壇紫菜番石榴復合飲料的研制

（汕頭大學理學院生物系，廣東汕頭 515063）

壇紫菜（Porphyra haitanensis）是粵東沿海大規模養殖的大型紅藻，資源豐富。末水（通常是六水）壇紫菜含有粗蛋白35.30%、粗脂肪0.51%、粗纖維5.11%、總糖34.57%、多糖20.67%和灰分10.37%[1]，另外還含有豐富的B族維生素和VC等營養物質，是典型的高蛋白、高纖維、低脂肪的低熱值健康食品[2]。但由于其色澤差、口感粗糙、售價低、獲利少，菜農常放棄對其采收，導致其腐爛在海里污染環境，據統計，這部分約占紫菜總產量10%以上。紫菜多糖由于具有抗凝血、降血糖血脂、抗血栓、強心、增強細胞免疫和體液免疫等生理活性[3]，成為國內外研究熱點。番石榴是一種熱帶水果，在我國南方幾乎常年可見。番石榴營養豐富，富含VC、膳食纖維、槲皮素、番石榴苷、鞣質等營養保健成分[4]。已知番石榴含有黃酮甙類，其具有明顯的降血糖作用，可用于糖尿病的輔助治療。因此，本研究嘗試將末水壇紫菜和番石榴加工成一種口感獨特的營養保健型復合飲料，以期為低值末水壇紫菜的利用提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

壇紫菜:汕頭市南澳縣金山農業發展有限公司提供；番石榴：市購；氫氧化鈉為分析純；醋酸、木糖醇、VC、白砂糖、檸檬酸、乙二胺四乙酸鈉（EDTA）均符合食品衛生標準。

昆明種小白鼠20只，隨機分成兩組，雌雄各半，雌性無孕，體重范圍18 g～22 g，由廈門大學實驗動物中心提供，生產許可證號：SCXK[閩] 2004-0001。

TDL-5M臺式大容量冷凍離心機：長沙湘儀離心機儀器有限公司；DS-1型高速組織勻漿機：上海標本模型廠；UNICO-UV2100型分光光度計：尤尼柯儀器有限公司；DK-S22型電熱恒溫水浴鍋：上海精宏實驗設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程

紫菜汁的制取：末水壇紫菜清洗→復水→去腥→破碎打漿→保溫浸提→離心分離→冷卻→低溫保存澄清的紫菜汁。

番石榴汁制取：番石榴選果→清洗→切碎→加熱處理→加水打漿→離心分離→低溫保存乳白色番石榴汁。

復合飲料的制備：紫菜汁+番石榴汁→混合調配→均質→裝罐→密封→殺菌→冷卻→成品。

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 紫菜汁的制取

1）預處理

稱取5 g末水壇紫菜，用清水將泥沙、蟲子和雜物清洗盡，清水浸泡進行復水實驗，復水時間分別為20、40、60、80、100 min，水溫 20℃～30℃，使藻體恢復新鮮飽滿的狀態。

2）去腥軟化

由于藻腥味較重，嚴重影響飲品的口感。用氫氧化鈉溶液除腥，將藻體浸泡于5%NaOH溶液中24 h后，用清水洗至中性。

3）破碎打漿

將脫腥軟化后的藻體放入高速組織搗碎機中榨汁。

4）酸水解法保溫浸提

取紫菜漿放入500 mL燒杯中，按照一定的條件（加水量、醋酸量、加熱溫度和加熱時間）進行酸水解法保溫浸提，不斷攪拌進行浸提。

5）離心過濾

趁熱將紫菜料液離心，除去殘渣，低溫保存分離出的澄清紫菜汁。

1.2.2.2 番石榴汁的制取

1）清洗

選擇充分成熟的新鮮番石榴做原料，清水沖洗干凈。

2）切碎

將番石榴去皮，破碎成小塊。

3）加熱處理

將切碎的番石榴果塊放入沸水中煮3 min，鈍化或破壞氧化酶，改善風味，同時排除原料中空氣，并軟化果塊。

4）護色

為防止番石榴因VC損失及氧化作用，由正常的乳白色變為灰褐色，而影響飲料的外觀，加入0.01%VC+0.006%EDTA作為護色劑[4]。

5）加水打漿

將切碎后的原料按照1∶1.5加入清水，攪拌均勻后用高速組織搗碎機榨汁。

6）離心分離

趁熱將番石榴料液離心，除去殘渣，低溫保存分離出的乳白色的番石榴汁。

1.2.2.3 飲料的制備

1）調配

將離心后的紫菜汁和番石榴汁，按照一定的比例進行混合，并加入其它原料進行調配。

2）灌封滅菌

將調配好的飲料裝入合適的飲料瓶中，封蓋。將封蓋后的紫菜番石榴復合飲料100℃水浴加熱滅菌，時間為15 min。

1.2.3 正交試驗

通過前期實驗，確定了紫菜的出汁率受到4個因素的影響，分別是：加水量（紫菜濕重的倍數）、醋酸量、加熱溫度和加熱時間，為提高紫菜汁的多糖含量，以加水量、醋酸量、加熱溫度和加熱時間為考察因素，設計了四因素三水平的正交試驗，正交試驗因素水平安排如表1所示。

表1 紫菜汁浸提工藝因素水平表Table 1 Factor level table of extraction technological

在單因素試驗的基礎上，確定以果汁濃度配比（紫菜汁：番石榴汁）、檸檬酸、甜味劑為影響因素，進行三因素三水平正交試驗，已選擇最佳配方，正交實驗因素水平安排如表2所示。

表2 最佳配方因素水平表Table 2 Factor level table of the best formula

1.2.4 測定方法

VC含量：飲料中總的VC含量的測定采用2，4-二硝基苯肼法[6]。

急性毒性實驗：以小白鼠為實驗對象，取制成的復合飲料配成最高劑量10 g/（kg·bw），采用1次最大劑量灌胃法，經口等容量灌胃[7]。

2 結果與討論

2.1 干末水壇紫菜復水時間的確定

由于末水壇紫菜在浸泡過程中，會有一些可溶性成分析出，為了盡量的減少這些營養物質的損失，本文進行了復水試驗，以確定適宜的復水時間。結果如下圖1所示。

圖1 紫菜菜復水試驗結果Fig.1 The needed time of Laver turn into plumped

由圖1可知，5 g的干末水紫菜，在復水時間為20 min以上時，紫菜的吸水程度基本達到飽和，藻體呈現飽滿的狀態。所以認為在室溫下，干末水紫菜的復水時間為20 min。

2.2 紫菜酸水解保溫浸提條件的確定

由于紫菜藻體多糖含量高，黏度大，用一般的壓榨法取汁得到的出汁率較低，因此，本實驗采用酸水解法保溫浸提，以提高出汁率。通過正交試驗優化紫菜多糖提取工藝條件，每個實驗平行測定3次，取平均值，結果見表3和表4。

表3 正交試驗結果與分析Table 3 Results of orthogonal experiment

續表3 正交試驗結果與分析Continue table 3 Results of orthogonal experiment

表4 方差分析Table 4 Analysis of variance

由表3直觀分析可知，這四個試驗因素對紫菜多糖提取量的影響順序如下：A>D>B>C。紫菜多糖的最佳提取條件為A3B3C1D3，即加水量為紫菜濕重的15倍，浸提時加入醋酸的量為0.06%，加熱溫度為80℃，加熱時間為3 h。

由表4的方差分析結果表明，加水量對紫菜多糖的提取有顯著影響，醋酸量、加熱溫度和加熱時間的影響不顯著。對優選的最佳提取條件進行重復驗證實驗，得紫菜多糖的提取量為17.01%。

2.3 復合飲料配方的確定

適宜的配方可以使飲料具有良好的色澤、口感和風味。本實驗以色澤占15%，滋味占40%，香氣占25%，組織形態占20%，分別對紫菜番石榴復合飲料的色、香、味和組織形態等方面進行綜合評分，滿分100。從而確定復合飲料的配方。

2.3.1 單因素試驗

為了制得風味特別、口感良好的紫菜番石榴復合飲料，分別對果汁配比質量濃度（紫菜汁：番石榴汁）、酸味劑檸檬酸的加入量、甜味劑的選擇及最佳添加量的進行了單因素試驗，結果如圖2、圖3、圖4所示。

圖2 果汁配比的感官評分Fig.2 The grade of the proportion of fruit juice

圖3 檸檬酸添加量的感官評分Fig.3 The grade of the content of citric acid

圖4 甜味劑添加量的感官評分Fig.4 The grade of the content of Sweeteners

復合飲料中甜味劑的選擇很重要，木糖醇與其它糖醇相比，有較高的能量和甜度，具有防齲齒、改善糖尿病患者病情、清除血酮癥及改善肝功能等某些特殊的功效[8]。但是，木糖醇缺乏蔗糖醇厚的口感，因此，選用木糖醇和白砂糖作為復合甜味劑，并對它們的配比進行實驗。結果表明，白砂糖和木糖醇為1∶4的比例配制出的甜味劑，既不會對血糖濃度造成太大的影響，又對復合飲料的口感有協調作用。結果表明，選擇白砂糖和木糖醇1∶4的比例配置出的甜味劑即不會引起血糖的上升，也對復合飲料的口感有協調作用，所以選用復合甜味劑。

2.3.2 最佳配方的篩選

通過三因素三水平正交試驗，尋找最佳配方，正交試驗結果見表5。

表5 最佳配方正交試驗結果Table 5 Results of orthogonal experiment

續表5 最佳配方正交實驗結果Continue table 5 Results of orthogonal experiment

由表5極差分析可知，這3種因素對飲料的色澤、口感和風味的影響順序為：果汁濃度配比＞檸檬酸＞甜味劑，得到調配的最佳組合為A3B1C2，即最佳配方是紫菜汁：番石榴汁為3∶1，檸檬酸加入量為0.02%，甜味劑的添加量為5%，所得結果與單因素水平實驗所得結果一致。

2.4 毒理學實驗

給受試小鼠灌喂濃縮后的飲料，灌服劑量達10 g/（kg·bw），約相當于人食用量（以體重60 kg每日飲500 mL計）的100倍，連續觀察7 d。各組實驗小鼠飲食和活動正常，毛色有光澤，未出現異常及無一例死亡，無明顯中毒反應。將小鼠脫頸椎處死，解剖，肉眼觀察心、肝、脾、腎和膀胱等主要組織臟器的外觀，均未見病理性變性。按急性毒性標準評價，屬無毒級，即產品飲用安全。

3 結論

研究發現殘次末水壇紫菜復水時間達到20 min以上時，吸水程度基本達到飽和；酸水解保溫浸提工藝的最優條件，加水量為濕重的15倍，浸提時加入醋酸的量為0.06%，加熱溫度為80℃，加熱時間為3 h，多糖提取率為17.01%；復合飲料的最佳配方，紫菜汁與番石榴汁為3∶1，檸檬酸加入量為0.03%，甜味劑添加量為5%，其中甜味劑選用木糖醇和白砂糖為4∶1的復合甜味劑，加入0.01%VC+0.006%EDTA作為護色劑，也可避免果汁Vc營養損失。壇紫菜和番石榴復合飲料原料來源廣泛，成本較低，即減少末水紫菜的浪費以及對環境的污染，又能增加壇紫菜的經濟價值，帶來可觀的經濟效益和環境效益，因此，這種復合飲料具有很好的開發前景。

[1] 陳美珍,徐景燕,潘群文,等.末水殘次壇紫菜的營養成分及多糖組成分析[J] .食品科學,2011,32(20):230-234

[2] 穆凱峰,吳永沛.壇紫菜多糖的分離純化及其組成分析[J] .中國食品學報,2011,11(1):159-164

[3] 馬瑞君,郭守軍,楊永利,等.粵東地區紅藻類植物資源開發及功能研究進展[J] .食品科學,2007,28(8):580-583

[4] 王莉嫦.番石榴飲料的研制[J] .食品工業科技,2008,29(3):161-165

[5] 張惟杰.糖復合物生化研究技術[M] .2版.杭州:浙江大學出版社,2003:7-9,13-16

[6] 周鳳霞,張濱.食品質量安全檢測技術[M] .北京:中國環境科學出版社,2008:117-120

[7] 張雪輝,趙春.塔拉豆粉的食用安全性評價研究[J] .云南中醫中藥雜志,2008,29(5):47-49

[8] 王仲禮.前景廣闊的食糖替代品——木糖醇[J] .江蘇調味副食品,2005,22(2):1-4