蔓越莓奇亞籽復合保健飲料的工藝研究及貨架期預測

陳 哲，陳旭明，張玉婷，袁利鵬，劉 波

（1.潮州市食品檢驗檢測中心，廣東潮州 521011；2.廣東省潮州市質量計量監督檢測所，廣東潮州 521011；3.廣東農工商職業技術學院熱帶農林學院，廣東廣州 510507）

蔓越莓中的濃縮單寧酸具有良好的抗菌附著力，從而可預防尿路感染；蔓越莓富含原花青素，其抗自由基氧化能力約為維E 的50 倍，蔓越莓中的黃酮類增加了血漿抗氧化能力，因此蔓越莓汁能抵抗自由基引起的肌膚的老化、保持皮膚的彈性，具有良好的養顏美容功效；蔓越莓中含有大量的不飽和脂肪酸、生育三烯醇和濃縮單寧酸，可以預防心血管疾病；此外，蔓越莓中的多酚物質具有養胃功效，減少了胃潰瘍和胃癌的發生率[1-4]。

蔓越莓柔軟多汁，采摘期集中，果實的貯藏和運輸較困難，對蔓越莓進行加工是解決蔓越莓貯藏與保鮮的有效途徑之一[5]。我國對蔓越莓的選育和栽培還處于起步階段，蔓越莓原料仍以進口為主，二次開發率仍不高，深加工轉化技術有待發展[6]，因此，對蔓越莓產品的再開發能提高蔓越莓產品的附加值，具有廣闊的市場開發前景。

奇亞籽，芡歐鼠尾草的種子，食用歷史已有5 500 多年[7]。奇亞籽的營養價值很高，具有良好的保健功能，富含高蛋白、ω-3 多不飽和脂肪酸、維生素、可溶性膳食纖維、礦物質和多種抗氧化化合物，有助于降血脂、降血糖、預防心腦血管疾病、預防皮膚病、改善皮膚等[8-11]。奇亞籽的可溶性膳食纖維浸于水中會形成膠狀物質，此時食用能發揮奇亞籽調節體脂、緩解體力疲勞、改善腸胃功能的作用。在國外，奇亞籽除單獨食用外，還在餅干、飲料、沙拉、酸奶等食品中作為食品添加劑被添加，以提高營養價值[12]。2014 年，中國正式批準將奇亞籽作為新的食品原料使用[13]，這也意味著奇亞籽在中國食品行業的應用有了合法地位。

目前，國內關于奇亞籽飲料的學術論文相對較少，市場上也較少見到奇亞籽相關飲料的產品，但作為一種新的食品原料，其飲料產品具有良好的發展前景。將蔓越莓濃縮汁和奇亞籽這2 種原料有機結合，并通過單因素試驗和正交試驗探究最佳配方組合，對穩定劑最佳組合進行探究，以微生物指標和感官指標對貨架期進行預測，得出在20 ℃時蔓越莓奇亞籽復合保健飲料的貨架期。制得的復合飲料既有蔓越莓的清香，又有奇亞籽的咀嚼感，還具有良好的營養和保健功效，以滿足消費者對營養、味覺的需求。蔓越莓奇亞籽復合保健飲料的研制不僅對蔓越莓、奇亞籽在保健功能食品中應用及提高蔓越莓深加工的附加值具有重要意義，還豐富了植物飲料種類，前景非常廣闊。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蔓越莓濃縮汁，三門峽盈潤食品有限公司提供；奇亞籽，廣州莆陽國際貿易有限公司提供；檸檬酸，日照金禾博源生化有限公司提供；白砂糖，廣東省廣州市黃埔區布嶺村迎客隆超市提供；羧甲基纖維素鈉，常熟威怡科技有限公司提供；卡拉膠、黃原膠，河南萬邦實業有限公司提供；茶多酚，豫中生物科技有限公司提供；維C，山東天力藥業有限公司提供。

1.2 儀器與設備

DT-1000 型電子天平，常熟市金羊砝碼儀器有限公司產品；LRH-150B 型生化培養箱，廣東省醫療器械廠產品；HH-2 型數顯恒溫水浴鍋，金壇市富華儀器有限公司產品；DL-1 型萬用電爐，北京市永光明醫療儀器廠產品；DHG-9240 型電熱鼓風干燥箱，上海申賢恒溫設備廠產品；LDZX-50FBS 型手提式壓力蒸汽滅菌鍋，合肥華泰醫療設備有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 蔓越莓奇亞籽復合保健飲料的工藝流程

①純凈水、白砂糖、檸檬酸、穩定劑→混合→溶解；

②蔓越莓濃縮汁→護色；

③奇亞籽→浸泡；

①+②+③→調配→灌裝→殺菌→冷卻→成品。

1.3.2 操作要點

（1） 原料選擇與處理。蔓越莓濃縮汁原料：選擇色澤均勻、干凈無雜質的蔓越莓濃縮汁；奇亞籽：選擇成熟新鮮、無發黃發干的奇亞籽[14]，用適量的水常溫浸泡奇亞籽20 min，至使其完全膨脹出膠，懸浮均勻。

（2） 護色。在蔓越莓濃縮汁中加入茶多酚0.03%和維C 0.05%，起護色作用[15-16]。

（3） 加入輔料。先將白砂糖、穩定劑攪拌，混合均勻，放在萬用電爐上邊加熱邊攪拌，至沸騰，使其完全溶解，防止穩定劑呈膠質狀態。

（4） 混合調配。白砂糖、穩定劑按一定比例徹底溶解后，將蔓越莓濃縮汁、水、檸檬酸、浸泡好的奇亞籽添加到飲料中。

（5） 殺菌。密封的飲料在80 ℃的水浴中殺菌20 min。

（6） 冷卻。將巴氏殺菌后的飲料立即用流水沖，使其冷卻，即可得到成品。

1.3.3 蔓越莓奇亞籽復合保健飲料試驗設計

（1） 蔓越莓濃縮汁添加量單因素試驗。調配時固定初始奇亞籽添加量4%，檸檬酸添加量0.05%，白砂糖添加量8%，黃原膠0.06%，CMC-Na 0.08%，卡拉膠0.08%，將蔓越莓濃縮汁添加量設置為2%，3%，4%，5%，6%進行單因素試驗，由感官評定小組對飲料品質進行感官評定，確定最佳的蔓越莓濃縮汁添加量。

（2） 奇亞籽添加量單因素試驗。調配時固定初始蔓越莓濃縮汁添加量5%，檸檬酸添加量0.05%，白砂糖添加量8%，黃原膠0.06%，CMC-Na 0.08%，卡拉膠0.08%，將奇亞籽添加量設置為3%，4%，5%，6%，7%進行單因素試驗，由感官評定小組對飲料品質進行感官評定，確定最佳的奇亞籽添加量。

（3） 檸檬酸添加量單因素試驗。調配時固定初始蔓越莓濃縮汁添加量5%，奇亞籽添加量4%，白砂糖添加量8%，黃原膠0.06%，CMC-Na 0.08%，卡拉膠0.08%，將檸檬酸添加量設置為0.03%，0.04%，0.05%，0.06%，0.07%進行單因素試驗，由感官評定小組對飲料品質進行感官評定，確定最佳的檸檬酸添加量。

（4） 白砂糖添加量單因素試驗。調配時，固定初始各組分添加量為蔓越莓濃縮汁5%，奇亞籽4%，檸檬酸0.05%，黃原膠0.06%，CMC-Na 0.08%，卡拉膠0.08%，將白砂糖添加量設置為6%，7%，8%，9%，10%進行單因素試驗，由感官評定小組對飲料品質進行感官評定，確定最佳的白砂糖添加量。

1.3.4 配方正交試驗

通過蔓越莓濃縮汁添加量（A）、奇亞籽添加量（B）、檸檬酸添加量（C）、白砂糖添加量（D） 4 個單因素試驗確定最佳變量范圍，采用四因素三水平進行正交試驗，通過產品感官評定，確定蔓越莓奇亞籽復合保健飲料的最佳工藝參數。

1.3.5 穩定劑添加量單因素試驗與正交試驗

采用CMC-Na、黃原膠和卡拉膠3 種穩定劑，進行不同比例的單因素試驗和3 種穩定劑的復配試驗，根據飲料的穩定形態確定最佳的穩定劑配方。

1.3.6 貨架期預測

根據建議的食品溫度選擇加速檢測食品儲存期[17]，試驗將通過ASLT 試驗，將蔓越莓奇亞籽復合保健飲料的貯藏條件設定為4，27，37 ℃，加速產品的品質變化，以預測產品在一般商業儲存溫度20 ℃時的保質期。每間隔一段時間，檢測產品的菌落總數和感官得分。貯藏條件37 ℃的蔓越莓奇亞籽復合保健飲料每隔2 d 檢測1 次，將蔓越莓奇亞籽復合保健飲料歸為罐藏食品（Q10值為1.5~4.0）[18-19]，暫設定Q10為2，則f2（27 ℃） 約為4，即貯藏條件27 ℃時的蔓越莓奇亞籽復合保健飲料每隔4 d 檢測1 次。

ASLT 公式：

式中：f1——最高試驗溫度T1時各試驗的時間間隔（d）；

f2——較低試驗溫度T2時各試驗的時間間隔（d）；

ΔT——T1-T2，℃。

將調配好的同一批次蔓越莓奇亞籽復合保健飲料用真空包裝（約50 mL），經80 ℃，20 min 巴氏殺菌后，冷卻至室溫，再分別置于4 ℃（對照溫度）、27 ℃和37 ℃下避光保存。每次取3 袋樣品，冷卻至室溫，重復測定3 次，取平均值，感官評分以60 分為終點。

1.3.7 成品評定與檢測

（1） 產品感官評定。

蔓越莓奇亞籽復合保健飲料感官評分標準見表1。

表1 蔓越莓奇亞籽復合保健飲料感官評分標準

（2） 微生物指標的測定。

菌落總數：參照國家標準GB 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[20]進行檢測。

大腸菌群：參照國家標準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[21]進行檢測。

2 結果與分析

2.1 配方單因素試驗結果

2.1.1 蔓越莓濃縮汁添加量的單因素試驗結果

蔓越莓濃縮汁添加量的單因素試驗結果見圖1。

圖1 蔓越莓濃縮汁添加量的單因素試驗結果

由圖1 可知，當蔓越莓濃縮汁添加量為2%時，成品色澤較淺，蔓越莓味道較淡；另一方面，當蔓越莓濃縮汁添加量為6%時，成品色澤較深，蔓越莓味道過濃，蔓越莓添加量為3%，4%，5%較為適宜，此時的飲料氣味較為適中，色澤也適中。由圖1 可知，蔓越莓濃縮汁添加量為4%時，感官評分最高，確定蔓越莓濃縮汁的最佳添加量為4%，選擇蔓越莓濃縮汁添加量分別為3%，4%，5%進行正交試驗。

2.1.2 奇亞籽添加量的單因素試驗結果

奇亞籽添加量的單因素試驗結果見圖2。

圖2 奇亞籽添加量的單因素試驗結果

由圖2 可知，當奇亞籽添加量3%時，成品中奇亞籽過少，口感不豐富，咀嚼感較弱，懸浮分布過于稀疏；另一方面，當奇亞籽添加量為7%時，成品中奇亞籽懸浮分布過于密集，奇亞籽自身形成膠質懸浮在飲料中，使得口感過硬，奇亞籽添加量為4%，5%，6%較為適宜，此時的飲料口感豐富，咀嚼感較好，懸浮分布較為均勻適中。

2.1.3 檸檬酸添加量的單因素試驗結果

檸檬酸添加量的單因素試驗結果見圖3。

圖3 檸檬酸添加量的單因素試驗結果

由圖3 可知，當檸檬酸添加量0.03%時，成品中無明顯酸甜味道，口感不豐富；另一方面，當檸檬酸添加量為0.07%時，成品中口味過酸，檸檬酸添加量為0.04%，0.05%，0.06%較為適宜，此時的飲料酸甜較為適中。

2.1.4 白砂糖添加量的單因素試驗結果

白砂糖添加量的單因素試驗結果見圖4。

圖4 白砂糖添加量的單因素試驗結果

由圖4 可知，當白砂糖添加量為6%時，成品中的甜味過淡，口感不豐富。隨著白砂糖添加量的增加，成品的感官評分也逐漸上升，當白砂糖添加量為10%時，成品甜味過重，白砂糖添加量為8%，9%，10%較為適宜，此時的飲料甜度較為適中。

2.2 配方正交試驗結果

通過配方單因素試驗，確定了蔓越莓濃縮汁、奇亞籽、檸檬酸和白砂糖的添加量范圍，采用L9（34）正交試驗，研究各因素水平對蔓越莓奇亞籽復合保健飲料的影響。

正交試驗因素與水平設計見表2，正交試驗結果與分析見表3。

表2 正交試驗因素與水平設計/ %

表3 正交試驗結果與分析

由表2 可知，4 個因素對蔓越莓奇亞籽復合保健飲料產品質量都有不同程度的影響，影響因素的主次順序為蔓越莓濃縮汁添加量（A） >奇亞籽添加量（B） >白砂糖添加量（D） >檸檬酸添加量（C），得出復合飲料的最佳工藝配方為A2B2C2D1。由于正交試驗表中沒有該配方，因此接下來對該配方進行驗證試驗，結果表明在A2B2C2D1條件下，制成的飲料色澤均一，奇亞籽咀嚼感良好，口感滑爽柔和，綜合感官評分達85 分以上，說明復合飲料的最佳配方組合為A2B2C2D1，即蔓越莓濃縮汁添加量4%，奇亞籽添加量5%，檸檬酸添加量0.05%，白砂糖添加量8%。

2.3 穩定劑單因素試驗結果

CMC-Na 添加量的單因素試驗結果見圖5。

圖5 CMC-Na 添加量的單因素試驗結果

由圖5 可知，CMC-Na 的最佳添加量為0.08%，此時的飲料的感官品質較好，選用感官評分最高的3 組，即0.06%，0.08%，0.10%，作為正交試驗的單因素水平。

黃原膠添加量的單因素試驗結果見圖6。

由圖6 可知，黃原膠的最佳添加量為0.06%，此時飲料的感官品質較好，選用感官評分最高的3 組，即0.04%，0.06%，0.08%，作為正交試驗的單因素水平。

圖6 黃原膠添加量的單因素試驗結果

卡拉膠添加量的單因素試驗結果見圖7。

圖7 卡拉膠添加量的單因素試驗結果

由圖7 可知，卡拉膠的最佳添加量為0.10%，此時飲料的感官品質較好，選用感官評分最高的3 組，即0.08%，0.10%，0.12%，作為正交試驗的單因素水平。

2.4 穩定劑正交試驗結果

通過單因素試驗，確定了CMC-Na、黃原膠和卡拉膠添加量范圍，采用L9（34）正交試驗，研究各因素水平對蔓越莓奇亞籽復合保健飲料的影響。

正交試驗因素與水平設計見表4，正交試驗結果與分析見表5。

表4 正交試驗因素與水平設計/ %

表5 正交試驗結果與分析

由表4 可知，蔓越莓奇亞籽復合保健飲料穩定性影響因素的主次順序為C'>A'>B'，即卡拉膠添加量>CMC-Na 添加量>黃原膠添加量。得出復合飲料的穩定性最佳組合為A'2B'2C'2，因為正交試驗表中沒有該配方，因此接下來對該配方進行驗證試驗，驗證試驗結果表明在A'2B'2C'2穩定劑作用下，制成的飲料色澤均一，奇亞籽懸浮穩定，口感滑爽柔和，綜合感官評分達85 分以上，說明復合飲料的穩定劑的最佳組合為A'2B'2C'2，即CMC-Na 添加量0.08%，黃原膠添加量0.06%，卡拉膠添加量0.10%。

2.5 貨架期預測結果

試驗預測蔓越莓奇亞籽復合保健飲料在一般商業儲存溫度20 ℃時的貨架期，以感官評分低于60分為終點。

樣品在37 ℃的試驗結果見表6，樣品在27 ℃的試驗結果見表7。

表6 樣品在37 ℃的試驗結果

表7 樣品在27 ℃的試驗結果

由表7 可知，飲料在37，27 ℃儲存溫度下的保藏過程中，菌落總數和大腸菌群都為0，未檢測到微生物的生長；隨著時間的增加，蔓越莓奇亞籽復合保健飲料的顏色變暗，香味損失，口感不協調，導致感官得分的降速加快，而感官評分的降低也說明該飲料的接受度越來越低，品質已經發生了極大改變。

由表可以看出，樣品在37 ℃的保質期為4 d 或5 d，在27 ℃的保質期為12 d。

根據上述結果，有公式：

故由公式 θs(T1)=θs(T2)×Q10ΔT/10得在一般商業儲存溫度20 ℃條件下的貨架期為：

綜上所述，根據ASLT 法的試驗數據可知蔓越莓奇亞籽復合保健飲料在一般商業儲藏溫度20 ℃時的貨架期為53~77 d。

3 結論

根據單因素試驗和正交試驗結果，確定了蔓越莓奇亞籽復合保健飲料的最佳工藝配方中各組分添加量為蔓越莓濃縮汁4%，奇亞籽5%，檸檬酸0.05%，白砂糖8%，CMC-Na 0.08%，黃原膠0.06%，卡拉膠0.10%。巴氏殺菌后，通過加速貨架期預測試驗，預測出了蔓越莓奇亞籽復合保健飲料在一般商業儲藏溫度20 ℃的貨架期為53~77 d。