沙棘苹果复合饮料的研制及品质分析.pdf

现代食品XIANDAISHIPIN77/工艺技术ProcessTechnologydoi:10.16736/41-1434/ts.2023.13.020沙棘苹果复合饮料的研制及品质分析Development and Quality Analysis of Hippophae rhamnoides L.and Apple Composite Beverage 王晓雨，裴龙英，刘 伟，尉鹏博，刘璐萍，徐 恒（新疆理工学院食品科学与工程学院，新疆 阿克苏 843000）WANG Xiaoyu,PEI Longying,LIU Wei,YU Pengbo,LIU Luping,XU Heng(College of Food Science and Engineering,Xinjiang Institute of Technology,Aksu 843000,China)摘 要：本文以沙棘汁、苹果浓缩汁为主要原料，以感官评分为指标，经单因素及响应面优化试验确定沙棘苹果复合饮料的最优工艺。结果表明，最佳配方为沙棘汁添加量11.0%、苹果汁添加量5.5%、白砂糖添加量7.1%、凝胶剂质量比 1 1。此条件下制得的沙棘苹果复合饮料的感官评分为 80.3 分，其蛋白质含量为 1.6 mg/100 mL，脂肪含量为 0.71 g/100 mL，黄酮含量为 41 mg/100 mL，多酚含量为 0.74 mgL-1，可溶性固形物含量为 14.9%。制得的沙棘苹果复合饮料营养丰富，风味独特，微生物测定结果均符合国家标准，产品安全性较高，可为沙棘和苹果的深加工产业提供理论依据。关键词：沙棘；复合饮料；工艺优化；品质分析Abstract：In this paper,Hippophae rhamnoides L.juice and apple juice concentrate were used as the main raw materials,and the sensory score was used as the index to determine the optimal process of Hippophae rhamnoides L.-apple composite beverage after one-factor and response surface optimization test.The results showed that the optimal formula was Hippophae rhamnoides L.juice added 11.0%,apple juice added 5.5%,sugar added 7.1%,the mass ratio of gel is 1 1.The sensory score of Hippophae rhamnoides L.-apple composite beverage produced under this condition was 80.3 points.The protein content was 1.6 mg/100 mL,the fat content was 0.71 g/100 mL,the flavonoid content was 41 mg/100 mL,the polyphenol content was 0.74 mgL-1,and the soluble solid was 14.9%.The Hippophae rhamnoides L.-apple composite beverage obtained was rich in nutrition and unique in flavor.And the results of microbial determination were in accordance with the national standard,and the product safety was high.It can provide theoretical basis for the deep processing industry of Hippophae rhamnoides L.and apple.Keywords：Hippophae rhamnoides L.;composite beverage;process optimization;quality analysis中图分类号：TS255.4沙棘（Hippophae rhamnoides L.），又名沙枣，属于胡颓子科、沙棘属植物，是一种落叶性灌木1。沙棘果实属于药食同源植物，富含多种微量元素、氨基酸、原花青素及不饱和脂肪酸等生物活性物质2。此外，沙棘含有的黄酮类化合物在治疗心脏疾病、高血压、高血脂等方面具有良好的作用3，且维生素具有提高人体免疫力和抗氧化等功效，有益于人体 健康4。基金项目：沙棘饮料相关产品开发项目（XJLGHX2022011）。作者简介：王晓雨（1995），女，硕士，助教，研究方向为农产品加工。通信作者：徐恒（1994），男，硕士，助教，研究方向为农产品深加工技术。E-mail：。现代食品XIANDAISHIPIN78/工艺技术Process Technology苹果富含多种营养成分，如膳食纤维、维生素和槲皮素等，有助于保护人体细胞免受氧化损伤5。因其营养丰富，甜度较高，且无其他不良气味，研究者们常常将其与各类水果复配，以提高产品风味。目前，关于沙棘的研究多集中在种植技术和原浆上，其食用价值还未被充分开发利用。近年来，沙棘复合果汁饮品广泛受到消费者的喜爱，因沙棘与其他水果调配后，不仅营养价值得到提高，还能够消除沙棘原浆带来的苦涩不适，利于消费者饮用。若将沙棘与苹果复配，开发一种具有较多营养成分且风味独特的复合饮料，对于提高产品附加值具有重要作用。因此，本研究对沙棘苹果复合饮料工艺进行优化，并对优化后的产品进行各项品质指标及微生物指标的测定。旨在研制一款口感佳、营养丰富的复合饮料，对于提高沙棘和苹果的深加工技术具有重要意义，可为沙棘饮料的开发及实际生产提供理论依据。1 材料与方法1.1 材料与仪器沙棘，新疆阿克苏乌什县；苹果汁，可罗食品（中国）有限公司。山梨酸钾，江苏彩蝶食品有限公司；D-异抗坏血酸钠、黄原胶，河南万邦化工科技有限公司；羟甲基纤维素钠，上海申光食用化学品有限公司；单双甘油脂肪酸酯，佳力士添加剂（海安）有限公司。恒温培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；恒温鼓风干燥箱，上海博迅医疗生物仪器股份有限公司；脂肪测定仪，上海纤检仪器有限公司；酶标分析仪，北京普朗新技术有限公司；全自动定氮仪蒸馏器，上海精密仪器仪表有限公司。1.2 试验方法1.2.1 沙棘苹果复合饮料的制备工艺流程为沙棘挑选清洗榨汁过滤（凝胶制备）调配均质杀菌冷却成品。操作要点如下。过滤。将沙棘浆过 100 目纱布，得滤液。凝胶制备。羧甲基纤维素钠与黄原胶 1 1 混合后加水，放入 80 的水浴锅中搅拌溶解，得胶体溶液。调配。称取白糖加入适量的水，使其溶解；量取沙棘汁、苹果汁倒入杯中，加入融化的白糖，加入食品添加剂，不断搅拌，使其充分混匀。均质。常温下 4 000 rmin-1 均质 5 min。灭菌。将混合液加热至 75，杀菌时间为 10 min。冷却。梯度降温至常温，得到成品。1.2.2 单因素试验分别选取沙棘汁添加量为 8%、9%、10%、11%和 12%；苹果汁添加量为 4.0%、4.5%、5.0%、5.5%和 6.0%；白砂糖添加量为 4%、5%、6%、7%和 8%；凝胶剂质量比为 2 1、3 2、1 1、2 3 和 1 2，以每 100 mL 饮料为基准，其中包含苹果汁和水，对配方进行优化。1.2.3 响应面优化试验以沙棘汁添加量、苹果汁添加量和白砂糖添加量为自变量，以感官评分为响应值，进行 3 因素 3 水平的响应面优化试验，试验因素水平见表 1。表 1 响应面试验因素和水平表 单位：%水平因素A 沙棘汁添加量B 苹果汁添加量C 白砂糖添加量-1105.060115.571126.081.2.4 理化指标及微生物指标测定蛋白质测定参考食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定（GB 5009.52016）；脂肪测定参考食品安全国家标准 食品中脂肪的测定（GB 5009.62016）；菌落总数的检测参照食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定（GB 4789.22022）；大肠杆菌的检测参照食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠菌群计数（GB 4789.32016）；致病菌的检测参照食品卫生微生物学检验 冷冻食品、饮料检验（GB 4789.212003）。1.2.5 黄酮的测定采用硝酸铝显色法6。1.2.6 多酚的测定采用福林酚法7。1.2.7 感官评价评分标准参照食品安全国家标准 饮料（GB 71012022）的感官要求以及沙棘苹果复合饮料本身特性制定，由15名食品专业的学生进行感官评价。感官评分标准见表 2。1.3 数据处理采用 Design Expert 12 软件进行响应面设计，采用Origin 2019b 进行数据分析。现代食品XIANDAISHIPIN79/工艺技术ProcessTechnology2 结果与分析2.1 单因素试验结果2.1.1 沙棘汁添加量对沙棘苹果复合饮料感官评分的影响如图 1 所示，当沙棘汁添加量为 11%时，其感官评分最高。沙棘添加量过低会导致复合饮料的口味较淡，沙棘风味不明显，苹果和白砂糖的口感突出，复合饮料的颜色也较淡，整体感官不佳。添加量在 12%时，开始呈下降趋势，因为沙棘汁添加过多会导致复合饮料酸度增加，复合饮料口感偏酸，有涩味和沙棘异味，掩盖了苹果的风味。因此，选择沙棘汁添加量为 11%作为响应面优化试验的中心点。78910111213606570758085感官评分/分沙棘汁添加量/%3.54.04.55.05.56.06.5606570758085感官评分/分苹果汁添加量/%3456789606570758085感官评分/分白砂糖添加量/%2132112312606570758085感官评分/分凝胶剂质量比图 1 沙棘汁添加量对沙棘苹果复合饮料的感官评分影响图2.1.2 苹果汁添加量对沙棘苹果复合饮料的感官评分影响如图 2 所示，当苹果汁添加量为 5.5%时，复合饮料的感官评分最高；若添加量过低，饮料感官不佳，苹果汁添加量少，会导致复合饮料中沙棘的风味浓郁，苦涩味较重，苹果风味较弱；当苹果汁添加量为 6.0%时，感官评分开始呈下降趋势，苹果汁添加过多，导致复合饮料中苹果的味道掩盖了沙棘的味道，饮料的甜度较高，使得整体感官不佳。因此，选择苹果汁添加量为 5.5%作为响应面优化试验的中心点。3.54.04.55.05.56.06.5606570758085感官评分/分苹果汁添加量/%图 2 苹果汁添加量对沙棘苹果复合饮料的感官评分影响图2.1.3 白砂糖添加量对沙棘苹果复合饮料的感官评分影响如图 3 所示，当白砂糖添加量为 7%时，复合果汁饮料的感官评分最高；添加量过低时，其感官不佳，复合饮料中的沙棘汁和苹果汁混合的酸味过于浓郁，影响口感；白砂糖添加量在 8%时，感官评分开始呈下降趋势，白砂糖添加过多导致复合饮料甜度较高，整体感官不佳。因此，选择白砂糖添加量为 7%作为响应面优化试验的中心点。表 2 沙棘苹果复合饮料感官评分标准表项目评分标准评分/分气味（25 分）沙棘果香味与苹果香味协调，无异味21 25沙棘果香味或苹果香味中一种味道偏浓，有轻微的异味11 20无沙棘果香味和苹果香味，有刺鼻的异味0 10色泽（25 分）色泽均匀明亮，呈现橙色，无杂色21 25色泽一般，偏黄色或偏暗，有杂色11 20色泽失调，颜色呈现黄色或颜色较暗0 10口感（30 分）沙棘和苹果的味道协调，酸甜适中，口感细腻润滑21 30略有沙棘涩味，口感偏酸或偏甜，口感不柔和11 20口感酸涩，无甜味，口感粗厚浓稠0 10组织状态（20 分）组织均匀，不分层，无沉淀16 20略有分层，果胶未溶解，有少量沉淀11 15明显分层，有絮状物质，有沉淀0 10现代食品XIANDAISHIPIN80/工艺技术Process Technology3456789606570758085感官评分/分白砂糖添加量/%图 3 白砂糖添加量对沙棘苹果复合饮料的感官评分影响图2.1.4 凝胶剂质量比对沙棘苹果复合饮料的感官评分影响探究黄原胶与羟甲基纤维素钠按照不同比例添加对产品感官评分的影响，结果如图 4 所示。当二者比例为 2 1 或 1 2 时，产品沉淀较多，状态不均匀，口感不柔和；当二者比例为 3 2 或 2 3 时，产品少量沉淀，状态较浓稠。当二者比例为 1 1 时，其感官评分最高，产品无沉淀，状态均匀，口感较好。羟甲基纤维素钠能与其他各种稳定剂（如黄原胶、瓜尔胶、卡拉胶等）进行复配使用，有协同增效作用8。因此，最终选择凝胶剂比例为 1 1。苹果汁添加量/%34567896065707580852132112312606570758085感官评分/分凝胶剂质量比图 4 凝胶剂质量比对沙棘苹果复合饮料的感官评分影响图 2.2 响应面法优化试验设计及结果分析在单因素试验基础上，以感官评分为指标，采用响应面优化试验确定饮料的最佳工艺参数，试验设计方案及结果见表 3。通过多元非线性回归拟合分析，得到沙棘苹果复合饮料的二次多项回归模型为Y=80.3+0.3A-0.05B+0.95C+0.75AB-1.1AC-1.25BC-4.78A2-0.38B2+0.87C2。由 方 差分析可知，决定系数R2=0.914 1，校正系数R2adj=0.803 7，表明误差较小，该模型的方差分析结果见表 4。表 3 响应面优化实验方案及结果表实验号A 沙棘汁 添加量/%B 苹果汁 添加量/%C 白砂糖 添加量/%Y 感官评分/分1-11071.2200070.03-1-1071.5411070.551-1070.3600071.4710-171.5801-172.2900072.31000073.21110172.81201171.71300074.9140-1-175.5150-1175.816-10174.317-10-174.7表 4 回归方程方差分析表方差 来源平方和自由度均方F 值p 值显著性模型50.25095.580 08.280 00.005 4*A0.02010.020 00.029 60.868 2B0.04510.045 00.066 70.803 6C0.12510.125 00.185 30.679 8AB0.01010.010 00.014 80.906 5AC0.04010.040 00.059 30.814 6BC1.00011.000 01.480 00.262 8A30.580130.580 045.330 00.000 3*B10.050110.050 014.900 00.006 2*C4.17014.170 06.180 00.041 8*残差4.72070.674 6失拟项3.25031.080 02.940 00.162 0不显著纯误差1.47040.368 0总和54.97016注：*表示 p 0.05，有显著性差异；*表示 p 0.01，有极显著性差异。方差分析结果显示，该模型 p 值为 0.005 4，p 0.01，差异极显著，表明此回归方程的试验模型具有实际参考价值。失拟项 p 值为 0.162 0，p 0.05，差异不显著，表明试验模型的拟合度高，能充分反映实际情况，可反映出因素与响应值的变化关系9。现代食品XIANDAISHIPIN81/工艺技术ProcessTechnology响应面的 3D 图可充分反映出两个因素间的相互作用，以此判断各因素对沙棘苹果复合饮料感官的影响10。如图 5 所示，通过观察三维曲面图，可确定 3 个因素间的相互作用程度。根据 Design-Expert 软件中回归模型的预测，可以得到沙棘苹果复合饮料的最佳工艺为沙棘汁添加量 10.99%、苹果浓缩汁添加量5.50%、白砂糖添加量 7.05%。按照最佳工艺制得的沙棘苹果复合饮料的感官评分为 78.3 分。2.3 最佳工艺条件试验验证为验证回归模型的预测值与试验真实值间的拟合程度，对最佳工艺进行验证试验。考虑到试验的操作性，将工艺条件调整为沙棘汁添加量 11.0%、苹果汁添加量 5.5%、白砂糖添加量 7.1%。最终沙棘苹果复合饮料的综合感官评分为 80.3 分。与预测值相差较小，表明该试验方法可靠。76 74 72 71 705.85.65.210.010.511.011.512.0A：沙棘汁添加量/%B：苹果汁添加量/%5.05.46.0 73感官评分/分 75（a）沙棘汁与苹果汁添加量的交互作用图 76 74 72 71 707.57.06.0 5.05.25.45.65.86.0B：苹果汁添加量/%C：白砂糖添加量/%6.58.0 73感官评分/分 75（b）苹果汁与白砂糖添加量的交互作用图 76 74 72 71 707.57.06.0 10.010.511.011.512.0A：沙棘汁添加量/%C：白砂糖添加量/%6.58.0 73感官评分/分 75（c）沙棘汁与白砂糖添加量的交互作用图图 5 3 个因素间的交互作用对复合饮料感官评分影响的 响应面图2.4 理化指标测定结果对最佳工艺下的沙棘苹果复合饮料的相关理化指标进行测定，可评估该产品的营养特性。由表 5可知，其蛋白质含量为 1.6 mg/100 mL，脂肪含量为 0.71 g/100 mL，黄酮含量为 41 mg/100 mL，多酚含量为0.74 gL-1，可溶性固形物为14.9%，是一款口感酸甜、营养丰富的饮品。表 5 沙棘苹果复合饮料的理化指标表项目含量蛋白质/（g/100 mL）1.6脂肪/（g/100 mL）0.71黄酮/（mg/100 mL）41多酚/（mgL-1）0.74可溶性固形物/%14.92.5 微生物指标测定结果对最佳工艺下的沙棘苹果复合饮料的微生物相关指标进行测定，可评估该产品的卫生安全。检测结果如表 6 所示，其菌落总数、致病菌和大肠杆菌经检测均符合国家标准，该产品安全性较高。表 6 沙棘苹果复合饮料的微生物指标表 单位：CFUmL-1项目检测结果国家标准菌落总数22 100致病菌大肠菌落数 13 结论本文通过单因素及响应面优化试验，得到沙棘苹果复合饮料的最佳制作工艺条件为沙棘汁添加量现代食品XIANDAISHIPIN82/工艺技术Process Technology11.0%、苹果浓缩汁添加量 5.5%、白砂糖添加量 7.1%，凝胶剂质量比 1 1。该条件下的复合饮料色泽均匀，沙棘香味和苹果香味协调，感官品质较好。此外，其蛋白质含量为1.6 g/100 mL，脂肪含量为0.71 g/100 mL，黄酮含量 41 mg/100 mL，多酚含量 0.74 mgL-1、可溶性固形物 14.9%。在微生物检测中，其菌落总数、致病菌和大肠杆菌均符合国家标准。综上所述，该产品是一款富含沙棘、苹果风味，营养丰富，且安全性较高的饮料，该研究可增加沙棘深加工产业的经济效益，也为今后沙棘饮料的新产品开发提供新思路。参考文献1 崔立柱，付依依，刘士伟，等.沙棘营养价值及产业发展概况 J.食品研究与开发，2021，42（11）：218-224.2 高娟娟，李栋，苏丹，等.沙棘果油的提取工艺及其营养因子应用研究进展 J.食品工业科技，2022，43（13）：400-407.3POP R M，SOCACIU C，PINTEA A，et al.UHPLC/PDAESI/MS analysis of the main berry and leaf flavonol glycosides from different Carpathian Hippopha rhamnoides L.varietiesJ.Phytochemical Analysis，2013，24（5）：484-492.4 党美乐，张旭，朱珍珍，等.瑞阳和瑞雪苹果及其亲本果实中主要营养成分的比较分析 J.果树学报，2020，37（1）：50-58.5 黄小鸿.苹果中有效成分及其保健功效 J.中国资源综合利用，2019，37（8）：179-180.6 李朋亮.枸杞干制中黄酮类化合物变化规律及其抗氧化活性研究 D.银川：宁夏大学，2014.7ATOUI A K，MANSOURI A，BOSKOU G，et al.Tea and herbal infusions:their antioxidant activity and phenolic profileJ.Food Chemistry，2005，89（1）：27-36.8 张丽平，余晓琴.羧甲基纤维素钠（CMC）在食品工业应用的情况和研究动态 J.中国食品添加剂，2006（1）：118-125.9 刘江，王振兴，阚欢，等.核桃花护色工艺的条件优化 J.食品与发酵工业，2019，45（13）：160-165.10 杨豪，刘晓雪，苏海冉，等.响应面法优化辣木叶蛋白提取工艺及凝集活性研究 J.食品工业科技，2022，43（6）：150-157.1988（10）：26-27.3 李平.食醋的种类及对原料的要求 J.农产品加工，2008（11）：10-11.4 霍君生食醋的医疗保健功能（上篇）J.上海调味品，1999（2）：30-315 霍君生食醋的医疗保健功能（中篇）J.上海调味品，1999（3）：30-31.6 霍君生食醋的医疗保健功能（下篇）J.上海调味品，1999（4）：27.7 余鸣春，敖宗华，陶文沂.镇江恒顺优质香醋理化指标的分析研究 J.中国调味品，2006（6）：18-21.8ROMN-CAMACHO J J，SANTOS-DUEAS I M，GARCA-GARCA I，et al.Metaproteomics of microbiota involved in submerged culture production of alcohol wine vinegar：a first approachJ.International Journal of Food Microbiology，2020，333：108797.9 尹俊玲.传统手工和现代工业化生产镇江香醋风味组分的比较研究 D.镇江：江苏大学，2016.（上接第 76 页）树立节粮意识，珍惜劳动成果。