樺樹汁椰子水復(fù)合果汁飲料的研制

范廣菊

承德九龍醉酒業(yè)股份有限公司（承德 067000）

樺樹（Betula platyphyllaSuk），為樺木科樺木屬落葉喬木，樹皮白色光滑，可分層撥下。其適應(yīng)能力強，喜歡陽光，耐嚴寒，在我國主要分布于東北（大興安嶺、小興安嶺、長白山等）地區(qū)，華北地區(qū)的河北省承德市豐寧滿族自治縣分布也很廣。樺樹汁是每年初春時節(jié)在成年樺樹的樹干上鉆孔而自然流出來的新鮮汁液，呈透明無色或淺黃色，無沉淀及雜質(zhì)，具有淡淡的樺樹清香[1]。樺樹汁苦、平、無毒[2]，營養(yǎng)價值高，素有“血液的清道夫”“人類健康的保護神”等美譽，富含人體所需的多種氨基酸、維生素、脂肪酸，鈣、鎂、鉀、鈉、磷、鍺、硒等礦物質(zhì)元素[3-5]，以及樺脂醇、脂肪酸、鞣質(zhì)、多糖類、皂苷[6]、樺木苷、樺木素[7]、樺皮腦[8]等成分，具有止咳、化痰、平喘、消炎[6]、清熱利濕、消腫解毒[9]、利尿[7]，治療貧血、外傷、肺結(jié)核、浮腫、膀胱炎、濕疹、關(guān)節(jié)炎、腎結(jié)石等[10]，促進生長發(fā)育、消除自由基、調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)[11]、抗疲勞[12]等功效。

椰子水為椰子（Cocos nuciferaL.）腔內(nèi)的液體胚乳，占全果質(zhì)量的22%~25%[13]，是一種營養(yǎng)豐富的天然飲料[14]，主要成分有碳水化合物、礦物質(zhì)和氨基酸[15]，極易被消化吸收[16]，具有增強腎臟血液循環(huán)、利尿[14]等作用。

赤蘚糖醇為白色、光亮粉末或結(jié)晶，屬于填充型甜味劑，甜度是蔗糖的60%~70%。其吸濕性低、結(jié)晶性好，對熱和酸十分穩(wěn)定。赤蘚糖醇甜味純正、特性好，與蔗糖的甜味特性接近，無不良后苦味[17]。因為赤蘚糖醇不被人體酶系列代謝，因此不會影響正常的糖代謝，是國際上非常受歡迎的一種天然甜味劑。甜菊糖苷是從甜葉菊中提取的一類高甜度、低熱量、對人體無不良反應(yīng)的天然產(chǎn)物，甜度是蔗糖的200~300倍，熱值只有蔗糖的1/300[18]，對肥胖、高血壓、糖尿病、心臟病等有一定輔助治療作用。

樺樹汁和椰子水均是營養(yǎng)價值較高的天然飲料，且口感清爽、風(fēng)味獨特但不濃郁。同時，復(fù)合果汁飲料及無蔗糖飲料是近年來飲料行業(yè)的主要發(fā)展趨勢之一。因此，試驗以樺樹汁為主要原料，椰子水、赤蘚糖醇、甜菊糖苷、一水檸檬酸、檸檬酸鈉等為輔料，研發(fā)一款酸甜可口、色澤清爽、風(fēng)味獨特的樺樹汁椰子水復(fù)合果汁飲料，以滿足消費者的飲食需求，為樺樹汁的應(yīng)用和復(fù)合果汁飲料的研發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

樺樹汁，承德九龍醉酒業(yè)股份有限公司提供，在0~5 ℃下低溫貯存；椰子水，海南越王頭生椰水；赤蘚糖醇，食品級，購自諸城東曉生物科技有限公司；甜菊糖苷（200倍），食品級，購自武漢市華甜生物科技有限公司；一水檸檬酸、檸檬酸鈉，食品級，購自濰坊英軒實業(yè)有限公司；水，符合國家飲用水標(biāo)準。

1.2 儀器與設(shè)備

ME204E-02電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]；PHS-3CW pH酸度計（上海般特儀器制造有限公司）；2WA-J阿貝折光儀（上海光學(xué)儀器五廠）；DC-UHT-20實驗型超高溫殺菌機（上海達程實驗設(shè)備有限公司）；DL-1電磁爐（電子萬用爐，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）；RPL-10高速攪拌罐（天河輕工設(shè)備閥門廠）。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

赤蘚糖醇、甜菊糖苷、檸檬酸鈉→溶解→混合→ 樺樹汁、椰子水↗

過濾→加酸（一水檸檬酸）→定容→過濾→超高溫（UHT）瞬時滅菌→灌裝→成品

1.3.2 操作要點

在高速攪拌罐中加入85~90 ℃純水，加入赤蘚糖醇、甜菊糖苷和檸檬酸鈉，攪拌溶解5~10 min，至無肉眼可見顆粒為止；按比例加入樺樹汁和椰子水，混合攪拌2~3 min，經(jīng)0.075 0 mm（200目）孔篩過濾，泵入配料罐。調(diào)酸：配料罐中料液以常溫水定容至90%，攪拌5 min；將一水檸檬酸用常溫純凈水配成10%左右溶液，緩慢加入調(diào)配罐（3~5 min）。定容：加入常溫純水定容至刻度，攪拌5 min。過濾：料液經(jīng)0.048 mm（300目）孔篩過濾。UHT殺菌：118 ℃，10 s。灌裝：25 ℃無菌罐裝。

1.4 試驗設(shè)計

1.4.1 單因素試驗設(shè)計

在前期試驗基礎(chǔ)上，固定試驗條件：甜菊糖苷添加量0.1%、檸檬酸鈉添加量0.03%，殺菌條件118 ℃、10 s。選取影響產(chǎn)品質(zhì)量的4個因素，即樺樹汁與椰子水質(zhì)量比、復(fù)合果汁與水質(zhì)量比、一水檸檬酸添加量、赤蘚糖醇添加量，按照以下配方設(shè)計單因素試驗，以確定各個因素最適宜的范圍值。

1.4.1.1 復(fù)合果汁（樺樹汁+椰子水）組分質(zhì)量比對飲料品質(zhì)的影響

在復(fù)合果汁與水質(zhì)量比3︰7，赤蘚糖醇添加量5.0%，一水檸檬酸添加量0.1%，甜菊糖苷添加量0.1%，檸檬酸鈉添加量0.03%，殺菌條件118 ℃，10 s條件下，按照樺樹汁與椰子水質(zhì)量比1︰1，2︰1，3︰1，4︰1，5︰1制作復(fù)合果汁，按照工藝流程進行單因素試驗。通過感官評價，分析并確定復(fù)合果汁各組分質(zhì)量比對飲料品質(zhì)的影響及最適宜的質(zhì)量比范圍。

1.4.1.2 復(fù)合果汁與水質(zhì)量比對飲料品質(zhì)的影響

在樺樹汁與椰子水質(zhì)量比2︰1，赤蘚糖醇添加量5.0%，一水檸檬酸添加量0.1%，甜菊糖苷添加量0.1%，檸檬酸鈉添加量0.03%，殺菌條件118 ℃，10 s條件下，按照復(fù)合果汁與水質(zhì)量比1︰9，2︰8，3︰7，4︰6和5︰5制作復(fù)合果汁，按照工藝流程進行單因素試驗。通過感官評價，分析并確定復(fù)合果汁與水質(zhì)量比對飲料品質(zhì)的影響及最適宜的質(zhì)量比范圍。

1.4.1.3 一水檸檬酸添加量對飲料品質(zhì)的影響

在樺樹汁與椰子水2︰1質(zhì)量比，復(fù)合果汁與水質(zhì)量比3︰7，赤蘚糖醇添加量5.0%，甜菊糖苷添加量0.1%，檸檬酸鈉添加量0.03%，殺菌條件118 ℃、10 s條件下，按照一水檸檬酸添加量0.06%，0.08%，0.10%，0.12%和0.14%制作復(fù)合果汁，按照工藝流程進行單因素試驗。通過感官評價，分析并確定一水檸檬酸添加量對飲料品質(zhì)的影響及最適宜的添加量范圍。

1.4.1.4 赤蘚糖醇添加量對飲料品質(zhì)的影響

在樺樹汁與椰子水質(zhì)量比2︰1，復(fù)合果汁與水質(zhì)量比3︰7，檸檬酸添加量0.1%，甜菊糖苷添加量0.1%，檸檬酸鈉添加量0.03%，殺菌條件118 ℃，10 s條件下，按照赤蘚糖醇添加量2.0%，3.0%，4.0%，5.0%和6.0%制作復(fù)合果汁，按照工藝流程進行單因素試驗。通過感官評價，分析并確定赤蘚糖醇添加量對飲料品質(zhì)的影響及最適宜的添加量范圍。

1.4.2 正交試驗

在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，選擇合適的因素水平進行L9(34)的正交試驗。以感官品質(zhì)評價標(biāo)準為依據(jù)，以影響樺樹汁椰子水復(fù)合果汁飲料質(zhì)量的4個因素設(shè)計正交試驗，正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設(shè)計

1.5 感官品質(zhì)評分標(biāo)準

根據(jù)感官評價標(biāo)準，隨機選取嗅覺和味覺敏感、無不良嗜好的食品專業(yè)人士男、女5人組成評審小組，采用盲樣評定法對復(fù)合果汁飲料的組織狀態(tài)、色澤、風(fēng)味及口感進行評分

1.6 理化指標(biāo)檢測

可溶性固形物含量的測定（阿貝折光計法），測定具體參照 GB/T 12143—2008；pH的測定，使用pH 計測定；總酸的測定，總酸測定采用酸堿指示劑滴定法。測定具體參照 GB 12456—2021。

1.7 微生物菌落總數(shù)的測定

菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌、酵母菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌的檢測按著GB 4789—2016食品微生物學(xué)檢驗規(guī)定進行，

1.8 數(shù)據(jù)分析

單因素試驗每個處理組重復(fù)3次，正交試驗每個處理組重復(fù)3次，采用Microsoft Excel進行數(shù)據(jù)整理、分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 果汁原汁理化指標(biāo)的測定

按1.6小節(jié)的方法，對樺樹汁、椰子水的可溶性固形物含量、總酸和pH進行測定。果汁原汁理化指標(biāo)見表2。

表2 果汁原汁理化指標(biāo)

由結(jié)果可知，樺樹汁可溶性固形物含量為0.25%，總酸為0.04 g/kg，pH為5.51。椰子水可溶性固形物含量為5.2%，總酸為0.75 g/kg，pH為4.54。兩種果汁原汁均為酸性。

2.2 單因素試驗

由圖1可知，隨著樺樹汁與椰子水質(zhì)量比增加，感官評分呈先上升后下降的趨勢。當(dāng)樺樹汁與椰子水質(zhì)量比為1︰1時，樺樹汁的風(fēng)味較弱，以椰子水的風(fēng)味為主。隨著樺樹汁比例增加，質(zhì)量比為2︰1，樺樹汁與椰子汁的獨特風(fēng)味較為協(xié)調(diào)，感官評分最高，為86.1分。當(dāng)質(zhì)量比增至3︰1以上時，飲料風(fēng)味逐漸失調(diào)，椰子水的風(fēng)味逐漸不明顯。

圖1 復(fù)合果汁各組分質(zhì)量比對飲料品質(zhì)的影響

由圖2可知，隨著復(fù)合果汁與水質(zhì)量比增加，感官評分呈先上升后下降的趨勢。當(dāng)復(fù)合果汁占比較低時，飲料的果汁風(fēng)味較弱，風(fēng)味清淡。隨著復(fù)合果汁的比例增加，達到3︰7，樺樹汁與椰子汁的獨特風(fēng)味較為協(xié)調(diào)，感官評分最高，為88.6分。當(dāng)復(fù)合果汁的占比繼續(xù)增加時，飲料風(fēng)味逐漸失調(diào)，果汁風(fēng)味太過于濃郁，產(chǎn)生不愉快的感受。

圖2 復(fù)合果汁與水質(zhì)量比對飲料品質(zhì)的影響

由圖3可知，隨著一水檸檬酸添加量的增加，感官評分呈先上升后下降的趨勢。當(dāng)檸檬酸添加量比較低時，整體風(fēng)味偏甜。隨著檸檬酸添加量增加，達到0.08%，飲料的酸甜適中，滋味可口，風(fēng)味協(xié)調(diào)，感官評分最高，為84.2分。當(dāng)檸檬酸添加量繼續(xù)增加時，整體風(fēng)味偏酸。

圖3 一水檸檬酸添加量對飲料品質(zhì)的影響

由圖4可知，隨著赤蘚糖醇添加量的增加，感官評分呈先上升后下降的趨勢。當(dāng)赤蘚糖醇添加量比較低時，整體風(fēng)味偏酸。隨著赤蘚糖醇添加量增加，達到5.0%，飲料的酸甜適中，滋味可口，風(fēng)味協(xié)調(diào)，感官評分最高，為86.1分。當(dāng)赤蘚糖醇添加量繼續(xù)增加時，整體甜味略重，掩蓋了飲料本身的獨特風(fēng)味。

圖4 赤蘚糖醇添加量對飲料品質(zhì)的影響

2.3 優(yōu)化試驗

2.3.1 正交試驗

通過單因素試驗確定每個因素的取值范圍及水平數(shù)，以感官評分為指標(biāo)，進行L9(34)正交試驗，正交試驗極差結(jié)果見表3。

表3 L9(34)正交試驗結(jié)果分析表

由極差分析結(jié)果可知，影響飲料感官評分的因素主次順序為一水檸檬酸添加量（C）＞樺樹汁和椰子水配比（A）＞復(fù)合果汁和水的配比（B）＞赤蘚糖醇添加量（D），最優(yōu)水平組合為A2B2C3D1，即樺樹汁與椰子水質(zhì)量比2︰1，復(fù)合果汁與水質(zhì)量比3︰7，一水檸檬酸添加量0.1%，赤蘚糖醇添加量5.0%。

2.4 成品品質(zhì)檢測

2.4.1 感官指標(biāo)

外觀組織狀態(tài)：質(zhì)地良好，均勻一致；無沉淀，無雜質(zhì)，無分層，無絮狀物。

色澤：淺白色，半透明，明亮有光澤。

風(fēng)味：具有樺樹汁和椰子水特有的香氣，無異味，無不適感，清新宜人。

口感：口感細膩，酸甜適中，滋味可口。

2.4.2 理化指標(biāo)

按1.6小節(jié)的方法，對樺樹汁椰子水復(fù)合果汁飲料的可溶性固形物含量、總酸和pH進行測定。成品理化指標(biāo)見表4。

表4 樺樹汁椰子水復(fù)合果汁飲料理化指標(biāo)

由結(jié)果可知，樺樹汁椰子水復(fù)合果汁飲料的可溶性固形物含量為5.6%，總酸為1.1 g/kg，pH為3.72。

2.4.3 微生物指標(biāo)

菌落總數(shù)未檢出，符合國標(biāo)要求。

3 結(jié)論

通過單因素試驗及正交試驗，以組織狀態(tài)、色澤、風(fēng)味和口感4個指標(biāo)進行綜合評分，在研制過程中優(yōu)化配比，確定樺樹汁椰子水復(fù)合果汁飲料的最佳工藝配方：樺樹汁與椰子水質(zhì)量比2︰1，復(fù)合果汁與水質(zhì)量比3︰7，即樺樹汁、椰子水、水質(zhì)量比2︰1︰7；其他原料添加量，按樺樹汁、椰子水和水的總質(zhì)量為標(biāo)準，赤蘚糖醇添加量（按質(zhì)量比算）5.0%，甜菊糖苷添加量（按質(zhì)量比算）0.1%，一水檸檬酸添加量（按質(zhì)量比算）0.1%，檸檬酸鈉添加量（按質(zhì)量比算）0.03%，118 ℃殺菌10 s，25 ℃無菌罐裝。通過該工藝配方制得的產(chǎn)品感官評分最高，營養(yǎng)豐富、口感柔和細膩、酸甜可口、無異味，有樺樹汁和椰子水特有的風(fēng)味和香氣。該飲料中可溶性固形物含量5.6%，總酸1.1 g/kg，pH 3.72。此款樺樹汁椰子水復(fù)合果汁飲料能夠符合現(xiàn)代人健康的飲食需求，具有廣闊的市場前景和開發(fā)價值，為樺樹汁資源的深加工和開發(fā)利用，以及樺樹汁飲料的工業(yè)化生產(chǎn)提供一定技術(shù)參考，也為消費者對天然、健康、綠色飲品的需求提供新選擇。