冬草莓果汁饮料加工工艺优化

胥霞 周冠炜 李玉锋 罗静 樊桂灵 周翔宇

摘  要：为开发冬草莓果汁饮料，通过配方筛选、杀菌、护色和稳定等工艺优化，结合感官评价、质构分析确定冬草莓果汁的最佳工艺。结果表明，最优配方为草莓汁浓度80%、蔗糖添加量2.4%、pH3.55;最佳杀菌工艺为杀菌温度80℃、保温时间60s;最佳护色剂添加量为Vc0.1g/100mL、柠檬酸钠0.1g/100mL;最佳稳定剂添加量为黄原胶0.05g/100mL、羧甲基纤维素0.05g/mL。

关键词：冬草莓;冬草莓果汁;杀菌;护色;稳定性

中图分类号 TS275.5  文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）11-0122-4

Abstract：The paper aims to develop winter strawberry juice beverages，through the optimization of formula screening，sterilization，color protection and stability，combined with sensory evaluation and texture analysis to determine the best process of winter strawberry juice. The results showed that the optimal formula was strawberry juice concentration 80%，sucrose addition amount 2.4%，pH 3.55;the best sterilization process was sterilization temperature 80℃，holding time 60s;the best coloring agent added amount was Vc content 0.1g/100mL，sodium citrate content is 0.1g/100mL;the optimum stabilizer addition amount is xanthan gum 0.05g/100mL，carboxymethyl cellulose 0.05g/mL.

Key words：Winter strawberry;Winter strawberry juice;Sterilization;Color preservation;Stabilization

草莓属于多年生草本植物，又名洋莓、凤梨草莓等，其果香浓郁、口感鲜美，营养价值高，含有多种维生素、氨基酸、有机酸等营养物质，具有润肺生津、明目养神、养肝健肾等保健功效[1-4]，被誉为“水果皇后”。近年来，以四川“双流冬草莓”为主要代表的冬草莓产业发展迅速[5]，包括四川巴中秦巴山区冬草莓的企业已完成了标准化种植及示范。冬草莓个头大、颜色佳、硬度高、果香浓郁且口味多样化[6]。

目前，草莓的加工形式主要为速冻草莓、草莓汁、草莓酱、草莓醋、草莓酒、草莓果脯、草莓罐头、五味草莓、草莓果肉饮料、草莓果茶和草莓软糖等，其中草莓汁的发展潜力尤为巨大[7]。国内草莓以鲜果消费为主，出口规模较小，冷冻草莓是我国草莓制品出口的主要产品。草莓的鲜果消费更美味营养，而冷冻过程中农产品质量明显降低[8]，受加工技术、加工成本以及加工过程中草莓营养价值损耗较大等限制影响，草莓产品深加工发展空间相对有限[9]。

冬草莓的各种营养成分极易被人体消化吸收，是老幼皆宜的佳果。然而，成熟的草莓易腐烂的，主要是因为质地光滑，软化率和呼吸速率高，并且易被真菌侵袭和产生异味[10]。现如今，冬草莓栽培技术相对成熟，而对其加工工艺的研究相对较少。为此，本研究以冬草莓为原材料，拟开发出1款具有浓郁鲜草莓果汁芳香味的飲料，在延长其保存时间的同时，最大限度地保持草莓自身的口感、风味。

1 材料和方法

1.1 试验材料与试剂 冬草莓，由巴中精致现代农业有限公司生产并提供;蔗糖，市售;柠檬酸、苹果酸、苏打、黄原胶、羧甲基纤维素、抗坏血酸、柠檬酸钠，均购自成都市科龙化工试剂厂，均为国产食品级。

1.2 仪器与设备 DHG-9075A电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司;BSC-150恒温培养箱，上海博讯生物科技公司;UV2400紫外可见分光光度计，上海恒平科技公司;D051榨汁机，九阳股份有限公司;JM-65胶体磨，廊坊市通益机械有限公司;TWX电子天平，北京赛罗利斯天平有限公司;WZS-32糖度计，上海仪电物光有限公司;PXSJ-216 pH计，上海雷磁有限公司;TA-XT2i质构分析仪，英国Stable Micro System有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 原料（冬草莓）预处理 选取符合基本要求的冬草莓，不摘掉草莓蒂用清水冲洗过后，再用淘米水或者淡盐水浸泡5min[11-12]。最后将清洗过的冬草莓去除萼片后放入榨汁机中榨汁。将榨汁机内流动性高的液体倒入烧杯备用，舍去最后残留的草莓籽与大颗粒草莓渣。然后用纱布过滤得到的冬草莓汁经胶体磨进一步做微细化处理，通过胶体磨2～3次即可得到流动性好，颗粒细小的冬草莓原汁。

1.3.2 冬草莓果汁饮料的加工工艺路线 冬草莓原汁→加入纯净水制作不同浓度的冬草莓汁→添加蔗糖混合溶解均匀→调节果汁pH→杀菌→冷却→护色→加入稳定剂避免浑浊分层→包装。

1.3.3 冬草莓果汁工艺的筛选 在冬草莓果汁口感的选择上，除了考虑其食品原有的风味外，还应考虑经济效益和本身的性质。由预实验的结果，确定以下3个因素进行正交实验：冬草莓汁浓度、蔗糖添加量、果汁pH值。通过正交试验，考察不同加工工艺对冬草莓果汁感官综合品质的影响，正交因素设计见表1。试验中使用pH计测定100%冬草莓汁的pH，然后在此基础上通过添加柠檬酸、苹果酸、苏打来调节pH，柠檬酸和苹果酸按1∶1的比例混合，得到不同梯度的pH（3.50、3.55、3.60）。

1.3.4 冬草莓果汁品质的综合评定 质构仪所反映的主要是与力学特性有关的食品质地特性，其结果具有较高的灵敏性与客观性，并可通过配备的专用软件对结果进行准确的数量化处理，以量化的指标来客观全面地评价食品，从而避免了人为因素对食品品质评价结果的主观影响[13]。而感官评分是通过视觉、嗅觉、触觉、味觉和听觉等感官知觉对产品品质进行客观评价的方法，能够直接反应出人们对产品的喜欢程度。参考NY 82.2—1988果汁测定方法-感官检验，并结合质构分析，可以从主观与客观层面上全面对冬草莓果汁品质进行综合评定。评分标准见表2。

1.3.5 冬草莓果汁的护色研究 夏季草莓品种的抗氧化活性高于冬季品种[14]，且由于果汁抗氧化剂的损失，主要是黄酮类化合物通常会发生褐变反应[15]，因此需要对果汁采取护色。采用Vc和柠檬酸钠2种护色剂，研究其护色效果，通过紫外分光光度计在500nm波长下测定不同配比混合护色剂的吸光度值，确定最佳护色工艺。吸光度越小，颜色越浅，所以吸光值越大越好，说明花青素保留越好[16]。通过相关文献得出，Vc的使用量为0.1%～0.5%，柠檬酸钠的使用量为0.1%～0.6%[17]。因此，本实验采用Vc的使用浓度为0.1g/100mL、0.3g/100mL、0.5g/100mL、0.7g/100mL;柠檬酸钠的使用范围为0.1g/100mL、0.3g/100mL、0.5g/100mL、0.7g/100mL。

1.3.6 增稠剂对冬草莓果汁稳定性的影响 由于产品以冬草莓汁为主原料，在后期储存销售过程可能出现分层，故使用稳定剂以避免分层。稳定剂选用黄原胶和羧甲基纤维素[18]。经查阅相关文献，黄原胶的使用范围为0.05～0.15g/100mL，羧甲基纤维素的使用范围为0.05～0.15g/100mL。最终确定黄原胶使用量为0.05g/100mL、0.10g/100mL、0.15g/100mL;羧甲基纤维素的使用量为0.05g/100mL、0.10g/100mL、0.15g/100mL[19]。

1.3.7 数据处理 试验采用Microsoft Excel软件处理数据;采用Origin 9.1软件做图。

2 结果与分析

2.1 不同工艺对冬草莓果汁品质的感官综合评分 正交试验结果见表3，由表3可以看出，感官综合品质影响的主次顺序为A>B>C。感官综合评分最高、效果最好的是编号8（浓度100%的鲜草莓果汁、蔗糖添加量为4.4%、pH为3.50的草莓汁），其次是编号4（浓度80%的草莓果汁、蔗糖添加量为2.4%、pH为3.55的草莓果汁）。

冬草莓汁浓度对品质影响最大。而编号4和编号8两者的得分非常接近，因此对其感官得分进行具体分析。由图1可知，在色泽方面编号8略优于编号4，在质构分析方面编号4则优于编号8，香气和滋味差别不大。若从经济学和产品销售方面的角度考虑，则优先选择编号4，即浓度80%的草莓果汁、蔗糖添加量为2.4%、pH为3.55的草莓果汁。

2.2 杀菌工艺分析 根据杀菌实验结果可知（表4），在采用75℃的杀菌温度时，15d以内全部发生变质，出现长霉现象。故75℃的杀菌温度是不合格的。在采用80℃的杀菌温度的时候，观察30d，只有30s的保温时间发生变质，出现长霉现象，其余的保温时间均未出现异常。而随着温度的升高，出现变质的几率更小。由于草莓是热敏性水果，高温可能会对其口感产生影响，故确定最佳杀菌条件是：杀菌温度80℃、保温时间60s。

2.3 冬草莓果汁护色剂搭配 由表5和图2可知，冬草莓汁饮料的吸光值随着时间的增加不断降低，16d之后趋于平缓，即花青素含量趋于稳定。试验中前10d，14号的吸光度先高于其他所有组，但之后逐渐降低，因此舍弃14号;而1号、5号、9号、13号、16号略优于其他组，因此可以对其加以讨论。在添加剂的使用中，应当使用最低的添加量達到最佳的效果，因此选择Vc含量为0.1g/100mL，柠檬酸钠含量为0.1g/100mL的护色剂搭配。

2.4 增稠剂对冬草莓果汁的稳定性影响 由于本次实验设计的草莓汁浓度较高，即80%的冬草莓汁，并且冬草莓榨汁后经过胶体磨再次进行微细化处理，故处理后的冬草莓汁颗粒细小，分散均匀。由表6和表7可知，未加稳定剂的冬草莓汁在静置处理之后基本不会出现分层，只有在30d后略微出现一些分层。而加了稳定剂的草莓汁，即使是最小剂量也没有出现分层[20]。因此，故在冬草莓汁生产中可添加0.05g/100mL的黄原胶和0.05g/mL的羧甲基纤维素。

4 结论

本试验对3种浓度冬草莓果汁饮料在不同的糖度、pH的条件下，通过感官评价结合质构分析得到：对于冬草莓汁饮料，果汁浓度为60%时，综合品质远低于浓度为80%与100%，而80%与100%的差别不大，且浓度为80%时的质构略高于100%。从经济学角度考虑，最终确定冬草莓果汁饮料的最佳口感为：80%的果汁、pH3.55、蔗糖添加量为2.4%。通过杀菌实验得到：温度会影响果汁口感，且结合经济效益，故确定最佳杀菌条件为杀菌温度80℃，保温时间60s;通过护色剂对草莓果汁护色分析和稳定剂对冬草莓果汁稳定性分析，用紫外分光光度计测定其吸光度得到：Vc添加量为0.1g/100mL，柠檬酸钠添加量为0.1g/100mL时在第10天开始吸光值一直是处于较高水平，此时冬草莓汁花青素损失最少，因此该组合的护色剂护色效果最好;草莓果汁在室温下放置时，加入增稠剂的草莓汁没有出现分层现象，空白组略有分层，可考虑使用最低添加剂量达到最优效果，因此最佳增稠剂添加量为：0.05g/100mL的黄原胶和0.05g/mL的羧甲基纤维素。按照最佳工艺制备的冬草莓果汁饮料，经质量考察符合相关标准，可用于实际工业生产当中。

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（责编：张宏民）