西蘭花復合果蔬汁的研制

韓芯怡，陳馨，李晨秀，陳培云*

浙江萬里學院生物與環境學院（寧波 315000）

我國有著豐富的蔬果資源，但由于果蔬均有難以長期儲存的問題，因此新鮮的蔬果往往存在較高的損失率。以果蔬為原料進行產品的開發，能夠在一定程度上降低損失，同時提高產品的價值[1-2]*。經常食用果蔬及其制品對于增強機體免疫功能，控制和防止心血管疾病的發生，以及維持人體的正常生理功能等方面均有著顯著作用[3]*。隨著生活水平的日益提高，人們對食品有了更高要求，對飲食的選擇也愈加趨向于多樣化、健康化，同時也越來越注重飲食所帶來的保健價值。復合果蔬汁集多種果蔬進行配比，因此其中含有的營養成分也更加豐富和均衡[4]*，同時也因為其可口的風味和特有保健價值，日益被消費者所青睞，在市場中具有深遠的發展潛能[5]*。

蘋果，為薔薇科蘋果屬植物，是經濟和商業上最重要的溫帶水果[6]*。蘋果中富含黃酮醇、花青素和膳食纖維等，經常食用蘋果可以逆轉氧化作用對神經細胞的損傷，降低糖尿病的發病率。蘋果中所含的多種多酚和大量營養素具有有效的治療作用，如降低心血管疾病的發生率，降血脂、血糖等，還有助于對抗抑郁，控制肥胖，避免便秘和改善牙齒健康[7]*。

西蘭花，為十字花科蕓苔屬植物，是一種低熱量，富含生物化學活性物質并且存在一定保健價值的食品[8]*。其花蕾及莖、葉中都含有豐富的營養成分，如蘿卜硫素、多酚、維生素、黃酮等。這類活性物質能夠清除自由基，有著較強的抗氧化能力，對提高人體免疫力、防止癌癥的發生都有一定功效。此外，有研究發現，食用西蘭花還能有效改善脂糖代謝，調節人體節腸道菌群，抑制消化系統的病變[9]*。在日常生活中，其花蕾常常作為西蘭花的食用部分，而莖和葉的利用率較低。但西蘭花莖、葉的氣味較花蕾更淡，其中莖部的含水量達到90%，且其營養成分與花蕾相似，其中所含的水溶性膳食纖維及維生素的含量都非常高，食用后有助于增強飽腹感，能夠作為減肥人群優良的飲食選擇[10]*。由于西蘭花榨汁后的特殊氣味，市面上以西蘭花作為主要原料制成的復合果蔬汁產品較少。

為了增加和開拓果蔬深加工產品的種類、提高西蘭花及其副產物的利用率，試驗開發一種以西蘭花和蘋果為原料，經過一定配比調制而成的具有抗氧化活性的復合果蔬汁。基于單因素試驗，將影響西蘭花復合果蔬汁感官評定結果的因素確定為西蘭花汁、蘋果汁、白砂糖以及檸檬酸的添加量，采用響應面試驗對復合果蔬汁的感官品質進行優化，從而確定復合果蔬汁最佳的調配工藝。通過優化后的條件進行適當的調配后，西蘭花復合果蔬汁整體氣味柔和、滋味清新、酸甜可口，其中添加的蘋果汁不但能夠較好地中和及掩蓋西蘭花在加工過程中產生的特殊氣味，并且復合果蔬汁兼有兩種果蔬的營養與優點，存在較高的營養價值和一定的抗氧化保健價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西蘭花（品質優良，顏色濃綠、花蕾緊密，莖部無空洞）；蘋果（新鮮成熟，色澤明亮，表面無損傷）。西蘭花與蘋果原料均采購于浙江省寧波市鄞州區萬達廣場沃爾瑪。

無水乙醇、葡萄糖氧化酶、過二硫酸鉀、1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼、2, 2-聯氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（均為分析純，上海國藥集團化學試劑有限公司）；檸檬酸、維生素C（均為分析純，河南萬邦化工有限公司）；白砂糖[太古糖業（中國）有限公司]。

1.2 主要儀器與設備

UV-7230G紫外分光光度儀（上海瞬宇恒平科學儀器有限公司）；2081榨汁機（廣東艾詩凱奇智能科技有限公司）；HH-2數顯恒溫水浴鍋（常州市偉嘉儀器制造有限公司）；PHS-25pH計（上海越平科學儀器有限公司）；SN-DR-3205手持糖度儀（上海尚儀儀器設備有限公司）。

1.3 工藝流程及要點

1.3.1 工藝流程

制備果汁→調配→殺菌→灌裝→冷卻→成品

1.3.2 工藝要點

1.3.2.1 西蘭花汁的制備

新鮮西蘭花用清水浸泡、清洗，除去根部和發黃的花蕾，保留西蘭花花莖的部分。將清洗后的西蘭花加工切2～3 cm的小塊后放入95～100 ℃的熱水燙漂90 s，通過燙漂能使多酚氧化酶的活性被鈍化，能起到較好的護色作用，保持西蘭花翠綠的色澤。郭世豪等[11]*研究發現在此條件下進行燙漂處理能在較大程度上去除西蘭花中的揮發性物質，有效減少異味并保持果汁色澤。燙漂過后的西蘭花用清水沖淋漂洗直至冷卻，將冷卻后的西蘭花用榨汁機進行榨汁處理，將所得的西蘭花汁用0.075 0 mm孔徑（200目）等細紗布過濾2次，得到西蘭花原汁并用保鮮膜包好備用。

1.3.2.2 蘋果汁的制備

選擇新鮮無損傷的蘋果，清洗后去皮并切成小塊，把切塊后的蘋果放入由檸檬酸與維生素C（1∶1）配制的護色液中浸泡10 min。經過浸泡后的蘋果瀝干水分，用榨汁機進行榨汁處理，最后將榨得的蘋果汁用0.074 mm孔徑（200目）細紗布過濾2次得到蘋果原汁，添加果汁體積0.2%的葡萄糖氧化酶[12]*。將得到的蘋果汁用保鮮膜包好備用。

1.3.2.3 調配

將2種果汁按照試驗要求的比例混合，加入水、檸檬酸、白砂糖進行調配，定容至100 mL。

1.3.2.4 殺菌

將調配好的果汁放入恒溫水浴鍋中，在80 ℃條件下殺菌15 min[13]*。

1.3.2.5 灌裝

將殺菌好的果汁趁熱灌裝入已殺菌的容器內，放置于常溫環境中，密封保存。

1.4 試驗方法

1.4.1 單因素試驗

開展單因素試驗，尋找最佳的加工工藝條件。選擇復合果蔬中蘋果原汁添加量、西蘭花原汁添加量、白砂糖添加量及檸檬酸添加量作為影響因素。以感官評分作為評價標準，確定單因素試驗的結果。

1.4.2 響應面優化試驗

在單因素試驗結果基礎上，探究最佳調配工藝，進行響應面試驗，對西蘭花復合果蔬汁的感官品質進行優化。將蘋果汁、西蘭花汁、白砂糖及檸檬酸的添加量作為試驗的變量因素，設計四因素三水平的響應面試驗，感官評分作為試驗結果。試驗過程使用Densign-Expert響應面軟件對所得數據進行處理。因素與水平見表1。

表1 Box-Behnken試驗設計因素水平表 單位：%

1.4.3 感官評定方法

將調配好的西蘭花復合果蔬汁放置冷卻，常溫放置24 h后，選擇10名食品專業的同學進行感官評定試驗。分別根據西蘭花果汁的滋味、色澤、氣味和組織狀態4個方面，對復合果汁的感官品質進行打分。評分的主要依據如表2所示[14-15]*，作為后續單因素試驗及響應面試驗的感官評分結果。

表2 西蘭花蘋果復合果蔬汁感官評分標準

1.4.4 可溶性固形物含量的測定

西蘭花復合果蔬汁中的可溶性固形物的含量，使用手持折光儀來進行測定。將樣品充分地混合均勻后，采用4層紗布對樣品進行過濾，除去樣品初始的幾滴過濾液，收集剩余濾液作為后續測試的樣品使用[16]*。用蒸餾水矯正儀器，用紗布擦拭玻璃面上的蒸餾水，在折光儀棱鏡的玻璃面上滴2～3滴濾液，靜待顯示器中的數字穩定無波動后讀數，上述操作重復3次，取平均值即為復合果蔬汁的可溶性固形物含量（%）。

1.4.5 pH的測定

使用pH計對復合果蔬汁的pH進行測定。pH計用緩沖溶液（pH 7.0）校準后，電極部分用蒸餾水充分洗滌潔凈，將電極玻璃插入到待測的溶液中，測定的過程中適當攪動液面后進行讀數[17]*。每次測定前，需要用蒸餾水把前一次測定時殘留在電極上的樣品溶液沖洗干凈。以上過程重復3次，取平均值作為西蘭花復合果蔬汁的pH。

1.4.6 DPPH自由基清除率

參照文獻[19-20]的試驗方法并進行一定修改。準確稱取2 mg的DPPH粉末樣品，加入適量無水乙醇充分混合、振蕩均勻，置于棕色容量瓶定容至50 mL，常溫避光保存。移取2 mL DPPH溶液及2 mL無水乙醇溶液，用紫外分光光度計測定在517 nm處的吸光度A0。移取2 mL無水乙醇溶液和2 mL不同濃度的樣品溶液，在517 nm處測定吸光度A1。移取2 mL DPPH溶液及2 mL不同濃度的樣品溶液，在517 nm處測吸光度A2。樣品溶液應在黑暗處充分反應30 min后進行吸光度的測定。DPPH清除率按式（1）計算。

1.4.7 ABTS自由基清除率

參考李奕星等[21]*的方法進行一定修改。將ABTS二銨鹽用蒸餾水稀釋后，與二硫酸鉀混合，放置于黑暗環境中充分反應12 h后，用無水乙醇溶液稀釋，得到ABTS工作液。取1.8 mL ABTS工作液和0.2 mL無水乙醇溶液，采用紫外分光光度儀測定734 nm處的吸光度A0。取1.8 mL無水乙醇溶液及0.2 mL不同濃度的樣品溶液，在734 nm處測定吸光度A1。取1.8 mL ABTS工作液和0.2 mL不同濃度的樣品溶液，在734 nm處測定吸光度A2。以上樣品溶液應在黑暗處充分反應6 min后進行吸光度的測定。ABTS清除率按式（2）計算。

ABTS清除率=[1-（A2-A1）/A0]×100% （2）

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 蘋果汁添加量對復合果蔬汁感官質量的影響

固定3項影響因素的添加量，即白砂糖添加量4%，檸檬酸添加量0.2%及西蘭花汁添加量15%。以蘋果汁添加量作為變量因素。蘋果汁添加量分別為15%，20%，25%，30%，35%和40%時，以感官評分作為蘋果汁添加量對西蘭花復合果蔬汁感官品質的影響結果。試驗結果如圖1所示。

圖1 蘋果汁添加量對復合果蔬汁感官品質的影響

結果表明，蘋果汁添加量25%以下時，復合果蔬汁缺少蘋果的香氣，與西蘭花汁的氣味不夠協調，口感較酸。隨著蘋果汁添加量的增加，感官評分不斷升高，添加量25%～35%的區間范圍內所得的感官評分較好，蘋果汁添加量30%時西蘭花汁與蘋果汁整體的滋味可口，氣味柔和，感官評分最高。因此，確定蘋果汁添加量30%作為后續的試驗條件。

2.1.2 西蘭花汁添加量對復合果蔬汁感官質量的影響

在調配過程中，以西蘭花汁添加量為變量因素，同時固定白砂糖添加量3%、檸檬酸添加量0.2%、蘋果汁添加量30%。通過測定西蘭花汁添加量分別為10%，15%，20%，25%，30%和35%的感官評分，確定西蘭花汁添加量對西蘭花復合果蔬汁的感官品質的影響。試驗結果如圖2所示。

圖2 西蘭花汁添加量對復合果蔬汁感官品質的影響

結果表明，西蘭花汁添加量10%時，果汁缺少西蘭花特有的風味，但隨著西蘭花汁添加量逐漸，增加到30%，西蘭花汁添加量過大，影響果汁的色澤，導致顏色暗淡，且西蘭花汁中揮發性成分導致果汁氣味不協調，感官評分較低。西蘭花添加量在15%～25%的范圍內，特別是添加量20%時果汁的感官評定結果較好。因此，確定西蘭花汁添加量20%作為后續的試驗條件。

2.1.3 檸檬酸添加量對復合果蔬汁感官質量的影響

在調配過程中，以檸檬酸添加量作為變量因素，固定白砂糖添加量5%、蘋果汁添加量30%、西蘭花汁添加量20%。通過測定檸檬酸添加量分別為0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%和0.35%的感官評分，分析檸檬酸添加量對西蘭花復合果蔬汁的感官品質的影響。試驗結果如圖3所示。

圖3 檸檬酸添加量對復合果蔬汁感官品質的影響

添加量0.10%和0.25%以上時果汁的酸甜比例不當，風味不佳，檸檬酸添加量0.20%時的果蔬汁風味最佳。綜上，選擇檸檬酸添加量0.20%作為后續的試驗條件。

2.1.4 白砂糖添加量對復合果蔬汁感官質量的影響

在調配過程中，以白砂糖在復合果蔬汁中的占比作為變量因素，固定檸檬酸添加量0.2%、蘋果蔬汁添加量30%、西蘭花汁添加量20%。通過測定白砂糖添加量分別為2%，3%，4%，5%，6%和7%時的感官評分，分析白砂糖添加量對西蘭花復合果蔬汁的感官品質的影響。試驗結果如圖4所示。

圖4 白砂糖添加量對復合果蔬汁感官品質的影響

結果表明，白砂糖添加量7%時，復合果蔬汁中檸檬酸與白砂糖的比例不佳，口味過于甜膩，感官評分進而開始出現下降趨向。添加量4%～6%時，產品品質較好。白砂糖添加量5%時比例最佳，產品的感官評分顯著升高。因此，確定白砂糖添加量5%作為后續的試驗條件。

2.2 響應面試驗結果與分析

2.2.1 響應面試驗結果

根據單因素試驗所得到的結果開展響應面優化試驗，以蘋果汁添加量（A）、西蘭花汁添加量（B）、檸檬酸添加量（C）、白砂糖添加量（D）作為變量因素，以四因素三水平進行后續試驗。表3為響應面試驗結果，方差分析結果見表4。通過對試驗數據處理所得的回歸方程為Y=85.00+0.383 3A-1.72-0.45C+2.88D+0.50AB+0.75AC-0.60AD+0.60BC+1.25BD+2.50CD-4.06A2*-5.06B2*-2.56C2*-4.56B2*。

表3 響應面試驗結果

表4 響應面方差分析

根據4個因素建立的回歸模型方差中，P值為0.000 3，說明回歸方程模型達到極顯著范圍（P＜0.01）。同時回歸方程的失擬項為0.903 6（P＞0.05），顯示方程中的失擬項沒有達到顯著范圍，證明試驗過程中的情況，能夠較為實際客觀地被反映出來。

模型中，決定系數R2*為0.878 4，說明模型的誤差較小且擬合程度好，模型預測值與試驗結果有較高的一致性。校正系數Radj2*=0.816 7，說明試驗因素能夠較好地反映各因素之間的影響關系，對試驗結果的影響率達到81.67%，同時回歸模型中的一次項B、D，交互項中CD以及二次項中A2*、B2*、C2*、D2*的P值均達到顯著范圍。

對F值進行分析，可以看出在西蘭花復合果蔬汁中，4項因素對感官評定得分的影響的大小分別為白砂糖添加量（D）＞西蘭花汁添加量（B）＞檸檬酸添加量（C）＞蘋果汁添加量（A）。

2.2.2 響應面圖分析

對響應面3D圖進行觀察，從圖形的曲面傾斜程度可以發現，每兩項交互因素對復合果蔬汁感官品質的影響程度。圖形產生的傾斜坡度越陡、高度越高，則說明兩者的交互作用越明顯。除此以外，隨著3D圖坡度和高度趨勢的增加，圖形顏色也會逐漸加深[22]*。

從圖5和圖6可以看出，響應面圖中等高線圖呈現橢圓形，并且坡度較陡，說明C和D兩因素之間的交互作用相較于其他因素更加明顯，表明這2項因素對西蘭花復合果蔬汁感官品質的影響較大，這與方差分析表中的結果基本統一。

圖5 白砂糖添加量、檸檬酸添加量對西蘭花復合果蔬汁的影響響應面圖

圖6 白砂糖添加量、檸檬酸添加量對西蘭花復合果蔬汁的影響等高線圖

2.3 復合果蔬汁的抗氧化活性

經過響應面優化，西蘭花復合果蔬汁的調配比例確定為蘋果汁添加量30.13%、西蘭花汁添加量18.36%、檸檬酸添加量0.194%、白砂糖添加量5.312%。同時對此條件下調配的復合果蔬汁的DPPH自由基及ABTS自由基的清除率進行測定，探究復合果蔬汁的抗氧化能力。試驗結果如圖7和圖8所示。試驗中使用紫外分光光度計，對不同濃度的樣品進行自由基清除率的測定，結果發現，隨著復合果蔬汁體積分數的增加，自由基清除率升高，在復合果蔬汁體積分數100%時，其對DPPH自由基的清除率達到91.40%±0.33%，ABTS自由基清除率達86.82%±0.87%，說明西蘭花復合果蔬汁具備較強的自由基清除能力，存在較好的抗氧化性能。

圖7 西蘭花復合果蔬汁對DPPH自由基的清除率

圖8 西蘭花復合果蔬汁對ABTS自由基的清除率

2.4 最佳工藝條件的確定

根據響應面軟件模型計算可得，西蘭花復合果蔬汁感官評分最高的條件為蘋果汁添加量30.13%、西蘭花汁添加量18.36%、檸檬酸添加量0.194%、白砂糖添加量5.312%。在此條件下，感官評定所得總分為87.55分。通過驗證試驗，對工藝優化后的復合果蔬汁的感官品質進行驗證，為便于實際操作[22-23]*，在實際調配過程中，將工藝條件分別進行修改，確定蘋果汁添加量30.10%、西蘭花汁添加量18.40%、檸檬酸添加量0.19%、白砂糖添加量5.30%。進行感官評定驗證試驗，測定3次后取平均值，西蘭花復合果蔬汁的感官評分為89.21分，與響應面結果的預測值接近。對西蘭花復合果蔬汁進行理化指標和自由基清除能力的測定，結果顯示其可溶性固形物含量為10.13%，pH為3.47，DPPH自由基清除率為91.40%±0.33%，ABTS自由基清除率達到86.8%±0.87%。

3 結論

由于西蘭花汁的特殊氣息和味道不易被大眾所接受，采用蘋果汁與西蘭花汁相結合，添加白砂糖與檸檬酸進行調配。通過單因素試驗和響應面試驗對西蘭花復合果蔬汁的配方進行優化。確定復合果蔬汁的最佳配比：西蘭花汁添加量18.40%、蘋果汁添加量30.10%、檸檬酸添加量0.19%、白砂糖添加量5.30%，最終感官評分為89.21分。得到的西蘭花復合果蔬汁產品色澤明亮，酸甜適口，蘋果和西蘭花的香味柔和協調，營養豐富，對DPPH自由基的清除率達到91.40%±0.33%，對ABTS自由基的清除率達到86.82%±0.87%，具有一定的抗氧化保健作用。