火棘猕猴桃复合饮料的研制

张洪，毛玉涛，马明霞，马凯，王明力，陶光灿*

（1.贵州省分析测试研究院，贵州贵阳550002；2.贵阳市粮油质量检测中心，贵州贵阳550002；3.贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州贵阳550025）

火棘猕猴桃复合饮料的研制

张洪1，毛玉涛2，马明霞1，马凯1，王明力3，陶光灿1*

（1.贵州省分析测试研究院，贵州贵阳550002；2.贵阳市粮油质量检测中心，贵州贵阳550002；3.贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州贵阳550025）

为了深度开发火棘和猕猴桃资源，以火棘和猕猴桃为原料制作复合饮料。在单因素试验的基础上，通过Box-Behnken设计和响应面分析优化火棘猕猴桃复合饮料最佳工艺配方。结果表明：火棘汁与猕猴桃汁体积比6∶1、复合甜味剂添加量（蔗糖与果葡糖浆质量比为7∶3）9.90 g/100m L，黄原胶添加量0.09 g/100m L，该复合饮料感官评价好，质量符合相关标准，并富含黄酮类物质、多酚、维生素C等多种功能性成分。

火棘；猕猴桃；黄酮；多酚；复合饮料

火棘（Pyracanthafortuneana）俗称“火把果”、“红灯笼”，其果实中含有丰富的维生素、氨基酸、脂肪酸、果胶、可溶性多糖和膳食纤维等营养成分[1-2]，此外，还含有丰富的黄酮类物质、多酚、槲皮素、红色素和黄色素，具有提高免疫力、清除自由基、抗氧化、降血脂、抗疲劳、抗肿瘤等功效[3-4]。我国的火棘资源十分丰富，仅贵州省火棘鲜果年产量在2.5万t以上[5]。猕猴桃（Actinidia chinensis）有抗氧化、防癌、通便、助消化等多种功能[6]，在国内外果品消费市场上很受欢迎。贵州修文“贵长”猕猴桃是中华猕猴桃中的优良品种，富含维生素C、胡萝卜素以及铁、锌等微量元素[7]。2016年，全县猕猴桃种植面积达15万亩，挂果面积4.8万亩，产量达4万t，综合产值达10.7亿元，其中有近3 000亩进行有机种植，种植面积位居国内前列[8]，急需解决猕猴桃的深加工问题。该研究以贵州两种特色资源火棘、猕猴桃为原料，开发感官品质好、营养丰富的复合饮料，提升火棘、猕猴桃附加值，为火棘、猕猴桃的深加工提供理论基础，增加农民收入，提高企业经济效益。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

火棘、“贵长”猕猴桃：贵阳市修文县。

柠檬酸、黄原胶、蔗糖、果葡糖浆和β-环糊精（均为食品级）、果胶酶（10 000 U/g）：广西东恒华道生物科技有限公司，其他各种检测用试剂均为分析纯。复合甜味剂由蔗糖与果葡糖浆按质量比为7∶3组成。

1.2 仪器与设备

Agilent8453紫外可见分光光度计：美国Agilent公司；Waters2695高效液相色谱仪：美国Waters公司；MC404146手持式阿贝折光仪：成都泰华光学有限公司；JYL-C012料理机：九阳股份有限公司；GJJ-0.1/25型高压均质机：上海台驰轻工装备有限公司；AL204梅特勒电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；HH-2电热恒温水浴锅：北京科伟永兴仪器公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

火棘汁的制备：火棘果→预处理→软化打浆→果胶酶澄清处理（柠檬酸）→β-环状糊精去涩→过滤→火棘汁。

猕猴桃汁的制备：猕猴桃→去皮→打浆→果胶酶澄清处理（柠檬酸）→β-环状糊精去涩→过滤→猕猴桃汁。

火棘猕猴桃复合饮料的制备：火棘汁、猕猴桃汁混合→添加黄原胶、复合甜味剂（蔗糖和果葡糖浆）→均质→灭菌→灌装。

1.3.2 操作要点

（1）火棘汁制备

采摘颜色深红、熟度高、无病变的火棘果，去除杂质，清洗，火棘料水比分别为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5（g∶g），100℃软化2m in，破碎匀浆3m in，待浆汁温度冷却至（43±1）℃时，按照0.2%的添加量加入果胶酶（10 000U/g），添加柠檬酸（0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%），0.6%β-环糊精[9]，充分搅拌混匀后，静置2～3 h，一层纱布粗滤，四层纱布二次过滤，获得火棘汁。

（2）猕猴桃汁制备

选用八九成熟、果实刚开始发软、无霉烂的猕猴桃，去皮，破碎成任一长度小于1 cm的果块，猕猴桃料水比分别为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5（g∶g），分别添加0.05%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%的柠檬酸，匀浆3min，浆汁温度维持（43±1）℃时，按照0.2%添加果胶酶（10 000U/g），0.6%β-环糊精，充分搅拌混匀后，静置2～3 h，四层纱布过滤，获得猕猴桃汁。

（3）复合饮料制备

调配：将火棘汁和猕猴桃汁按试验比例混合，用蔗糖与果葡糖浆质量比为7∶3的复合甜味剂及黄原胶调节火棘猕猴桃复合饮料的风味。

（4）均质：经调配好的复合饮料放入均质机，均质压力15MPa、均质温度65℃、均质时间15m in。

（5）灭菌：将均质好的复合饮料迅速加热至85℃，恒温5m in，快速冷却至常温。

（6）灌装：将灭菌好的复合饮料迅速灌装到已灭菌好的洁净玻璃瓶中，封口备检。

1.3.3 火棘猕猴桃复合饮料配方优化单因素试验

按照火棘汁与猕猴桃汁比例为1∶1、3∶1、5∶1、7∶1、9∶1（m L∶m L）配制成火棘猕猴桃复合饮料，添加蔗糖与果葡糖浆质量比为7∶3的复合甜味剂[10]（4 g/100m L、6 g/100m L、8 g/100mL、10g/100mL、12g/100m L）、黄原胶（0.04g/100mL、0.08 g/100m L、0.12 g/100m L、0.16 g/100m L、0.20 g/100m L）调节火棘猕猴桃复合饮料的风味。

1.3.4 火棘猕猴桃复合饮料配方优化响应面试验

以单因素试验为基础，通过响应面优化试验和感官评定，确定该复合饮料的最佳配方，试验因素与水平见表1。

表1 火棘猕猴桃复合饮料Box-Behnken设计因素与水平Table 1 Factors and levels ofBox-Behnken experiments of Pyracantha fortuneana and Actinidia chinensis compound beverage

1.3.5 分析测定

（1）感官指标

火棘猕猴桃复合饮料的感官指标见表2，挑选10名食品专业人员从色泽、香气、滋味和组织形态4个方面对该饮料进行感官评价，满分为100分。

表2 火棘猕猴桃复合饮料感官评价标准Table 2 Sensory evaluation standards o f Pyracantha fortuneana and Actinidia chinensis com pound beverage

（2）其他指标的测定

总黄酮含量的测定：采用三氯化铝比色法[11]；总酚含量的测定：采用福林酚比色法[12]；维生素C含量的测定：采用高效液相色谱法[13]；可溶性固性物含量：用阿贝折光仪测定。

微生物指标：参照GB 4789.2—2016《菌落总数测定》[14]、GB 4789.3—2016《大肠菌数测定》[15]、GB 4789.4—2016《沙门氏菌检验》[16]及GB 4789.10—2016《金黄色葡萄球菌检验》[17]分别对火棘猕猴桃复合饮料中菌落总数、大肠杆菌、沙门氏菌及金黄色葡萄球菌进行检测。

2 结果与分析

2.1 火棘汁优化试验结果

火棘料水比对火棘汁感官品质影响见图1。水添加量少，火棘浆液浓稠，过滤后果汁较少；水添加量过多，果汁呈淡红色，火棘味稀薄；当火棘料水比为1∶3（g∶g）时，果汁呈亮红色，火棘果味浓厚，效果最佳。

图1 火棘料水比对果汁感官品质的影响Fig.1 Effect ofmaterial to water ratio on sensory quality o f Pyracantha fortuneana juice

柠檬酸添加量对火棘汁感官品质影响见图2。柠檬酸添加量少，不能有效抑制火棘汁褐变，护色效果较差，火棘汁呈淡红色；当柠檬酸添加量＞0.5%，火棘汁呈亮红色，随添加量的增加，亮红色加深，但色泽差异不显著，柠檬酸添加过多，果汁过酸，火棘风味失调。柠檬酸添加量为0.5%，火棘汁感官品质最佳。

图2 柠檬酸添加量对火棘汁感官品质的影响Fig.2 Effect o f citric acid addition on sensory quality of Pyracantha fortuneana juice

2.2 猕猴桃汁优化试验结果

猕猴桃料水比对果汁感官品质的影响见图3。

图3 猕猴桃料水比对果汁感官品质的影响Fig.3 Effect ofmaterial to water ratio on sensory quality of Actinidia chinensis juice

随着水添加量的增加，猕猴桃汁滋味、气味逐渐变淡，酸甜失衡，平淡无味。当猕猴桃料水比为1∶1（g∶g）时，果汁滋味口感最佳，香味浓郁。

柠檬酸添加量对猕猴桃汁感官品质的影响见图4。柠檬酸添加量较低时，随着柠檬酸添加量的增加，猕猴桃汁滋味气味更加浓郁，果汁也随之变酸，但感官品质变化并不明显。当柠檬酸添加量为0.2%，效果最佳。

图4 柠檬酸添加量对猕猴桃汁感官品质的影响Fig.4 Effect of citric acid addition on sensory qua lity of Actinidia chinensis juice

2.3 火棘猕猴桃复合饮料优化试验

2.3.1 复合饮料制备单因素试验结果

火棘汁与猕猴桃汁体积比对复合饮料感官品质影响见图5。火棘汁添加量较少，猕猴桃汁掩盖了火棘汁滋气味，果汁稍有异味，呈淡红色，感官品质较差；火棘汁与猕猴桃汁体积比为5∶1，香味协调浓郁，无异味，果汁呈亮红色，效果最佳。

图5 火棘汁与猕猴桃汁比例对复合饮料感官品质的影响Fig.5 Effect o f Pyracantha fortuneana to Actinidia chinensis juice ratio on sensory quality of compound beverage

复合甜味剂（蔗糖与果葡糖浆质量比为7∶3）及黄原胶添加量对复合饮料感官品质的影响见图6。由图6A可知，复合甜味剂添加量过低，饮料酸味过重，酸甜失调；复合甜味剂添加量过高，果汁较为甜腻；复合甜味剂添加量为10 g/100m L时，饮料酸甜可口。由图6B可知，黄原胶添加量过少，稳定性较差，饮料有沉淀；黄原胶添加量过多，果汁浓稠不爽口；黄原胶添加量为0.08 g/100m L时，饮料酸甜爽滑，风味协调，效果最佳，组织稳定无沉淀。

图6 复合甜味剂（A）及黄原胶（B）添加量对复合饮料感官品质的影响Fig.6 Effect of com pound sweeteners(A)and xanthan gum(B) addition on sensory quality of compound beverage

2.3.2 响应面优化复合饮料试验结果及方差分析结果

按照1.3.3中的响应面设计进行试验，结果见表3，利用Design Expert8.0.6对表3中的试验数据进行多元回归拟合并对模型进行方差分析，分析结果见表4。

表3 Box-Behnken试验设计及结果Table 3 Design and results of Box-Behnken experiments

表4 回归模型方差分析Table 4 Variance ana lysis of regression m odel

由表4可知，模型F值为91.16，表明该模型达到极显著水平（P＜0.01）；失拟项F值为4.67（P=0.085 3＞0.05），说明失拟值和纯误差没有显著性关系，模型的拟合度较好，能够较好地反映各因素与响应值的变化关系，可用于预测火棘猕猴桃复合饮料最佳组合的实际情况。由表4中的显著性分析可知，3种因素对饮料的感官评分影响大小分别是C（黄原胶添加量添加量）＞B（复合甜味剂添加量）＞A（火棘汁与猕猴桃汁比例）；判定系数R2、校正判定系数R2Adj、变异系数（coefficientofvariation，CV）以及精密度均符合试验要求，通过分析获得回归模型方程为Y=89.96+0.85A+2.12B+ 4.75C-2.95AB-1.35AC-1.60BC-2.40A2-6.00B2-6.81C2。

2.3.3 响应面分析及模型优化验证

利用Design Expert8.0.6试验结果数据进行二次多元回归，拟合得到二次回归方程的响应曲面及其等高线见图7。保持火棘汁与猕猴桃汁比例、复合甜味剂添加量及黄原胶添加量添加量3个因素中2个因素不变，随着第3项因素逐渐增大，感官评分呈现先增大后减小的趋势，且一定范围内火棘汁与猕猴桃汁比例对感官评分的影响较复合甜味剂添加量和黄原胶添加量小。

结合回归模型的数学分析结果，通过DesignExpert8.0.6分析，并根据实际操作情况得到火棘猕猴桃复合饮料的最佳配方为火棘汁猕猴桃汁混合比例6∶1（m L∶m L），复合甜味剂添加量9.90 g/100m L，黄原胶添加量0.09 g/100m L，在此条件下复合饮料感官评分为88.9分，按此进行3次平行验证试验，测得感官评分结果为89.1分，说明该模型较为可靠。

图7 火棘汁与猕猴桃汁比例、复合甜味剂添加量及黄原胶添加量交互作用对复合饮料感官评分影响的的响应面和等高线Fig.7 Responses surface plots and contour line of e ffects o f interaction between Actinidia chinensis and Pyracantha fortuneana juice ratio, compound sweeteners and xanthan gum addition on sensory quality of compound beverage

2.4 火棘猕猴桃复合饮料品质指标检测结果

2.4.1 感官指标

火棘猕猴桃复合饮料色泽鲜亮，呈亮红色，有浓郁的火棘和猕猴桃香味，酸甜爽滑，组织稳定。

2.4.2 理化指标

火棘猕猴桃复合饮料总黄酮含量为206.12mg/100m L，总酚含量为813.43mg/100m L，维生素C含量为51.59mg/ 100m L，可溶性固形物含量为12.52%。

微生物指标：菌落总数≤100 CFU/m L，大肠杆菌≤30MPN/100m L，致病菌未检出。

3 结论

以贵州特色资源火棘、猕猴桃为原料，通过单因素试验和Box-Benhnken试验设计优化火棘猕猴桃复合饮料配方工艺，建立以感官评分为响应值，以火棘汁与猕猴桃汁比例（体积比）、复合甜味剂（蔗糖与果葡糖浆质量比为7∶3）添加量及黄原胶添加量为变量的回归模型。通过试验，确定了火棘猕猴桃复合饮料的最佳配方为火棘汁与猕猴桃汁体积比6∶1，复合甜味剂添加量9.90 g/100m L，黄原胶添加量0.09 g/100m L，在此条件下制备复合饮料，呈亮红色，有浓郁的火棘和猕猴桃香味，酸甜爽滑，组织稳定，感官评分为89.1分，复合饮料总黄酮含量为206.12mg/100m L，总酚含量为813.43mg/100m L，维生素C含量为51.59mg/100m L，可溶性固形物含量为12.52%，微生物指标符合相关标准。

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[14]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB 4789.2—2016食品微生物学检验菌落总数测定[S].北京：中国标准出版社，2016.

[15]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB 4789.2—2016食品微生物学检验菌落总数测定[S].北京：中国标准出版社，2016.

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[17]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB 4789.10—2016食品微生物学检验金黄色葡萄球菌检验[S].北京：中国标准出版社，2016.

Developmentof compound beverage of Pyracanthafortuneana and Actinidia chinensis

ZHANGHong1,MAO Yutao2,MA M ingxia1,MA Kai1,WANGM ingli3,TAOGuangcan1*
(1.Guizhou Academy ofTesting and Analysis,Guiyang 550002,China;2.Grain and OilQuality Testing CenterofGuiyang, Guizhou 550002,China;3.College ofLiquorand Food Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China)

Tomake good use of Pyracantha fortuneana and Actinidia chinensis resources,compound beveragewas produced using P.fortuneana and A.chinensis as rawmaterial.On thebasisofsingle factorexperiments,theoptimalprocessing condition of compositebeveragewasoptim ized by single factor experiments,Box-Behnken design and response surfacemethodology.The formulawas optimized as follows:P.fortuneana and A.chinensis volume ratio 6:1,compound sweeteners(sucroseand high fructose corn syrup ratio 7:3)9.90 g/100m l,and xanthan gum 0.09 g/100m l.The composite beveragewasw ith good sensory evaluation,the qualitywas in accord w ith relevantstandard,and the beveragewas rich in functional components, including flavonoids,polyphenols,vitamin C and so on.

Pyracantha fortuneana;Actinidia chinensis;flavonoids;polyphenols;compositebeverage

TS275.5

0254-5071（2017）08-0177-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.08.039

2017-03-23

优秀青年科技人才专项资金（黔科合人字[2015]28号）

张洪（1986-），男，助理研究员，硕士，研究方向为食品加工与分析检测。

*通讯作者：陶光灿（1976-），男，副研究员，博士，研究方向为食品安全与营养。