芒果帶皮果汁飲料的工藝研究

尚朝杰,王維民,張曉迪,劉俊圍

(廣東海洋大學食品科技學院,廣東湛江 524088)

芒果帶皮果汁飲料的工藝研究

尚朝杰,王維民*,張曉迪,劉俊圍

(廣東海洋大學食品科技學院,廣東湛江 524088)

以芒果帶皮果肉為原料,酶法制成芒果果汁飲料。在單因素實驗的基礎上,利用正交實驗確定了芒果帶皮果汁飲料最佳配方和最佳復合穩定劑。結果表明:最佳配方為芒果原汁添加量90%,蜂蜜添加量6%,白砂糖添加量5%,檸檬酸添加量0.02%;最佳復合穩定劑為PGA用量0.09%,黃原膠用量0.06%。該工藝生產的芒果帶皮果汁具有芒果香氣、色澤,質地均勻,口感爽口。

芒果汁,飲料,配方,穩定性

芒果是世界五大水果之一,它肉質細嫩、香甜,營養豐富,富含抗氧化維生素、芒果苷等物質,具有提高人體免疫機能和延緩衰老等藥理功能,深受人們的喜愛。我國芒果資源豐富,是世界第二大芒果生產國。但芒果采收期短、貯運困難、損耗大,因此,芒果除作鮮果食用外,主要加工成為芒果汁、芒果原漿和芒果罐頭等。

目前,研究較多的芒果汁均是以果肉為原料,果皮被當作廢物棄掉。據估計,芒果果皮占芒果全重的9%～16%[1],且芒果皮中含有多種活性成分和有用物質。Hana Kim等[2]研究發現芒果皮提取物具有抗氧化和抗腫瘤活性,黃敏琪[3]等研究發現芒果皮提取物具有止咳化痰和抗炎作用。另外,還可從芒果皮中提取絲氨酸蛋白酶[4]、膳食纖維[5],多酚[6]和黃色素[7]等有用物質。因此去皮壓榨不僅浪費資源、污染環境,還使得果汁成本提高,制約了芒果果汁的發展。

本論文對芒果帶皮果汁飲料的配方及穩定性進行研究,旨在充分利用芒果果皮資源,生產出色、香、味俱全,穩定性好的芒果帶皮果汁,為芒果飲料的生產實踐提供指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

金煌芒芒果(九成熟) 購自廣東湛江水果市場;果膠酶(酶活力105U/g)和纖維素酶(酶活力105U/g) 和氏璧生物技術有限公司;蜂蜜 上海冠生園蜂制品有限公司;幼白砂糖(一級) 大佳食品有限公司;檸檬酸、羥甲基纖維素鈉(CMC)、海藻酸丙二醇酯(PGA)、黃原膠、瓜爾豆膠、卡拉膠均為食品級;其他試劑均為分析純。

UX420H、AUW120型電子天平 日本島津;DH2230型打漿機 蒙達電器有限公司;HHS型電熱恒溫水浴鍋 上海博迅實業有限公司醫療設備廠;TDZ5-WS臺式低速離心機 湖南赫西儀器裝備有限公司;722S可見分光光度計 上海精密科學儀器有限公司;GJJ超高壓均質泵 上海諾尼輕工機械有限公司;KQ-500DB 型數控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;MASTER-53α手持折射儀 日本ATAGO;PHS-25C酸度計 深圳市力源檢測儀器有限公司。

1.2 實驗方法

表1 芒果帶皮果汁感官評分標準Table 1 Flavor sensory standard of whole mango juice beverage

注:果汁風味配方研究時,暫不考慮組織狀態,組織狀態均為10分。

1.2.1 工藝流程 芒果原汁→調配(白砂糖、蜂蜜、檸檬酸、穩定劑)→均質→脫氣→灌裝→殺菌→冷卻→成品

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 芒果原汁的制備 挑選成熟度高(九成熟)、無病害的芒果清洗、熱燙、去核,將帶皮果肉切成1cm左右的方塊按m(果肉)∶m(水)=1∶2加水打漿[8];取100.0g果漿加入0.007%的果膠酶和0.001%的纖維素酶,用保鮮膜密封,40.6℃酶解60min;酶解結束后立刻放入100℃熱水中滅酶2min,然后迅速冷卻至室溫;最后用200目的濾布進行壓榨過濾取汁,即為芒果原汁[9-10]。

1.2.2.2 均質 為使果汁中的顆粒微細化,改善飲料的口感,同時防止果汁分層沉淀,將調配好的芒果果汁加熱到50℃左右,在25MPa的工作壓力下均質10min,可得到口感細膩,組織狀態良好的果汁。

1.2.2.3 脫氣 果汁中存在的氧氣,不僅會使果汁中的VC受破壞,而且氧氣還能與果汁中的其他成分反應,會使香氣和色澤惡變,本實驗采用超聲波進行脫氣,超聲條件為400W,40kHz,脫氣時間30min。

1.2.2.4 滅菌 灌裝密封后的果汁在85℃條件下保持10min,進行滅菌,冷卻貯藏。

1.2.3 感官評定 由10名經過培訓的研究生同學進行感官評分(按照香氣25%、色澤25%、滋味40%、組織狀態10%的權重,計算果汁綜合評分,評分標準見表1),取平均值。

1.2.4 指標測定 果汁懸浮穩定性的測定參考李碩[11-13]等并改進:取芒果果汁20mL,在4000r/min下離心15min,測定果汁在660nm處離心前吸光度A0和離心后上清液吸光度A1,以蒸餾水做空白。計算穩定性(R),R值越大,說明穩定性越好。

總酸:酸堿滴定法;菌落總數:GB 4789.2-2010菌落總數測定;大腸桿菌:GB 4789.3-2010大腸菌群計數。

1.3 實驗設計

1.3.1 芒果帶皮果汁飲料配方工藝單因素實驗

1.3.1.1 芒果原汁添加量的確定 分別取芒果原汁添加量為50%、60%、70%、80%、90%、100%的100.0g果汁,進行果汁感官評分,確定最適原汁添加量。

1.3.1.2 蜂蜜添加量的確定 在原汁添加量80%條件下,選取蜂蜜添加量2%、4%、6%、8%、10%、12%,進行感官評分,確定蜂蜜最適添加量。

1.3.1.3 白砂糖添加量的確定 在芒果原汁添加量80%,蜂蜜添加量6%條件下,選取白砂糖添加量1%、3%、5%、7%、9%,進行感官評分,確定白砂糖最適添加量。

1.3.1.4 檸檬酸添加量的確定 在芒果原汁添加量80%,蜂蜜添加量6%,白砂糖添加量3%條件下,選取檸檬酸添加量0、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%,進行感官評分,確定檸檬酸最適添加量。

1.3.2 芒果帶皮果汁飲料配方的正交優化實驗 在單因素實驗的基礎上,選取芒果原汁添加量,蜂蜜添加量,白砂糖添加量,檸檬酸添加量四個因素,設計4因素3水平的正交實驗,通過感官評分確定芒果帶皮果汁飲料的最佳配方,因素與水平見表2。

表2 芒果帶皮果汁風味配方正交實驗因素與水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment for flavor formula of whole mango juice beverage

1.3.3 芒果帶皮果汁飲料的穩定性研究 分別將0.1%的羥甲基纖維素鈉(CMC)、海藻酸丙二醇酯(PGA)、黃原膠、瓜爾豆膠、卡拉膠加入到100.0g果汁中,計算它們的懸浮穩定性,比較穩定性效果。選取3種穩定效果較好的穩定劑PGA(0、0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%)、黃原膠(0、0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%)、CMC(0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%)進行單因素實驗,在單因素實驗的基礎上設計3因素3水平的正交實驗,進行復合穩定劑的優化,因素與水平見表3。

表4 芒果原汁添加量對飲料感官評分的影響Table 4 Effect of mango juice concentration on sensory quality of whole mango juice beverage

表5 蜂蜜添加量對飲料感官評分的影響Table 5 Effect of honey concentration on sensory quality of whole mango juice beverage

表3 芒果帶皮果汁穩定劑配方正交實驗因素與水平表Table 3 Factors and levels of orthogonal experiment for stabilizer formula of whole mango juice beverage

1.4 數據處理方法

采用origin 8.5軟件作圖,正交實驗結果采用正交設計助手3.1進行分析處理。每個實驗重復3次,數據用“平均數±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 果汁配方單因素實驗結果

2.1.1 芒果原汁添加量的確定 芒果原汁添加量是影響果汁品質的重要因素。由表4可以看出,當添加量在80%之前時,隨芒果原汁添加量的增加,綜合評分逐漸增高,當原汁添加量為80%時,果汁的綜合評分最高,添加量大于80%后,評分略微下降。這是因為果汁添加量少,香氣和色澤不好,口感也較差;添加量過多,雖香氣突出,但使色澤加深(暗黃),影響感官,而且使果汁成本提高,因此綜合考慮選取80%為適宜芒果原汁添加量。

2.1.2 蜂蜜添加量的確定 蜂蜜是工蜂經過唾液腺內淀粉酶作用而釀成的一種天然的甜味食品,具有抗炎、抗菌、抗氧化等作用,它不僅可以單獨服用,還廣泛用于各種食品添加輔料[14-15]。在果汁中添加蜂蜜不僅可以增加營養保健成分還能掩蓋某些不良氣味和滋味,提高產品品質。由表5可知,隨著蜂蜜添加量的增加,綜合評分呈先升高后下降趨勢,這是因為蜂蜜添加量少,效果不明顯,添加量多,蜂蜜味太重,掩蓋芒果特有香氣,還會使果汁顏色變暗。其中蜂蜜添加量為8%時評分最高,但此時蜂蜜味偏重,影響芒果香氣,且蜂蜜添加量多使成本提高,綜合考慮,選取6%為適宜蜂蜜添加量。

2.1.3 白砂糖添加量的確定 糖度對果汁的色澤和香氣并無太大影響,主要影響口感。白砂糖是果汁重要的甜味劑,糖酸比是衡量果汁口感的重要指標。由表6可知,當白砂糖添加量3%時,果汁綜合評分最高,添加量超過3%時,評分逐漸下降,這是因為糖添加量過多,甜味太重,酸甜不協調。綜合考慮,選取3%為適宜白砂糖添加量。

2.1.4 檸檬酸添加量的確定 檸檬酸可使飲料的pH降低,抑制腐敗微生物的繁殖,同時用檸檬酸調節食品的pH還可以達到改善品質和風味的目的[16]。由表7可知,隨檸檬酸添加量的增加pH逐漸下降,檸檬酸添加量在0.02%時,果汁綜合評分最高,當添加量大于0.02%后,隨著檸檬酸添加量的增加,綜合評分逐漸下降。這是因為酸添加量多,使果汁酸味太重,果汁的口感不協調。因此選取0.02%為果汁適宜檸檬酸添加量。

表6 白砂糖添加量對飲料感官評分的影響Table 6 Effect of white granulated sugar concentration on sensory quality of whole mango juice beverage

表7 檸檬酸添加量對飲料pH和感官評分的影響Table 7 Effect of citric acid concentration on sensory quality and pH of whole mango juice beverage

2.2 果汁配方正交實驗結果

在單因素實驗的基礎上進行芒果帶皮果汁風味配方的正交實驗,正交實驗結果見表8。由于極差R值越大,因素對指標的影響越顯著,由表8可知,在選取的4個因素中,對芒果果汁感官評分影響的主次順序依次為:A>D>C>B,即芒果原汁添加量>檸檬酸添加量>白砂糖添加量>蜂蜜添加量。由上述正交實驗結果分析可知芒果帶皮果汁配方的最佳組合為:A3B2C3D2,即芒果原汁添加量90%,蜂蜜添加量6%,白砂糖添加量5%,檸檬酸添加量0.02%。由于正交實驗中不存在此實驗組合,按照該組合做三次驗證實驗,綜合評分為82.06±1.01,此時芒果果汁飲料的色澤、香氣、口感質量最好。

表8 芒果帶皮果汁風味配方正交實驗結果Table 8 Results of orthogonal experiment for flavor formula of whole mango juice beverage

2.3 果汁穩定性結果

2.3.1 不同穩定劑穩定性大小的實驗結果 果汁的分層、沉淀現象是果汁在儲藏過程中的一個常見的問題,尤其是渾濁果汁,不僅影響果汁感觀,還會影響果汁品質。工業上主要采用添加親水性膠體來穩定和懸浮果汁顆粒,防止果汁分層和沉淀,其中用于食品工業的親水性膠體已有40余種[17]。由圖1可知,選取的五種穩定劑在0.1%用量下,PGA的穩定性最好,瓜爾豆膠的穩定性最差。其中穩定性較好的三種穩定劑是PGA、黃原膠和卡拉膠,但由于卡拉膠會使果汁產生凝膠狀,而且有不愉快的氣味,不宜選用,因此選取PGA、黃原膠和CMC進行果汁穩定性單因素實驗。

圖1 不同穩定劑的穩定性大小比較Fig.1 The comparison of stability of different stabilizer

2.3.2 芒果果汁穩定劑正交實驗結果 單一的穩定劑往往達不到理想的穩定效果,因此在單因素實驗的基礎上選取最優水平進行正交實驗,正交實驗結果見表9。

由表9中極差(R)大小可知,在選取的3個因素(PGA用量、黃原膠用量和CMC用量)中,對芒果果汁穩定性影響的主次順序依次為:A>B>C,即PGA用量>黃原膠用量>CMC用量。由上述正交實驗結果分析可知芒果果汁最佳復合穩定劑組合為:A3B2C1,即PGA用量0.09%,黃原膠用量0.06%,CMC不添加,為表9中實驗8,此時懸浮穩定性最高為72.92%。

2.4 產品質量指標

2.4.1 感官指標 色澤:淺黃色至黃色,均勻一致;香味:清香怡人,具有芒果、蜂蜜的混合香氣;口感:酸甜適中,不黏口,口感協調,無異味;組織形態:渾濁度均勻一致,無肉眼可見沉淀及懸浮物,無雜質,長期靜置后允許有少量沉淀。

表9 芒果帶皮果汁穩定劑配方正交實驗結果Table 9 Results of orthogonal experiment for stabilizer formula of whole mango juice beverage

2.4.2 理化指標 可溶性固形物含量:12%;pH:3.81;總酸含量(以檸檬酸計):0.28%。

2.4.3 微生物指標 菌落總數:<100 cfu/mL;大腸菌群數:<3 MPN/100 mL;致病菌:未檢出。

3 結論

芒果帶皮果汁的最佳配方為芒果原汁添加量90%,蜂蜜添加量6%,白砂糖添加量5%,檸檬酸添加量0.02%,此時綜合感官評分最高為82.06;最佳復合穩定劑為PGA用量0.09%,黃原膠用量0.06%,此時懸浮穩定性最高為72.92%。可得到一種質地均勻、色澤純正,具有芒果特征香氣,酸甜適中,口感協調的芒果帶皮果汁。

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超細粉碎技術研究仍在繼續

現在消費者不僅關注食品安全也在乎食品口感。這就要求現代生產不僅要追求生產高效和食品安全，還要注重品質。而粉碎機作為食品設備領域的重要機型，產品的好壞決定原材料研磨效果，超細粉碎技術因此得以廣泛應用于食品加工中。

縱觀現代社會生產力的要求，我國物料超細粉碎技術的總體發展趨勢是向著低成本、高效率、可控性強、分散性好、質量穩定的方向發展，對各類型超細粉碎設備提出了更高的技術要求。因此，各設備生產企業都在加大自身研發力度，不斷完善設備在超細粉碎工作時的粉碎力度、粒度分布、粒型晶型等調節控制技術，以求達到更高效的生產。

這就要求各機械生產企業要對超細粉加工生產設備的環保低耗性能進行具有針對性的改進，力爭在我國超細粉碎技術上達到低耗能、高產出、無污染，成品物料粒性好，分散性好等獨特的性能優勢，提高我國超細磨粉設備的競爭力和占有率。

來源：慧聰食品工業網

Study on the processing technology of a whole mango juice beverage

SHANG Chao-jie,WANG Wei-min*,ZHANG Xiao-di,LIU Jun-wei

(College of Food Science and Technology,Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088,China)

A mango juice beverage was made with mango pulp and peel by enzymolysis. On the basis of single factor experiment,the optimal formula and stabilizer were determined by orthogonal test. The results showed that the optimum formula of the mango juice beverage was 90% mango juice,6% honey,5% white granulated sugar,0.02% citric acid and the optimum compound stabilizer was composed of 0.09% PGA and 0.06% xanthan gum. Under these conditions,the whole mango juice beverage had smooth taste,even texture,nice aroma and color of mango.

mango juice;beverage;formula;stability

2014-05-28

尚朝杰(1988-)，男，在讀碩士，研究方向：農產品加工及高效利用。

*通訊作者:王維民(1958-)，男，本科，教授，研究方向：食品加工與貯藏。

廣東省科技計劃項目(2012NL036)。

TS255.1

B

1002-0306(2015)01-0263-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.01.046