西番莲果汁饮料的研制及其稳定性研究

张佳艳，林欢，秦战军

（广西科技大学鹿山学院，广西柳州545616）

西番莲果汁饮料的研制及其稳定性研究

张佳艳，林欢，秦战军

（广西科技大学鹿山学院，广西柳州545616）

西番莲是饮料加工的良好原料，以西番莲为原料，添加白砂糖、柠檬酸等辅料，研究了西番莲饮料生产中的风味配方、稳定剂配方、均质及杀菌条件。结果表明，西番莲饮料风味配方为：西番莲料液比为1∶4（g/mL），白砂糖17％，柠檬酸0.5％；复合稳定剂及使用剂量为：CMC-Na 0.10％、黄原胶0.25％、琼脂0.10％；均质条件为：30MPa，50℃，均质2次；杀菌条件为：121℃，10 s。该条件下得到的产品果香浓郁、酸甜适口、稳定性好，各项理化指标均达到国标要求。

西番莲果汁；复合稳定剂；均质；杀菌

西番莲（Passion Fruit）为西番莲科（Passifloraceae）西番莲属（Passiflora Linn.）多年生草本或木质藤本植物的果实［1］，又名鸡蛋果、百香果。西番莲由于其果汁含量高、热稳定性良好、可溶性固形物含量高［2］，且含有上百种芳香化合物［3］而被称为世界上最芳香的水果，因此是饮料生产的良好原料，具有“果汁之王”的美称［4］。但西番莲果汁由于酸度较高，容易产生絮凝沉淀，使其商业化生产受到一定限制。本文研制西番莲果汁饮料的配方，并对其稳定性的提高进行探讨，旨在为生产风味独特、稳定性优良的西番莲饮料提供指导，并为西番莲果汁商业化生产提供思路。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

新鲜西番莲：市售；白砂糖（一级，洁白、无吸湿结块）：市售；柠檬酸、黄原胶、羧甲基纤维素钠（CMCNa）、琼脂粉等（均为食品级）：柳州市益嘉化工仪器有限公司。

SHP-60高压均质机：上海科司大均质机电设备有限公司；TGL-16G台式离心机：上海安亭科学仪器厂；YXQ-SG46-280S（A）手动式高压蒸汽灭菌锅：上海博迅实业有限公司；2WAJ阿贝折光仪：北京维欣仪奥科技发展有限公司。

1.2工艺流程及操作要点

1.2.1工艺流程

西番莲→选果、高锰酸钾清洗→破壳取果汁→加水→过滤→调配→均质→脱气→杀菌→灌装密封→成品

1.2.2操作要点

1）选果：选择良好成熟度的西番莲紫果，剔除烂果或生果。

2）取汁：用刀将西番莲对半切开，用钢勺将西番莲果浆挖出，果浆过300目滤布得到原果汁。

3）原果汁稀释过滤：为防止产品出现絮凝沉淀，稀释后的果汁需过300目滤布过滤。

4）配料：白砂糖加入适量水分并充分溶解后用4层纱布过滤，得到糖浆溶液备用；稳定剂分别配成一定浓度的溶液，冷藏备用。

1.2.3西番莲汁工艺配方优化

为得到风味良好的西番莲果汁饮料，采用正交试验对果汁配方进行优化，因素与水平见表1。

表1　西番莲饮料风味配方正交试验因素与水平表Table1 Factorsand levelsof orthogonalexperiment for flavor recipeof passion fruit juicebeverage

1.2.4感官评定

在全校随机选取50名师生进行感官培训后，对西番莲果汁进行感官评定，评价标准见表2。

表2　西番莲汁风味感官评定标准Table2 Flavor sensory standard of passion fruit juicebeverage

1.2.5西番莲果汁饮料稳定性提高

1.2.5.1稳定剂的单因素试验及正交优化

对浑浊型西番莲果汁而言，最突出的问题就是加工后的果汁在货架期内出现沉淀、分层，这直接影响产品的销售和市场前景。为防止产品在货架期内出现絮凝沉淀，需要向西番莲汁中加入稳定剂。本文将CMC-Na、黄原胶、琼脂粉3种稳定剂按不同添加量加入到饮料中，加工后静置7 d，以离心分离率为指标，探讨3种稳定剂添加量对西番莲果汁饮料稳定性的影响。

由于稳定剂的稳定性存在协同交互作用，因此在单因素试验基础上，采用正交表L9（33）对CMC-Na、黄原胶、琼脂进行正交试验，加工后静置7 d，测定其离心分离率，确定稳定剂的复配比。正交试验因素与水平见表3。

表3　西番莲果汁稳定剂正交试验水平表Table3 Factor levelsof orthogonal test for the stabilizer of passion fruit juicebeverage

1.2.5.2均质工艺的优化

均质工艺可减小果肉颗粒粒径，有效防止果肉在货架期内产生沉淀。为进一步提高西番莲饮料的稳定性，以离心分离率为指标，对均质温度、压力、次数进行探讨，得到最佳均质条件。

1.2.5.3杀菌工艺的优化

杀菌温度与时间对果汁沉淀产生的多少有着显著影响，在不同条件下杀菌后，静置7 d，测定其离心分离率与细菌总数，确定杀菌参数。

1.2.6西番莲果汁饮料理化成分的测定

可溶性固形物，采用折光计法测定［5］；总酸度（以柠檬酸计），采用标准碱滴定法［6］；维生素C，采用2，6-二氯靛酚滴定法［7］。

1.2.7离心分离率的测定

离心后上层溶液越多，表明离心得到的沉淀越少，饮料稳定性越好［8］。取10mL果汁饮料置于离心管中，4 000 r/min离心10min，取出测定上层溶液体积。

离心沉淀率/％=（1-上层溶液体积/总体积）×100

2　试验结果与分析

2.1西番莲风味配方确定

采用L9（33）正交试验对西番莲汁风味进行优化，试验安排及结果见表4。

表4　西番莲风味正交试验结果Table4 Resultsof orthogonalexperim ent for flavor formula of passion fruit juicebeverage

续表4西番莲风味正交试验结果Continue table4 Resultsoforthogonalexperiment for flavor form ula of passion fruit juicebeverage

由表3可知，影响西番莲风味的主次顺序依次为C＞B＞A。西番莲果汁的最优工艺参数组合为A2B2C1。即西番莲汁料液比为1∶4（g/mL），白砂糖17％，柠檬酸0.5％。

2.2稳定剂单因素试验及复配结果

2.2.1CMC-Na稳定剂单因素试验结果

CMC-Na添加量对果汁离心沉淀率的影响如图1所示。

图1　CMC-Na添加量对果汁离心沉淀率的影响Fig.1 Theeffectof CMC-Na concentration on the centrifugation precipitating rate

由图1可以看出，CMC-Na的添加量由0.05％上升至0.15％时，西番莲果汁饮料离心沉淀率随CMCNa的添加量增加而显著下降；添加量在0.15％～0.25％范围时，离心沉淀率降低的并不明显，因此选择下降速率由快变慢的拐点0.15％作为CMC-Na的临界控制点。

2.2.2黄原胶稳定剂单因素试验结果

黄原胶添加量对果汁离心沉淀率的影响如图2所示。

由图2可以看出，黄原胶的添加量在0.01％～0.15％范围时，离心沉淀率随黄原胶的添加量增加而显著下降；添加量在0.15％～0.35％范围时，离心沉淀率降低的并不明显，因此选择下降速率由快变慢的拐点0.15％作为黄原胶的临界控制点。

图2　黄原胶添加量对果汁离心沉淀率的影响Fig.2 Theeffectof xanthan gum concentration on the centrifugation precipitating rate

2.2.3琼脂稳定剂单因素试验结果

琼脂添加量对果汁离心沉淀率的影响如图3所示。

图3　琼脂添加量对果汁离心沉淀率的影响Fig.3 Theeffectof agar concentration on the centrifugation precipitating rate

由图3可以看出，琼脂的添加量在0.01％～0.1％范围时，离心沉淀率随黄原胶的添加量增加而显著下降；添加量在0.1％～0.25％范围时，离心沉淀率降低的并不明显，因此选择下降速率由快变慢的拐点0.1％作为黄原胶的临界控制点。

2.2.4稳定剂复配正交试验结果

根据单因素试验结果，采用正交表L9（33）对CMCNa、黄原胶、琼脂进行正交试验，试验方案及结果见表5。

表5　西番莲饮料稳定剂正交试验方案及结果Table5 Program and resultsof orthogonalexperiment for stabilizer form ula of passion fruit juicebeverage

续表5西番莲饮料稳定剂正交试验方案及结果Continue table5 Program and resultsof orthogonalexperim ent for stabilizer form ula of passion fruit juicebeverage

由表5可知，3种稳定剂对西番莲饮料离心分离率的影响程度依次为：C＞B＞A，复配的最佳组合为：A1B3C2，即CMC-Na0.10％，黄原胶0.25％，琼脂0.10％。

2.3果汁稳定剂验证试验

对西番莲果汁稳定剂的稳定性进行验证，试验条件及结果见表6。

表6　西番莲果汁稳定剂验证试验Table6 Stabilizer verification experimentof passion fruit juice beverage

验证结果表明，西番莲果汁的离心分离率与正交试验结果保持一致，表明该复合稳定剂的效果稳定。

2.4均质条件对果汁稳定性的影响

2.4.1均质压力对果汁稳定性的影响

均质压力对果汁离心沉淀率的影响如图4所示。

图4　均质压力对果汁离心沉淀率的影响Fig.4 Effectsof homogenization pressureon the centrifugation precipitating rate

由图4可知，西番莲饮料的离心沉淀率随均质压力的增大而逐渐减小。当均质压力从10MPa增加到30 MPa时，离心沉降率降低速度较快，在30 MPa到50MPa区间，离心沉降率降低的较少；而50MPa至60MPa时，沉降率反而出现小幅度的回升。这是由于均质压力过高将使蛋白质疏水性基团增加、蛋白质变性而使体系变得不稳定［9］。这表明并不是均质压力越高饮料的稳定性就越好，且较高的均质压力的能耗以及对设备的损耗也较高，综上，本试验选择离心沉淀率下降速度变慢的拐点处——30MPa为西番莲饮料的均质压力。

2.4.2均质温度对果汁稳定性的影响

以30MPa为均质压力，探讨均质温度对离心沉淀率的影响，结果见图5所示。

图5　均质温度对果汁离心沉淀率的影响Fig.5 Effectsof homogenization temperatureon the centrifugation precipitating rate

由图5可知，当均质温度由30℃上升至50℃时，果汁离心沉淀率逐渐减小，并在50℃时达到最低值；当均质温度由50℃上升至70℃时，离心沉淀率上升，这说明高温容易使蛋白质变性凝聚，使饮料稳定性降低。因此选择50℃为最佳均质温度。

2.4.3均质次数对果汁稳定性的影响

在30MPa、50℃下探讨均质次数对西番莲果汁饮料离心沉淀率的影响，结果见图6所示。

图6　均质次数对果汁离心沉淀率的影响Fig.6 Effectsof hom ogenization timeson the centrifugation precipitating rate

由图6可知，均质1次即可显著降低果汁离心沉淀率，尽管随着均质次数的增加离心沉淀率持续下降，但在第3次开始后下降的并不明显。这是由于第2次均质可以有效分散第1次均质形成的均质群，使沉淀率显著下降。综合经济成本考虑，选择均质2次为最佳均质次数。

2.5杀菌方式对果汁沉淀率的影响

采用不同的杀菌条件下得到的西番莲果汁饮料的离心沉淀率与菌落总数见表7。

表7　杀菌条件对西番莲果汁离心沉淀率的影响Table7 Effectsof differentsterilizationmethodson the centrifugation precipitating rate

国标对果蔬饮料中菌落总数规定为＜100 cfu/mL［10］，由表7可以看出，3种杀菌方式均能达到国标杀菌要求，但采用低温长时杀菌使果汁产生的沉淀较多，这是由于果汁长时间受热后，其蛋白质变性及胶体凝聚而导致［11］；采用UHT杀菌得到的果汁沉淀最少，菌落总数最少，因此选择UHT杀菌作为西番莲果汁的杀菌工艺。

2.6产品理化指标

2.6.1可溶性固形物含量

由折光仪直接滴定法测得产品中可溶性固形物含量为7.3％。

2.6.2总酸度

由直接滴定法测定得到产品中总酸度（以柠檬酸计）为2.17％。

2.6.3维生素C含量

经测定和计算得到西番莲果汁饮料中维生素C含量为12.47mg/100 g。

2.6.4产品的稳定性

经稳定性优化后，产品的离心分离率为3.5％。

3　结论

西番莲因其浓郁的芳香风味及丰富的营养成分而被誉为“饮料之王”，但至今市售的西番莲饮料并不多，这主要是由于其高酸度以及产品不稳定导致的。为提高果汁稳定性，本研究采用复合稳定剂、优化均质与杀菌条件，提高西番莲果汁饮料的稳定性。

本文经初步探讨，得到西番莲果汁饮料的配方为：西番莲汁料液比1∶4（g/mL），白砂糖17％，柠檬酸0.5％；当采用复合稳定剂（CMC-Na0.10％、黄原胶0.25％、琼脂0.10％），并在30MPa、50℃下均质2次，121℃下杀菌10 s时，可得到在室温下具有较好的贮藏稳定性的产品。

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［9］曹盼.燕麦果汁复合饮料的研制［D］.无锡：江南大学，2012

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Study on the Technology and Stability of Passion Fruit Juice Beverage

ZHANG Jia-yan，LIN Huan，QIN Zhan-jun
（Lushan College of Guangxi University of Science and Technology，Liuzhou 545616，Guangxi，China）

Passion Fruit is a goodmaterial for producing beverage.The optimum flavor recipe of passion fruit beverage，quantity of stabilizers and condition of homogenization and sterilization were studied，by using passion fruitand white granulated sugar and citric acid.The research result showed that the optimum flavor recipe of the passion fruit beverage was passion juice to liquid ratio of 1∶4（g/mL），17％white granulated sugar，0.5％citric acid.Thequantity ofmix stabilizerswas：CMC-Na 0.10％，xanthan gum 0.25％，agar0.10％.The passion fruitbeverage was homogenized for twice under the pressure of 30MPa at50℃.The best condition of sterilizationwas121℃，10 s.The beveragehad rich fruity flavorand sweetand sour taste，showed a properstabilization，each physics and chemistry targethad reached national standard under optimum processing conditions.

passion fruitbeverage；mixed stabilizers；homogenization；sterilization

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.015

广西高校大学生创新创业计划项目（201413639006）；广西壮族自治区高等学校科学研究项目（KY2015YB519）

张佳艳（1986—），女（汉），讲师，硕士研究生，从事食品工艺与营养方面的教学与研究工作。

2015-10-26