藍莓紅豆復合飲料的研究

關仁梅，吳文娟，夏敬宇，談雪潔，翟立公

（安徽科技學院食品工程學院，安徽 滁州 239000）

藍莓，口感為甜、微酸，氣味有小麥的清香，其顏色為紫紅色。眾所周知，它是一種營養豐富的食材，含有大量的天然色素，且其中的花青素和超氧化物歧化酶的含量比其他植物都高[1]。由于藍莓果富含花青甙、低糖、低脂肪，抗氧化能力強，因此被國際糧農組織列為人類五大健康食品之一[2]。隨著人們生活水平的提高，藍莓以獨特的風味、較強的營養保健功能日益受到人們的關注，被列入世界第3 代水果行列[3]。

紅豆，中國家庭對其接受度很高。紅豆營養全衡，含有豐富的淀粉、蛋白質、膳食纖維、維生素以及鐵、鈣、磷、鉀等多種礦質元素，并含有較低的脂肪，此外，還含有多酚、單寧、植酸、皂苷等多種活性物質。紅豆具有除熱毒、消脹滿、利尿、通乳、補血之功效；且具有抗氧化、保肝護腎、降血壓、降膽固醇、抗菌、抗病毒、預防改善糖尿病和抑制癌細胞的增殖等作用[4-7]。

復合類飲料可以補充人體的必需氨基酸，且復合蛋白質更加利于人體消化吸收利用，具有更好的營養價值[8]。對于市場上的碳酸類飲料，其口感風味雖受到廣大青年學生的喜愛，卻只是起到補充身體水分能量的基本作用，而復合果蔬飲料對青少年兒童的生長以及大腦智力發育有很大的促進作用。

藍莓紅豆兩種原料的風味、色澤、口感很明顯不同。故本試驗在結合單因素試驗結果的基礎上進行正交試驗，根據感官評價指標來探索出藍莓紅豆復合飲料的最佳風味。藍莓和紅豆二者的體積都比較小，特別是紅豆，使得在加工中造成了去皮困難。由于以果粒的完整形態進行榨汁造成了很多不溶性物質進入果汁中，使得產品藍莓紅豆復合飲料懸浮性難以控制[9]。為解決此問題，本試驗對穩定劑進行了研究。本試驗通過水浴，選擇不同殺菌溫度和時間進行殺菌，研究了殺菌條件對藍莓紅豆復合飲料的微生物指標和理化指標的影響。

本試驗將藍莓與紅豆結合起來，發揮各自的優點，充分利用其中的營養元素，以及各自風味的有機組合，從而實現對復合果蔬飲料的創新，增加了果蔬飲料的花色品種[10]，并提高了藍莓和紅豆的附加值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藍莓（北陸藍莓）：鳳陽健民藍莓農業發展有限公司；紅豆：鳳陽縣府北菜市場；蔗糖：南京甘汁園糖業有限公司；檸檬酸、羧甲基纖維素鈉（carboxymethylcellulose sodium，CMC-Na）、黃原膠、海藻酸鈉：英博生物科技有限公司；蒸餾單硬脂酸甘油酯、平板計數瓊脂、結晶紫中性紅膽鹽瓊脂：上海博微生物科技有限公司。以上試劑除檢測用試劑，其余材料均為食品添加劑。

1.2 儀器與設備

pH 計（HI98103）：上海希慶電子科技有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱（DHG-9101-3SA 型）：上海三發科學儀器有限公司；隔水式恒溫培養箱（NGP-9050）：金壇市晶玻實驗儀器廠；數顯恒溫水浴鍋（HH）：金壇市全程國勝實驗儀器廠；分光光度計（722 型）：上海光譜儀器有限公司；自動高壓滅菌鍋（165/8Z）：寧波久興醫療器械有限公司；高速離心機（HC-1016）：安徽中科中佳科學儀器有限公司；原汁機（Z8-V817）：九陽股份有限公司；電子天平（1002）：杭州萬特衡器有限公司；精密型糖量計（WYT）：上海右一儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

本試驗的操作過程如圖1 所示。

圖1 工藝流程Fig.1 Process flow

1.3.2 藍莓、紅豆汁制備

取新鮮藍莓200 g 加入原汁機中，加入100 mL 的水進行榨汁，然后用原汁機自帶的濾網筒過濾，從而得到的新鮮藍莓汁，將其裝入玻璃瓶中，為保證品質，放在冰箱保鮮層中保藏以供后面操作使用，最久保藏24 h。取挑選干凈的紅豆100 g 放入燒煮鍋中，加入1 000 mL 的水進行浸泡6 h 左右，浸泡結束后，小火煮制2 h。煮制結束后冷卻至室溫后，使用原汁機進行榨汁，過濾，將得到的紅豆汁裝入玻璃瓶中，并放在冰箱保鮮層中保藏備用。

1.3.3 感官評價方法

參考感官評定類書籍和結合產品特點，得出具體評分標準見表1。由10 名從事食品加工的同學（男女比例為4∶6）組成評定小組，要求檢驗同學身體狀況正常且嗅覺、味覺靈敏度處在正常范圍內，按照評分標準進行評價。

表1 感官評定標準Table 1 Sensory evaluation standard

1.3.4 藍莓紅豆復合飲料配方單因素試驗方法

1.3.4.1 藍莓汁添加量試驗

分別加入 10 %、15 %、20 %、25 %、30 %的藍莓汁，15%的紅豆汁，6%的蔗糖，0.1%的檸檬酸。根據感官評價值確定藍莓汁的最適添加量。

1.3.4.2 紅豆汁添加量試驗

分別加入5%、10%、15%、20%、25%的紅豆汁，20%的藍莓汁，6%的蔗糖，0.1%的檸檬酸。根據感官評價指標確定紅豆汁的最適添加量。

1.3.4.3 蔗糖添加量試驗

分別加入4%、5%、6%、7%、8%的蔗糖，20%的藍莓汁，15%的紅豆汁，0.1%的檸檬酸。根據感官評價指標確定蔗糖的最適添加量。

1.3.4.4 檸檬酸添加量試驗

分別加入 0.06%、0.08 %、0.1 %、0.15 %、0.2 %的檸檬酸，20%的藍莓汁，15%的紅豆汁，6%的蔗糖。根據感官評價指標確定檸檬酸的最適添加量。

1.3.5 藍莓紅豆復合飲料配方正交試驗方法

本試驗在各單因素結果的基礎上對產品風味主要限制性因素考慮，選擇藍莓汁添加量、紅豆汁添加量、蔗糖和檸檬酸添加量且每個因素各選擇3 個水平，根據感官評價指標選擇最佳配方，因素水平表見表2。

表2 因素水平表Table 2 Factor level table

1.3.6 藍莓紅豆復合飲料離心沉降速率測定

本試驗在高速離心機中進行，離心機數據設定為4 000 r/min 離心20 min，取待測樣品30 mL 放入離心管，在測量離心的樣品質量后，放入離心機進行離心沉降，結束后取出離心管，除去上清液，測殘余物的質量[11]。用下式計算離心沉降率。

式中：Mo為殘余物的質量，g；M 為離心樣品的質量，g。

1.3.7 藍莓紅豆復合飲料的穩定性單因素試驗方法

1.3.7.1 羧甲基纖維素鈉添加量試驗

分別加入 0.03%、0.05 %、0.1 %、0.15 %、0.2 %的羧甲基纖維素鈉，20%的藍莓汁，15%的紅豆汁，6%的蔗糖，0.1%的檸檬酸。根據離心沉降率和感官評價，選擇羧甲基纖維素鈉的最佳用量。

1.3.7.2 黃原膠添加量試驗

分別加入 0.03%、0.05 %、0.1 %、0.15 %、0.2 %的黃原膠，20 %的藍莓汁，15 %的紅豆汁，6 %的蔗糖，0.1%的檸檬酸。根據離心沉降率和感官評價，選擇黃原膠的最佳用量。

1.3.7.3 海藻酸鈉添加量試驗

分別加入 0.03%、0.05 %、0.1 %、0.15 %、0.2 %的海藻酸鈉，20%的藍莓汁，15%的紅豆汁，6%的蔗糖，0.1%的檸檬酸。根據離心沉降率和感官評價，選擇海藻酸鈉的最佳用量。

1.3.7.4 蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量試驗

分別加入0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的蒸餾單硬脂酸甘油酯，20%的藍莓汁，15%的紅豆汁，6%的蔗糖，0.1%的檸檬酸。根據離心沉降率和感官評價，選擇蒸餾單硬脂酸甘油酯的最佳用量。

1.3.8 藍莓紅豆復合飲料的穩定性正交試驗方法

本試驗在穩定性單因素試驗的基礎上，考慮了主要的限制因素。采用羧甲基纖維素鈉、黃原膠、海藻酸鈉3 個因素進行正交試驗，各因素選擇3 個水平。根據離心沉降率和感官評價指標選擇最佳配方。因素水平表見表3。

表3 因素水平表Table 3 Factor level table

1.3.9 殺菌條件對藍莓紅豆復合飲料的影響

微生物指標的影響試驗方法，將產品罐裝于容量為60 mL 的高硅玻璃瓶中，每瓶50 mL，在水浴鍋中進行加熱殺菌，試驗組分別為70 ℃殺菌30 min，90 ℃殺菌12 min。進行菌落總數檢測、大腸菌群計數來初步確定殺菌條件。

理化指標受到殺菌的影響試驗方法，在初步確定的殺菌試驗條件下，對藍莓原汁進行殺菌，以未滅菌試驗組作為CK 對照，獲得可溶性固形物、酸度、花青素受到殺菌的影響。

1.3.9.1 產品微生物指標測定

參考GB4789.2-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》，檢測菌落總數；參考GB 4789.3-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數》，檢測大腸菌群總數。

1.3.9.2 產品理化指標測定

1）花青素含量的測定

將產品原汁稀釋10 倍，取待測液1 mL，分別加入pH4.5 緩沖溶液（1 mol/LNaAc∶1 mol/LHCl∶H2O=100∶60∶90，pH1.0 緩沖液（0.2 mol/l KCl∶0.2 mol/l HCl=25∶67，9 mL，搖勻，以蒸餾水為參比溶液分別在510 nm和700 nm 波長處測定吸光度[12]。根據公式計算花青素含量。

式中：A 為（A510-A700）pH1.0-（A510-A700）pH4.5；Mw 為矢車菊3-葡萄糖苷的相對分子質量，449.2；Df 為稀釋倍數；ε 為矢車菊3-萄萄糖苷的摩爾消光系數，26900；I為比色皿的光程長度，cm。

2）可溶性固形物的測定

以精密型糖量計測定，以百分含量（%）表示。

3）酸度的測定

1927年，弗農·L·帕靈頓的《美國思想的主要流派》付梓。在這部美國學開山之作中，帕靈頓試圖描述美國文化中特有觀念的產生、發展以及影響（Parrington 1927）。這部著作改變了以往美國研究分屬不同學科的歷史，影響并聚攏了一批美國學學者。1931年，耶魯大學首開“美國思想與文明”課程，1933年建立美國第一個美國學系——“歷史、藝術與文學系”，隨后授予了第一個美國學博士學位。1936年，哈佛大學開設“美國文明”課程。其他高校紛紛仿效，設立相應院系，開設相關課程，不同學科的專家齊聚一起，跨學科考察美國歷史與文化。

考慮到產品顏色為玫瑰紅，故采用pH 計來測定酸度。

2 結果與分析

2.1 藍莓紅豆復合飲料配方單因素試驗結果

2.1.1 藍莓汁添加量對藍莓紅豆復合飲料的影響

根據藍莓汁添加量的不同，以感官評定為指標，得到其對藍莓紅豆復合飲料的影響，結果如圖2 所示。

圖2 藍莓汁添加量對藍莓紅豆復合飲料的影響Fig.2 Effect of the amount of blueberry juice on the blueberry red bean compound beverage

在20%時感官分值最大為71，此時顏色呈現誘人的玫瑰紅色且口感酸甜適中，并且沉淀分層現象較好，當達到30%的添加量時分值為63，顏色變成深紅色且沉淀嚴重。從以上數據可知，藍莓汁添加量在一定范圍內比較合適，即在15%～25%能夠發揮藍莓汁的優勢。

2.1.2 紅豆汁添加量對藍莓紅豆復合飲料的影響

根據紅豆汁添加量的不同，以感官評定為指標，結果如圖3 所示。

圖3 紅豆汁添加量對藍莓紅豆復合飲料的影響Fig.3 Effect of the amount of red bean juice on the blueberry red bean compound beverage

2.1.3 蔗糖添加量對藍莓紅豆復合飲料的影響

根據蔗糖添加量的不同，以感官評定為指標，得到其對藍莓紅豆復合飲料的影響，結果如圖4 所示。

圖4 蔗糖添加量對藍莓紅豆復合飲料的影響Fig.4 Effect of the amount of sucrose on the blueberry red bean compound beverage

在4%～6%范圍內評分隨著蔗糖添加量不斷上升，6%～8%內評分降低。當達到6%的添加量時，感官評分最高為70，此時飲料酸甜適口。從以上數據可知，蔗糖添加量在一定范圍內比較合適，即在5%～7%能夠發揮蔗糖的風味。

2.1.4 檸檬酸添加量對藍莓紅豆復合飲料的影響

根據感官評價為指標，得到檸檬酸對藍莓紅豆復合飲料的影響，結果如圖5 所示。

圖5 檸檬酸添加量對藍莓紅豆復合飲料的影響Fig.5 Effect of the amount of citric acid on the blueberry red bean compound beverage

在0.1%的添加量時，評分最高為69。隨著檸檬酸量的增加，此時飲料的酸度逐漸增加。從以上數據可知，檸檬酸添加量在一定范圍內比較合適，即在0.08%～0.15%能夠發揮檸檬酸的風味。

2.2 藍莓紅豆復合飲料配方正交試驗結果與分析

根據藍莓汁、紅豆汁、蔗糖、檸檬酸的添加量不同，以感官評定為指標，得出了其對藍莓紅豆復合飲料的影響。最優組合正交試驗結果見表4。

表4 最優組合正交試驗結果Table 4 Optimal combination of orthogonal experimental results

由表4 可知，從感官評定來看最佳配比為A2B2C3D1，由極差分析法可以看出，藍莓汁添加量對產品影響最大，其次是檸檬酸和紅豆汁，蔗糖的影響最小。

2.3 藍莓紅豆復合飲料的穩定性單因素試驗結果與分析

2.3.1 羧甲基纖維素鈉添加量對藍莓紅豆復合飲料的影響

以離心沉降率和感官評定為指標，羧甲基纖維素鈉添加量的影響結果見圖6、圖7。

圖6 羧甲基纖維素鈉添加量對離心沉降率的影響Fig.6 Effect of the amount of CMC-Na on the centrifugal sedimentation rate

在添加0.05%的羧甲基纖維素鈉時，離心沉降率最低為1.49%。由圖7 得出，感官評定分值在添加0.10%的羧甲基纖維素鈉時分值最高為82。從以上兩個數據比較看羧甲基纖維素鈉添加量在一定范圍內比較合適，即在0.05%～0.15%能夠發揮穩定性和風味的優勢，從而此范圍作為正交試驗中羧甲基纖維素鈉的因素水平。

2.3.2 黃原膠添加量對藍莓紅豆復合飲料的影響

以離心沉降率和感官評定為指標，得到黃原膠添加量的影響，結果如圖8、圖9 所示。

圖7 羧甲基纖維素鈉添加量對感官評定的影響Fig.7 Effect of the amount of CMC-Na on the sensory evaluation

圖8 黃原膠添加量對離心沉降率的影響Fig.8 Effect of the amount of xanthan on the centrifugal sedimentation rate

圖9 黃原膠添加量對感官評定的影響Fig.9 Effect of the amount of xanthan on the sensory evaluation

離心沉降率在添加0.03 %的黃原膠時最低為2.38%。由圖9 得出，感官評定分值在添加0.15%的黃原膠時分值最高為77。從以上兩個數據比較看，黃原膠添加量在一定范圍內比較合適，即在0.05%～0.15%能夠發揮穩定性和風味的優勢，從而此范圍作為正交試驗中黃原膠的因素水平。

2.3.3 海藻酸鈉添加量對藍莓紅豆復合飲料的影響

以離心沉降率和感官評定為指標，得到海藻酸鈉添加量的影響，結果如圖10、圖11 所示。

圖10 海藻酸鈉添加量對離心沉降率的影響Fig.10 Effect of the amount of sodiun alginate on the centrifugal sedimentation rate

圖11 海藻酸鈉添加量對感官評定的影響Fig.11 Effect of the amount of sodiun alginate on the sensory evaluation

離心沉降率在添加0.03 %的海藻酸鈉時最低為2.34 %。由圖11 得出，感官評定分值在添加0.15%的海藻酸鈉時分值最高為81。從以上兩個數據比較看，海藻酸鈉添加量在一定范圍內比較合適，即在0.05%～0.15%能夠發揮穩定性和風味的優勢，從而此范圍作為正交試驗中海藻酸鈉的因素水平。

2.3.4 蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量對藍莓紅豆復合飲料的影響

以離心沉降率和感官評定為指標，得到蒸餾單硬脂酸甘油酯其影響，結果由圖12、圖13 所示。

離心沉降率在添加0.2%的蒸餾單硬脂酸甘油酯時最低為2.24%。由圖13 得出，感官評定分值在添加0.2%的蒸餾單硬脂酸甘油酯時分值最高為60。從圖13 從整體觀察感官評定分值，非常低都在60 分以下。從實際情況觀察看，雖然離心率較低，但是感官效果實在太差，有大量懸浮物在飲料上層，而且顏色口感氣味都不佳。從以上兩個數據比較看蒸餾單硬脂酸甘油酯在藍莓紅豆復合飲料這款產品中無法發揮其優勢，故不考慮其作為穩定劑。

圖12 蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量對離心沉降率的影響Fig.12 Effect of the amount of glyceryl monostearate on the centrifugal sedimentation rate

圖13 蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量對感官評定的影響Fig.13 Effect of the amount of glyceryl monostearate on the sensory evaluation

2.4 藍莓紅豆復合飲料的穩定性正交試驗結果與分析

藍莓紅豆復合飲料的穩定性正交試驗結果與分析見表5。

表5 最優組合正交試驗結果Table 5 Optimal combination of orthogonal experimental results

續表5 最優組合正交試驗結果Continue table 5 Optimal combination of orthogonal experimental results

由表5 可知。從沉降率來看最優組合為A'1B'1C'2，此時的產品穩定，風味好。由極差分析法可以看出，海藻酸鈉對藍莓紅豆復合飲料的影響最大，其次是羧甲基纖維素鈉，黃原膠的影響最小。從感官評定來看最優組合為A'1B'1C'2或A'1B'3C'2。由極差分析法可以獲得，羧甲基纖維素鈉和海藻酸鈉對藍莓紅豆復合飲料的影響最大，黃原膠的影響最小。

2.5 驗證分析

2.5.1 離心沉降率的驗證分析

離心沉降率的驗證結果見表6。

表6 離心沉降率的驗證結果Table 6 Verification result of centrifugal sedimentation rate

由表6 可以看出兩次平行試驗后得到離心沉降率的結果為5.29%和5.21%，在正交試驗中各種組合的所得出的離心沉降率范圍在3.06%～5.46%，兩次驗證結果都處于試驗結果范圍內，說明驗證試驗的結果具有一定的可靠性，該種方案可以投入生產，正交分析后的得出的結論具有一定的可實施性。

2.5.2 感官評定的驗證分析

感官評定分值的驗證結果見表7。

表7 感官評定分值的驗證結果Table 7 Verification result of sensory evaluation

由表7 可以看出兩次試驗后得到感官評定的結果為85 和86，在正交試驗中各種組合的所得出的感官評定分值范圍在77～86，兩次驗證結果都處于試驗結果范圍內，說明驗證試驗的結果具有一定的可靠性，該種方案可以投入生產，正交分析后的得出的結論具有一定的可實施性。

2.6 藍莓紅豆復合飲料受到殺菌的影響結果與分析

2.6.1 微生物指標

不同殺菌條件下藍莓紅豆復合飲料的菌落總數和大腸菌群數見表8。

表8 不同殺菌條件下藍莓紅豆復合飲料的菌落總數和大腸菌群數Table 8 Total number of bacterial and coliform groups in the blueberry red bean polypeptide beverage under the different sterilizing condition

從表8 可知，兩種殺菌條件，均未檢測到大腸桿菌。在70 ℃殺菌30 min 條件下，菌落總數檢測出僅僅為1 CFU/mL。在90 ℃殺菌12 min 條件下菌落總數為5 CFU/mL 同樣比較少。因此這兩種方法都可初步確定作為殺菌方法。

2.6.2 理化指標

不同殺菌條件下藍莓紅豆復合飲料的酸度和花青素、可溶性固形物的含量見表9。

表9 不同殺菌條件下藍莓紅豆復合飲料的酸度和花青素、可溶性固形物的含量Table 9 Acid，anthocyanin，soluble solids contents of blueberry red bean polypeptide beverage under the different sterilizing condition

從表9 可知，在90 ℃殺菌12 min 條件下花青素含量最為0.154 mg/100mL，且此時pH 值最低為3.55。在70 ℃殺菌30 min 條件下可溶性固形物含量最高為9.2%。通過以上數據比較溫度在70 ℃時花青素減少的較少且酸度下降不明顯，對產品風味影響不是很大。故可考慮以70 ℃殺菌30 min 作為殺菌方法。

3 結論

本文研究中藍莓和紅豆為研究對象研制復合飲料，很明顯兩種原料的風味，色澤口感有很大不同，特此研究產品配比，來探索出藍莓紅豆復合飲料的最佳風味。基本配方通過單因素和正交試驗確定。根據試驗結果表明以及對試驗結果的分析討論得出藍莓汁20%，紅豆汁15%，蔗糖6%，檸檬酸0.1%為最佳配比。對比市面上其他類型的藍莓飲料，其口味往往單一，沒有太大的特色，本產品風味好，玫瑰紅誘人的色澤，口感較好。此外，該復合飲料中含有大量不溶性物質，將影響飲料的感官品質。為解決此問題，對穩定劑選取進行了研究。由單因素試驗分析得出蒸餾單硬脂酸甘油酯在藍莓紅豆復合飲料這款產品中無法發揮其優勢，故不考慮其作為穩定劑。再結合正交試驗最后采用的配比為羧甲基纖維素鈉0.05 %、黃原膠0.05 %、海藻酸鈉0.1 %，此時產品穩定性質好，同樣市面上的產品只有少數容易渾濁，故本產品也適應了市場的需求。

綜合以上試驗得出產品最佳工藝參數為：基本配方：藍莓汁20%、紅豆汁15%、蔗糖6%、檸檬酸0.1%。穩定劑：羧甲基纖維素鈉0.05%、黃原膠0.05%、海藻酸鈉0.1%。殺菌處理條件：70 ℃，30 min。