馬菲菲， 劉俊杰， 翟立公, 杜傳來

(安徽科技學(xué)院 食品工程學(xué)院，安徽 鳳陽 233100)

桑葚因功能性物質(zhì)豐富,被稱為“口服的皮膚化妝品”。桑葚中白黎蘆醇、黃酮等多種功能性物質(zhì),可以幫助人們有效的預(yù)防癌癥,還可以起到阻止機(jī)體衰老、抗病毒、調(diào)節(jié)血管的作用,常吃桑葚還能明顯地提高我們的免疫力。

甜橙是蕓香科柑橘屬植物。甜橙味甘性涼,果肉中含有豐富的氨基酸和維生素,還具有很多種人體所需要的微量元素,食用后可以促進(jìn)機(jī)體新陳代謝,同時(shí)起到生津止渴、清熱去火的作用。研究表明,甜橙會(huì)通過清除體內(nèi)有害的自由基來抑制癌細(xì)胞的生長,發(fā)揮抵抗癌癥、殺菌及化痰消炎的功效。若女性多吃甜橙,還有美容養(yǎng)顏的功能。

目前,生活水平正逐漸提高,工作節(jié)奏飛快,人們對營養(yǎng)豐富、具有保健功能,且方便食用的食品產(chǎn)生很大的需求。因此,本試驗(yàn)以桑葚與甜橙為原材料制成的復(fù)合飲料,一方面結(jié)合了它們有益成分的價(jià)值,另一方面也解決了桑葚不易貯藏的問題,為進(jìn)一步開發(fā)功能性復(fù)合飲料奠定了一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

螺旋榨汁機(jī)(漢隆機(jī)械); JM-A電子天平(紹興市銀河機(jī)械儀器有限公司;LYT-320手持折光儀(上海淋譽(yù)有限公司);PHS-3C精密pH計(jì)(常州德普科技有限公司);桑葚、甜橙、白砂糖、維生素C、黃原膠、果膠酶,均為食用級(jí),市售。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 桑葚汁、甜橙汁的制作工藝 原料→挑揀→清洗→護(hù)色、熱燙→榨汁→滅酶→澄清→過濾→滅菌→原汁→裝桶→封存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 桑葚甜橙復(fù)合飲料的制作工藝及操作要點(diǎn) 桑葚原汁、甜橙原汁(一定比例)→加入白砂糖、維生素C、黃原膠→混合、加熱→均質(zhì)→殺菌→脫氧處理→灌裝→成品。其操作要點(diǎn)如下：

(1)選擇原料:挑揀一些成熟度適宜、沒有病蟲害、未腐爛、形狀正常的桑葚,并將枝葉除掉;甜橙要遴選香味濃、表皮顏色光鮮,同樣沒有病蟲害、未腐爛、形狀正常的新鮮果子,并將皮和核去除。

(2)護(hù)色、熱燙:用Vc溶液進(jìn)行護(hù)色10 min,再將飲料轉(zhuǎn)入60 ℃的水中,并保持20 min。

(3)榨汁:將原料放入榨汁機(jī)中取汁,為了避免汁液不充分,可以將剩余的果渣倒入適量的無菌水中拌勻后,再經(jīng)榨汁機(jī)取汁一次,將兩次壓榨汁進(jìn)行混合,得到原汁。

(4)滅酶:由于桑葚中酚類物質(zhì)含量高,為使飲料穩(wěn)定,在榨成汁液后利用加熱對飲料進(jìn)行滅酶。

(5)澄清:加入0.2%～0.3%果膠酶破壞其細(xì)胞壁,提高出汁率,放置1～2 h,并不斷攪動(dòng)。

(6)過濾:桑果中含有果膠,汁液很黏,先濾去其中的微粒及籽粒,再離心除去果渣,制得原汁。

(7)滅菌:首先將汁液升溫,再放入滅菌儀器中處理,汁液變涼之后,密封保存。

(8)均質(zhì):將混合后的產(chǎn)品進(jìn)行均質(zhì),防止出現(xiàn)沉淀或分層的現(xiàn)象。

1.2.3 桑葚甜橙復(fù)合飲料的單因素實(shí)驗(yàn) 通過預(yù)實(shí)驗(yàn),確定以桑葚汁與甜橙汁配比、白砂糖、維生素C以及黃原膠的添加量為主要影響元素,以感官評價(jià)得分為測試標(biāo)準(zhǔn),確定因素及水平。

桑葚汁與甜橙汁配比的確定:固定白砂糖添加量為6%,維生素C添加量為0.06%,黃原膠添加量為0.2%,設(shè)置V(桑葚汁)∶V(甜橙汁)為2∶1、3∶2、1∶1、2∶3、1∶2五個(gè)梯度。

白砂糖添加量的確定:固定桑葚汁與甜橙汁配比為3∶2,維生素C添加量為0.06%,黃原膠添加量為0.2%,設(shè)置白砂糖添加量為2%、4%、6%、8%、10%五個(gè)梯度。

維生素C添加量的確定:固定桑葚汁與甜橙汁配比為3∶2,白砂糖添加量為6%,黃原膠添加量為0.2%,設(shè)置維生素C添加量為0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%五個(gè)梯度。

黃原膠添加量的確定:固定桑葚汁與甜橙汁配比為3∶2,白砂糖添加量為6%,維生素C添加量為0.06%,設(shè)置黃原膠添加量為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%五個(gè)梯度,并依據(jù)感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.4 響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用Design-Expert 8.0軟件,選取桑葚汁與甜橙汁配比(A)、白砂糖添加量(B)、維生素C添加量(C)、黃原膠添加量(D)4個(gè)對桑葚甜橙復(fù)合飲料制作工藝具有顯著影響的元素,進(jìn)行四因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)的工藝優(yōu)化試驗(yàn),各因素水平如表1所示。

表1 響應(yīng)面因素和水平Table 1 Factors and levels of response surface test

1.2.5 感官評價(jià)指標(biāo) 選出10人組成感官評價(jià)小組,各成員對桑葚甜橙復(fù)合飲料進(jìn)行打分并記錄,最終的感官得分由打分結(jié)果的平均值決定。具體感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 桑葚甜橙復(fù)合飲料的感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory score criteria of mulberry sweet orange complex beverage

1. 2.6 理化指標(biāo)的測定 pH值采用pH計(jì)進(jìn)行測定;可溶性固形物含量采用手持折光儀測定;總酸按照GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》中的滴定法測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

由Design-Expert 8.0軟件對本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,并借助Origin軟件進(jìn)行繪圖處理,所有試驗(yàn)重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素篩選

2.1.1 桑葚汁與甜橙汁配比對復(fù)合飲料的感官影響 如圖1所示,桑葚汁與甜橙汁的比例對復(fù)合飲料的影響較大,桑葚甜橙復(fù)合飲料感官的評分呈現(xiàn)一個(gè)先升后降的趨勢,經(jīng)過試驗(yàn)證明,桑葚汁與甜橙汁配比在3∶2時(shí),飲料的酸度與甜度適宜,色澤美觀,幾乎無沉淀,此時(shí)感官的評分最高。隨著甜橙汁比例的增大,桑葚汁香氣不足,風(fēng)味欠佳,若桑葚汁比例過高,也會(huì)有桑葚汁氣味掩蓋甜橙汁氣味的現(xiàn)象出現(xiàn)。因此,桑葚汁與甜橙汁配比為3∶2時(shí)為最優(yōu)方案。

圖1 桑葚汁與甜橙汁配比對復(fù)合飲料的感官影響Fig.1 The sensory effects of the ratio of mulberry juice and sweet orange juice on compound beverages

2.1.2 白砂糖添加量對復(fù)合飲料的感官影響 如圖2所示,白砂糖的添加量不同,評分也各不相同,當(dāng)白砂糖不斷的增多時(shí),復(fù)合飲料的甜度也變得越來越大,當(dāng)白砂糖添加到6%時(shí),飲料糖分程度適宜,得分明顯高于其他水平。隨著白砂糖繼續(xù)增多,飲料的糖分程度太高,因此,白砂糖添加量在6%的時(shí)候?yàn)樽顑?yōu)方案。

圖2 白砂糖添加量對復(fù)合飲料的感官影響Fig.2 The sensory effect of white sugar addition on compound beverages

2.1.3 維生素C添加量對復(fù)合飲料的感官影響 如圖3所示,維生素C小于0.06%時(shí),對評分的影響不顯著,當(dāng)維生素C為0.06%時(shí),分?jǐn)?shù)高達(dá)96分,此時(shí)的飲料飲后清爽,有種酸酸甜甜的余味留在口中。隨著維生素C含量的增加,飲料的酸度會(huì)越來越大,掩蓋了桑葚汁和甜橙汁的香甜,因此,維生素C添加量在0.06%時(shí)為最優(yōu)方案。

圖3 維生素C添加量對復(fù)合飲料的感官影響Fig.3 The sensory effect of vitamin C addition on compound beverage

2.1.4 黃原膠添加量對復(fù)合飲料的感官影響 如圖4所示,當(dāng)加入一段時(shí)間后,飲料靜置一會(huì)出現(xiàn)渾濁感,而隨著黃原膠的繼續(xù)增加,飲品上層開始出現(xiàn)未完全融化的固體,評分開始降低,因此,當(dāng)添加量為0.2%時(shí),飲料在短時(shí)間內(nèi)完好無損,具有良好的穩(wěn)定性。因此,黃原膠添加量為0.2%時(shí)為最優(yōu)方案。

圖4 黃原膠添加量對復(fù)合飲料的感官影響Fig.4 The sensory effect of xanthan gum addition on compound beverage

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化

2.2.1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)及方差分析 通過對單因素測試結(jié)果進(jìn)行分析,將桑葚汁與甜橙汁配比(A)、白砂糖添加量(B)、維生素C添加量(C)為自變量,感官評分(Y)為因變量進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn),通過Box-Behnken進(jìn)行測試與設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)見表3,方差分析結(jié)果見表4。

表3 桑葚甜橙復(fù)合飲料響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Response surface design and results of mulberry and sweet orange complex beverage

表4 響應(yīng)面試驗(yàn)方差分析Table 4 Variance analysis of response surface methodology

從表4可知,得到的回歸模型非常顯著(

P

<0.01),則該試驗(yàn)誤差較小,擬合程度較好,可以用來預(yù)想各種變量條件下的響應(yīng)值。由均方可得出影響感官評價(jià)大小的順序是:桑葚汁與甜橙汁配比>白砂糖添加量>維生素C添加量。利用回歸模型預(yù)測的最優(yōu)工藝是桑葚汁與甜橙汁配比為1.51,白砂糖的添加量為5.84%,維生素C添加量為0.08%,感官評分的預(yù)測值為95.119 1。

2.2.2 各因素響應(yīng)面交互作用分析 為進(jìn)一步研究各因素之間交互作用的強(qiáng)弱,可以通過對模型進(jìn)行分析從而擬合出兩兩因素之間相互作用的響應(yīng)面圖。由圖5A可所示,響應(yīng)面形狀陡峭,隨著各因素逐漸增長,感官評分均呈現(xiàn)先增后降的趨勢,則說明白砂糖添加量和桑葚汁與甜橙汁配比之間交互作用顯著;由圖5B所示,響應(yīng)面形狀較為平緩,則說明桑葚汁與甜橙汁配比和維生素C添加量之間交互作用不顯著;由圖5C所示,隨著維生素C添加量的增多升高緩慢,響應(yīng)面形狀較為平緩,白砂糖和維生素C的添加量之間互動(dòng)意義不大。

圖5 復(fù)合飲料感官評分的響應(yīng)面圖Fig.5 The response surface plot of the interaction on the sensory score of compound beverages

2.2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 由Design-Expert 8.0軟件得出桑葚甜橙復(fù)合飲料的最優(yōu)工藝是桑葚汁與甜橙汁配比為1.51,白砂糖添加量為5.84%,維生素C添加量為0.08%,感官評分的預(yù)測值為95.119 1。為便于實(shí)際操作,將最佳工藝修改為桑葚汁與甜橙汁配比為1.5,即3∶2,白砂糖添加量為5.8%,維生素C添加量為0.08%,得出桑葚甜橙復(fù)合飲料的感官評分實(shí)測值為95分。因此本次測得的數(shù)據(jù)為最佳工藝。

2.3 理化指標(biāo)測定

由試驗(yàn)測得最佳工藝下該飲料的pH為4.44，可溶性固形物為14.20%，總酸為3.08 g/L。

3 結(jié)論

桑葚汁味道甘甜略帶酸味,且伴有一定的不愉悅的味道,而甜橙汁甘甜、清爽且有明顯的橙子清香味。當(dāng)桑葚汁和甜橙汁的體積比例為3∶2時(shí),桑葚汁中不愉悅的氣味被甜橙的清香味遮蓋,使復(fù)合飲料風(fēng)味更協(xié)調(diào),而苑園園等研究采用了紅棗來遮蓋桑葚汁中的不愉悅味道,紅棗濃郁的香味也起到一定中和作用。此外,添加的白砂糖和維生素C用量不能太多,否則飲料會(huì)偏甜或偏酸,進(jìn)而影響口感。黃原膠作為一種穩(wěn)定劑,被廣泛使用于飲料,可以起到增稠懸浮作用、使飲料口感滑爽自然。

綜上所述,通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面法優(yōu)化后的最佳工藝為:桑葚汁與甜橙汁配比為3∶2、白砂糖添加量為5.8%,維生素C添加量為0.08%。在此條件下,產(chǎn)品感官評分達(dá)95分,產(chǎn)品呈現(xiàn)透亮的淡紅色,其酸甜適口,風(fēng)味獨(dú)特,組織狀態(tài)勻稱且無雜質(zhì)和分層。該工藝下產(chǎn)品的pH為4.44,可溶性固形物為14.20%,總酸為3.08 g/L。本研究為進(jìn)一步開發(fā)營養(yǎng)豐富、具有保健功效的飲料產(chǎn)品提供參考依據(jù)。