Variance analysis of regression relationship

由表5可見，失擬項p=0.3938，說明失擬性不顯著，即回歸方程對實驗點擬合較好。回歸方程的顯著性檢驗p=0.0005<0.01，說明總的回歸關系達到極顯著水平。復合飲料感官評價分值與紅樹莓汁添加量、薏米汁添加量及白砂糖添加量的相關指數R2=回歸平方和/總平方和=0.9415，表明該數學模型三個因素對復合飲料感官評價的影響占94.15%，其他因素的影響和誤差占5.85%。除x1x3外，其余各項因子都達到了顯著或者極顯著，說明本實驗設計的因素、水平選擇是成功的。

通常，將在0.05水平上不顯著的項從回歸方程中剔除，但在回歸正交實驗設計的分析檢驗中，顯著水平可放寬到 0.25。因此，x1x3在 0.25水平上不顯著，可剔除，所得二次回歸方程為：Y=78.11-2.40x1-4.07x2-3.52x3+6.50x1x2-3.39x2x3-5.09 x-5.16x-5.87x

對所得方程求導，可得出，當x1、x2、x3分別為-0.7961、-0.8541、-0.1275時，感官評價分值最高，預測為81.02，實際值為紅莓汁最適量25.92g，薏米汁最適量24.90g，白砂糖最適量5.64g，水143.54g。

在此正交實驗結果的基礎上進行了驗證實驗，采用得到的最佳配方進行復合飲料的調配，進行了3次平行實驗。結果感官評價分值為84.57，進一步驗證了實驗結果的可靠性。

紅樹莓屬于東北特產小漿果，紅樹莓汁色澤鮮艷，營養豐富；薏米加工成薏米汁具有特殊清香味，也屬于功能性飲品[13]；有報道樹莓乳飲料復合飲品、樹莓花草飲品、樹莓發酵飲品、薏米紅棗復合飲品、薏米蘆薈飲品、薏米獼猴桃飲品等產品[14-18]，但是樹莓和薏米復合未見報道。本研究將二者進行混合調配，融合樹莓和薏米的營養，再加入白砂糖調整糖酸比，獲得了一款色澤誘人、營養豐富、功能性強、口感佳的新型保健飲品，為漿果加工及米飲料開發提供了全新的方向。

2.2 復合飲料的穩定性

2.2.1 單一穩定劑的篩選 添加了瓜爾豆膠、黃原膠、卡拉膠、CMC的復合飲料100℃水浴加熱2h，除添加黃原膠的復合飲料外，其余相繼有沉淀生成，同時伴有顏色變化。結果見表6。

表6 單一穩定劑篩選結果Table6 Results of single stabilizer screening

由表6可知，添加黃原膠、瓜爾豆膠和 CMC的復合飲料沉淀少，穩定效果好，添加卡拉膠的復合飲料沉淀較多，穩定效果相對較差；但是，CMC對復合飲料的顏色影響很大，使復合飲料原有的鮮紅色褪至粉色透明；因此，剔除穩定劑CMC。

2.2.2 穩定劑復配 選擇黃原膠、瓜爾豆膠和卡拉膠進行復配實驗，燒杯常溫靜置24h和試管加熱2h后，添加不同復合穩定劑的復合飲料出現了不同結果，見表7、表8。

表7 復合穩定劑的常溫靜置結果Table7 Normal temperature results of compound stabilizer

表8 復合穩定劑的加熱結果Table8 Heating results of compound stabilizer

由表7和表8可知，在常溫和加熱條件下，黃原膠和卡拉膠復配，及卡拉膠和瓜爾豆膠復配，都有膠狀物質生成，說明穩定效果差；黃原膠和瓜爾豆膠復配，溶液穩定，無沉淀生成，穩定效果好。因此，選擇0.1%黃原膠和0.1%瓜爾豆膠復配，效果最佳。

在穩定劑篩選實驗時，沉淀法[18,19]被排除，因為液體與沉淀難以分離，沉淀質量無法準確測出；靜置分層法[17]也被排除，因部分絮狀物懸浮在飲料中，無法精確測出沉淀部分高度；最后選擇以飲料常溫靜置現象和試管加熱現象為判斷依據，進行穩定劑的篩選。

2.2.3 復配穩定劑添加量的確定

2.2.3.1 黃原膠對復合飲料穩定性影響 選擇最適的黃原膠和瓜爾豆膠添加量，保證復合飲料中的薏米沉淀懸浮在液體中，使復合飲料的品質協調均一，口感一致。在瓜爾豆膠添加量0.1%條件下，以加熱條件下復合飲料產生絮狀物高度為實驗指標，得出黃原膠對復合飲料的穩定效果見表9。

表9 黃原膠添加量對復合飲料的影響Table9 Effect of xanthan gum on compound beverage

由表9可知，0.09%黃原膠作用效果較好。低于0.09%時，飲料上浮物高度明顯增加，而高于0.09%時，飲料沉淀明顯增加，穩定效果下降。黃原膠添加量為0的對比實驗的飲料沉淀較多。

2.2.3.2 瓜爾豆膠對復合飲料穩定性影響 確定黃原膠最適添加量 0.09%，觀察不同濃度瓜爾豆膠下復合飲料的組織狀態變化。以加熱條件下復合飲料現象為指標，得出瓜爾豆膠的穩定效果對復合飲料的影響見表10。

表10 瓜爾豆膠添加量對復合飲料的影響Table1 0 Effect of guar gum on compound beverage

由表10可知，0.03%瓜爾豆膠作用效果較好。高于0.03%時，復合飲料易產生膠狀物，出現了不同程度的膠狀化現象，表明增稠劑加入過多，使飲料由液態轉化成凝膠態，飲料質感下降。不添加瓜爾豆膠的試驗飲料有少量沉淀，感官品質下降。

綜合可得，由0.03%的瓜爾豆膠和0.09%的黃原膠組成的復合穩定劑穩定效果最佳；所得產品在4℃保存 30d，未見狀態改變；由于本產品為濁汁飲品，所以在不產生分層的情況下，允許少量薏米粉沉淀存在。

3.結論

紅樹莓薏米復合保健飲料最佳配方為，紅樹莓汁25.92g，薏米汁24.90g，白砂糖5.64g，水143.54g；穩定劑組成及添加量為，瓜爾豆膠0.03%，黃原膠0.09%。

所得的紅樹莓薏米復合保健飲料呈純正協調的鮮紅色，有本產品特有的香味，口感酸甜適中，清爽可口，品質均勻穩定。

[1] 劉建華, 張志軍.樹莓產業化開發與展望[J].天津農業科學, 2004, 10(3):45-47.

[2] Bobinait? R, Vi?kelis P, Venskutonis PR.Variation of total phenolics, anthocyanins, ellagic acid and radical scavenging capacity in various raspberry (Rubus spp.) cultivars[J].Food Chemistry, 2012, 132(3):1495-1501.

[3] God J, Tate PL, Larcom LL.Red raspberries have antioxidant effects that play a minor role in the killing of stomach and colon cancer cells [J].Nutrition Research, 2010, 30(11):777-782.

[4] 孫金旭, 魏淑珍, 朱會霞, 等.樹莓飲料的研制[J].現代食品科技, 2007, 23(11):44-46.

[5] 馬殿君, 張黎斌.紅樹莓的醫療保健作用及紅樹莓飲料的開發[J].實驗報告與理論研究, 2008, 11(2):19-22.

[6] Wu TT, Charles AL, Huang TC.Determination of the contents of the main biochemical compounds of Adlay (Coxi lachrymal-jobi) [J].Food Chemistry, 2007, 104(4):1509-1515.

[7] 劉月好.薏米的營養及其在食品中的開發應用[J].食品科技, 2003(9):47-49.

[8] 李素芬, 賈莊德.薏米乳酸菌發酵飲料的研究[J].飲料工業, 2007, 10(7):28-30.

[9] Lu XY, Liu W, Wu JH, et al.A polysaccharide fraction of adlay seed (Coix lachryma-jobi L.) induces apoptosis in human non-small cell lung cancer A549 cells[J].Biochemical and Biophysical Research Communications, 2013, 430(2):846-851.

[10] Tseng YH, Yang JH, Chang HL, et al.Antioxidant properties of methanolic extracts from monascal adlay[J].Food Chemistry, 2006, 97(3): 375-381.

[11] 姚麗敏, 易美君, 曠慧, 等.酶解法提高紅樹莓汁出汁率的工藝優化[J].中國林副特產, 2013, 125(4):3-6.

[12] 曠慧, 姚麗敏, 易美君, 等.酶解法制備薏米汁的工藝優化[J].食品工業科技, 2013, (出版中).

[13] 李存芝, 黃雪松, 胡長鷹, 等.酶解薏米飲料的研制[J].糧油加工, 2011, 14(05):124-127.

[14] 李羅飛, 徐曉明, 趙娜, 等.紅樹莓調配型酸性乳飲料乳化穩定性研究[J].食品與機械, 2011, 27(2):141-144.

[15] 李明, 張敬哲.新型薏米獼猴桃復合飲料的研制[J].農業與技術, 2012, 32(9):25-26.

[16] 王曉杰, 吳志明, 劉瑋, 等.霞草紅樹莓復合飲料的研制[J].安徽農業科學, 2010, 38(11):5831-5833, 5847.

[17] 王喜萍, 姜曉坤.薏米蘆薈復合飲料的工藝研究[J].食品與機械，2013, 29(3):234-2237.

[18] 金鑫, 賴鳳英, 程肖霞.薏米仙人掌復合飲料的研制[J].食品工業科技, 2005, 26(11):120-121.

[19] 余斌.含乳果汁體系穩定性研究進展[J].食品工業科技, 2010, 31(1):436-439.