富含花色苷果蔬粉配方的研究

焦 巖，楊又彬，常 影*，劉慶松，劉慶明，楊曉雪，石 磊

（1.齊齊哈爾大學食品與生物工程學院，黑龍江齊齊哈爾 161006；2.興化市東奧食品有限公司，江蘇泰州 225700）

果蔬粉是采用新鮮水果經脫水加工而成的固態粉末狀產品，具有可溶性固形物含量高、溶解吸收好、方便攜帶運輸等優點，同時因其具有天然、安全風險低等特點，已成為食品加工等領域不可或缺的配料，如飲料及保健食品中的復合乳飲料、代餐粉、益生菌粉等[1]，在面制食品、膨化食品、肉制品、乳制品、糖果制品、焙烤食品等領域也被廣泛應用[2]。果蔬粉還可作為風味增強劑、營養強化劑、天然色素、天然香精等添加劑，應用于各類營養功能食品的加工中[3]。

根據不同果蔬粉的理化性質，按照不同特殊人群所需營養要求，進行復合果蔬營養粉的研發和應用，將果蔬粉的功能因子進行富集和合理配比，已經成為果蔬粉的研究趨勢和發展方向。復配可將果蔬中的營養成分最大限度保留，提高果蔬利用率，改善原有果蔬粉的不良風味，使其成為滿足不同人群需求的新型果蔬粉及加工產品[4]。如當前市場上固體飲料和營養代餐粉深受人們的歡迎，其攜帶方便、環保，成分營養健康，在國際市場有著廣泛的應用前景。在國外，特別是美國、西歐、日本等發達國家，咖啡類、蛋白粉類、果味粉類、速溶茶類等固體飲品的產量非常高，尤其是果蔬粉的需求量也逐年上升，年遞增率可以達到10%以上。國內市場上固體飲料品種單一，對性質研究和功能開發方面的探究較少，高附加值的營養果蔬粉的開發集中在工藝研究階段，特別是富含花色苷、葉黃素等具備顯著保健功能的復合果蔬粉研究較少[5]。

花色苷屬于多酚類化合物，大多存在于果蔬的花、果實、莖、葉和根等可食部位，是一種天然色素化合物，不僅安全、無毒，還具有抗氧化、保肝、明目、降血脂和抗癌等多種保健功能[6-7]。為開發高營養、高附加值的果蔬粉，本研究以富含花色苷的紅甜菜粉、紫薯粉、草莓粉、藍莓粉為原料，通過優化配比和配方重組，開發出高花色苷含量且具有較強抗氧化功能的復合果蔬粉，為新型護眼等功能果蔬粉的開發提供了科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅甜菜粉、紫薯粉、草莓粉、藍莓粉，均為烘干的果蔬粉原料，來源于興化市東奧食品有限公司。白砂糖，食品級，山東星光糖業有限公司。無水乙醇、HCl、Na2HPO4、FeSO4、H2O2、水楊酸等試劑均為國產分析純，天津市大茂化學試劑廠。

1.2 儀器與設備

JUV-2450 型紫外-可見分光光度計，日本島津；FJ200 高速均質機，上海標本模型廠；DX-30B 超細粉碎機，廣州市大祥電子機械設備有限公司；CJJ-931 型磁力加熱攪拌器，常州萬達升實驗儀器有限公司；TDL-5-A型離心機，上海安亭科學儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 富含花色苷復合果蔬粉的制備工藝

原料→混合→過篩→添加穩定劑→添加白砂糖→均質→制成復合果蔬粉[8-9]。

1.3.2 果蔬粉配方優化單因素實驗

（1）紅甜菜粉添加量對果蔬粉感官品質的影響

參考李袁等[10]的方法，略作修改。稱取紫薯粉1.2 g、草莓粉3.0 g、藍莓粉4.0 g，分別與2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0 g 紅甜菜粉進行復配，并加入瓜爾豆膠0.01 g、白砂糖0.45 g 后混合均勻，加入80～90 ℃的溫水200 mL，采用高速均質機在5 000～6 000 r/min 條件下分散均質3.0 min后，進行感官評定，篩選紅甜菜粉的最佳添加量。

（2）紫薯粉添加量對果蔬粉感官品質的影響

稱取紅甜菜粉3.0 g，草莓粉3.0 g、藍莓粉4.0 g，分別與0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 g 紫薯粉進行復配，其他同（1），篩選紫薯粉的最佳添加量。

（3）草莓粉添加量對果蔬粉感官品質的影響

稱取紅甜菜粉3.0 g，紫薯粉1.4 g，藍莓粉4.0 g，分別與2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 g 草莓粉進行復配，其他同（1），篩選草莓粉的最佳添加量。

（4）藍莓粉添加量對果蔬粉感官品質的影響

稱取紅甜菜粉3.0 g，紫薯粉1.4 g，草莓粉3.0 g，分別與3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 g 藍莓粉進行復配，其他同（1），篩選藍莓粉的最佳添加量。

1.3.3 正交實驗

選用紅甜菜粉添加量、紫薯粉添加量、草莓粉添加量、藍莓粉添加量，運用L9(34)正交實驗因素水平表進行四因素三水平實驗，確定復合果蔬粉的最優配方[11]，實驗因素與水平見表1（見下頁）。

表1 果蔬粉配方正交實驗因素水平表Table 1 Orthogonal experiment on the formula of compound fruit and vegetable powder

1.4 測定指標與方法

1.4.1 感官評價

由10 人組成感官評定小組進行感官評定[10]。根據復合果蔬粉沖調前的顏色、有無結塊等性狀，沖調后的色澤、滋味氣味、組織形態、口感是否濃郁、是否被大多數人接受等標準進行評分，滿分100分，結果取平均值。感官評價標準見表2[11]。

表2 復合果蔬粉感官評分標準Table 2 Sensory evaluation criteria of compound fruit and vegetable powder

1.4.2 果蔬粉花色苷含量的測定

參考韋婷等[12-13]的實驗方法，采用pH 示差法測定，取2 mL 樣品液置于兩只試管中，一只試管加入pH 1.0的緩沖液（0.2 mol/L 氯化鉀溶液和0.2 mol/L 鹽酸溶液調節pH 至1.0）定容到20 mL；另一只試管加入pH 4.5 的緩沖液（0.1 mol/L 檸檬酸溶液和0.1 mol/L 檸檬酸鈉溶液調節pH 至4.5）定容至20 mL，漩渦震蕩1.0 min，充分震蕩后，用2 mL 溶劑加18 mL 相應緩沖液作為空白，分別在510 nm 和700 nm 波長處測定吸光值，取3 次實驗的平均值，按照公式（1）計算總花色苷含量。

式中，A為吸光度差值，即；V為樣品液的總體積，mL；m為取樣量，g；26 900 為矢車菊色素-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數；449.2 為矢車菊色素-3-葡萄糖苷的摩爾分子質量；Df為樣品的總稀釋倍數。

1.4.3 抗氧化實驗

依據感官評定正交實驗結果所得復合果蔬粉最佳配方，對制得的復合果蔬粉產品進行羥基自由基清除能力和DPPH 自由基清除能力的測定。同時測定四種果蔬單粉的自由基清除能力，并進行抗氧化能力的比較與分析。

（1）羥基自由基清除能力測定

將熱水沖調后的果蔬粉離心過濾處理后，準確吸取樣品液各1 mL 置于試管中，依次加入2.0 mL、6 mmol/L FeSO4及2.0 mL、6 mmol/L H2O2，混勻后靜置10 min，再加入2.0 mL、6 mmol/L 水楊酸，混勻后靜置30 min，于517 nm波長處測定吸光值。每組分別設置3 個平行，結果取其平均值。根據公式（2）計算羥基自由基清除率[14]。

式中，A0為1 mL 蒸餾水+2.0 mL FeSO4+2.0 mL H2O2+2.0 mL 水楊酸的吸光度值；A1為1 mL 樣品+2.0 mL FeSO4+2.0 mLH2O2+2.0 mL 水楊酸的吸光度值；A2為1 mL樣品+2.0mLFeSO4+2.0mLH2O2+2.0mL蒸餾水的吸光度值。

（2）DPPH 自由基清除能力測定

參考王娟娟等[15]的方法。取2.0 mL 不同質量濃度的果蔬粉樣品液于試管中，與0.1 mmol/L、2.0 mL DPPH 溶液混合，旋渦震蕩1.0 min，避光反應30 min，以無水乙醇為空白，在波長為517 nm 處測其吸光度[16-17]。每組實驗平行3次，取其平均值，測定不同質量濃度的果蔬粉提取液對DPPH 自由基清除能力的大小。DPPH 自由基清除率按公式（3）計算。

式中，C0為2.0 mL 無水乙醇＋2.0 mL DPPH 溶液的吸光度值；C1為2.0 mL 樣品＋2 mL DPPH 溶液的吸光值；C2為2.0mL樣品＋2.0mL無水乙醇溶液的吸光度值。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 紅甜菜粉添加量對果蔬粉感官品質的影響

由圖1 可知，隨著紅甜菜粉添加量的增加，復合果蔬粉的感官評分先增加后降低，紅甜菜的添加量為3.0 g時，復合果蔬粉的感官評價最高。隨著紅甜菜粉質量的增加，果蔬粉的感官評分逐漸降低，這是因為紅甜菜粉經過加工干燥后略帶異味，且含有較多的纖維，導致沖泡后分層現象明顯[18]。當添加量繼續增多時，分層現象、吞咽異物感越來越明顯，果蔬粉感官評分降低。因此確定紅甜菜粉的最佳添加量為3.0 g。

圖1 紅甜菜粉添加量對復合果蔬粉感官品質的影響Fig.1 Effect of red beet powder addition on sensory quality of compound fruit and vegetable powder

2.1.2 紫薯粉添加量對復合果蔬粉感官品質的影響

由圖2 分析可知，當紫薯粉添加量為1.4 g時，復合果蔬粉的感官評分達到最高（77.5 分）；當紫薯粉的添加量繼續增加時，感官評分呈現下降趨勢。因為紫薯粉復水后呈紫色，顏色鮮艷，有紫薯香氣[19]，紫薯粉的添加還可增加復合果蔬粉產品的濁度，豐富其口感。當紫薯粉添加量過少時，氣味不濃，而添加量過多時，有顆粒感，略有分層，影響口感。因此確定紫薯粉的最佳添加量為1.4g。

圖2 紫薯粉添加量對復合果蔬粉感官品質的影響Fig.2 Effect of purple potato powder addition on sensory quality of compound fruit and vegetable powder

2.1.3 草莓粉添加量對復合果蔬粉感官品質的影響

復合果蔬粉中添加草莓粉經溫水沖泡后，呈現透明淡粉色，有淡淡的草莓香氣，味道微甜。由圖3 可知，復合粉的感官評分呈先上升后下降趨勢。當草莓粉的添加量為3.0 g時，復合果蔬粉的感官評分最高。當草莓粉添加量過少時，香氣被其他果蔬粉掩蓋；添加量過多時，甜味感過濃，感官評分下降。因此確定最優的草莓粉添加量為3.0 g。

圖3 草莓粉添加量對復合果蔬粉感官品質的影響Fig.3 Effect of strawberry powder addition on sensory quality of compound fruit and vegetable powder

2.1.4 藍莓粉添加量對復合果蔬粉感官品質的影響

由圖4 分析可知，當藍莓粉添加量為3.5 g時，復合果蔬粉的感官評分最高。繼續添加藍莓粉時，感官評分呈下降趨勢。藍莓粉沖調后液體呈現出澄清透亮的淡紫色，無雜質結塊，味酸，賦予果蔬粉濃郁的藍莓氣味，可以掩蓋紅甜菜粉的不良風味[20]，但當添加量過多時，酸味濃郁，口感降低。因此復合果蔬粉藍莓粉的添加量為3.5g。

圖4 藍莓粉添加量對復合果蔬粉感官品質的影響Fig.4 Effect of blueberry powder addition on sensory quality of compound fruit and vegetable powder

2.2 復合果蔬粉的配方優化

從表3 的R值比較分析可知，復合果蔬粉感官品質影響因素大小依次為紅甜菜粉添加量＞草莓粉添加量＞紫薯粉添加量＞藍莓粉添加量，得到感官評分最優組合條件為A2B1C2D1。以此組合為實驗條件進行驗證，結果表明，該實驗條件下感官評分最高。因此復合果蔬粉的最佳配方為紅甜菜粉3.0 g、紫薯粉1.2 g、草莓粉3.0 g、藍莓粉3.0 g。

表3 感官評定正交實驗結果Table 3 Orthogonal test results of sensory evaluation

2.3 果蔬粉花色苷含量測定與分析

如圖5 所示，經過對四種果蔬單粉花色苷含量的測定，得出紅甜菜粉、紫薯粉、草莓粉、藍莓粉花色苷含量分別為30.90、339.8、8、67.2 mg/100 g。最佳感官條件下復合粉花色苷含量為88.5 mg/100 g。通過對比分析得出，雖然復合粉花色苷含量低于花色苷含量最高的是紫薯粉，但明顯高于紅甜菜粉、藍莓粉、草莓粉，且復合果蔬粉的感官狀態明顯改善。因此可以得出，優化后的復合果蔬粉具有較高的花色苷含量，說明復配的果蔬粉不僅具有良好的感官風味，還具有較高的營養價值。

圖5 果蔬粉花色苷含量對比圖Fig.5 Comparison of anthocyanin content of fruit and vegetable powder

2.4 復合果蔬粉抗氧化性分析

2.4.1 羥基自由基清除能力結果與分析

（1）復合果蔬粉對羥基自由基的清除能力

對不同質量復合果蔬粉的羥基自由基清除能力進行了測定，結果如圖6 所示，果蔬粉含量為5×10-4～4×10-2g時，復合果蔬粉對羥基自由基清除能力顯著增加，最大清除率可達76.71%，說明復合果蔬粉對羥基自由基的清除效果顯著。

圖6 復合果蔬粉羥基自由基清除能力Fig.6 Hydroxyl radical scavenging ability of compound fruit and vegetable powder

（2）羥基自由基清除能力的對比

比較不同果蔬粉對于羥基自由基的清除效果如圖7所示，由圖可知，紅甜菜粉、草莓粉、紫薯粉、藍莓粉的羥基自由基清除能力分別為69.77%、71.03%、58.05%、34.73%，而復合粉的羥基自由基清除率可達76.17%，顯著高于四種果蔬單粉，說明四種果蔬經過復配以后，不同果蔬粉各組分間具有協同作用，提高了對羥基自由基的清除效果，因此也說明復配果蔬粉比單一果蔬粉具有更好的生物活性。

圖7 不同果蔬粉羥基自由基清除率比較Fig.7 Hydroxyl radical scavenging rate comparison of different fruit and vegetable powders

2.4.2 DPPH 自由基清除能力結果

（1）復合果蔬粉對DPPH 自由基清除能力

如圖8 所示，復合果蔬粉的DPPH 自由基清除能力隨著果蔬粉用量的增大而升高，呈現顯著的量效關系，在果蔬粉用量為4×10-2g時，DPPH 自由基清除率可達82.71%，抗氧化效果明顯，并且和羥基自由基清除效果具有一致性，說明富含花色苷的復合果蔬粉具有較強的自由基清除能力，其抗氧化效果與其含有花色苷等抗氧化物質含量有關。

圖8 復合果蔬粉清除DPPH 自由基的能力Fig.8 DPPH radical scavenging ability of compound fruit and vegetable powder

（2）DPPH 自由基清除能力對比

對不同果蔬粉的DPPH 清除率進行了比較分析，由圖9 可以看出，四種果蔬粉DPPH 自由基清除能力差距較大，草莓粉和藍莓粉較低，僅有7.71%和25.25%，可能與其花色苷含量低有關。紅甜菜粉、紫薯粉的DPPH 清除能力較強，分別高達89.15%、92.15%，說明紅甜菜粉中含有的多酚等抗氧化成分提高了其對DPPH 的清除能力，而紫薯粉的花色苷含量較高，抗氧化能力因此最高。復合果蔬粉的DPPH 自由基清除能力達到了82.71%，體現了對DPPH 自由基良好的清除效果，抗氧化活性較強。

圖9 不同果蔬粉DPPH 自由基清除率比較Fig.9 DPPH scavenging rate comparison of different fruit and vegetable powders

3 結論

本研究以富含花色苷的紅甜菜粉、紫薯粉、藍莓粉、草莓粉為原料，以感官品質為指標優化得到了復合果蔬粉的配方：紅甜菜粉3.0 g、紫薯粉1.2 g、草莓粉3.0 g、藍莓粉3.0 g，白砂糖0.45 g、瓜爾豆膠0.01 g。所制備的復合果蔬粉感官風味良好，沖調后色澤均勻，質地均一，無分層、異物感，甜度適中，帶有果蔬粉清香，品質頗佳，且花色苷等活性成分含量較高，并具有較好的抗氧化能力，特別是本研究復配優化的復合果蔬粉對羥基自由基的清除能力更是高于四種單一果蔬粉的。

上述結果表明，經過科學復配后制備的果蔬營養粉的感官品質和營養價值明顯好于單一果蔬粉，且抗氧化等生物活性顯著提高。以富含花色苷果蔬制備的營養粉符合當代人們對果蔬代餐粉和健康飲品的追求，為新型營養健康果蔬食品的研究與開發提供了科學依據。