观赏海棠果米酒保健饮料研制

（长垣烹饪职业技术学院，河南新乡453400）

海棠果别名楸子、海红果、海红子、西府海棠等[1-2]，是生长于我国大部分地区的蔷薇科苹果属（Malus）落叶植物的果实[3]。海棠果营养成分丰富，富含维生素，其中β-胡萝卜素最高[4]；富含葡萄糖，适合糖尿病患者食用；脂肪、蛋白质、钙等成分含量也很丰富。此外，海棠果中还含有黄酮、多糖、多酚等功能性成分[5-7]，因此海棠果具有健胃消食、降血压、降血脂、软化血管、抗氧化、抗癌等保健功效[8-10]。

目前观赏海棠主要用于城市绿化，而作为其种子的果实并未被充分利用，造成了资源的浪费。米酒是我国传统发酵食品，因其风味独特、营养丰富而被广大消费者喜爱[11]。把海棠果汁和米酒进行混合，制成复合保健饮料，在丰富饮料产品的同时，实现了观赏海棠果的综合利用。

1 材料与方法

1.1 材料

观赏海棠果：长垣县街道两旁绿化带采摘；米酒：长垣烹饪职业技术学院食品工艺实验室自酿；白砂糖：一级品；氯化钠：食品级；无水柠檬酸：食品级；总抗氧化能力（total antioxidant capacity）测定试剂盒：北京索莱宝科技有限公司。

1.2 设备

1 000W可调电子炉：北京市永光明医疗仪器有限公司；DS-1高速组织捣碎机：上海标本模型厂；FA1004电子天平：上海力辰仪器科技有限公司；FJ200高压均质机：韬越（上海）机械科技有限公司；LS-100HD立式压力蒸汽灭菌器：郑州鸣一仪器设备有限公司；C22-LX83电磁炉：杭州九阳生活电器有限公司；HC-01手持糖度计：杭州三永德仪器仪表有限公司；DL-6MB离心机：长沙湘智离心机仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点

1）将切瓣后的海棠果瓣在2%氯化钠溶液中浸泡40 min，捞出后过清水。

2）浸泡后的海棠果瓣进行漂烫、打浆。以浸出率为指标，通过单因素试验确定浸提温度、浸提时间、添加水量，然后进行正交试验，确定最佳的海棠果浸提方案，正交试验设计见表1。

表1 海棠果提取正交试验设计Table 1 The orthogonal experiment design of the extraction of crabapple fruit

4）勾兑：海棠果提取液与米酒过滤液按照体积比例勾兑，勾兑比例为 1 ∶1、2 ∶1、3 ∶1、4 ∶1、5 ∶1，以海棠果米酒混合液的感官评定值为指标进行单因素试验，确定最佳勾兑比例。

5）调配：以海棠果米酒混合液的感官评定值为依据，通过响应曲面法优化混合液的添加量、白砂糖添加量、柠檬酸添加量，确定最佳因素水平。响应面试验自变量因素编码及水平见表2。

表2 试验自变量因素水平表Table 2 Factors and levels of Box-Behnken experiments

1.3.3 饮料感官评价标准

由20人组成感官评定小组，参照GB/T 31121-2014《果蔬汁类及其饮料》，对海棠果米酒饮料的色泽、滋味、气味、组织形态4项指标进行评分，满分100分。其中色泽20分、滋味40分、气味30分、组织形态10分。对评定结果取平均值。产品感官评分标准如表3所示。

表3 海棠果米酒饮料感官评价标准Table 3 Sensory evaluation standards of crabapple fruit and rice wine

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 97-2003对单因素试验结果进行处理分析，通过方差分析考察因素的显著性；通过Design--Epert8.0.6.1软件进行响应曲面试验设计、数据分析和二次模型的建立，通过对回归方程的解析以及响应曲面的分析获得最佳因素水平，通过F值考察（p<0.05）模型及因素的显著性。所有试验重复3次，最终取平均值。

2 结果与分析

2.1 海棠果汁提取工艺优化

2.1.1 海棠果浸渍温度的确定

海棠果的最佳浸渍温度由出汁率的多少确定，试验结果如图1。

由图1可见，海棠果汁浸渍温度对产品的出汁率影响极其显著（p<0.01），浸渍温度80℃时出现峰值。选择80℃作为海棠果汁浸渍温度。

2.1.2 浸提时间确定

海棠果的浸提时间影响出汁率的大小，试验结果如图2。

图1 浸渍温度优选试验Fig.1 Optimization test of impregnation temperature

图2 浸提时间优选试验Fig.2 Optimization test of extraction time

由图2可见，海棠果汁的最佳浸提时间为15 min。选择最佳浸提时间进行海棠果汁液提取正交试验。

2.1.3 加水量确定

打浆时，料水比不同，打浆的效果不同。由出汁率确定出最佳的加水量，结果如图3。

图3 加水量优选实验Fig.3 Optimization experiment of water quantity

表4 海棠果汁液提取正交试验Table 4 Crabapple fruit juice extraction orthogonal experiment

2.2 海棠果米酒饮料勾兑比例确定

海棠果汁和米酒按体积比 1 ∶1、2∶1、3 ∶1、4 ∶1、5∶1进行勾兑，以饮料感官评价值为指标，确定勾兑比例。

表5 不同勾兑比例海棠果米酒混合液的感官评价结果Table 5 Sensory evaluation results of different blend of crabapple fruit wine mixture

由图3可见，海棠果汁的最佳加水量为25倍。选择最佳加水量进行海棠果汁液提取正交试验。

2.1.4 海棠汁液提取最佳参数的确定

以出汁率为评定指标，对浸渍温度、浸提时间、加水量3个因素进行正交试验，确定海棠汁液提取最佳方案。

由表4可知，3个因素对海棠果出汁率的影响因素顺序为C>A>B，最佳浸提条件是A2B1C3，即浸渍温度选择90℃，时间10 min，加水30倍，在此条件下进行验证试验，出汁率为50.5%。

由表5可知，海棠果汁∶米酒勾兑比例为体积比4∶1时，复合饮料口感最佳，确定该比例为复合饮料最佳勾兑比例。

2.3 响应面优化海棠果米酒饮料配方

海棠果米酒饮料配方的确定以海棠果米酒混合液、白砂糖、柠檬酸的质量百分比为指标，以感官评定值为响应值进行Box-Behnken设计，设计结果如表6所示。

采用Design-Expert8.0.6.1软件对表6试验结果进行二次多项回归拟合，获得产品感官评分对海棠果米酒混合液、白砂糖、柠檬酸的二次多项回归方程：Y=+91.40+4.75A-0.75B-2.75C-3.00AB+0.000AC-1.00BC-7.95A2-6.95B2-3.45C2。

回归模型方差分析见表7。

表6 Box-Behnken试验设计与结果Table 6 Design and results of Box-Behnken

表7 回归模型方差分析Table 7 Variance analysis for regression model

由表7可知，回归模型具有高度的显著性（p<0.0001），这表明该模型对试验拟合情况很好，试验误差小，试验方法是可靠的。模型的确定系数R2＝0.996 9，说明该模型的预测值与真实值之间相关性很好；校正系数R2Adj＝0.992 8，表明此模型能够解释的响应值变化，回归方程拟合度较好，仅有总变异约1%不能用该模型分析。该模型可以对海棠果米酒饮料的感官评分进行分析和预测。由表7可知，一次项A、C达到极显著水平（p<0.01），B 达到显著水平（p<0.05）；由 F 值可知，各因素对产品品质的影响主要顺序依次为A＞C＞B，即海棠果米酒混合液＞柠檬酸＞白砂糖；各因素之间的交互作用对产品感官评分影响最显著的为AB因素（F=93.33，p<0.000 1），其交互作用见图4。

图4 AB因素交互作用对饮料产品感官得分影响的响应曲面Fig.4 Response surface plot and its contour plot showing the effects of AB interactions of the factors on the sensory score of drink

采用回归方程代替试验真实点的方法，对试验结果进行分析和预测。回归模型预测最佳工艺条件为海棠果米酒混合液添加量为67.38%、白砂糖添加量12.26%、柠檬酸添加量为0.14%，感官得分90.58。

2.4 验证试验

根据最优化工艺条件，结合实际操作情况，采用海棠果米酒混合液添加量为67.38%、白砂糖添加量12.26%、柠檬酸添加量为0.14%，进行实际操作，最终产品感官评分91，与理论值接近，说明依据响应曲面法优化工艺参数，符合试验设计目标，数学模型和试验设计具有很好的重现性。

2.5 米酒的总抗氧化能力分析

按照总抗氧化能力测定试剂盒说明书步骤，测定海棠果米酒的总抗氧化能力，并与市售米酒总抗氧化能力进行比较，结果见表8。

由表8可知，按最佳生产工艺制得的海棠果米酒总抗氧化能力为15.15 U/g，明显高于市售米酒，是一种具有抗氧化能力的保健饮料。

表8 米酒总抗氧化能力比较Table 8 Comparison of total antioxidant capacity of rice wine

2.6 质量指标

2.6.1 感官指标

该米酒保健饮料色泽丰富、口感细腻、酸甜适中、无异味、香气柔和，富有海棠果和米酒混合香气。

2.6.2 理化指标

氨基酸态氮为0.258 g/L；酒精度为4.7%；可溶性固形物为22%。

3 结论

通过正交试验确定观赏海棠果汁的浸提方案为：浸提温度选择90℃，时间15 min，加水30倍较好；通过单因素试验确定观赏海棠果与米酒勾兑为4∶1（体积比）；通过响应曲面法优化饮料配方为海棠果米酒混合液添加量为67.38%、白砂糖添加量12.26%、柠檬酸添加量为0.14%，此工艺条件下制得的保健饮料感官品质最佳，其总抗氧化能力为15.15 U/g，是一种具有抗氧化能力的保健饮料。