酸浆清汁饮料的工艺研究

王英臣，宋烨

（吉林农业科技学院食品工程学院，酿造技术吉林省高等学校工程研究中心，吉林吉林132101）

酸浆清汁饮料的工艺研究

王英臣，宋烨

（吉林农业科技学院食品工程学院，酿造技术吉林省高等学校工程研究中心，吉林吉林132101）

以酸浆果为原料，通过单因素试验研究3种果胶酶对酸浆果出汁率和花色苷浸出量的影响，在此基础上选择EX-V酶作为酶解用酶并进行酶解工艺优化，并以γ-氨基丁酸为苦味掩盖剂对酸浆果汁饮料的配方进行研究。试验结果表明：最佳酶解工艺条件为酶解温度为45℃，酶解pH值为4.5，酶解时间为120 min，酶添加量为0.04 g/L。酸浆果汁饮料的最佳配方为：酸浆果汁添加量为50%（体积分数），白砂糖添加量为7%，γ-氨基丁酸添加量为0.2 g/L。

酸浆；酶解；苦味掩盖；饮料

酸浆（Physalis alkekengi L.var.francheti）又名红菇娘、挂金灯，为茄科多年生草本植物，其野生资源分布比较广泛[1]，我国东北和西北地区种植较多。酸浆果含有丰富的维生素C、类胡萝卜素、多种矿物质[2-3]，可以制成饮料、果醋、酸奶、果酒等多种食品[4-7]。

虽然酸浆果实风味独特，口味酸甜，但有明显的苦味，影响着酸浆果汁的口感，必须对苦味物质进行掩盖，才能被广大的消费者接受。果汁脱除苦味的方法有多种，常采用的方法包括包埋法、加入调味剂、添加苦味掩盖剂等[8]。常见的包埋剂有β-环糊精[9]，苦味掩盖剂有阿魏酸、γ-氨基丁酸等[10]，可有效地掩盖果汁的苦涩味。

果胶酶具有提高出汁率、透光率及花色苷含量等作用和功能[11-12]，是果汁加工中常用的酶制剂。本研究选择3种果胶酶对酸浆果浆进行酶解，确定最适用酶及酶解条件，并通过苦味掩盖剂的选择改善了酸浆果汁饮料的口感，得出最佳工艺配方，以此为酸浆果的深加工奠定一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

酸浆果：长春市九台区酸浆果种植合作社；EV、OP、EX-V 果胶酶（120 000 U/g）：烟台帝伯仕啤酒技术有限公司；β-环糊精（食品级）：河南中泰食化有限公司；阿魏酸、γ-氨基丁酸（均为食品级）：西安皓源生物技术有限公司；白砂糖：市售。

1.2 仪器与设备

OK1081E果汁机：佛山市顺德区欧科电器有限公司；HH-6数显恒温水浴锅：常州奥华仪器有限公司；TDL-40B低速离心机：上海安亭科学仪器厂；FA 2004精密电子天平：天津天马恒基仪器有限公司；752N紫外可见分光光度计：上海青华科技仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点

选择无损伤、无腐烂的冷冻酸浆果在4℃条件下解冻并清洗，取一定量放入果汁机中进行打浆，加入0.1%的VC护色。把EV、OP、EX-V 3种酶分别放入果浆中，在一定条件下进行酶解，酶解结束后榨汁并在90℃条件下灭酶5 min，冷却后在4 000 r/min条件下离心20 min，取上清液。取一定比例酸浆果汁，加入白砂糖、γ-氨基丁酸，充分混合后过滤，之后进行脱气、灌装、巴氏杀菌。

1.3.3 酶解试验

1.3.3.1 果胶酶酶解的单因素试验

把EV、OP、EX-V 3种酶分别放入果浆中进行酶解，设定酶添加量为0.04 g/L、酶解温度为45℃、酶解pH 4.5、酶解时间120 min，固定其它3个因素，分别测定酶添加量（0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06 g/L）、酶解温度（30、35、40、45、50、55 ℃）、酶解 pH 值（3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5）、酶解时间（60、90、120、150、180、210 min），分别测定酶解后的出汁率和花色苷含量，选取合适的果胶酶。

1.3.3.2 正交试验

根据1.3.3.1单因素试验确定最合适用酶为EX-V酶，并根据单因素结果进行正交试验，正交设计表见表1。

表1 正交因素水平表Table 1 Factor and level list of orthogonal experiment

1.3.4 酸浆果汁苦味掩盖的感官评定

分别向酶解后酸浆原汁中加入不同量的β-环糊、阿魏酸和γ-氨基丁酸等，充分搅拌后进行感官评定，确定这3种苦味掩盖剂的掩盖效果。

1.3.5 酸浆果汁饮料的正交试验

以感官评定为指标，通过单因素试验确定了酸浆果汁的添加量为30%～50%（体积分数），白砂糖加量为5%～7%，γ-氨基丁酸的添加量为0.15 g/L～0.25 g/L，在此基础上进行正交试验，确定饮料的最佳配方。饮料的正交设计表见2。

表2 正交试验因素水平表Table 2 Factor and level list of orthogonal experiment

1.3.6 感官及检测标准

1.3.6.1 酸浆果汁苦味的感官评定

选取食品工程学院10名有经验的教师和研究生进行品评，取酸浆果汁的苦味值为10，之后把酸浆果汁按不同比例加水稀释，设定不同的苦味值，具体评分标准见表3。

表3 酸浆果汁苦味程度的感官评定标准Table 3 Sensory evaluation criteria of bitterness of Physalis alkekengi L.var.francheti juice

1.3.6.2 酸浆饮料感官评定

选取食品工程学院20名经过培训的教师和研究生进行感官评定，根据饮料的色泽、气味、口味和组织状态对饮料进行综合评分。感官评分标准见表4。

表4 酸浆饮料感官评分标准Table 4 Sensory evaluation criteria of juice beverage of Physalis alkekengi L.var.francheti

1.3.6.3 出汁率的测定

出汁率/%=离心后酸浆果汁质量／所用酸浆果原料质量×100[13]

1.3.6.4 花色苷的测定

采用pH示差法，并参照贾鸿冰[14]的检测方法。

2 结果与分析

2.1 不同果胶酶对酸浆果出汁率和花色苷浸出量的影响

2.1.1 不同酶添加量对出汁率及花色苷的影响

不同酶添加量对酸浆出汁率和花色苷浸出量的影响见图1。

图1 不同酶添加量对酸浆出汁率和花色苷浸出量的影响Fig.1 Effect of enzyme dosage on juice yield and anthocyanin extraction from Physalis alkekengi L.var.francheti juice

从图1可以看出，3种酶添加量对酸浆果汁的出汁率和花色苷的浸出量的影响趋势基本一致。随着酶添加量的增加，果汁的出汁率不断增加，增加到一定程度，出汁率的增加幅度变小；花色苷增加到一定程度后开始下降，这是由于果胶酶中含有的β-葡萄糖苷酶会使花色苷的发生分解，从而使花苷含量降低。图1显示3种酶对酸浆果花色苷浸出量的影响差别不大，对出汁率的影响有所不同，其中OP酶的出汁率相对较低，EV酶与EX-V酶出汁率比较接近，EX-V酶的出汁率略高。当EX-V酶添加量达到0.04 g/L时，出汁率为59.8%，花色苷的浸出量为45.6 mg/L，基本接近最大值。

2.1.2 酶解温度对出汁率及花色苷的影响

不同酶解温度对酸浆出汁率和花色苷浸出量的影响见图2。

图2 不同酶解温度对酸浆出汁率和花色苷浸出量的影响Fig.2 Effect of hydrolysis temperature on juice yield and anthocyanin extraction from Physalis alkekengi L.var.francheti juice

从图2可知，温度对出汁率和花色苷浸出量的影响比较大，开始随着温度的增加，酸浆出汁率和花色苷浸出量不断增加，当温度升到45℃时出汁率和花色苷浸出量达到最大值，之后开始下降，其中花色苷的下降更明显，这是因为随着温度的升高，酶活性受到影响，同时高温会使花色苷分解速度加快。图2显示3种酶对花色苷的影响基本一致，对出汁率的影响有区别，其中EX-V酶在45℃时出汁率最大为59.2%，花色苷浸出量为45.5 mg/L。

2.1.3 酶解pH值对出汁率及花色苷的影响

不同酶解pH值对酸浆出汁率和花色苷浸出量的影响见图3。

图3 不同酶解pH值对酸浆出汁率和花色苷浸出量的影响Fig.3 Effect of hydrolysis pH on juice yield and anthocyanin extraction from Physalis alkekengi L.var.francheti juice

从图3可以看出，pH值对酸浆果汁出汁率和花色苷浸出量影响比较大。当pH值由3.0升高到4.5时，出汁率和花色苷浸出量不断升高，随着pH值的继续升高，出汁率和花色苷浸出量开始下降，而且花色苷的浸出量下降幅度较大，这是由于pH值的改变影响了酶的活性，也影响着花色苷浸出量。图3显示3种酶影响出汁率和花色苷的的变化趋势基本相同，在不同的pH值条件下花色苷的浸出量也相近，但不同的pH值的出汁率差别明显，其中EX-V酶出汁率最高。在pH 4.5时为60.1%，花色苷浸出量为45.6 mg/L。

2.1.4 酶解时间对出汁率及花色苷的影响

不同酶解时间对酸浆出汁率和花色苷浸出量的影响见图4。

图4 不同酶解时间对酸浆出汁率和花色苷浸出量的影响Fig.4 Effect of h hydrolysis time on juice yield and anthocyanin extraction from Physalis alkekengi L.var.francheti juice

随着酶解时间的延长，出汁率逐渐增加，达到最大值后增加幅度很小，花色苷达到最大值后随着时间的延长有小幅下降，这可能是由于时间延长，外界条件，如光、氧等影响着花色苷的分解。图4显示3种酶在120 min前花色苷的浸出量相差比较大，120 min后的变化量基本一致。3种酶中EX-V酶的出汁率明显比其它两种酶高，在120 min时，出汁率最高为59.8%，花色苷浸出量为45.6 mg/L。

由图4可以看出，3种酶在不同的条件下对花色苷的浸出量相差不大，不同条件下的最大量基本都在43.3 mg/L至45.6 mg/L之间。但对出汁率的影响比较大，其中EX-V的出汁率最高，所以选择EX-V酶为酸浆果浆的酶解用酶。

2.1.5 正交试验结果

根据2.1.1～2.1.4的试验结果，选择EX-V酶进行酸浆的酶解，酸浆果酶解工艺的正交试验结果见表5。

从表5可以看出，影响酸浆果出汁率的因素为酶解温度＞酶解pH值＞酶添加量＞酶解时间；影响酸浆果花色苷浸出量的因素为酶解温度＞酶解pH值＞酶解时间＞酶添加量。酸浆果出汁率和花色苷浸出量的最优条件均为A2B2C2D2，但正交试验中最优配方为A1B2C2D2，需要做进一步验证性试验。通过验证性试验得出A2B2C2D2的出汁率和花色苷浸出率分别为59.8%和45.6%，所以酶解最优条件为A2B2C2D2，即酶解温度为45℃，酶解pH值为4.5，酶解时间为120 min，酶添加量为0.04 g/L。

2.2 不同苦味掩盖剂的苦味掩盖结果

按照1.3.4的试验过程，把不同的苦味掩盖剂按不同添加量加入到酸浆果汁中进行苦味掩盖，通过感官评定确定苦味掩盖剂的掩盖效果。具体结果见图5、图6、图 7。

表5 正交试验结果Table 5 Results and analysis of orthogonal tests

图5 β-环糊精苦味掩盖效果的感官评分Fig.5 Effect of the addition of β-cyclodextrin on the sensory evaluation score of Physalis alkekengi L.var.francheti juice

从图5、图6、图7可以看出，随着苦味掩盖剂添加量的增加，对酸浆果汁苦味都有一定的掩盖作用，但差别比较大。β-环糊精对酸浆苦味的掩盖作用有限，当β-环糊精大于2 g/L以后，苦味不再发生变化，苦味仍很明显；阿魏酸对苦味的掩盖有一定的效果，当阿魏酸的添加量大于0.2 g/L时，苦味不再降低，而且开始出现涩味；γ-氨基丁酸对酸浆苦味的掩盖效果明显，酸浆汁的苦味明显降低。所以选择γ-氨基丁酸作为酸浆汁的苦味掩盖剂。

图6 阿魏酸苦味掩盖效果的感官评分Fig.6 Effect of the addition of ferulic acid on the sensory evaluation score of Physalis alkekengi L.var.francheti juice

图7 γ-氨基丁酸苦味掩盖效果的感官评分Fig.7 Effect of the addition of γ-aminobutyric acid on the sensory evaluation score of Physalis alkekengi L.var.francheti juice

2.3 酸浆澄清型果汁饮料最佳配方的确定

按1.3.5的试验方案进行三因素三水平的正交试验，试验结果见表6。

表6 正交试验结果Table 6 Results and analysis of orthogonal tests

从表6可以看出：酸浆果汁饮料的最佳配方为A3B3C2，即酸浆果汁添加量为50%，白砂糖添加量为7%，γ-氨基丁酸添加量为0.2 g/L。由R值可知，影响酸浆果汁饮料的主要因素依次为酸浆果汁添加量、γ-氨基丁酸和白砂糖添加量。

3 结论

本文首先研究了3种果胶酶对酸浆果酶解过程中出汁率和花色苷浸出量的影响，确定了以EX-V酶作为酸浆果酶解用酶，并在此基础上进行了工艺优化，得出酸浆果酶解的最适条件为酶解温度为45℃，酶解pH值为4.5，酶解时间为120 min，酶添加量为0.04 g/L。之后对酸浆果汁苦味掩盖剂进行了比较，通过感官评定确定了γ-氨基丁酸苦味掩盖效果最好，并通过感官评定确定了酸浆清汁饮料的最佳工艺配方为浆果汁添加量为50%，白砂糖添加量为7%，γ-氨基丁酸添加量为0.2 g/L。

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Studies on the Processing Technology of Clarified Juice Beverage of Physalis alkekengi L.var.francheti

WANG Ying-chen，SONG Ye
（School of Food Engineering，Jilin Agriculture Science and Technology College，Jilin Province Higher Institution Engineering Research Center of Brewing Technology，Jilin 132101，Jilin，China）

Taking the fruit of Physalis alkekengi L.var.francheti as raw material，the effects of three kinds of pectinase on fruit yield and extraction of anthocyanin were studied by using one-factor-at-a-time design methods and technology optimization was done by pectinse of EX-V.The optimal formula of juice beverage was also studied by orthogonal array design method usingγ-aminobutyric acid as bitterness masking.The experimental results showed that the optimal conditions for hydrolyzing Physalis alkekengi L.var.francheti pulp were found to be hydrolyzed at 45℃，pH4.5 for 120 min with an enzyme addition level of 0.04 g/L and the optimal formula was was 50%（volume fraction）juice addition，7%sugar，0.2 g/Lγ-aminobutyric acid.

Physalis alkekengi L.var.francheti；enzymolysis；bitterness masking；beverage

2016-08-13

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.11.023

吉林省教育厅“十二五”科学研究项目（吉教科合字[2015]第371号）

王英臣（1967—），男（汉），副教授，硕士，主要从事农产品及酿造食品研究开发。