無籽刺梨果汁飲料配方及其穩定性研究

劉云，李永和，趙平，范方宇，普麟，唐軍榮，闞歡，*

（1.西南林業大學輕工與食品工程學院，云南 昆明 650224；2.云南省林業職業技術學院，云南 昆明 650224；3.云南省節能監察中心，云南 昆明 650011）

無籽刺梨（Rosa sterilis S.D.Shi），又名搭鉤刺梨、安順金刺梨等，屬薔薇科（Rosaceae）薔薇屬（Rosa），多年生落葉攀援小灌木，為貴州特有品種，1985 年被發現于貴州植物園。無籽刺梨表皮毛刺在果實成熟后基本脫落，種子敗育，果實呈棕黃色，香氣濃郁，酸甜適度，利于飲料加工，被劃分為極具開發價值的第3 代特色水果之一[1-3]。無籽刺梨富含糖類、有機酸、維生素C、維生素B2、維生素E、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、單寧、黃酮等營養及功能性成分和人體所需的 Ca、K、Mg、Fe、P、Zn 等多種微量元素，具有抗氧化、增強免疫力、防癌等多種醫療保健功效[4-8]，本試驗以無籽刺梨這一極具開發價值的特色水果為原料，進行其渾濁性果汁飲料的生產工藝及穩定性研究，研制出一種具有一定營養價值且風味獨特的飲料，為無籽刺梨的加工利用提供試驗依據，對促進其精深加工產業的發展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 主要材料

無籽刺梨：貴州綠蔭河農業發展有限公司；白砂糖、檸檬酸、蘋果酸、羧甲基纖維素鈉（carboxymethylcellulose sodium，CMC-Na）、黃原膠、結冷膠：食品級，市售；純凈水：西南林業大學輕工與食品工程學院食品加工實驗室純水系統生產制得。

1.2 主要儀器與設備

榨汁機（HR 1861）：飛利浦（中國）投資有限公司；電子天平（BT22S）：北京賽多利斯儀器系統有限公司；數顯恒溫水浴鍋（HH-2）：國華電器有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱（DHG-9140A）：上海一恒科學儀器有限公司；高壓均質機（JHG-Q54-P70）：上海融合機械設備有限公司；高速離心機（3K15）：德國SIGMA 公司；數字式糖量計（PAL-1）：日本ATAGO 公司；食品用純水系統（Spring-S30）：廈門銳思捷公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 無籽刺梨果汁飲料配方優化工藝流程

1.3.2 操作要點

1）選料：挑選新鮮、無病蟲害、無機械傷和無雜質的無籽刺梨果。

2）清洗、破碎、榨汁：清水沖洗無籽刺梨果，瀝干后于榨汁機中破碎、榨汁，得無籽刺梨原果汁。

3）調配：用純水將白砂糖于夾層鍋中加熱溶解，加入溶解好的檸檬酸、蘋果酸、CMC-Na、黃原膠、結冷膠等輔料，然后加入無籽刺梨原果汁并混合均勻。原輔料均按配方計量加入。

4）均質、脫氣：將混合均勻的果汁飲料在30 MPa、60 ℃的條件下均質，然后將均質后的果汁飲料在0.09 MPa 的真空條件下脫氣20 min，避免殺菌階段的氧化反應[9]。

5）灌裝、殺菌、冷卻：將脫氣后的果汁飲料灌裝到已殺菌的飲料瓶中，封口后于90 ℃～95 ℃的溫度條件下殺菌15 min～20 min，殺菌結束后的果汁飲料迅速冷卻至 25 ℃[10]。

1.3.3 無籽刺梨果汁飲料配方的優化

1.3.3.1 單因素試驗

試驗針對無籽刺梨原果汁、白砂糖、檸檬酸、蘋果酸的添加量4 個因素，保持其中3 個因素固定不變，以感官評分為指標，確定另一個因素所需的水平。

1.3.3.2 正交試驗設計

在單因素試驗的基礎上確定正交試驗設計的因素水平，以無籽刺梨原果汁添加量（A）、白砂糖添加量（B）、檸檬酸添加量（C）和蘋果酸添加量（D）進行L9（34）正交試驗設計，以感官評分為指標，確定無籽刺梨果汁飲料最佳配方，正交試驗因素如表1所示。

表1 無籽刺梨果汁飲料調配正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test of Rosa sterilis juice beverage

1.3.4 無籽刺梨果汁飲料穩定性試驗

由于無籽刺梨果汁飲料生產過程中保留了漿料中的固形物和單寧等顆粒成分，導致產品的穩定體系存在問題，通過單因素試驗發現使用單一穩定劑的穩定效果較差，故選擇CMC-Na、黃原膠和結冷膠組成復合穩定劑來改善穩定效果。以離心沉淀率為評定指標，選用L9（34）正交設計進行試驗，確定最佳復合穩定劑的組分，正交試驗因素水平如表2所示。

1.3.5 無籽刺梨果汁飲料感官評價

由10 人組成感官評定小組對無籽刺梨果汁飲料進行感官評分，滿分為100 分，評價指標包括色澤（20分）、香氣（30 分）、口感（30 分）、組織形態（20 分）等4個方面[11]，感官評分標準如表3所示。

1.3.6 無籽刺梨果汁飲料離心沉淀率的測定方法

試驗根據離心沉淀率作為產品穩定效果的判定指標，沉淀率與體系的穩定性成反比，離心沉淀率越低越好[12]。量取5 mL 無籽刺梨果汁飲料于10 mL 離心管中，在3 500 r/min 條件下離心15 min，棄去上清液，稱量沉淀質量。離心沉淀率計算公式如下所示[11-12]。

離心沉淀率/%=沉淀質量（g）/樣品質量（g）×100

1.3.7 理化指標測定

可溶性固形物含量按照GB/T 12143-2008《飲料通用分析方法》[13]進行測定，折光計法；總酸含量（以檸檬酸計）按照GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》[14]進行測定，酸堿滴定法；VC含量按照GB/T 12143-2008《飲料通用分析方法》[13]進行測定，乙醚萃取法。

1.3.8 微生物指標測定

大腸菌群按照GB/T 4789.3-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸桿菌群計數》[15]進行測定；菌落總數按照GB/T 4789.2-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》[16]進行測定。

2 結果與分析

2.1 無籽刺梨果汁飲料配方的確定

2.1.1 原果汁添加量對無籽刺梨果汁飲料的影響

選取原果汁添加量為10%、11%、12%、13%、14%、15%6 個水平，設定白砂糖、檸檬酸、蘋果酸的添加量分別為6%、0.24%、0.03%，研究原果汁添加量對飲料感官品質的影響，結果見圖1。

由圖1可知，原果汁添加量為14%時，無籽刺梨果汁飲料感官評分最高。

圖1 原果汁添加量對感官評分的影響Fig.1 Effects of the adding dose of raw juice on sensory score

2.1.2 白砂糖添加量對無籽刺梨果汁飲料的影響

選取白砂糖添加量為4%、5%、6%、7%、8%、9%6 個水平，設定原果汁、檸檬酸、蘋果酸的添加量分別為14%、0.24%、0.03%，研究白砂糖添加量對飲料感官品質的影響，結果見圖2。

圖2 白砂糖添加量對感官評分的影響Fig.2 Effects of the adding dose of sugar on sensory score

由圖2可知，白砂糖添加量為6%時，無籽刺梨果汁飲料感官評分最高。

2.1.3 檸檬酸添加量對無籽刺梨果汁飲料的影響

選取檸檬酸添加量為0.20 %、0.22 %、0.24 %、0.26%、0.28%、0.30%6 個水平，設定原果汁、白砂糖、蘋果酸的添加量分別為14%、6%、0.03%，研究檸檬酸添加量對飲料感官品質的影響，結果見圖3。

圖3 檸檬酸添加量對感官評分的影響Fig.3 Effects of the adding dose of citric acid on sensory score

由圖3可知，檸檬酸添加量為0.24%時，無籽刺梨果汁飲料感官評分最高。

2.1.4 蘋果酸添加量對無籽刺梨果汁飲料的影響

選取蘋果酸添加量為0.01 %、0.02 %、0.03 %、0.04%、0.05%、0.06%6 個水平，設定原果汁、白砂糖、檸檬酸的添加量分別為14%、6%、0.24%，研究蘋果酸添加量對飲料感官品質的影響，結果見圖4。

由圖4可知，蘋果酸添加量為0.03%時，無籽刺梨果汁飲料感官評分最高。

2.1.5 無籽刺梨果汁飲料配方優化正交試驗

通過單因素試驗，確定原果汁添加量、白砂糖添加量、檸檬酸添加量和蘋果酸添加量作為影響無籽刺梨果汁飲料感官品質的主要因素，對飲料的配方進行L9（34）正交試驗，試驗結果見表4。

圖4 蘋果酸添加量對感官評分的影響Fig.4 Effects of the adding dose of malic acid on sensory score

表4 無籽刺梨果汁飲料配方優化正交試驗結果Table 4 Orthogonal test results of the formula optimization of Rosa sterilis juice beverage

由極差分析（表4）可知，對無籽刺梨果汁飲料感官品質影響因素的主次順序為：C 檸檬酸添加量＞D 蘋果酸添加量＞A 原果汁添加量＞B 白砂糖添加量。較優配方組合為A2B2C3D1，即原果汁添加量為14%，白砂糖添加量為6%，檸檬酸添加量為0.26%，蘋果酸添加量為0.02%。以此最佳配方進行驗證性試驗，所調配出的無籽刺梨果汁飲料感官評分為92.4±2.7，該結果與正交試驗中最佳水平所確定的結果相近。

2.2 無籽刺梨果汁飲料穩定性試驗

在2.1.5 所確定的無籽刺梨果汁飲料最優配方下，選擇CMC-Na、黃原膠和結冷膠組成復合穩定劑來改善果汁飲料體系的穩定效果，以離心沉淀率為評定指標，進行L9（34）正交試驗，試驗結果見表5。

由極差分析（表5）可知，各因素對無籽刺梨果汁飲料穩定性影響的主次順序為：A CMC-Na 添加量＞C結冷膠添加量＞B 黃原膠添加量，由于黃原膠添加量和結冷膠添加量的極差均小于空列極差，則二者的添加比例選擇最經濟的添加量，故最優配方組合為A2B1C1，即利用0.08%CMC-Na、0.01%黃原膠及0.007%結冷膠配合，穩定性及經濟性最佳，即離心沉淀率越小，無籽刺梨果汁飲料穩定性越好。通過在最佳穩定劑組合條件下進行驗證性飲料配制，得到離心沉淀率為（0.64±0.04）%，飲料體系穩定效果良好，其結果與正交試驗中較優水平組合所確定的結果相近。

表5 果汁飲料穩定劑配比正交試驗結果Table 5 Orthogonal test results of the stabilizer ratio of juice beverage

2.3 產品質量評價

2.3.1 感官指標

所研發的無籽刺梨果汁飲料色澤均勻且呈金黃色，具有無籽刺梨果汁特有的芳香，風味協調，酸甜柔和，清爽可口，順滑不黏稠，無沉淀，無異味，產品符合設計要求。

2.3.2 理化指標

可溶性固形物含量≥8%；總酸（以檸檬酸計）含量≥0.4%；VC含量≥230.5 mg/100 mL；食品添加劑符合GB 2760-2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》[17]中的規定。

2.3.3 微生物指標

大腸菌群（CFU/100mL）≤3；菌落總數（CFU/100mL）≤100；無致病菌。

3 結論與討論

隨著人們對營養、健康和安全的重視，低熱量的甜味劑越來越受到人們的青睞[9]。作為我國批準使用的甜味劑，以蔗糖甜度為1 計，安賽蜜相對甜度150～200，阿斯巴甜相對甜度180[18]。在維持飲料體系甜度的同時，以蔗糖為主，添加輔助甜味劑的方式既可以滿足消費者對口感需求，又可以減少對熱量的攝入。在前期試驗基礎上發現添加0.01%安賽蜜和0.01%阿斯巴甜均能明顯改善無籽刺梨果汁飲料的口感和甜度，且甜味爽口不留后味，故選用二者同時作為輔助甜味劑，且在其添加量均固定為0.01%的基礎上進一步進行無籽刺梨果汁飲料配方的優化試驗。

通過試驗得出無籽刺梨果汁飲料的較優配方為：無籽刺梨原果汁添加量14%、白砂糖添加量6%、檸檬酸添加量0.26%、蘋果酸添加量0.02%、安賽蜜添加量0.01%、阿斯巴甜添加量0.01%；最佳穩定劑組合為：CMC-Na 添加量0.08%、黃原膠添加量0.01%、結冷膠添加量0.007%。在此工藝配方下制備的無籽刺梨果汁飲料營養豐富，口感純正，清爽可口，具有無籽刺梨獨特的香味，穩定性好，具有良好的開發前景。