辣木百香果汁復(fù)合飲料的工藝研究

黃春秋，麻少瑩，林 君，魏 萍，陶 淘，韋應(yīng)康，覃海元

(廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530007)

【研究意義】辣木名鼓槌樹、牛奶樹等，是單科單屬的熱帶多年生喬木植物，最早在非洲、印度種植[1]。近幾年辣木在我國(guó)興盛，主要分布在云南、海南、廣東、廣西等省區(qū)。辣木并無(wú)辣味，略甘性平，含有多種營(yíng)養(yǎng)成分，其根、莖、葉、花、種子、枝和樹皮均含有豐富的營(yíng)養(yǎng)和藥用成分，是優(yōu)質(zhì)功能食品原料[2]，屬罕見(jiàn)的高營(yíng)養(yǎng)食品資源，被譽(yù)為“奇跡之樹”、“母親之樹”[3]。同時(shí)還具有藥用價(jià)值高、用途廣泛的特點(diǎn)[4-5]。我國(guó)衛(wèi)生部于2012 年 11 月批準(zhǔn)辣木葉作為新資源食品，近幾年有關(guān)辣木營(yíng)養(yǎng)功效分析、有益成分提取、粗精食品加工的研究成果報(bào)道較多。開展辣木飲料、辣木保健酒等產(chǎn)品研究，對(duì)辣木產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】任廣旭等[6]研究成果表明，現(xiàn)代工業(yè)條件下辣木可開發(fā)出辣木油、辣木粉、辣木蛋糕等產(chǎn)品，產(chǎn)品均具有降血糖、抗癌、抗腫瘤、抗?jié)?、抗肝臟組織化、抗發(fā)炎、抗菌、抗?fàn)I養(yǎng)紊亂等功效；王苗苗等[7]通過(guò)超聲輔助提取辣木葉總黃酮的最佳提取工藝條件為：料液比 1∶35(g∶mL)、提取時(shí)間 40 min、提取溫度 52 ℃、功率 210 W，在此條件下辣木葉總黃酮提取率的預(yù)測(cè)值為 5.082 %，驗(yàn)證試驗(yàn)所得總黃酮含量5.17 %；匡鈺等[8]研究辣木蛋糕配方優(yōu)化配方為：粉料100 %(辣木粉添加量為低筋粉總量的 20 %)，白糖 100 %，雞蛋300 %，蛋糕油30 %，泡打粉3 %，牛奶70 %；蘇琳琳等[9]以辣木葉粉為主要原料，以卡拉膠和魔芋膠為凝膠劑，研究出具有辣木清香、色澤均勻、口感細(xì)膩的辣木果凍；韋雪英等[10]以辣木鮮葉作為原料，采用新技術(shù)加工成高檔養(yǎng)生保健茶；彭芍丹等[11]以辣木葉超微粉為原料的酥性餅干的制作工藝，研究了辣木超微粉、植物油和白糖等對(duì)酥性餅干感官品質(zhì)、吸水率、色澤和質(zhì)構(gòu)等性質(zhì)的影響，并優(yōu)化了辣木餅干的最佳工藝配方。但是到目前為止，相關(guān)辣木飲料的研究報(bào)道和產(chǎn)品開發(fā)極少。潘新杰等[12]、楊洋等[13]以鮮牛乳、辣木葉粉為主要原料，配以白砂糖、檸檬酸、穩(wěn)定劑等輔料，通過(guò)調(diào)配、巴氏殺菌、均質(zhì)等工藝研制得色香味形態(tài)俱佳、產(chǎn)品的理化、衛(wèi)生指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的辣木乳飲料；李旺等[14]以黑木耳、決明子、辣木葉為原料，研制一種復(fù)合飲料，但飲料不穩(wěn)定，影響感官品質(zhì)；王小敏等[15]則以山楂、決明子、辣木葉、甘草為原料，開發(fā)一種具有通便功能的固體飲料。【本研究切入點(diǎn)】縱觀以上辣木食品報(bào)道，其飲料產(chǎn)品極少，一些新型的辣木復(fù)合飲料品種更少，且當(dāng)前仍處于研究探索階段，產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定。百香果為熱帶水果，香氣濃郁，甜酸可口，含有人體所需17種氨基酸、多種維生素和類胡蘿卜素，其中包括非常豐富的天然維生素C，能生津止渴，提神醒腦，廣泛用于果汁、果凍等食品開發(fā)。目前，利用辣木葉基料與百香果汁制復(fù)合澄清飲料尚未有報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】提取辣木葉基料有效成分，與百香果汁復(fù)合，通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)及方差分析不同澄清劑對(duì)辣木百香果汁復(fù)合飲料澄清效果的影響，并研究風(fēng)味調(diào)配工藝，確定最佳澄清工藝條件及配方參數(shù)，制成新型辣木百香果汁復(fù)合飲料，為辣木開發(fā)和辣木產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新途徑。

1 材料與方法

1.1 供試材料

辣木葉(新鮮、印度改良種辣木)；百香果(‘滿天星’臺(tái)灣改良種，九成熟)；白砂糖(純度92 %，南寧糖業(yè)股份有限公司)；檸檬酸(食用級(jí)，市售，山東檸檬生化有限公司)；果膠酶(1×105U/g，南寧東恒華道生物科技有限責(zé)任公司)；食用CMC(山東淄博歐昌明膠銷售有限公司，食用級(jí)，1 kg)；食用PVPP(廣東中鵬化工有限公司，食用級(jí)，1 kg)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

電磁爐、平底鍋(廣東佛山美的空調(diào)設(shè)備有限公司產(chǎn))；粉碎打漿機(jī)；T6新世紀(jì)型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司產(chǎn))；PHS—3C型酸度計(jì)(雷磁上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司產(chǎn))；WTY型手持旋光儀(上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司產(chǎn)，)、DHG-9245A恒溫箱干燥箱(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn))；0～100 ℃水銀溫度計(jì)(翼州耀華產(chǎn))，HWS-26型水浴鍋(上海齊欣科學(xué)儀器有限公司產(chǎn))；AR153CN型分析天平(奧豪斯儀器(常州)有限公司產(chǎn))；10 mL量筒；濾網(wǎng)(棉紗，食用級(jí))；廣口帶蓋，500 mL玻璃瓶；DN400型小弄實(shí)驗(yàn)室立式殺菌鍋(上?？苿跈C(jī)械設(shè)備有限公司產(chǎn))。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)工藝流程如下：辣木葉(新鮮、無(wú)病蟲)→清洗→烘干→粉碎→浸提→取汁→復(fù)合(加百香果汁)→澄清→調(diào)配→殺菌→灌裝→成品。

辣木基液提?。盒迈r辣木葉先烘干(60 ℃恒溫12 h)、粉碎，然后按料水為1∶6在加熱溫度85～90 ℃下浸提25 min，過(guò)濾即得辣木基液。

過(guò)濾：百香果剖取果汁、辣木浸提基料用60目紗布4層過(guò)濾。

澄清：按試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案分別用果膠酶、食用明膠、食用PVPP為試劑進(jìn)行澄清處理，并在相應(yīng)條件下保持處理溫度和時(shí)間。

調(diào)配、殺菌：用虹吸法取澄清液進(jìn)行糖、酸等風(fēng)味調(diào)配，然后用90～93 ℃高溫巴氏殺菌，即可灌裝密封。

澄清效果研究：以辣木基液與百香果汁混合比例7∶1為原果汁，以羧甲基纖維素鈉(CMC)、食用聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)、果膠酶等3種試劑為澄清劑。設(shè)定濃度分別為0.02 %、0.04 %、0.06 %、0.08 %、0.1 %；處理溫度設(shè)定為30、35、40、45、50 ℃；時(shí)間取值為4、10、16、22、28 h。通過(guò)測(cè)定透光率，判斷其澄清效果。

風(fēng)味調(diào)配研究：以辣木百香果復(fù)合果汁原汁用量、總糖量(%)、總酸量(以檸檬酸計(jì)， %)為因素進(jìn)行綜合評(píng)分的正交試驗(yàn)，再通過(guò)方差分析確定最佳風(fēng)味調(diào)配試驗(yàn)組合。加入飲料用水為純凈水，加糖用糖漿或純度95 %以上的白砂糖，加酸用檸檬酸。

表1 辣木百香果汁復(fù)合飲料的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory scoring standard for Moringa passion fruit compound beverage

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定透光率，波長(zhǎng)為520 nm，得到各實(shí)驗(yàn)樣品的澄清效果；用酸度計(jì)測(cè)定樣液pH；糖度測(cè)定：用手持旋光儀；辣木百香果復(fù)合飲料的風(fēng)味、色澤等采用感官評(píng)定法。每次以10 位感官評(píng)價(jià)員(5 男 5 女)分別進(jìn)行評(píng)價(jià)計(jì)分，按照設(shè)計(jì)的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(表1)打分(滿分 100 分)，最終取 10 位成員的平均分值，然后通過(guò)正交試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定最佳組合。

2 結(jié)果與分析

2.1 辣木基液與百香果汁混合比例研究

將辣木基液與百香果汁分別定為3∶1、4∶1、5∶1、6∶1、7∶1和8∶1的比例。通過(guò)加糖、調(diào)酸等相同條件下研究其產(chǎn)品效果(感官評(píng)分)。以10名感官評(píng)價(jià)員進(jìn)行綜合評(píng)分，分?jǐn)?shù)最高試驗(yàn)組合即為最佳配比方案，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。從圖1可知，試驗(yàn)號(hào)5號(hào)的評(píng)分最高，達(dá)96分，即辣木基液與百香果汁混合最佳比例為7∶1。

2.2 辣木百香果復(fù)合果汁飲料澄清效果研究

2.2.1 不同澄清劑對(duì)辣木百香果復(fù)合果汁飲料的澄清效果 3種澄清劑果膠酶、羧甲基纖維素鈉(CMC)、食用聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)澄清效果對(duì)比詳見(jiàn)圖2(取同溫度40 ℃、時(shí)間12 h)，測(cè)定平行3次。從圖2可知，當(dāng)澄清劑濃度增大時(shí)，透光率隨之逐漸增加，但濃度達(dá)0.04 %～0.06 %后，透光率增加不明顯。而且，從3種澄清劑果膠酶、羧甲基纖維素鈉(CMC)、食用聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)澄清效果對(duì)比可知，果膠酶的透光率最高。因此，果膠酶的澄清效果最好，濃度為0.04 %。

圖1 辣木基液與百香果汁混合比例評(píng)分結(jié)果Fig.1 Moringa passion fruit juice base liquid and mixing ratio of the scoring results

圖2 不同澄清劑對(duì)辣木百香果復(fù)合果汁飲料的澄清效果Fig.2 Clarification effect of different clarifying agents on Moringa passion fruit compound juice beverage

2.2.2 溫度對(duì)果膠酶澄清效果的影響 處理溫度取值為30、35、40、45和50 ℃時(shí)，分別使用濃度為0.04 %的果膠酶、澄清時(shí)間12 h，研究處理溫度對(duì)果膠酶澄清效果的影響。根據(jù)圖3可知，隨著溫度升高，透光率也增加，當(dāng)溫度為40 ℃時(shí)達(dá)最高值94.15 %，之后溫度增加透光率卻呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明溫度過(guò)高果膠酶活性下降。因此，果膠酶對(duì)辣木百香果復(fù)合果汁飲料澄清時(shí)最佳溫度為40 ℃。

圖3 溫度對(duì)果膠酶澄清效果的影響Fig.3 Influence of temperature on clarification of pectinase

圖4 時(shí)間對(duì)果膠酶澄清效果的影響Fig.4 Influence of time on clarification of pectinase

2.2.3 時(shí)間對(duì)果膠酶澄清效果的影響 時(shí)間取值為4、10、16、22和28 h時(shí)，分別使用同一濃度為0.04 %、溫度40 ℃的條件處理，觀察時(shí)間對(duì)果膠酶澄清效果的影響。從圖4可以看出，剛開始時(shí)間延長(zhǎng)，透光率增加，處理時(shí)間為10 h時(shí)透光率達(dá)最高值93.33 %，之后時(shí)間延長(zhǎng)透光率下降，說(shuō)明處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)呈混濁現(xiàn)象。因此，果膠酶對(duì)辣木百香果復(fù)合果汁飲料澄清最佳時(shí)間為10 h。

2.2.4 pH對(duì)果膠酶澄清效果的影響 pH取值為3、3.5、4、4.5和5時(shí)，分別使用同一濃度為0.04 %、溫度40 ℃和時(shí)間10 h的條件處理，觀察pH對(duì)果膠酶澄清效果的影響。從圖5可知，剛開始pH升高，透光率增加，當(dāng)pH 4時(shí)透光率達(dá)最高值95 %，之后pH升高透光率增加，說(shuō)明此pH剛打破飲料中膠體體系，使其得到更好的沉淀，表現(xiàn)最好的澄清現(xiàn)象。因此，果膠酶對(duì)辣木百香果復(fù)合果汁飲料澄清最佳pH為4。

2.2.5 果膠酶澄清效果的正交試驗(yàn) 根據(jù)以上單因素試驗(yàn)結(jié)果，以果膠酶濃度、處理溫度、時(shí)間和pH為因素進(jìn)行四因素三水平的正交試驗(yàn)。從果膠酶澄清效果正交試驗(yàn)結(jié)果(表3)可知，影響果膠酶澄清效果的因素關(guān)系為C>B>D>A，即時(shí)間影響最大，溫度、pH次之，濃度影響最小。最佳組合為A1B3C1D2，即果膠酶澄清辣木百香果復(fù)合果汁最佳工藝條件為濃度0.02 %、溫度45 ℃、pH 4、時(shí)間4 h。從果膠酶澄清效果方差分析(表4)可知，澄清時(shí)間對(duì)果膠酶澄清效果影響最顯著，因素A、B、D即濃度、溫度、pH值的影響均未達(dá)到顯著水平。從F值大小可看到，4個(gè)因素的影響主次次序?yàn)椋篊>B>D>A。

圖5 pH對(duì)果膠酶澄清效果的影響Fig.5 Influence of pH on clarification of pectinase

為驗(yàn)證正交試驗(yàn)結(jié)果，在正交實(shí)驗(yàn)的最佳條件下作了3次平行實(shí)驗(yàn)，透光率分別為94.45 %、94.34 %、94.68 %，平均值94.49 %，均高于正交試驗(yàn)中的最大值，驗(yàn)證了正交試驗(yàn)結(jié)果的正確性。

2.3 風(fēng)味調(diào)配的正交試驗(yàn)

以辣木百香果復(fù)合果汁原汁量、總糖量、總酸量為因素進(jìn)行三因素三水平的正交試驗(yàn)(表5)。

從正交試驗(yàn)結(jié)果(表6)可知，影響因素關(guān)系為B>A>C，即果汁總糖影響最大，果汁含量次之，總酸度影響最小。最佳組合為A2B3C1，而且該組合在正交表中出現(xiàn)，為6號(hào)試驗(yàn)樣本，評(píng)分為91分。因此，本結(jié)果可以引用。綜合上述得知，辣木百香果復(fù)合飲料最佳風(fēng)味配方條件為原果汁20 %、總糖12 %、總酸0.2 %。

從正交試驗(yàn)方差分析(表7)可知，果汁總糖對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味影響最顯著，因素C即總酸的影響未達(dá)到顯著水平。從F值大小可看到，3個(gè)因素的影響主次次序?yàn)椋築>A>C。

表2 果膠酶澄清效果的正交試驗(yàn)因素水平Table 2 Clarification effect of pectinase orthogonal experimental factor level table for pectinase clarification effect

表3 L34 果膠酶澄清效果正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 L34 clarification effect of pectinase orthogonal experiment results

表4 果膠酶澄清效果正交試驗(yàn)方差分析Table 4 Clarification effect of pectinase analysis of variance of orthogonal experiment

注：* 表示差異顯著(P<0.05)，下同。
Note: * indicated significant difference (P<0.05)．The same as below.

表5 風(fēng)味調(diào)配的正交試驗(yàn)因素水平Table 5 Orthogonal experimental factor level table for flavor blending of flavor blending

為驗(yàn)證正交試驗(yàn)結(jié)果，在正交試驗(yàn)的最佳條件下作了3次平行試驗(yàn)，透光率分別為93.5、94.5、94.0，平均值94 %，均高于正交試驗(yàn)中的最大值，驗(yàn)證正交試實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。

3 討 論

以辣木葉為原料浸提取基液制辣木飲料也有相關(guān)報(bào)道，李旺等[14]以黑木耳、決明子、辣木葉為原料，并加以結(jié)晶果糖、甜菊糖苷和有機(jī)酸復(fù)合制得一種混濁飲料，比例為黑木耳浸提液∶決明子浸提∶液辣木葉浸提液=2∶2∶1(體積比)，但相關(guān)辣木澄清飲料做法未有報(bào)道。百香果汁復(fù)合飲料研究報(bào)道較多，張丹等[16]以百香果汁與枸杞汁復(fù)合制混濁飲料，百香果汁與枸杞汁的配比為25∶75、白砂糖添加量為8 g/100mL、檸檬酸添加量為 0.06 g/mL，制得的復(fù)合飲料質(zhì)地均勻、酸甜適口、香氣怡人。關(guān)于百香果汁澄清方法已有前人研究報(bào)道，張佳艷等[17]系統(tǒng)介紹了用酶解法、膜過(guò)濾法、殼聚糖過(guò)濾法等幾種百香果汁澄清方法的效果對(duì)比；辛建剛等[18]以果汁透光率為指標(biāo)，探討果膠酶與淀粉酶對(duì)西番蓮果汁的澄清工藝，研究結(jié)果表明：添加 0.02 mL/kg 的淀粉酶可去除果汁中的淀粉；果膠酶 PECTINEX+BE XXL有較好的澄清效果，能使澄清后的果汁不含果膠物質(zhì)，酶法澄清的最佳工藝為：pH 5.0、溫度45 ℃、果膠酶用量為0.14 mL/kg、時(shí)間 50 min。本研究所用果膠酶為廣西南寧東恒華道生物科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)(1×105U/g)，最佳條件為用量0.02 %、處理溫度45 ℃、處理時(shí)間4 h、pH 4，與上述報(bào)道所用種類不同，用量也有差異，但溫度、pH相近；梁茂雨等[19]采用殼聚糖澄清西番蓮果汁，并分光光度法測(cè)定果汁澄清度，得到西番蓮果汁澄清工藝為：殼聚糖用量為1.2 g/L、pH 3.5、溫度為45 ℃、反應(yīng)時(shí)間為1.5 h，澄清后果汁透光率高達(dá) 91.13 %，果汁營(yíng)養(yǎng)損失較小。

表6 L33風(fēng)味調(diào)配的正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 6 L33 orthogonal experiment results of flavor blending

表7 正交試驗(yàn)方差分析Table 7 Analysis of variance of orthogonal experiment

無(wú)論是辣木還是百香果汁飲料，通常都以飲料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求通過(guò)形態(tài)、色澤、香氣、風(fēng)味等感官品質(zhì)來(lái)綜合評(píng)價(jià)飲料食品。邢軍梅等[20]在添加0.05 %的抗壞血酸抗氧化劑的基礎(chǔ)上，以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，考察蜂蜜、檸檬酸和木糖醇添加量對(duì)辣木保健飲料感官品質(zhì)的影響，飲料調(diào)配工藝設(shè)計(jì)見(jiàn).保健飲料的最佳調(diào)配工藝為：蜂蜜添加量0.5 %、檸檬酸添加量0.01 %和木糖醇添加量0.15 %。本研究用糖漿加少許蜂蜜調(diào)和，酸度則用檸檬酸來(lái)調(diào)配，給你上述報(bào)道相似，這樣可以使飲料更清香、柔和，口感更細(xì)膩。

4 結(jié) 論

辣木基液與百香果汁混合最佳比例為7∶1；澄清效果最好試劑為果膠酶，濃度為0.02 %、處理溫度45 ℃、處理時(shí)間4 h、pH 4。最佳風(fēng)味配方為辣木百香果復(fù)合原汁20 %、總糖12 %、總酸0.2 %。利用辣木葉取基液可與百香果汁制得澄清型復(fù)合飲料，此飲料色澤淡黃透亮、清香怡人、風(fēng)味獨(dú)特。