紅樹莓菇娘果復合飲料的配方優(yōu)化研究

林菲涵，趙 越，張 娜，楊一凡，楊佳欣，周 霖

（沈陽醫(yī)學院公共衛(wèi)生學院食品教研室，遼寧 沈陽 110034）

紅樹莓又名覆盆子，屬于薔薇科懸鉤子屬多刺灌木，是我國小漿果種植產(chǎn)業(yè)的重要部分[1]。其果實香味獨特，汁水豐富，果味微酸，深受消費者的喜愛。紅樹莓果實中含有較多營養(yǎng)成分，如VA、VC、VE及大量纖維，還含有鞣化酸、紅樹莓酮、水楊酸、超氧化物歧化酶等多種生物活性成分[2]。有大量科學研究表明，紅樹莓可以起到調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、抗肝損傷、降血脂、緩解動脈粥樣硬化、抗衰老等多種有利于人體健康的功效[3-7]。在紅樹莓飲料開發(fā)方面，張雪梅等[8]以藍莓、紅樹莓為主要原料研制出了復合果汁。劉麗娜等[9]以紅樹莓和牛奶為主要原料進行了乳酸菌類飲料的研究。

菇娘果也稱燈籠果，外形酷似燈籠，因此得名。其果實可藥食兼用，《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載，其莖、葉、果實、宿萼均可入藥[10]。菇娘果盛產(chǎn)于我國東北黑龍江等地，氣味清香，味道微甜，十分爽口。菇娘果中含有足量氨基酸，鋅、硒等微量元素也很充足，含有VA、VB、VC、VD、VE等8種維生素[11]。果實中足量的鉀、鎂鹽使其具有降壓和利尿的功效。有大量科研人員曾對菇娘果提取物進行研究，發(fā)現(xiàn)菇娘果具有抗氧化、抗菌、抗腫瘤、調(diào)節(jié)機體免疫功能等功效[12-14]。劉恒超[15]研究發(fā)現(xiàn)，從菇娘果中提取出來的多糖可有效預防小鼠的炎癥性疾病。在產(chǎn)品開發(fā)方面，我國先后有人研制出菇娘果汁、毛酸漿枸杞液體功能性飲料以及黃菇娘酸奶等具有營養(yǎng)價值的產(chǎn)品[16-18]。

本研究以紅樹莓和菇娘果為主要原料，輔以白砂糖和穩(wěn)定劑為配料，研制出一款果香濃郁、色澤鮮亮、品質(zhì)均勻的復合飲料，以期在融合二者營養(yǎng)功能的同時，為復合飲料的研發(fā)拓寬思路。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

紅樹莓：網(wǎng)購冷凍果實；菇娘果：市售，購買后冷凍保存；白砂糖：沈陽市盛毅食品有限責任公司；食品級魔芋膠、食品級黃原膠：浙江一諾生物科技有限公司；氫氧化鈉：西隴科學股份有限公司。

1.1.2 儀器與設備

KDC-16H型高速離心機：科大創(chuàng)新股份有限公司中佳分公司；L18-Y928S型破壁機：九陽股份有限公司;LD型電子天平：沈陽龍騰電子有限公司；HZS-H型水浴振蕩器：哈爾濱市東聯(lián)電子技術開發(fā)有限公司；PH-3E型pH計：上海儀電科學儀器股份有限公司；PX-B32T型手持式折光儀：上海力辰科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

復合飲料制作工藝流程見圖1。

圖1 復合飲料的制作工藝流程Fig.1 Workflow of the compound beverage processing

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 紅樹莓汁、菇娘果汁的制備

在26℃下解凍冷凍的紅樹莓和菇娘果果實，除去雜質(zhì)后用破壁機破碎。破碎后紅樹莓汁按照紅樹莓∶水（m∶m）=5∶4，菇娘果汁按照菇娘果∶水（m∶m）=2∶1分別加水并進一步榨汁，操作時應注意盡量減少食材接觸氧氣。然后用150目的篩網(wǎng)進行過濾，取濾液，分別得到紅樹莓汁和菇娘果汁。

1.2.2.2 化糖和化膠

向250 mL錐形瓶中先后加入70~80℃純凈水100 g和白砂糖，溫水溶化。本試驗擬選擇魔芋膠∶黃原膠（m∶m）＝1∶2作為復合穩(wěn)定劑。將溶化好糖水的燒杯置于75℃恒溫水浴鍋中以防穩(wěn)定劑結塊，加入穩(wěn)定劑同時攪拌，直至全部溶解。

1.2.2.3 混合調(diào)配

按一定比例將調(diào)配好的紅樹莓汁、菇娘果汁、白砂糖及穩(wěn)定劑相關溶液混合，注意要將原料攪拌均勻。

1.2.2.4 脫氣、殺菌

采用巴氏殺菌法[19]進行殺菌。將成品飲料加熱到85~90℃，保持溫度30 s，可縮短殺菌時間，使工作效率更高，較好地避免營養(yǎng)成分的損失。

1.2.2.5 灌裝、成品

飲料脫氣、殺菌完成后，裝入經(jīng)過消毒處理的玻璃瓶并封口，倒置冷卻至室溫后即為成品。需擦去瓶蓋上的水珠，以保持瓶蓋清潔干燥，防止生銹。

1.2.3 單因素試驗設計

以復合飲料感官評分為評價指標進行單因素試驗。感官評分標準參考GB 7101—2015[20]的感官品質(zhì)要求并稍作修改，具體見表1。請10位經(jīng)過培訓的感官評價人員組成感官評定小組，運用綜合評分的方法評定，每個特征的評分范圍為1~25分，總分為100分。

1.2.3.1 復合穩(wěn)定劑添加量的篩選

按照穩(wěn)定劑添加量分別為0.06%、0.12%、0.18%、0.24%、0.30%（文中原料配比均為以純凈水為基重所計量的質(zhì)量分數(shù)），固定白砂糖添加量10%，紅樹莓汁添加量40%，菇娘果汁添加量50%，制備復合飲料。通過表1中的感官評價標準對復合飲料進行評分，篩選適宜的穩(wěn)定劑添加量。

1.2.3.2 白砂糖添加量的篩選

采用上述最優(yōu)穩(wěn)定劑添加量，設定白砂糖添加量分別為6%、8%、10%、12%、14%，紅樹莓汁添加量40%，菇娘果汁添加量50%，制備復合飲料。通過表1中的感官評價標準對復合飲料進行評分，篩選適宜的白砂糖添加量。

1.2.3.3 紅樹莓汁添加量的篩選

采用上述最優(yōu)穩(wěn)定劑、白砂糖添加量，設定紅樹莓汁添加量分別為20%、30%、40%、50%、60%，菇娘果汁添加量50%，制備復合飲料。通過表1中的感官評價標準對復合飲料進行評分，篩選適宜的紅樹莓汁添加量。

表1 復合飲料感官品質(zhì)評分標準Table 1 Sensory quality scoring standards for compound beverages

1.2.3.4 菇娘果汁添加量的篩選

采用上述最優(yōu)穩(wěn)定劑、白砂糖、紅樹莓汁添加量，設定菇娘果汁添加量分別為30%、40%、50%、60%、70%，制備復合果汁飲料。通過表1中的感官評價標準對復合飲料進行評分，篩選適宜的菇娘果汁添加量。

1.2.4 正交試驗優(yōu)化飲料配方

在單因素試驗的基礎上，以穩(wěn)定劑、白砂糖、紅樹莓汁、菇娘果汁添加量為主要影響因素，以復合飲料感官評分為考察指標，進行L9(34)正交試驗，各因素水平值如表2所示。

表2 復合飲料配方優(yōu)化正交試驗因素與水平Table 2 Factors and levels of compound beverage formula optimization test 單位：%

1.2.5 紅樹莓菇娘果復合飲料成品的檢測

1.2.5.1 穩(wěn)定性

飲料體系的穩(wěn)定性選取離心沉淀率為衡量指標，該值越小，表明飲料穩(wěn)定性越好[21]。準備3支相同規(guī)格的離心管，分別向其中準確加入15 mL的紅樹莓菇娘果復合飲料，以4 000 r/min離心8 min。離心完成后，棄去上層清液，稱量沉淀物質(zhì)量，計算離心沉淀率。

1.2.5.2 總酸含量

參照GB 12456—2021[22]中關于飲料的測定方法，采用pH電位法測定飲料總酸含量，每個樣品重復3次，結果取平均值。

1.2.5.3 可溶性固形物含量

利用手持糖度計測定，于20℃條件下，滴上試液后合蓋測定，每個樣品重復3次，結果以百分數(shù)（%）表示。

1.2.5.4 微生物指標檢驗

采用GB 4789.2—2016[23]、GB 4789.3—2016[24]以及GB 29921—2013[25]中的方法對產(chǎn)品菌落總數(shù)、大腸桿菌數(shù)和致病菌進行檢驗。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS Statistics V17.0軟件對試驗結果進行統(tǒng)計分析，GraphPad 9.0.0軟件處理數(shù)據(jù)并進行繪圖，結果以平均值±標準差（xˉ±s）表示。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 穩(wěn)定劑添加量對復合飲料感官品質(zhì)的影響

復合穩(wěn)定劑對飲料感官品質(zhì)的影響如圖2所示。當穩(wěn)定劑添加量為0.18%時，感官評分達到了最高值88.63分；穩(wěn)定劑添加量大于0.18%時，感官評分逐漸降低，紅樹莓菇娘果復合飲料過于濃稠，液體流動性不佳，紅樹莓和菇娘果的味道也會被掩蓋[26]，并且色澤方面也相對淺；穩(wěn)定劑添加量小于0.18%時，紅樹莓菇娘果復合飲料偏稀，口感不夠醇厚，飲料穩(wěn)定性不高。由此可知，復合穩(wěn)定劑的適宜添加量為0.18%。

圖2 穩(wěn)定劑添加量對復合飲料感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of stabilizer addition on sensory quality of compound beverage

2.1.2 白砂糖添加量對復合飲料感官品質(zhì)的影響

如圖3所示，當白砂糖添加量為8%時，感官評分最高，復合飲料甜度適中，口味最佳；當白砂糖添加量在8%以上時，甜味掩蓋果味，酸味幾乎消失，進而影響了整體風味，感官評分稍低；當白砂糖添加量小于8%時，飲料甜味不足，紅樹莓的酸味和菇娘果的澀味過重，感官評分降低。因此，確定白砂糖的適宜添加量為8%。

圖3 白砂糖添加量對復合飲料感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of sugar addition on sensory quality of compound beverage

2.1.3 紅樹莓汁添加量對復合飲料感官品質(zhì)的影響

如圖4所示，隨著紅樹莓汁逐漸增多，飲料的感官評分整體呈上升趨勢。當紅樹莓汁添加量為50%，感官評分達到最高值91.28分；但當紅樹莓汁添加量超過50%時，感官評分值呈下降趨勢，可能是由于紅樹莓中含有較多酸性物質(zhì)[27]，呈味較酸，大多數(shù)人很難接受，使感官評分下降；當紅樹莓汁添加量小于50%時，口味偏淡，感官評分偏低。因此，確定紅樹莓汁的適宜添加量為50%。

圖4 紅樹莓汁添加量對復合飲料感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of raspberry juice addition on sensory quality of compound beverage

2.1.4 菇娘果汁添加量對復合飲料感官品質(zhì)的影響

由圖5所示，菇娘果汁添加量為50%時，感官評分最高；當菇娘果汁添加量小于50%時，口味稍淡；而菇娘果汁添加量超過50%后，感官評分陡然下降，原因可能是菇娘果汁過多導致飲料青澀感過重[28]。所以最終確定菇娘果汁的適宜添加量為50%。

圖5 菇娘果汁添加量對復合飲料感官品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of Physalis pubescens L.juice addition on sensory quality of compound beverage

2.2 復合飲料生產(chǎn)配方正交試驗的優(yōu)化結果

由表3正交試驗結果可知，4個因素對復合飲料感官品質(zhì)的影響作用大小為：B（白砂糖添加量）＞A（穩(wěn)定劑添加量）＞D（菇娘果汁添加量）＞C（紅樹莓汁添加量），即在4個因素中白砂糖添加量對飲料感官評分的影響程度最大，其次為穩(wěn)定劑、菇娘果汁添加量，紅樹莓汁添加量對感官評分的影響最小。紅樹莓菇娘果復合飲料最優(yōu)配方為A2B1C2D3，即以水的質(zhì)量為基礎質(zhì)量，穩(wěn)定劑添加量0.18%，白砂糖添加量6%，紅樹莓汁添加量50%，菇娘果汁添加量60%，在此配方下制得的飲料感官評分為98.99分，高于正交試驗中其他組合。

表3 正交試驗結果Table 3 Orthogonal experimental results

2.3 產(chǎn)品品質(zhì)指標

2.3.1 感官品質(zhì)指標

由圖6可見，采用優(yōu)化的工藝制作的紅樹莓菇娘果復合飲料成品色澤清亮，呈淡粉色，均勻一致；有復合果汁香氣，香味得當；甜中帶酸，無酸澀不適感，口感順滑；稠稀得當，體系均一，略有輕微分層現(xiàn)象。

圖6 紅樹莓菇娘果復合飲料成品Fig.6 Compound beverage of red raspberry and Physalis pubescens L.

2.3.2 理化指標

采用最優(yōu)工藝制得的產(chǎn)品離心沉淀率為37.59%±3.75%；總酸含量為（1.62±0.02）g/L（以檸檬酸計）；可溶性固形物含量為4.67%±0.58%。

2.3.3 微生物指標

采用最優(yōu)工藝制得的產(chǎn)品菌落總數(shù)≤1 CFU/mL，大腸桿菌≤1 CFU/mL，未檢出致病菌，均符合國家質(zhì)量標準要求[23-25]。

3 結論

紅樹莓菇娘果復合飲料的最佳配方為：穩(wěn)定劑添加量0.18%，白砂糖添加量6%，紅樹莓汁添加量50%，菇娘果汁添加量60%。采用最優(yōu)工藝制得的飲料離心沉淀率為37.59%±3.75%，總酸含量為（1.62±0.02）g/L（以檸檬酸計），可溶性固形物含量為4.67%±0.58%。成品具有兩種水果的復合口味，未添加任何色素、香精和防腐劑，是適合大眾飲用的清甜可口的新型飲料。但該飲品放置時間稍久后可能略有分層現(xiàn)象，因此飲料穩(wěn)定性方面仍需要進一步研究。