低糖低熱量香蕉醋飲料生產工藝優化

唐婕，朱芷萱，陳智剛，陸韋宇，韋璐，寧恩創*

（1.廣西大學輕工與食品工程學院，廣西 南寧 530004；2.中華人民共和國南寧海關，廣西 南寧 530029；3.廣西農業職業技術大學，廣西 南寧 530007）

香蕉是我國南方盛產的一種熱帶水果，含有大量人體所需的活性成分，具有低脂肪高熱量的特性，是理想的減肥代餐食品[1-2]。目前我國對于香蕉的深加工技術尚未成熟，香蕉加工產品的產業鏈尚未發展完全，一些盛產香蕉的地區在旺季時會存在滯銷的情況。鑒于此現狀，深入研究香蕉深加工技術與加快香蕉加工產品產業鏈的發展顯得尤為重要。香蕉果醋是一種兼具果醋保健功效、香蕉獨特風味與營養價值的新型健康食醋[3-4]。香蕉醋產品目前在市面上仍比較少見，目前對香蕉醋的研究包括對其發酵過程中主要成分的變化檢測[5]、香氣成分的分析[6]、澄清效果的改良[7]、利用香蕉的廢腳料[8]進行二次加工、與其他水果復配發酵[9-12]以及釀造方法的開發及優化[13-14]等方面，但關于低糖低熱量香蕉醋飲料的開發鮮見報道。而且目前國外對香蕉醋的研究相對匱乏，說明香蕉醋的海外市場亟待開拓，這也為品種多樣的香蕉醋釀造生產提供了進入國際市場的機會。

本試驗采用赤蘚糖醇、甜菊糖苷替代白砂糖作為復配甜味劑，對香蕉醋飲料的配方及澄清條件進行了優化，研制出一款符合大眾對低糖低熱量要求的香蕉醋新飲品，試驗結果有利于開拓香蕉醋在飲料領域的市場和延伸香蕉精深加工的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

廣西矮香蕉：市售；香蕉原醋：廣西農業職業技術大學自制（參照GB/T 30884—2014《蘋果醋飲料》的理化要求）；果膠酶（酶活力≥60 000 U/mL）、抗壞血酸、高純甜菊糖苷、水溶性殼聚糖、食用明膠（均為食品級）：河南萬邦實業有限公司；赤蘚糖醇（食品級）：山東三元生物科技股份有限公司；濃鹽酸、氫氧化鈉、苯酚、濃硫酸（均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

TLE204E/02型電子分析天平：托利多儀器（上海）有限公司；DHG-9264A電熱恒溫鼓風干燥箱：上海精宏實驗設備有限公司；HH-S6數顯恒溫水浴鍋、HJ-3控溫磁力攪拌器：江蘇金怡儀器科技有限公司；3H16RI臺式高速離心機：湖南赫西儀器裝備有限公司；SJ-4F pH計、722N型紫外分光光度計、WYT型手持阿貝折光儀：上海儀電科學儀器股份有限公司；WBL2521H榨汁機：廣東美的生活電器制造有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 香蕉醋飲料調配工藝

香蕉→去皮切塊→打漿、護色→果膠酶處理→過濾→離心→香蕉汁→調配→澄清→殺菌→冷卻→成品。

1）打漿、護色：打漿時加入香蕉果肉質量的0.5% 的抗環血酸進行護色，以香蕉與純水的料液比1∶1.5（g/mL）添加純水進行混合打漿，打漿時間為1 min，稱量果漿質量。

2）酶解：添加果漿質量的0.06% 的果膠酶進行酶解，酶解溫度為45℃，酶解時間為1.5 h，水浴加熱。

3）離心：將濾液置于高速冷凍離心機中離心一定時間，取上清液作為調配的香蕉原汁。

4）調配：取適量的香蕉原汁與香蕉原醋進行混合，加入一定量赤蘚糖醇與甜菊糖苷混合液，充分攪拌使各組分混合均勻，得到香蕉醋。

5）澄清：在產品中加入適量澄清劑，并在適宜的溫度和時間下進行產品的澄清。

6）殺菌、冷卻：將調配好的醋液灌裝于玻璃瓶中，封蓋，在90℃下滅菌15 min。滅菌完畢后經自然降溫至35℃以下即為成品。

1.3.2 香蕉醋飲料最優配方的確定

1.3.2.1 單因素試驗

香蕉原醋添加量的確定：固定香蕉汁添加量為18% ，復配甜味劑的添加量為4% ，赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比為 1 000∶3，分別添加 5% 、6% 、7% 、8% 、9% 的香蕉原醋，加純水使體系為100% 。根據感官評價，確定最佳的香蕉原醋添加量。

香蕉汁添加量的確定：固定香蕉原醋添加量為7% ，復配甜味劑的添加量為4% ，赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比為 1 000∶3，分別添加 14% 、16% 、18% 、20% 、22% 的香蕉汁，加純水使體系為100% 。根據感官評價，確定最佳的香蕉汁添加量。

復配甜味劑添加量的確定：固定香蕉原醋添加量為7% ，香蕉汁添加量為18% ，赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比為 1 000∶3，分別按 2% 、3% 、4% 、5% 、6% 的添加量作為復配甜味劑，加純水使體系為100% 。根據感官評價，確定最佳的復配甜味劑添加量。

赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比的確定：固定香蕉原醋添加量為7% ，香蕉汁添加量為18% ，復配甜味劑的添加量為4% ，分別按照赤蘚糖醇與甜菊糖苷以1 000∶1、1 000∶2、1 000∶3、1 000∶4、1 000∶5 的質量比添加甜味劑，加純水使體系為100% 。根據感官評價，確定最佳的赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比。

1.3.2.2 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，選取香蕉原醋添加量、香蕉汁添加量、復配甜味劑添加量和赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比4個因素，進行L9（34）正交試驗，以感官評分為考核指標，確定香蕉醋的最佳配方。試驗因素水平見表1。

表1 配方試驗因素與水平Table 1 Test factors and levels of formula

1.3.2.3 感官評價試驗

隨機選取經過感官訓練的人員（男女各5名），從色澤、氣味、滋味、組織狀態四方面對產品進行打分，采用總分100分制的綜合評分法，去除1個最高分和1個最低分，取平均值作為最終感官評價得分，感官評價標準見表2。

表2 感官評價標準Table 2 Sensory evaluation criteria

1.3.3 最優澄清條件的優化

1.3.3.1 單因素試驗

殼聚糖添加量的確定：將殼聚糖添加量分別設為0.2% 、0.3% 、0.4% 、0.5% 、0.6% ，澄清溫度設為40℃，澄清時間設為60 min，在3 000 r/min離心12 min后取上清液在620 nm處測定其透光率，做3組平行試驗。

澄清溫度的確定：將溫度分別設為30、35、40、45、50℃，殼聚糖添加量設為0.4% ，澄清時間設為60 min，在3 000 r/min離心12 min后取上清液在620 nm處測定其透光率，做3組平行試驗。

澄清時間的確定：將時間分別設為 20、40、60、80、100 min，殼聚糖添加量設為0.4% ，澄清溫度設為40℃，在3 000 r/min離心12 min后取上清液在620 nm處測定其透光率，做3組平行試驗。

1.3.3.2 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，選取殼聚糖添加量、澄清溫度、澄清時間3個因素，設計L9（33）正交試驗，以透光率為考核指標，確定殼聚糖最佳的澄清條件。試驗因素水平見表3。

表3 澄清試驗因素與水平Table 3 Test factors and levels of clarification

1.3.4 理化指標測定方法

pH值、總酸含量、總糖含量、可溶性固形物含量分別依據 GB 5009.237—2016食品安全國家標準食品pH值的測定、GB 12456—2021《食品安全國家標準食品中總酸的測定》、SN/T 4260—2015《出口植物源食品中粗多糖的測定苯酚-硫酸法》、NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定折射儀法》進行測定。

1.4 數據處理

試驗數據采用SPSS數據處理軟件進行極差分析與方差分析，數據圖表采用Excel制作，結果均以平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 香蕉醋飲料最優配方的確定

2.1.1 單因素試驗

2.1.1.1 香蕉原醋添加量的確定

香蕉原醋添加量對產品感官評分的影響見圖1。

圖1 香蕉原醋添加量對產品感官評分的影響Fig.1 Effect of addition amount of raw banana vinegar on sensory evaluation of the product

由圖1可知，在香蕉原醋添加量為5% ～7% 時，感官評分呈上升趨勢，大于7% 后呈先緩后急的下降趨勢，感官評分在添加量為7% 時達到最大值84.7。香蕉原醋是產品醋香味和酸甜味的重要來源，香蕉原醋的添加量會直接影響飲料的風味。在上升區間內，隨著香蕉原醋添加量的增加，產品醋香愈烈，酸甜味增強；在下降區間內，隨著香蕉原醋內氫離子的積累，產品酸度加重，回味產生令人不悅的刺激性酸味。故選取香蕉原醋添加量7% 為最優水平。

2.1.1.2 香蕉汁添加量的確定

香蕉汁添加量對產品感官評分的影響見圖2。

圖2 香蕉汁添加量對產品感官評分的影響Fig.2 Effect of addition amount of banana juice on sensory evaluation of the product

由圖2可知，在香蕉汁添加量為14% ～18% 時，產品感官評分呈上升趨勢，在18% 時有最大值83.3，大于18% 時感官評分開始下降。香蕉汁的加入是產品獲得香蕉風味的重要來源。在上升區間內，隨著香蕉汁添加量的增加，香蕉果香與醋香彼此均勻融合，得到醋香醇厚、果香四溢的產品，產品的感官評分飛速上升；在下降區間內，香蕉果香顯著但醋香寡淡，沒有產品應有的醇厚醋香，且隨著香蕉汁的過多添加使得產品中香蕉的澀味也愈發明顯，造成產品感官評分下降。故選擇香蕉汁添加量16% ～20% 為最優水平區間。

復配甜味劑添加量對產品感官評分的影響見圖3。

圖3 復配甜味劑添加量對產品感官評分的影響Fig.3 Effect of addition amount of compound sweetener on sensory evaluation of the product

由圖3可以看出，在復配甜味劑添加量為2% ～5% 時，感官評分不斷上升，在5% 時達到最大值84.2，大于5% 后呈緩慢下降趨勢。赤蘚糖醇與甜菊糖苷的復配加入給產品帶來了應有的甜味，使得一部分酸味被中和，一部分香蕉的澀味被掩蓋，所得產品酸甜開胃，飲后通體舒暢，令人愉悅。在上升區間內，隨著復配甜味劑添加量的增加，產品的酸甜風味得以凸顯，口感得以改善，感官評分不斷上升，大于5% 后由于復配甜味劑的過量添加使得產品過甜，令人產生不良感官體驗，感官評分略微下降。故選取復配甜味劑添加量5% 為最優水平。

2.1.1.4 赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比的確定

赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比對產品感官評分的影響見圖4。

圖4 赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比對產品感官評分的影響Fig.4 Effect of mass ratio of erythritol to stevioside on sensory evaluation of the product

由圖4可以看出，隨著赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比的變化，產品感官評分在 1 000∶1～1 000∶3上升較快，從1 000∶3到1 000∶5上升平緩，感官評分總體呈先快后緩的上升趨勢。隨著赤蘚糖醇與甜菊糖苷比例的變化，即隨著甜菊糖苷添加量的增多使得產品感官評分持續上升，說明在設計的添加量區間內甜菊糖苷的后苦味能被赤蘚糖醇有效的掩蓋[15]，甜菊糖苷添加量的增加使得產品甜味增加，整體風味得到進一步改善，感官評分不斷上升。故選取赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比為 1 000∶3～1 000∶5 為最優水平區間。

2.1.2 配方正交試驗結果

選取香蕉原醋添加量（A）、香蕉汁添加量（B）、復配甜味劑添加量（C）、赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比（D）4個因素進行L9（34）正交設計試驗，以感官評分作為考核指標，優化香蕉醋飲料配方。L9（34）正交試驗結果、方差分析分別見表4、表5。

表4 配方正交試驗結果Table 4 Results of orthogonal test of formula

表5 配方L9（34）正交試驗方差分析Table 5Variance analysis of L9（34）orthogonal test of formula

由表4得到理論上的最優配方組合為A2B3C3D2，即香蕉原醋添加量7% 、香蕉汁添加量20% 、復配甜味劑添加量6% 、赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比為1 000∶4。由表5可直觀分析得到對低糖低熱量香蕉醋飲料風味影響程度主次因素：香蕉原醋＞香蕉汁＞復配甜味劑＞赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比，即香蕉原醋對飲料風味的影響最大，其次是香蕉汁、復配甜味劑、赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比。根據表4、表5的結果制作一組此最優工藝下的產品，進行感官評分，得分高達88.3，為所有組合中得分最高組合，產品感官性質最佳，色澤呈金黃色，澄清透亮，無沉淀，流動性好，具有醇厚的醋香與清新的香蕉果香，酸甜開胃，回味綿延爽口，滋味協調，口感醇和細膩。

最優配方中原醋添加量、原汁添加量與獼猴桃果醋[16]、蘋果玫瑰復合果醋[17]中的添加量近似，原醋添加量在6% ～10% 的范圍內，原汁添加量在10% ～20% 的范圍內，復配甜味劑添加量與功能性低糖飲料[18-19]的添加量近似，添加量在5.5% ～6.5% 的范圍內，赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比為 1 000∶1～1 000∶7。

鐵手一下子就把無花果樹穩穩地掘到空中，暄騰騰的土稀稀拉拉地落下來。湯翠又是一陣頭暈，想吐。啞巴在她耳邊嗚里哇啦地聒噪著，湯翠勉強睜開眼，順著啞巴的手看過去。無花果仿佛生在半空中，在

2.2 澄清條件的優化

2.2.1 單因素試驗

2.2.1.1 殼聚糖添加量的確定

殼聚糖添加量對產品透光率的影響見圖5。

圖5 殼聚糖添加量對產品透光率的影響Fig.5 Effect of addition amount of chitosan on transmittance of product

由圖5可以看出，在殼聚糖添加量為0.2% ～0.5% ，透光率逐漸上升，并在殼聚糖添加量為0.5% 時，透光率達到最大值93.8% ，在添加量大于0.5% 時透光率下降，下降的原因可能是殼聚糖濃度過大時，殼聚糖與體系內帶負電的蛋白質、果膠、纖維素等懸浮微粒過多地結合，形成了絮狀懸濁物，殼聚糖濃度過大時也會自我形成膠狀物質溶于體系內，從而使體系透光率下降，這與王子涵等[20]用不同殼聚糖濃度澄清黑果腺肋花楸時的發現類似，故選擇0.5% 的添加量為最優水平。

2.2.1.2 澄清溫度的確定

澄清溫度對產品透光率的影響見圖6。

圖6 澄清溫度對產品透光率的影響Fig.6 Effect of clarification temperature on transmittance of the product

由圖6看出，隨著溫度逐步上升，透光率呈先上升后下降的趨勢，澄清溫度范圍在30℃～40℃時，透光率迅速上升，澄清溫度為40℃時，透光率達到最大值91.7% ，澄清溫度大于40℃時透光率緩慢下降，下降的原因可能為溫度過高時殼聚糖在體系內發生分解，從而影響殼聚糖的絮凝澄清作用，使得透光率降低[21]。故選擇澄清溫度范圍在35℃～45℃。

2.2.1.3 澄清時間的確定

澄清時間對產品透光率的影響見圖7。

圖7 澄清時間對產品透光率的影響Fig.7 Effect of clarification time on transmittance of the product

由圖7看出，在澄清時間為20 min～60 min時，透光率呈先急后緩的上升趨勢，在60 min時達到透光率最大值92.9% ，大于60 min后透光率呈下降趨勢。下降的原因可能是過長的澄清時間使得體系內殼聚糖過多地積累而形成了膠狀物質溶于體系內[22]，從而影響澄清效果，降低透光率。故選擇澄清時間60 min為最優水平。

2.2.2 澄清正交試驗結果

選取殼聚糖添加量（A'）、澄清溫度（B'）、澄清時間（C'）3個因素做L9（33）正交設計試驗，以透光率作為考核指標，優化澄清條件。正交試驗結果、L9（33）方差分析分別見表6、表7。

表6 澄清正交試驗結果Table 6 Results of orthogonal test of clarification

表7 澄清L9（33）正交試驗方差分析Table 7Variance analysis of L9（33）orthogonal test of clarification

由表6得到理論上澄清條件的因素影響主次順序為 A'＞C'＞B'，最優組合為 A'3B'2C'2，即殼聚糖添加量為0.5% ，澄清溫度為40℃，澄清時間為60 min。這一組合與各單因素最優水平組合一致，最大透光率可達93.8% ，產品澄清透明，呈金黃色的色澤，光澤度高，無雜質，醋體外觀清爽誘人，悅目協調。

最優澄清組合條件與用殼聚糖澄清黑果腺肋花楸果汁[20]、紅棗汁[21]、紅樹莓果汁[22]、梨汁[23]結果近似，殼聚糖添加量在0.3% ～0.7% ，澄清時間在50 min～70 min，澄清溫度在35℃～55℃。

2.3 成品分析

2.3.1 營養成分分析

依據中國食物營養成分表[24]中提供的蛋白質、脂肪、碳水化合物等標準值與換算系數以及營養素參考值，結合香蕉原醋理化指標[6]與香蕉醋飲料產品組分分析，計算出表8所列的產品營養成分。

表8 香蕉醋飲料營養成分Table 8 Nutrients of banana vinegar beverage

由表8可知，香蕉醋產品能量值78 kJ/100 mL≤80 kJ/100 mL，含糖量 4.2 g/100 mL≤5 g/100 mL，滿足GB 28050—2011《食品安全國家標準預包裝食品營養標簽通則》中的營養聲稱要求，是一款低糖低能量的飲料。

參照GB/T 30884—2014《蘋果醋飲料》對原輔料的要求，在香蕉醋飲料中，香蕉原醋添加量7% ≥5% ，香蕉汁添加量20% ≤30% ；參照GB/T 30884—2014《蘋果醋飲料》的理化要求，香蕉醋飲料的總酸含量（以乙酸計）為 3.57 g/kg≥3 g/kg。

甜菊糖苷的使用量0.02% ＜0.035% ，使用量在GB 2760—2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》規定的限量標準范圍內，赤蘚糖醇的使用量可按照生產需要使用。

2.3.2 產品質量分析

2.3.2.1 理化指標

可溶性固形物：8% ；pH值：3.68；總糖含量：4.38% ；總酸（以乙酸計）：3.57 g/kg。

2.3.2.2 感官指標

按最優工藝配制的香蕉醋飲料色澤呈金黃色，澄清透亮，無沉淀，流動性好，具有醇厚的醋香與清新的香蕉果香，酸甜開胃，回味綿延爽口，滋味協調，口感醇和細膩，營養豐富。

3 結論

通過單因素試驗與正交優化試驗得到低糖低熱量香蕉醋的最佳配方：香蕉原醋添加量7% 、香蕉汁添加量20% 、復配甜味劑添加量6% （赤蘚糖醇與甜菊糖苷質量比為1 000∶4），該組合下的產品感官評分高達88.3。產品的最優澄清條件：殼聚糖添加量0.5% 、澄清溫度40℃、澄清時間60 min，該組合下的產品透光率高達93.8% 。對產品進行營養成分計算與理化測定可知本產品：含糖量≤5g/100mL，能量值≤80kJ/100mL，符合低糖、低能量的營養聲稱；香蕉原醋添加量≥5% ，香蕉汁添加量≤30% ，總酸含量≥3 g/kg，符合目前較為完善的蘋果醋飲料國家標準中規定的指標范圍，由以上配方釀造的低糖低熱量香蕉醋色澤金黃，澄清透亮，兼具醋香與香蕉果香，酸甜爽口，滋味協調。