澄清型石斛红枣复合果汁饮料加工工艺研究

缪园欣，廖明星，陈清婵，简清梅，李蓉，*

（1.荆楚理工学院生物工程学院，湖北荆门448000；2.湖北省荆门市畜牧兽医局，湖北荆门448000）

澄清型石斛红枣复合果汁饮料加工工艺研究

缪园欣1，廖明星2，陈清婵1，简清梅1，李蓉1，*

（1.荆楚理工学院生物工程学院，湖北荆门448000；2.湖北省荆门市畜牧兽医局，湖北荆门448000）

以铁皮石斛和红枣为原料，对石斛红枣汁酶法澄清技术进行研究。单因素试验结果表明，铁皮石斛35 g/L，红枣35 g/L制作的石斛红枣汁具有最好的感官品质。以透光率和褐变度为指标，在单因素基础上，利用纤维素酶和果胶酶对石斛红枣汁进行澄清，通过正交试验设计优化石斛红枣汁澄清工艺技术参数。结果表明：在酶添加量为0.05 g/L，复合酶质量比2.5∶1、酶解时间45 min和酶解温度60℃条件下，澄清效果最佳，透光率为89.87%，褐变度为0.476，澄清后饮料清亮透明、风味好。

铁皮石斛；红枣；酶解；澄清

铁皮石斛为多年生兰科石斛属（Dendrobium officinale Kimura et Migo）草本植物，具有滋阴清热、润肺益肾等药用价值，素有“中华仙草”、“九大仙草”之首的美誉[1-3]。铁皮石斛的药理功能研究显示其有增强免疫力、抗氧化、抗衰老等作用，对其药效成分分析显示其含有多糖、生物碱、糖苷等活性成分[4-6]。鉴于其独特的药用价值，铁皮石斛可开发为保健食品和药品，如：铁皮石斛颗粒、铁皮石斛软胶囊、铁皮石斛口含片等[7-9]。红枣为鼠李科枣属植物果实，营养丰富，富含有机酸、红枣多糖、腺苷、生物碱等活性成分[10-11]，具有很高的食用和药用价值，长期食用具有降血脂血压、改善心肌梗塞、镇静催眠等功效[12-13]。

近年来，复合果汁饮料因其独特口味和丰富的营养成分而备受青睐，但果汁加工过程中果胶、纤维素、蛋白质等固形物会对果汁的浑浊度和色泽产生影响，对果汁进行澄清能有效抑制褐变、保证果汁稳定性[14]。酶法澄清技术具有分解果肉物质、提高澄清度的能力，双酶联用能够更有效的提高澄清度[15-16]。本试验以新鲜铁皮石斛和红枣为原料开发饮料，并对饮料酶法澄清工艺进行研究，旨在开发一款色泽清亮透明、口感独特的保健型饮料，为铁皮石斛和红枣资源的开发利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

铁皮石斛：湖北洲和生态农业发展有限公司；干红枣：河南郑风枣业有限公司；纤维素酶（50 000 U/g）、果胶酶（40 000 U/g）：北京索莱宝科技有限公司；异抗坏血酸钠（食品级）：市售。

1.2 仪器与设备

九阳JYL-C020榨汁机：九阳股份有限公司；TU-1901型分光光度计：北京普析通用仪器有限公司；YJ1002型电子天平：上海浦春计量仪器有限公司；TG16-WS型低速台式离心机：上海安亭科学仪器厂；DH-600恒温培养箱：北京科伟永兴仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 澄清型红枣石斛饮料加工工艺流程

1.3.2 工艺要点

1）铁皮石斛汁的制备

选择无腐烂、无霉变的鲜铁皮石斛，在清水中洗净后去皮，经90℃水漂烫1.5 min后切成3 cm小段，按料液比35∶1 000（g/mL）进行破碎打浆，经胶体磨3次后用纱布进行初级过滤得到石斛汁。

2）红枣汁的制备

选择无腐烂、无霉变的红枣，在清水中洗净后去核，按一定添加量进行破碎打浆，经胶体磨3次后用纱布进行初级过滤得到红枣汁。

3）护色

在石斛汁和红枣汁中分别添加质量分数为0.03%的异抗坏血酸钠。

4）混合

将石斛汁、红枣汁按试验设定的比例混合。

5）酶解

将混合的石斛红枣汁添加纤维素酶、果胶酶复合酶进行澄清，对影响酶促反应的各因子进行分析，确定酶解的最佳工艺条件。

6）灭酶

反应结束后将石斛红枣汁在90℃灭酶处理10 min，使复合酶失活，然后冷却至室温。

7）离心

将酶解澄清后样品于3 000 r/min条件下离心5 min，取上清液备用。

8）装罐、灭菌、冷却

将澄清的石斛红枣汁进行装罐、封口，在90℃条件下杀菌20 min，冷却至室温后即为成品。

1.3.3 试验方案设计

1.3.3.1 铁皮石斛和红枣添加比例确定

将铁皮石斛（35 g/L）和红枣分别以0.5∶1、1∶1、1.5∶1、2∶1、2.5∶1质量比进行打浆混合，对混合石斛红枣汁进行感官测定。

1.3.3.2 石斛红枣汁澄清工艺优化试验1）复合酶添加量对澄清效果的影响

取配制好的石斛红枣汁200 mL，分别添加0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07 g/L 的复合酶（纤维素酶质量 ∶果胶酶质量=1.5∶1），充分溶解后在40℃酶解45 min。酶解结束后，取样品离心测透光率、褐变度。

2）复合酶质量比对澄清效果的影响

取配制好的石斛红枣汁200 mL，添加纤维素酶和果胶酶质量比分别为 0.5 ∶1、1 ∶1、1.5 ∶1、2 ∶1、2.5 ∶1、3∶1的复合酶0.05 g/L，充分溶解后在4℃酶解45 min。酶解结束后，取样品离心测透光率、褐变度。

3）酶解时间对澄清效果的影响

取配制好的石斛红枣汁200 mL，添加质量比为2.5∶1的复合酶0.05 g/L，充分溶解后在40℃分别酶解 15、30、45、60、75、90 min。酶解结束后，取样品离心测透光率、褐变度。

4）酶解温度对澄清效果的影响

取配制好的石斛红枣汁200 mL，添加质量比为2.5∶1的复合酶0.05 g/L，充分溶解后分别在20、30、40、50、60、70℃酶解 60 min。酶解结束后，取样品离心测透光率、褐变度。

1.3.3.3 澄清工艺优化正交试验设计

为了确定最佳澄清条件，在单因素试验的基础上，以透光率、褐变度为试验指标，设计L9（34）正交试验，对复合酶的添加量、复合酶中纤维素酶与果胶酶的配比、酶解时间和酶解温度4个因素在3个不同水平上进行优化试验，因素与水平见表1。

1.3.4 测定项目及方法

1）透光率：以蒸馏水为参比，在720 nm处测定石斛红枣汁透光率。

表1 酶解澄清工艺条件优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for clarifying conditions optimization

2）褐变度：以蒸馏水为参比，在420 nm处测定石斛红枣汁吸光度值表示褐变程度。

3）感官评定

感官评定标准见表2。

表2 感官评定标准Table 2 Sensory evaluation standards of Dendrobium officinale and red dates juices

红枣石斛汁的口感、色泽采用感官评定方法。每次10为成员（5男5女）分别对产品进行品尝评分，评分采用百分制，其中口感30分，气味30分，色泽10分，组织状态30分。

2 结果与分析

2.1 铁皮石斛和红枣添加比例的确定

红枣和石斛不同配比对产品品质的影响见表3。

表3 红枣和石斛不同配比对产品品质的影响Table 3 Impact of the mass ratio of Dendrobium officinale and red dates juices on sensory quality of products

如表3所示，当石斛∶红枣质量比为1∶1（即石斛35 g/L，红枣35 g/L）时，红枣石斛汁品质最佳，此时果汁颜色为红色，具有石斛和红枣的风味，且味道协调，口感醇正。因此本研究选用石斛35 g/L，红枣35 g/L来制作石斛红枣饮料。

2.2 复合酶法澄清单因素试验结果与分析

2.2.1 酶添加量对红枣石斛汁澄清效果的影响

复合酶添加量对石斛红枣汁澄清效果的影响见图1。

图1 复合酶添加量对石斛红枣汁澄清效果的影响Fig.1 Impact of complex enzyme dosage on clarification effect of Dendrobium officinale and red dates juices

由图1可知，酶添加量在0～0.05 g/L范围内，随着复合酶添加量的增加，果胶和纤维素等大分子物质逐渐被分解为可溶性小分子物质，红枣石斛汁透光率随着混合酶添加量的增加而升高，褐变度则随酶添加量的增加而下降。此后，继续增加复合酶的添加量，透光率和褐变度变化不显著。因此，复合酶用量选择0.05 g/L较为适宜，该条件的石斛红枣汁具有较好的澄清度和色泽。

2.2.2 复合酶质量比对石斛红枣汁澄清效果的影响

复合酶质量比对石斛红枣汁澄清效果的影响见图2。

图2 复合酶质量比对石斛红枣汁澄清效果的影响Fig.2 Impact of complex enzyme proportion on clarification effect of Dendrobium officinale and red dates juices

由图2可知，混合酶质量比在0.5∶1～2.5∶1范围内，随着酶比例的增加，透光率呈现升高的趋势而褐变度呈下降趋势。此后继续增加复合酶质量比，透光率降低而褐变度上升。因此，选择复合酶质量比为2.5∶1较为合适，此时透光率87.8%，褐变度为0.469。

2.2.3 酶解时间对石斛红枣汁酶解效果的影响

酶解时间对石斛红枣汁澄清效果的影响见图3。

图3 酶解时间对石斛红枣汁澄清效果的影响Fig.3 Impact of hydrolysis time on clarification effect of Dendrobium officinale and red dates juices

由图3可知，酶解时间在15 min～90 min范围内，透光率随酶解时间延长呈先增加后稳定趋势，褐变度随酶解时间延长呈先下降后稳定趋势。在15 min～60 min时红枣石斛汁中果胶和纤维素含量丰富，随酶解时间的延长可引起透光率和褐变度快速变化，60 min后果胶和纤维素基本完全分解，透光率和褐变度趋于平稳。因此，选择酶解时间60 min为最适酶解时间。

2.2.4 酶解温度对石斛红枣汁酶解效果的影响

酶解温度对石斛红枣汁澄清效果的影响见图4。

图4 酶解温度对石斛红枣汁澄清效果的影响Fig.4 Impact of hydrolysis temperature on clarification effect of Dendrobium officinale and red dates juices

由图4可知，石斛红枣汁的透光率随温度的升高呈先增加后降低的趋势，褐变度随温度的升高呈先降低后升高的趋势。在20℃～50℃，随着温度的增加酶活性增加，红枣石斛汁中的果胶和纤维素被降解，透光率升高；在50℃～70℃，随着温度的增加酶活性受到抑制，透光率降低。因此，酶解温度50℃为复合酶活性最佳温度，澄清和色泽效果最好。

2.3 澄清工艺优化正交试验

为确定最佳澄清条件，在单因素的基础上，研究复合酶添加量、复合酶比例、酶解温度和酶解时间对石斛红枣汁澄清效果和色泽的影响，以透光率和褐变度作为评价指标，进行L9（34）正交试验。正交试验结果见表4，方差分析结果见表5、表6。

表4 澄清工艺条件优化正交试验结果与分析Table 4 Results and analysis of orthogonal experiments for clarifying conditions optimization

表5 透光率正交试验结果方差分析Table 5 Variance analysis of orthogonal experiments results for light transmittance

表6 褐变度正交试验结果方差分析Table 6 Variance analysis of orthogonal experiments results for browning degree

通过表4中复合酶澄清后透光率和褐变度的极差分析结果可知，影响透光率的各因素主次顺序为复合酶添加量>复合酶比例>酶解时间>酶解温度，影响褐变度的各因素主次顺序为酶解时间>复合酶添加量>复合酶比例=酶解温度。试验指标透光率越大越好，从k值得出使红枣石斛汁澄清度最佳的工艺条件为A3B2C1D3；试验指标褐变度越小越好，从k值得出使红枣石斛汁色泽最佳的工艺条件为A2B2C1D2和A3B2C1D3。综合分析得出使红枣石斛汁澄清度和色泽最佳的工艺条件为A3B2C1D3，即复合酶添加量为0.05 g/L，复合酶质量比为2.5∶1，酶解时间为45 min，酶解温度为60℃，在此条件下酶解得到的石斛红枣汁红色清亮，澄清透明，具有石斛和红枣的香味，口味柔和，口感醇正，其透光率为89.87%，褐变度为0.476。由表5方差分析结果可知，因素A、B、C、D对石斛红枣汁澄清效果均有极显著影响（P<0.01），对澄清效果影响的主次顺序为A>B>C>D，即复合酶添加量>复合酶比例>酶解时间>酶解温度，与直观分析结果一致。由表6方差分析结果可知，因素A、C对石斛红枣汁褐变度有极显著影响（P<0.01），因素B、D对石斛红枣汁褐变度有显著影响（P<0.05），对褐变度影响的主次顺序为C>A>D>B，即酶解时间>复合酶添加量>酶解温度>复合酶比例。

3 结论

利用纤维素酶-果胶酶复合酶能够显著澄清石斛红枣汁。各因素影响石斛红枣汁透光率的主次顺序为：复合酶添加量>复合酶比例>酶解时间>酶解温度。通过单因素试验及正交试验确定的酶法澄清最佳工艺条件为：复合酶添加量0.05 g/L，复合酶质量比2.5∶1，酶解时间45 min，酶解温度60℃。在此条件下生产的石斛红枣汁红色清亮，澄清透明，具有石斛和红枣的香味，口味柔和，口感醇正。

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Study on the Technique of Clarification Compound Fruit Beverage of Dendrobium officinale and Red Dates

MIAO Yuan-xin1，LIAO Ming-xing2，CHEN Qing-chan1，JIAN Qing-mei1，LI Rong1，*
（1.School of Biological Engineering，Jingchu University of Technology，Jingmen 448000，Hubei，China；2.Animal Husbandry and Veterinary Bureau of Jingmen City，Jingmen 448000，Hubei，China）

The processing technology of a clarified Dendrobium officinale and red dates compound fruit beverage was studied.The result of single factor experiment showed that the sensory quality of the compound juice was optimal for Dendrobium officinale of 35 g/L and red dates of 35 g/L.The compound fruit beverage was treated by pectinase and cellulose.Based on single-factor experiment，orthogonal design was used to research the influences of complex enzyme dosage，enzyme proportion，enzymolysis time and temperature on light transmittance and browning degree.The results indicated that the optimum technical parameters was enzyme dosage of 0.05 g/L，enzyme proportion of 2.5 ∶1（mass ratio），enzymolysis time of 45 min and enzymolysis temperature of 60 ℃.Under above conditions，light transmittance of the clarified compound juice was 89.87%and browning degree was 0.476.After clarification，the clarified Dendrobium officinale and red dates compound fruit beverage had transparent color and good flavor.

Dendrobium officinale；red dates；enzymatic hydrolysis；clarification

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.23.022

荆楚理工学院湖北省新农村发展研究院项目（2016Z004）作者简介：缪园欣（1988—），女（汉），讲师，博士，研究方向：食品质量与安全。

*通信作者：李蓉（1988—），女（汉），讲师，硕士，研究方向：农产品加工。

2017-04-19