核桃油營養胡蘿卜汁的開發

孟凡德，戴姝琰，李歡康，魏長慶，劉文玉*

1. 新疆兵團第五師農業科學研究所/第五師科技局（博樂 833400）；2. 石河子大學食品學院/新疆植物藥資源利用教育部重點實驗室（石河子 832000）

核桃油具有多不飽和脂肪酸高的特點[1]，被廣泛應用于國內食品市場，常見有核桃油包裝食用油，適用于孕婦及嬰幼兒等特殊群體，同時企業研發出核桃油特種食品，如核桃油微咀嚼片、核桃油健腦軟膠囊，可作為保健食品食用。此外，核桃油藥物制劑及其營養制劑，如碘油、核桃油脂肪乳靜脈注射、滴耳液[2]也被用于制藥領域。

胡蘿卜汁也被廣泛研究。童軍茂等[3]提出復合胡蘿卜汁的加工技術研究；楊勇等[4]采用蘆薈和胡蘿卜為原料，研制出一種口味獨特又具有保健功能的復合飲料；曾獻春等[5]開發研制新疆地產胡蘿卜汁乳酸菌發酵飲料，用鮮榨胡蘿卜原汁作原料，同時將保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌與之結合發酵胡蘿卜汁，制得一款口感良好、營養豐富的乳酸菌飲品；徐輝艷[6]指出由胡蘿卜和柑橘復合制得的保健飲品的最佳配方；趙輝[7]指出胡蘿卜汁添加量25%、蘋果汁添加量20%、綿白糖添加量5%、檸檬酸添加量0.07%時，胡蘿卜蘋果復合飲料感官評分最高，達到87.82分。

市場上有多種復合飲品，如核桃花生牛奶、南瓜胡蘿卜汁等[8]，但結合脂溶性營養素和水溶性營養素的復合飲品還未出現。基于此，試驗研究一款油類和果蔬汁復合飲品，為使油相與水相很好地結合并穩定保藏，需添加一定量的乳化劑，乳化劑的選擇和使用根據產品的口感和黏稠度決定[9]，在果蔬汁中添加核桃油，使其更具特色、營養，加大消費者購買力，在滿足營養需求的同時，也能為核桃油的開發利用和飲料企業的良好發展鋪路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

核桃油（實驗室壓榨制得）；新鮮胡蘿卜（市售）；蔗糖酯（食品級，新疆恒朝生物技術有限公司）；聚甘油脂肪酸酯（食品級，新疆恒朝生物技術有限公司）；羧甲基纖維素鈉（食品級，江蘇采薇生物科技有限公司）；黃原膠（食品級，南京松冠生物科技有限公司）；無水檸檬酸（食品級，新疆恒朝生物技術有限公司）；三氯甲烷（分析純，新疆中泰化學股份有限公司）；冰乙酸（分析純，河北利華生物科技有限公司）；碘化鉀（分析純，武漢遠城科技發展有限公司）；硫代硫酸鈉（分析純，濟南歐密生物科技有限公司）。

1.2 儀器與設備

萬分之一電子天平（杭州艾普儀器設備有限公司）；磁力攪拌器（上海力辰邦西儀器有限公司）；榨汁機（九陽股份有限公司）；DK-8D數顯恒溫水浴鍋（金壇市醫療儀器廠）；X7多功能酶標儀（上海閃譜生物科技有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程與操作要點

1.3.1.1 工藝流程

1.3.1.2 操作要點

1) 原材料預處理。胡蘿卜經過清洗、切分后，為防褐變并提高出汁率，在水浴鍋中100 ℃預煮5 min，榨汁后用4層紗布進行過濾，得到胡蘿卜汁，備用。

2) 乳化。將核桃油與復合乳化劑混合均勻，在70 ℃下邊攪拌邊加入溫水（溫水應純凈無雜質[10]）直至形成均勻乳化體系。

3) 混合、調配。將白砂糖、檸檬酸、復合穩定劑加水溶解，緩慢加入乳化好的飲料中并充分攪拌。

4) 殺菌、冷卻及檢測。將飲料灌裝、封口于潔凈處理的玻璃瓶中，然后于水浴鍋中殺菌處理10 min，逐級冷卻，檢驗、貯藏[11]。

1.3.2 核桃油添加量的確定

初步確定以蒸餾水質量計，白砂糖6%、檸檬酸0.2%、復合穩定劑0.3%、復合乳化劑0.5%[12]的添加量保持不變，結合人體每日正常攝入的油量分析添加合理的核桃油量，分別添加5%，6%，7%，8%和9%的核桃油。核桃油與乳化劑在70 ℃均勻攪拌下緩慢加入溫水，達到很好的乳化狀態，乳化后加入胡蘿卜汁中混合均勻。選取10名經過培訓的品評員（5男5女，年齡30～45歲），進行感官品質評定，初步確定核桃油的添加量[13]。

1.3.3 乳化劑的確定

試驗選用蔗糖酯和聚甘油脂肪酸酯，按一定比例將2種乳化劑混合并均質，發揮2種乳化劑的增效作用和優勢。添加6%白砂糖、7%核桃油、0.2%檸檬酸、0.3%復合穩定劑，分別按一定添加量比例（0.15∶0.35，0.2∶0.3，0.25∶0.25，0.3∶0.2和0.35∶0.15）加入到飲料，確定最優的乳化劑添加比后，以0.40%，0.45%，0.50%，0.55%和0.60%的添加量添加復合乳化劑，通過感官評定等方式確定最佳添加量。

1.3.4 穩定劑的確定

樣品屬于酸性飲料，因此選擇羧甲基纖維素鈉與黃原膠作為復合穩定劑，更好地增強飲料的穩定性。添加6%白砂糖、7%核桃油、0.2%檸檬酸、0.5%復合乳化劑，在0.05∶0.25，0.1∶0.2，0.15∶0.15，0.2∶0.1和0.25∶0.05中確定最佳羧甲基纖維素鈉與黃原膠的添加比，確定最佳穩定劑添加比后，分別以0.20%，0.25%，0.30%，0.35%和0.40%的添加量添加羧甲基纖維素鈉與黃原膠，通過感官評定的方式確定最佳添加量。在140 ℃條件下測定其熱穩定性。

1.3.5 白砂糖添加量的確定

砂糖用作甜味劑，增加飲料的甜味，以獲得良好的口感。白砂糖添加量過少時，飲料甜味不足；添加量過多會膩，掩蓋飲料的原味。因此，確定白砂糖的添加量很重要。查閱文獻確定白砂糖添加范圍，選取5個添加量作單因素，分別是4%，5%，6%，7%和8%，進行感官評定。

1.3.6 檸檬酸添加量的確定

檸檬酸作為酸度調節劑，調節飲料的酸度，同時還具有護色的作用[14]，但檸檬酸添加量過高會導致飲料的pH降低，若不注意添加量，會導致穩定性變差。參照GB 2760—2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》[15]，添加合適的量以達到最優糖酸比，選取0.10%，0.15%，0.20%，0.25%和0.30%作為添加量，進行感官評定。

1.3.7 正交試驗

在單因素試驗基礎上，進行正交優化試驗，以A（白砂糖添加量）、B（檸檬酸添加量）、C（復合乳化劑添加量）、D（復合穩定劑添加量）為試驗因素，采用L9(34)正交試驗對核桃油胡蘿卜汁復合飲料的配方進行優化[16]。

表1 L9(34)正交試驗因素與水平 單位：%

1.3.8 穩定性及理化指標檢測

1.3.8.1 光穩定性測定

光照試驗是穩定性研究中的重要組成部分，考察樣品對光的敏感性，對于產品的開發具有重要的指導意義，是產品包裝選擇和存儲條件的依據之一。放置于太陽光下一段時間后，對比其顏色變化并觀察穩定情況，用酶標儀測其吸光度，對比在510 nm暗處與光照下檢測到的吸光度變化。

1.3.8.2 熱穩定性測定

根據GB 5009.23—2016《食品安全國家標準 食品酸度的測定》中的pH計法測定，平行3次以減小誤差。熱穩定性檢測考察樣品是否能在高溫條件下保持穩定不變質，設定不同溫度將樣品置于水浴鍋中30 min，進行感官評分并觀察是否發生明顯變化，如顏色改變、出現明顯分層、產生沉淀等。

1.3.8.3 過氧化值（POV）的測定

參照GB 5009.227—2016《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》[17]。

1.3.8.4 酸價的測定

參照GB 5009.229—2016《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》[18]。

1.3.9 感官評定標準

表2 感官評定標準表

1.3.10 數據處理

試驗平行重復3次（n=3），利用Origin 2018進行數據處理及繪圖。

2 結果與分析

2.1 核桃油添加量的確定

如圖1所示，10名品評員中有4名認為7%核桃油添加量為最佳，有3名對核桃油添加量為6%核桃油胡蘿卜汁給予高分，有2名認為核桃油添加量8%的核桃油胡蘿卜汁具有良好的風味，1名認為5%核桃油胡蘿卜汁較好。通過評定初步確定核桃油添加量為7%，此時乳化狀態達到最佳，飲料油香味及口感適中，并且結合人體每日攝入正常油量，該添加量符合添加標準。

圖1 10名品評員認為的核桃油最優添加量

2.2 基本配方單因素試驗

2.2.1 乳化劑添加量及添加比對飲料感官品質的影響

為達到更好的乳化體系，根據核桃油初步確定的添加量來確定乳化劑添加量及添加比例。2種乳化劑復合具有增效作用，能更好地發揮乳化劑乳化效果，保持溶液均勻無雜質。乳化劑的添加量影響乳化效果，添加量不夠，溶液依舊呈現分層的狀態，添加量過大會產生雜質。

從圖2可看出，復合乳化劑添加量0.5%時，溶液均勻無雜質，乳化效果最佳。乳化劑添加量大于0.5%，雖將核桃油與胡蘿卜汁乳化完全，卻有不溶白色小顆粒；乳化劑添加量小于0.5%，乳化不完全，表面依舊有油滴存在。由圖3可知，蔗糖酯添加量0.3%、聚甘油脂肪酸酯添加量0.2%時，乳化效果最明顯，其他添加組合略差。

圖2 復合乳化劑的添加量對飲料感官評分的影響

圖3 蔗糖酯和聚甘油脂肪酸酯的添加比對飲料感官評分的影響

2.2.2 穩定劑添加量及添加比對飲料感官品質的影響熱穩定性與光穩定性是考察飲料品質的重要標準[19]。添加穩定劑可增大飲料的黏度，從而減少沉淀，使飲料的穩定性得到大幅提升。使用2種穩定乳化劑復配有增效作用，能更好地增加穩定性，保持溶液均勻無雜質。從圖4看出，穩定性隨添加量增加呈先上升后下降趨勢。復合穩定劑添加量0.3%時，穩定性較高；添加量高于0.3%時，穩定性雖增強，但口感較差；添加量低于0.3%時，穩定性變差，飲料出現沉淀。羧甲基纖維素鈉添加量0.2%、黃原膠添加量0.1%時，飲料穩定性達到最佳；若黃原膠添加量增加，會導致飲料變黏稠，口感下降，甚至出現些許沉淀。

圖4 復合穩定劑添加量對飲料感官評分的影響

圖5 羧甲基纖維素鈉與黃原膠添加比對飲料感官評分的影響

2.2.3 白砂糖添加量對飲料感官品質的影響

由圖6可知，隨著白砂糖添加量增加，飲料的感官品質呈現先上升后下降趨勢。白砂糖添加量6%時，飲料甜度適中，感官評分最高；白砂糖添加量高于6%時，飲料口感過甜，香味被掩蓋；添加量少于6%時，甜味不足，達不到最佳口感。

圖6 白砂糖添加量對飲料感官評分的影響

2.2.4 檸檬酸添加量對飲料感官品質的影響

由通過確認的最優糖酸比和圖7中數據可看出，檸檬酸添加量最優為0.2%，此時的復合飲品風味獨特，具有酸甜可口的口感。當添加量大于0.2%時，酸味過重，影響口感；當添加量小于0.2%時，酸味不夠，也達不到最佳糖酸比，口感欠佳。

圖7 檸檬酸的添加量對飲料感官評分的影響

2.3 正交優化試驗

由表3可知，A、B、C、D共4個因素對核桃油胡蘿卜汁飲料的感官評分具有顯著影響，它們對感官品質的影響程度為B＞A＞C=D，最優組合為A2B2C2D2，選擇白砂糖添加量6%，檸檬酸添加量0.2%，復合穩定劑添加量0.3%，其中羧甲基纖維素鈉添加量0.2%、黃原膠添加量0.1%，復合乳化劑添加量0.5%，其中蔗糖酯添加量0.3%、聚甘油脂肪酸酯添加量0.2%。此時的核桃油胡蘿卜汁色澤鮮艷明亮，口感酸甜可口，并且有較好的穩定性。

表3 正交試驗結果分析

2.4 最佳參數驗證試驗

根據正交試驗優化結果得到的最佳配方進行試驗，重復3次試驗，進行感官評分，所得到的結果如表4所示。

表4 正交試驗結果驗證

與正交試驗所得結果進行對比，驗證試驗所得到的感官評分高于正交試驗，說明正交試驗得到的最佳參數具有可行性。

2.5 穩定性檢測結果與分析

2.5.1 光穩定性

將放置于太陽光下的核桃油胡蘿卜汁與室內暗處存放的樣品對比，結果發現顏色幾乎無差別，放置1個月，設置對照組，用酶標儀測其吸光度，每隔2 d測1次，對比數據。

由圖8可知，吸光度從3.0上升到4.0左右，吸光度變化很小，因此核桃油胡蘿卜汁復合飲品光穩定性良好。

圖8 吸光度隨存放時間的變化

2.5.2 熱穩定性

考慮到運輸及存放過程中溫度變化，設定不同溫度于冰箱及水浴鍋中放置30 min，觀察現象并進行感官評分。

從圖9可以看出，隨著溫度上升，感官評分會下降，如果溫度過高，會出現煮爛的胡蘿卜味，在現實情況下溫度不會過高，因此在10～45 ℃下不會發生太大的變化，并觀察現象無明顯變化，因此熱穩定性良好。

圖9 溫度對飲料感官評分的影響

2.6 理化指標檢測結果與分析

2.6.1 過氧化值

經過放置一段時間后的觀察和檢測，國標中要求其過氧化值應≤0.15 g/100 g，測量其中3組消耗硫代硫酸鈉標準溶液0.40，0.50和0.60 mL，計算其過氧化值，結果為0.016 8，0.022 5和0.028 5 g/100 g，根據放置不同時間的樣品測定結果發現范圍在0.016 8～0.041 5 g/100 g，不同時間的所有樣品過氧化值均小于0.15 g/100 g，因此核桃油胡蘿卜汁符合國標中過氧化值的要求。

2.6.2 酸價

根據滴定所需標準溶液的體積2.60 mL，試樣添加量5.22 g，NaOH標準溶液濃度0.1 mol/L，NaOH摩爾質量39.996 g/moL。計算出酸價，結果為2.0 mg/g，參照GB 2716—2018《食品安全國家標準 植物油》，食用植物油酸價應≤3 mg/g，在標準范圍之內，因此符合國標要求。

3 結論

以蒸餾水質量計，7%核桃油、6%白砂糖、0.2%檸檬酸、0.2%羧甲基纖維素鈉、0.1%黃原膠、0.3%蔗糖酯、0.2%聚甘油脂肪酸酯為最佳配方。該飲料色澤鮮艷明亮呈橘紅色；口感清爽，酸甜可口，無異味；經過對其穩定性與理化指標的測定，光穩定性、熱穩定性良好，過氧化值與酸價也符合國家標準要求。