芹菜刺梨復合功能性飲料的研制

謝曼曼，李保國，*，黃海欣，萬劍嘯，萬劍真，李新新

（1.上海理工大學醫療器械與食品學院，上海200093；2.上海健鷹食品科技研究所，上海201802）

芹菜刺梨復合功能性飲料的研制

謝曼曼1，李保國1，*，黃海欣1，萬劍嘯2，萬劍真2，李新新1

（1.上海理工大學醫療器械與食品學院，上海200093；2.上海健鷹食品科技研究所，上海201802）

通過響應面試驗對芹菜刺梨復合飲料進行調配，以感官評價得分為響應值得到在固定芹菜汁添加量為40％時芹菜刺梨復合飲料的最優口感的配方為檸檬酸、白砂糖、刺梨原漿添加量分別為0.13％、9.5％、7.0％。在此基礎上進行復合飲料的穩定性研究，通過正交試驗得到黃原膠、海藻酸鈉、CMC的添加量均為0.1％時，溶液的穩定性較好。

芹菜；刺梨；功能飲料

近年來，隨著國內消費水平的不斷提高，人們對營養與健康越來越關注，果蔬飲料亦從原來的單一品種向口感多樣化和更注重營養與健康方向發展。充分利用和發展國內外可利用的豐富資源優勢，遵循天然、營養、回歸自然的發展方向，研制“三無”即無防腐劑、無色素和無香精產品，適應消費者對飲料多口味的需求，將成為未來果汁飲料發展的一個方向［1］。

芹菜資源豐富，是一種典型的綠色蔬菜，由于芹菜的根、莖、葉都可作藥用故有藥芹之稱。芹菜的營養價值高，有較高含量的蛋白質、氨基酸、維生素和多種人體必需的礦物元素［2］。近年來更多的研究證明，芹菜富含的芹菜素具有抗氧化、抗癌、消炎的作用［3-4］。刺梨是一種具有較高價值的藥食兩用野生植物，富含VC，其含量居各類水果之冠，此外，還富含SOD、糖類物質、胡蘿卜素、蛋白質、氨基酸和人體所需的其他營養物質。研究發現，刺梨具有抗氧化、抗癌防癌、降低重金屬負荷等作用［5］。芹菜和刺梨都具有抗癌和抗氧化的作用，但芹菜汁的有辛味導致在單一的果蔬汁中芹菜添加量受到限制，而刺梨可以對這種味道進行調和，復配也使得功能性成分含量提高。本文研究了一種以芹菜，刺梨原漿為原料的復合功能性飲料制作工藝，探究其口感，穩定性問題，最終研發出一種口感好，均一穩定的復合飲料。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

新鮮芹菜購于超市；刺梨原漿由上海健鷹食品科技研究所提供；黃原膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉（CMC）、檸檬酸、白砂糖由上海健鷹食品科技研究所提供，均為食品級。

離心機：上海振禹儀器有限公司；乳化機：上海索維機電設備有限公司；料理機：廣東美的生活電器制造有限公司。

1.2方法

1.2.1芹菜汁的制備

選擇新鮮、無病蟲害的芹菜，去除黃葉、爛葉。清洗整理后沸水漂燙3min以鈍酶護綠，撈起、冷卻、瀝干。加入2倍于芹菜的水于料理機中榨汁，過100目篩后倒入玻璃瓶中放在4℃冰箱中保存備用。

1.2.2復配飲料的制備工藝

白砂糖、檸檬酸、穩定劑混勻→加入刺梨原漿、芹菜汁→定容→均質→罐裝→殺菌→成品

1.2.3響應面設計與感官評價

在預試驗的基礎上，選擇檸檬酸（A）、白砂糖（B）和刺梨原漿（C）等的添加量為試驗因素，采用Design-Expert8.0軟件隨機產生Box-behnken Design試驗方案。通過感官評定，對各配比飲料樣品進行分析評價，從而選出最佳配方。感官評價由上海健鷹食品科技研究所10名專業人員組成感官評價小組，對芹菜刺梨復合飲料進行感官評價，感官評價指標設定為：風味、氣味、酸甜度，每指標分為4個等級，響應面因素水平設計見表1，感官評價標準見表2。

表1　響應面試驗因素水平表Table1 Factorsand levelsof responsesurfaceexperim ents

表2　感官評價標準Table2 Sensory evaluation standard

1.2.4穩定性研究

芹菜中含有纖維素較多，均質后期會產生漿狀沉淀，所以需要采用穩定劑，維持其穩定均一的狀態［6］。成品滅菌冷卻后，取10 mL置于離心管中，在轉速4 000 r/min，經10min離心，計算離心沉淀率。離心沉淀率越低，離心出來的沉淀物越少，所得的溶液越穩定。試驗在單因素試驗的基礎上，采用正交試驗設計確定穩定劑的復配方案。穩定劑正交試驗因素水平見表3。

表3　穩定劑正交試驗因素水平表Table3 Factorsand levelsoforthogonal testof stabilizers

2　結果與分析

2.1芹菜刺梨復合飲料感官分析

根據Box-behnken Design試驗方案，進行制備芹菜刺梨復合飲料配方試驗以及感官評價結果見表4。

表4　芹菜刺梨復合飲料感官評價結果Table4 Resultsof sensory evaluation

對實驗結果進行回歸和方差分析結果見表5。

回歸模型為：感官評分=81.80-2.50A+2.13B-1.38C-2.50AB-1.00AC-0.25BC-4.53A2-8.28B2-5.77C2。由表5可知，回歸模型的P＜0.000 1（P＜0.05），決定系數R2=0.983 1表明該模型擬合程度良好，能較準確預測配方對口感的影響。對模型系數的顯著性分析結果表明一次項A（檸檬酸添加量）和B（糖添加量）極顯著、C（刺梨原漿添加量）顯著，二次項A2、B2、C2均極顯著；交互項AB極顯著，BC、AC不顯著；且3個因素對感官的影響大小次序為A＞B＞C。對回歸模型在試驗水平范圍內尋求最優解，得到A、B、C的最佳值為0.13％、9.36％、7.26％，該條件下模型預測的結果為94。考慮到實際操作的局限性，將理論值修訂為檸檬酸添加量為0.13％，糖添加量9.5％，刺梨原漿添加量7.0％，進行驗證試驗，得到的感官評分為92，與理論值接近，說明該模型能較好的預測感官評分。

表5　回歸方程方差分析表Table5 Analysis resultof regression and variance

2.2芹菜刺梨飲料穩定性分析

2.2.1單因素試驗結果與分析

圖1為穩定劑添加量對芹菜刺梨復合飲料離心沉淀率的影響。

圖1　穩定劑對離心沉淀率的影響Fig.1 Effectof stabilizerson centrifugalsedim entation rate

由圖1可看出，隨著黃原膠添加量的增加，離心沉淀率減少，溶液的穩定性增加；而CMC和海藻酸鈉隨其添加量的增加，溶液的離心沉淀率開始下降，超過0.15％和0.1％后上升。理論上，分散體系的懸浮顆粒穩定性是靠大分子間的空間排斥作用和靜電排斥作用保持，而親水膠體能形成的三維立體網狀結構支撐果漿微粒懸浮，同時也可以增加懸浮顆粒的凈電荷來維持體系穩定［7-8］。黃原膠因其分子結構特點具有低濃度高黏度的特性［9］，在溶液里，黃原膠分子的螺旋共聚體可以構成類似蜂窩狀的結構，支持固相顆粒，溶解氣泡［10］，所以隨著濃度的增加溶液的離心沉淀率從添加量為0時的8.87％減少到添加量為0.20％時的1.89％，穩定性增強。海藻酸鈉是從褐藻中提取的多糖類物質，由葡糖醛酸（G）和甘露糖醛（M）羧酸單元形成M、G集團或者是MG交替集團。溶液中存在的二價陽離子優先與G集團相結合使得可溶性的海藻酸鈉變成了不溶性的海藻酸鹽［11］，當添加的濃度小于0.1％時，隨著海藻酸鈉濃度的增加，離心沉淀率降低；當海藻酸鈉濃度大于0.10％時，由于其與芹菜、刺梨中的二價陽離子（如Ca2+、Mg2+）結合形成不溶性的膠體物質，在離心作用下溶液分離產生上清液與下層的膠體和懸浮顆粒的混合物，離心沉淀率由添加量為0.10％時的5％顯著上升到0.20％時的46.34％。CMC是具有異質分子結構陰離子多糖，分子中有兩個兩親無水葡萄糖和親水性CM單位。CMC結構的親水性和疏水性組分使其具有較強的穩定作用［12］。而在添加量為0.20％時離心沉淀率升高為7.89％，可能是因為濃度高，離心作用下分子間相互作用加強出現聚沉而導致。

2.2.2正交試驗結果與分析

研究證明，復配膠間的協同作用能使顆粒間的靜電斥力增大，增加其靜電穩定性［7］，試驗用3種膠體的水溶液均帶負電荷。在單因素試驗的基礎，進行穩定劑復配正交試驗結果見表6。

表6　復合穩定劑正交試驗結果Table6 Orthogonal test resu ltsof compound stabilizers

續表6復合穩定劑正交試驗結果Continue table6 Orthogonal test resultsof compound stabilizers

由表6可知，影響復合飲料穩定性的各因素的主次順序為D（黃原膠添加量）＞E（海藻酸鈉添加量）＞F（CMC添加量）。從平均值可以看出各因素的最優水平分別為D3、E3、F3。在此條件下進行驗證試驗，所得溶液的離心沉淀率均值為0.33％，穩定性好。所以，穩定劑的最佳組合為D3E3F3，即黃原膠、海藻酸鈉、CMC的添加量均為0.1％。

3　結論

通過響應面試驗設計對芹菜刺梨復合飲料進行調配，以感官評價得分為響應值得到芹菜刺梨復合飲料的最佳口感的配方為在芹菜汁的添加量為40％基礎上檸檬酸、白砂糖、刺梨原漿添加量分別為0.13％、9.5％、7.0％。在此基礎上進行該復合飲料的穩定性研究，通過正交試驗結果表明：在黃原膠、海藻酸鈉、CMC的添加量均為0.1％時，溶液的穩定性較好。通過試驗研發出了一種口感好，均一穩定，無防腐劑、無色素和無香精的芹菜刺梨復合功能性飲料。

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Development of Celery and Prickly Pear Functional Drink

XIE Man-man1，LI Bao-guo1，*，HUANG Hai-xin1，WAN Jian-xiao2，WAN Jian-zhen2，LI Xin-xin1
（1.School of Medical Instrumentand Food Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China；2.Shanghai Jianying Institute of Food Scienceand Technology，Shanghai 201802，China）

Response surface experiments conducted on celery-prickly pear beverage in response to sensory evaluation score.The results showed that the optimum taste of celery-prickly pear beverage presented when added amountofcitric acid，sugar，prickly pearpureewere0.13％，9.5％，7.0％respectivelywhen the celery juice added a fixed amountof40％.Orthogonalexperimentofstability carried outon the basisof the former，getting the optimum stabilitywith the adding amountofxanthan gum，sodium alginate，CMCwere0.1％.

celery；pricklypear；functionaldrinks

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.014

上海教委科研創新項目（14ZZ133）；上海市聯盟計劃（LM201337）；上海理工大學創新基金

謝曼曼（1988—），女（漢），碩士研究生，研究方向：食品加工。

李保國（1961—），男（漢），教授，博導，研究方向：食品農產品加工新技術、食品和藥品微膠囊化技術。

2015-01-15