花青素復合飲料的研制及其抗氧化性評價

張嘉莉，梁智鉻，徐幸煒，吳警芊，梁玉幸，王 碩

（廣州工商學院工學院，廣東 廣州 510850）

在食品工業中，選擇富含天然營養成分的原材料逐漸成為新寵。目前，美國已有60%的產品采用微膠囊技術，英國、意大利和德國在2010 年推出一批富含天然抗氧化成分的飲品。國內外以復合壁材包埋的花青素微膠囊為基礎進行功能性飲品研發的綜合性研究較少，對抗氧化功能性成分的篩選及抗氧化性評價研究缺乏，針對這種現狀進行新產品開放并對產品配方進行工藝優化。花青素微膠囊功能性飲品的市場空缺大，為響應市場號召，研發出具有抗氧化能力和良好風味的飲品是未來功能性飲品發展趨勢。

微膠囊在飲料產品應用推廣較少主要考慮成本問題，產品已有一體化微膠囊包埋機設計為基礎，將原本繁雜的包埋試驗及所需的眾多儀器改良為1臺機器操作，一體化微膠囊包埋機可實現壁材對芯材的完全包埋，所制微膠囊顆粒均勻，生物利用率高。降低了儀器成本，同時有較高的微膠囊生產效率，產品原輔料可進行多配方篩選和優化，提升性價比和感官指標。

以酪蛋白與海藻酸鈉復合壁材包裹的花青素微膠囊為主要功能性原料，以花青素微膠囊用量、豆奶用量、胡蘿卜汁用量、復合糖漿用量為單因素，以感官評價為考查指標，通過正交試驗確定最佳配方，進一步對抗氧化值進行評價[1]。

1 基于酪蛋白包埋花青素的復合果蔬汁的研制

1.1 試驗材料

酪蛋白粉，沈陽奧派奇食品有限公司提供；原花青素粉，西安圣青生物科技有限公司提供；純黃豆漿粉，廣西梧州冰泉實業股份有限公司提供；低聚果糖、白砂糖、胡蘿卜，均為市售。

1.2 試驗儀器

ES500-1B 型電子天平，沈陽亮衡天平儀器有限公司產品；磁力攪拌器；DGJ-10C 型真空冷凍干燥機，上海博登生物科技有限公司產品；V1000 型分光光度計；打漿機，德國博朗公司產品；1 000 mL透明量杯、200 mL 透明量杯、均質機；TD5 型臺式高速離心機，上海利鑫堅離心機有限公司產品；電磁爐，廣東美的廚房電器制造有限公司產品。

1.3 工藝流程

1.3.1 花青素微膠囊的制備

稱取花青素粉和酪蛋白粉（花青素粉∶酪蛋白粉= 1∶9） →混合溶于蒸餾水→攪拌均勻→倒入托盤內→預凍處理24 h→放入冷凍干燥箱內進行干燥處理48 h→制得花青素微膠囊粉末[2]。

1.3.2 飲料調配

①胡蘿卜→清洗、去皮→切碎→預煮→打漿→過濾；

②花青素粉→溶解（1%）；

③豆漿粉→溶解；

④甜味劑（低聚果糖∶白砂糖=1∶1）；

①+②+③+④→調配→定容→均質→成品。

1.4 操作要點

1.4.1 稱量

用電子天平精確稱取各種原料和輔助材料，并單獨放置備用。

1.4.2 原料預處理

挑選出優質的胡蘿卜，并將稱量好的胡蘿卜清洗干凈、去皮，將切丁置于沸騰的鍋中，煮沸5 min后瀝水撈出備用[3]。

1.4.3 豆漿的制備

為了防止凝聚，在杯中加入少量的純凈水。取出純黃豆漿粉，倒入放有少量去純凈水中的杯中，淹沒過黃豆漿粉。用攪拌工具將杯中的水和黃豆漿粉混合，防止結塊。加入熱水，徹底攪拌均勻水和黃豆漿粉備用[4]。

1.4.4 胡蘿卜汁的制備

胡蘿卜預煮，預煮5 min 后，待組織充分軟化后，用打漿機打漿，然后用60 目絹布過濾，殘渣加適量純凈水清洗，合并，最后定量至400 mL，備用。

1.4.5 花青素溶液的制備

取酪蛋白包裹的花青素粉0.5 g，溶于50 mL 純凈水中備用。

1.4.6 甜味劑的復配

取白砂糖和低聚果糖各10 g，完全溶解于100 mL純凈水備用[5]。

1.4.7 調配

用量杯對原料進行稱量，并按試驗比例進行調配均勻。

1.4.8 定容

將調配完的果蔬汁加入純凈水定容至1 000 mL。

1.4.9 均質

為保證飲料穩定性，用均質機均質處理，均質物料溫度為50 ℃，均質壓力為20 MPa，均質2 次。

2 試驗方法

2.1 單因素試驗

通過預試驗了解到花青素用量、甜味劑用量、胡蘿卜汁用量、豆奶用量對花青素復合飲料口感影響最大。通過單因素試驗確定花青素用量、甜味劑用量、胡蘿卜汁用量、豆奶用量，以感官評分標準測定成品的綜合得分，確定花青素復合飲料的最佳配方。

2.1.1 花青素用量對花青素復合飲料感官的影響

確定其他因素用量，精確稱量豆奶40 mL，胡蘿卜汁80 mL，甜味劑20 mL，適量蒸餾水。花青素用量分別為150，200，250，300，350 mL，分5 組以相同的制作工藝制成花青素復合飲料。20 名評分員以感官評分標準進行評分，確定花青素的最佳用量。

2.1.2 甜味劑用量對花青素復合飲料感官的影響

確定其他因素用量，精確稱量豆奶40 mL，胡蘿卜汁80 mL，花青素200 mL，適量蒸餾水。甜味劑用量分別為10，15，20，25，30 mL，分5 組以相同的制作工藝制成花青素復合飲料。20 名評分員以感官評分標準進行評分，確定甜味劑的最佳用量。

2.1.3 豆奶用量對花青素復合飲料感官的影響

確定其他因素用量，精確稱量胡蘿卜汁80 mL，花青素200 mL，甜味劑20 mL，適量蒸餾水。豆奶用量分別為20，30，40，50，60 mL，分5 組以相同的制作工藝制成花青素復合飲料。20 名評分員以感官評分標準進行評分，確定豆奶的最佳用量。

2.1.4 胡蘿卜汁用量對花青素復合飲料感官的影響

確定其他因素用量，精確稱量豆奶40 mL，花青素200 mL，甜味劑20 mL，適量蒸餾水。胡蘿卜汁用量分別為60，80，100，120，140 mL，分5 組以相同的制作工藝制成花青素復合飲料。20 名評分員以感官評分標準進行評分，確定胡蘿卜汁的最佳用量。

2.2 正交試驗

以單因素試驗為基礎，確定基本考查因素為胡蘿卜汁、豆奶、花青素、復配甜味劑，以花青素天然植物復合飲料的感官評定為主要鑒定標準，選用L9（34）四因素三水平正交試驗確定花青素天然植物復合飲料的最佳制作工藝參數。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計

2.3 感官評價方法

花青素天然植物復合飲料的品質用感官評定的形式，選擇10 人組成品鑒小組，為了保證結果的準確性和客觀性，這10 人從不同專業隨機抽調。花青素天然植物復合飲料的感官評定總分為100 分，分別從飲料的色澤（滿分20 分）、口感（滿分30 分）、香氣（滿分20 分）、組織狀態（滿分30 分） 進行評定。其中，100～90 分評為優、89～80 分評為良、79～70 分評為中等、69～60 分評為合格、60 分以下為不合格。

感官評分見表2。

表2 感官評分

3 結果與分析

3.1 單因素試驗結果

3.1.1 胡蘿卜汁用量的確定

胡蘿卜汁中含有豐富的胡蘿卜素，而胡蘿卜素是維A 的主要來源，胡蘿卜素在腸道中經酶的作用后可變成人體所需的維A，還具有明目、美容、增強免疫力等多種功效。

胡蘿卜汁用量對飲料品質的影響見圖1。

圖1 胡蘿卜汁用量對飲料品質的影響

由圖1 可知，當胡蘿卜汁用量逐漸增多時，感官評分先升高后降低，由于隨著胡蘿卜汁用量的增加會增添胡蘿卜的土腥味，從而影響產品的感官評分。當胡蘿卜汁用量為100 mL 時，感官評分最高。

3.1.2 豆奶用量的確定

豆奶含有豐富的營養成分，其中蛋白質及微量元素鎂較為豐富。此外，還含有維B1、維B2等。

豆奶用量對飲料品質的影響見圖2。

圖2 豆奶用量對飲料品質的影響

由圖2 可知，當豆奶用量逐漸增多時，感官評分先降低后略升高，可能是因為隨著豆奶用量的增加豆腥味加重。當豆奶用量為20 mL 時，感官評分最高。

3.1.3 花青素用量的確定

花青素又稱花色素，是一種天然的抗氧化劑，能起到清除人體內自由基的作用，可以作為營養強化劑。目前，花青素在食品中可作為營養強化劑、食品防腐劑代替苯甲酸等合成防腐劑，且可作為食品著色劑應用于日常飲料和食品。

花青素用量對飲料品質的影響見圖3。

圖3 花青素用量對飲料品質的影響

由圖3 可知，當花青素用量逐漸增多時，感官評分先升高后降低，可能是由于隨著花青素用量的增加而略帶苦澀味，而呈現先升高后降低的情況。當花青素用量為200 mL 時，感官評分最高。

3.1.4 甜味劑用量的確定

甜味劑配方為白砂糖和低聚果糖各10 g 并完全溶解于100 mL 純凈水中。白砂糖是食糖的一種，是日常生活中最廣泛使用的食糖，也是最常用的甜味劑。低聚果糖具有低熱值、無齲齒、促進雙歧桿菌增殖、降血糖，改善血清脂質，促進微量元素吸收等優良生理功能[6]。

甜味劑用量對飲料品質的影響見圖4。

圖4 甜味劑用量對飲料品質的影響

由圖4 可知，當甜味劑用量逐漸增多時，感官評分先降低再升高后降低。當甜味劑用量為20 mL 時，感官評分最高。

3.2 正交試驗結果分析

在單因素試驗的基礎上，采用感官評分作為考核指標并結合營養價值的綜合考慮，以500 mL 來定容，在外部條件與機器設備一定的情況下，將胡蘿卜汁用量（A）、豆奶用量（B）、花青素用量（C）、甜味劑用量（D） 作為正交試驗因素進行試驗以確定飲料的最佳制作工藝參數。根據單因素試驗的結果，在正交試驗中胡蘿卜汁用量（A） 試驗號1，2，3 的用量分別為80，100，120 mL；豆奶用量（B） 試驗號1，2，3 的用量分別為20，30，40 mL；花青素用量（C） 試驗號1，2，3 的用量分別為150，200，250 mL；甜味劑用量（D） 試驗號1，2，3 的用量分別為15，20，25 mL。由表3 分析可知，4 個因素對飲料品質影響強度的順序為A＞D＞B＞C，即胡蘿卜汁用量＞甜味劑用量＞豆奶用量＞花青素用量；9 組正交試驗中感官評分最高的組合為A3B1C3D2，評分為76.2 分，即胡蘿卜汁用量（A） 為120 mL，豆奶用量（B） 為20 mL，花青素用量（C） 為250 mL，甜味劑用量（D） 為20 mL；由K 值得，胡蘿卜汁用量（A） 最優水平為，評分為70.70 分，即胡蘿卜汁用量（A） 為120 mL；豆奶用量（B） 最優水平為，評分為69.53 分，即豆奶用量（B） 為20 mL；花青素用量（C） 最優水平為，評分為67.67 分，即花青素用量（C） 為150 mL；甜味劑用量（D） 最優水平為，評分為68.60 分，即甜味劑用量（D）為25 mL。各因素最優水平所得組合為A3B1C1D3，即胡蘿卜汁用量（A） 為120 mL，豆奶用量（B） 為20 mL，花青素用量（C） 為150 mL，甜味劑用量（D） 為25 mL。感官評分最高的組合與各因素最優水平所得組合不一致，需進一步進行驗證試驗。在3 組平行試驗后，得出最終最佳配方組合為A3B1C1D3。

基于酪蛋白包埋花青素功能性飲品工藝優化正交試驗結果與分析見表4。

表4 基于酪蛋白包埋花青素功能性飲品工藝優化正交試驗結果與分析

由表4 方差分析可知，p 值小于0.05，所以對產品有顯著性影響，即以產品定容至1 000 mL 計，胡蘿卜汁用量（A） 為120 mL，豆奶用量（B） 為20 mL，花青素用量（C） 為150 mL，甜味劑用量（D） 為25 mL。

3.3 總抗氧化能力評價

該飲料產品總抗氧化能力測定應用FRAP 法，以飲料配方花青素添加量為變量進行總抗氧化性測定。而FRAP 法常用于血漿、血清、唾液、尿液等各種體液，細胞或組織等裂解液、植物或中草藥抽提液或各種抗氧化物溶液的總抗氧化能力的檢測。

吸光度及抗氧化能力測定試驗結果見圖5。

圖5 吸光度及抗氧化能力測定試驗結果

由圖5 可知，該飲料總抗氧化性與花青素濃度呈正相關。