功能性芹菜飲料工藝優化研究

廖世玉，宋佳曼，嚴 成

（西南科技大學生命科學與工程學院，四川綿陽 621010）

0 引言

芹菜（Apium graveolens L.）為傘型花科芹屬一年或兩年生草本植物，因生長環境不同，有水芹、旱芹之分[1]。芹菜中富含的芹菜素和木犀草素等黃酮類化合物，可祛除病變細胞，預防胰腺癌[2]。芹菜中存在的黃酮類化合物在近幾十年來日益受到人們的重視[3-4]。近年來，對芹菜素的藥理學作用及其對腫瘤細胞的生長抑制作用進行了廣泛研究[5-6]。芹菜素抑制腫瘤細胞生長、誘導腫瘤細胞凋亡的作用已經得到了大量的證實，該作用也是芹菜素對腫瘤作用的主要機制之一[7-9]。

我國果蔬飲料產業在眾多飲料產品中以極快的速度超越碳酸飲料而一躍成為高產量的飲料產品之一[10]。然而市場上卻幾乎沒有蔬菜保健飲料，這說明開發的產品具有很好的市場前景[11]。將其制作成功能型飲料，開發出的新產品，也提高了芹菜的利用價值和經濟價值。從芹菜中提取功能性有效活性成分并利用黃酮類物質，研發具有調節心血管功能、抗氧化功能的芹菜汁功能飲料并加以推廣，使消費者飲用后能達到降血壓、調血脂、抗菌、抗氧化、抗腫瘤的目的。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料

芹菜、雪梨，購于當地市場；

果膠酶（酶活100 000 U/g），濟寧和信生物技術有限公司提供；白砂糖、檸檬酸、CMC、明膠、果膠等，均為國產分析純。

1.1.2 設備

DJM50LA型膠體磨，上海華東高壓均質機廠產品；TDL-60B型低速臺式離心機，上海安亭科學儀器廠產品；SZ-1型快速混勻器，常州普天儀器制造有限公司產品；單道可調試移液器，北京大龍興創實驗儀器有限公司產品；MP10001型電子天平（d=0.1 g），上海恒平科學儀器有限公司產品。

1.2 工藝流程

①芹菜→挑選→清洗→瀝水→切分→漂燙→破碎→榨汁→過濾→芹菜汁；

②雪梨→挑選→清洗→瀝水→切分→護色→破碎→榨汁→過濾→雪梨汁；

③功能穩定劑、檸檬酸、蔗糖；

①+②+③→調配→加熱→過濾→均質→脫氣→灌裝→殺菌→冷卻→產品。

1.3 操作要點

1.3.1 原料預處理

挑選新鮮、成熟的雪梨和芹菜，用流動水清洗，洗凈泥沙、雜質等，并用高錳酸鉀浸泡。

1.3.2 燙漂護色

在100℃下用2%氯化鈉的水溶液中燙漂3 min抑制葉綠素酶活性，防止葉綠素降解失綠。

1.3.3 破碎處理和打漿

將果塊切成直徑為3～4 cm的小塊，用打漿機打漿。

1.3.4 酶解

為了增加果汁的得率，用果膠酶處理果漿，果膠酶劑量為90 ul/L，溫度為40～50℃，時間為2 h，以分解部分可溶性果膠。

1.3.5 過濾

將芹菜、雪梨汁用過濾機過濾，過濾掉碎果皮、果籽和較大的果渣。

1.3.6 糖漿調配

將蔗糖在50～55℃的溫水中溶解，溶解后過濾，混勻后在均質機中均質，在90～95℃下持續5～10 min殺菌，冷卻到常溫備用。

1.3.7 飲料調配

將芹菜雪梨汁與糖漿攪拌融合，加入穩定劑、香精、果綠等。

1.3.8 飲料均質

將調配好的飲料在50℃左右均質，其壓力為30 MPa。

1.3.9 脫氣、灌裝、殺菌

在真空度為0.075 MPa的壓力下進行脫氣、灌裝，封口后進行殺菌并冷卻至室溫。

1.4 飲料感官評價標準

芹菜飲料的感官評分見表1。

芹菜功能飲料沉降率公式：

表1 芹菜飲料的感官評分

式中：m——一定量果蔬汁中沉淀物的質量，mg；

M——一定量果蔬汁的總質量，mg。

2 結果與分析

2.1 氯化鈉添加量對飲料護色效果的影響

氯化鈉添加量對產品護色效果的影響見圖1。

由圖1可知，當氯化鈉添加量增加到3%時，評分值達到最大為95分，此時既保持芹菜原有的風味，顏色又鮮綠，護色效果好；當氯化鈉添加量繼續增加時，評分值開始下降，當氯化鈉添加量為5%時，評分值達到最低，此時芹菜中已出現咸味，影響了飲料的口感。因此，選擇3%的氯化鈉添加量對芹菜雪梨飲料進行護色。

2.2 燙漂時間對飲料護色效果的影響

燙漂時間對護色效果的影響見圖2。

由圖2可知，當燙漂時間為3 min時，評分達到最大值為90分，可保持芹菜在榨汁過程中不變色。繼續延長燙漂時間，評分明顯減小，護色5 min時達到最低為30分，主要原因是過長時間的燙漂，使芹菜具有煮熟味。因此，選擇3 min進行護色燙漂時間。

2.3 穩定劑對芹菜功能飲料穩定性的影響

2.3.1 穩定劑單因素結果

不同穩定劑添加量對比試驗結果見表2。

表2 不同穩定劑添加量對比試驗結果/%

CMC-Na（A）、果膠（B），對飲料的穩定性具有一定的作用，但單獨使用對飲料的穩定性效果不如復配。β-環糊精（C）起到去除異味和苦澀的作用，并且隨著其添加量的增加，芹菜功能飲料的穩定性也得到了提升。由表2可知，CMC-Na（A）、果膠（B）、β-環糊精（C） 復配對飲料的穩定性效果最佳，故應選擇穩定劑復配。

2.3.2 穩定劑復配正交試驗

通過正交試驗，以飲料沉降率為依據，選出最適合的復配穩定劑。

穩定劑正交試驗結果見表3。

由表3可知，通過極差分析，3個因素對于芹菜功能飲料穩定性影響的主次順序為B＞C＞A，果膠添加量對芹菜功能飲料的穩定性影響最大，其次為β-環糊精，最后為CMC-Na，最優水平組合為4號，沉降率為0.52%，最佳組合為A3B1C1。因此，芹菜功能飲料的最佳穩定劑添加量為CMC-Na 0.08%，β-環糊精0.1%，果膠0.1%。

2.4 芹菜功能飲料配方優化試驗結果

2.4.1 芹菜雪梨汁添加量對飲料品質的影響

表3 穩定劑正交試驗結果/%

果蔬汁添加量對芹菜功能飲料品質的影響見圖3。

由圖3可知，當芹菜雪梨汁添加量為8%時，感官評分為70分，飲料具有清新的芹菜味和雪梨味，口感不夠協調、柔和，但后味有差異；當果蔬汁添加量增加到12%時，評分達到最大為90分，此時芹菜的清香味突出；繼續增加果蔬汁添加量，評分開始降低，當果蔬汁添加量達到16%時，評分達到最低分，果蔬汁比例過重影響了后續的調味調色。因此，最佳的果蔬汁添加量為10%～14%。

2.4.2 果蔬汁中芹菜與雪梨的比例對芹菜功能飲料品質的影響

果蔬汁中芹菜汁與雪梨汁的比例對芹菜功能飲料品質的影響見圖4。

由圖4可知，當芹菜汁與雪梨汁的比例為2∶1時，評分為60分，雪梨味基本覆蓋了芹菜的清香；當芹菜汁與雪梨汁的比例增加到4∶1時，評分達到最大為95分，芹菜的清香味突出，雪梨的輔助作用明顯；繼續增加芹菜汁與雪梨汁的比例，評分逐漸減低，當芹菜汁與雪梨汁的比例增大到6∶1時，評分達到最低分，此時過重的芹菜味影響了飲料的品質，出現膩感。因此，選擇芹菜汁與雪梨汁的最適比例為3∶1～5∶1。

2.4.3 蔗糖添加量對芹菜功能飲料口感的影響

蔗糖添加量對芹菜功能飲料品質的影響見圖5。

由圖5可知，隨著蔗糖添加量的增加，評分值逐漸增大，當蔗糖添加量為10%時，評分值達到最高為90分，此時甜味適度，且有回味感；繼續增加蔗糖添加量，評分逐漸減低，當蔗糖添加量增加到14%時，飲料的甜度過重，引起煩膩感。因此，最佳的蔗糖添加量范圍為8%～12%。

2.4.4 檸檬酸添加量對芹菜功能飲料口感的影響

檸檬酸添加量對芹菜功能飲料品質的影響見圖6。

由圖6可知，當檸檬酸添加量為0.06%時，評分為60分，酸度適中，有清涼感；隨著檸檬酸添加量的增加，飲料酸味逐漸增加，當檸檬酸添加量為0.12%時，評分值分達到最高為90分，此時酸度適宜，口感清爽；繼續增加檸檬酸添加量，飲料糖酸比失調，飲料開始變酸，當檸檬酸添加量增加到0.15%時，引起酸味過重無法飲用。因此，選用檸檬酸添加量為0.10%～0.14%。

2.5 芹菜功能飲料正交試驗結果及方差分析

芹菜功能飲料正交試驗見表4，方差分析結果見表5。

表4 芹菜功能飲料正交試驗

表5 方差分析結果

由表4可知，影響芹菜功能飲料感官評定因素的主次順序為檸檬酸添加量＞芹菜雪梨汁添加量＞蔗糖添加量＞穩定劑添加量；由表5可知，因素A'、B'、C'、D'影響均不顯著 （p＜0.05）。極差分析得，試驗中對試驗指標影響的主次順序為 C'＞A'＞B'＞D'，感官評價和正交試驗分析得最優組合為A'2B'2C'1D'2，但是這一組合并沒有在正交試驗結果中出現，而直觀效應最佳組合為A'2B'2C'3D'1，所以進行重復對比試驗，綜合比較，結果證明A'2B'2C'1D'2最優，芹菜功能飲料的各方面評定均為最佳，所以確定A'2B'2C'1D'2為最佳組合，即混合果蔬汁添加量12%（芹菜汁∶雪梨汁=4∶1），蔗糖添加量10%，檸檬酸添加量0.12%，CMC-Na添加量0.08%，β-環糊精添加量0.1%，果膠添加量0.1%。

3 結論

以芹菜為原料，利用芹菜中含有的功能性活性物質—芹菜素研制芹菜功能性飲料。結果表明，芹菜在質量分數2%氯化鈉溶液中100℃下燙漂3 min效果最佳，可以使芹菜汁保持原有的色、香、味。芹菜功能飲料的最佳配方為果蔬汁添加量12%（芹菜汁∶雪梨汁=4∶1），蔗糖添加量10%，檸檬酸添加量0.12%，CMC-Na添加量0.08%，β-環糊精添加量0.1%，果膠添加量0.1%，此時飲料口感酸甜適口、風味獨特。該產品可以提高芹菜資源的利用和附加值，具有廣闊的市場前景，有著一定的市場開發價值。