无籽刺梨果汁饮料配方及其稳定性研究

刘云，李永和，赵平，范方宇，普麟，唐军荣，阚欢，*

（1.西南林业大学轻工与食品工程学院，云南 昆明 650224；2.云南省林业职业技术学院，云南 昆明 650224；3.云南省节能监察中心，云南 昆明 650011）

无籽刺梨（Rosa sterilis S.D.Shi），又名搭钩刺梨、安顺金刺梨等，属蔷薇科（Rosaceae）蔷薇属（Rosa），多年生落叶攀援小灌木，为贵州特有品种，1985 年被发现于贵州植物园。无籽刺梨表皮毛刺在果实成熟后基本脱落，种子败育，果实呈棕黄色，香气浓郁，酸甜适度，利于饮料加工，被划分为极具开发价值的第3 代特色水果之一[1-3]。无籽刺梨富含糖类、有机酸、维生素C、维生素B2、维生素E、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、单宁、黄酮等营养及功能性成分和人体所需的 Ca、K、Mg、Fe、P、Zn 等多种微量元素，具有抗氧化、增强免疫力、防癌等多种医疗保健功效[4-8]，本试验以无籽刺梨这一极具开发价值的特色水果为原料，进行其浑浊性果汁饮料的生产工艺及稳定性研究，研制出一种具有一定营养价值且风味独特的饮料，为无籽刺梨的加工利用提供试验依据，对促进其精深加工产业的发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 主要材料

无籽刺梨：贵州绿荫河农业发展有限公司；白砂糖、柠檬酸、苹果酸、羧甲基纤维素钠（carboxymethylcellulose sodium，CMC-Na）、黄原胶、结冷胶：食品级，市售；纯净水：西南林业大学轻工与食品工程学院食品加工实验室纯水系统生产制得。

1.2 主要仪器与设备

榨汁机（HR 1861）：飞利浦（中国）投资有限公司；电子天平（BT22S）：北京赛多利斯仪器系统有限公司；数显恒温水浴锅（HH-2）：国华电器有限公司；电热恒温鼓风干燥箱（DHG-9140A）：上海一恒科学仪器有限公司；高压均质机（JHG-Q54-P70）：上海融合机械设备有限公司；高速离心机（3K15）：德国SIGMA 公司；数字式糖量计（PAL-1）：日本ATAGO 公司；食品用纯水系统（Spring-S30）：厦门锐思捷公司。

1.3 试验方法

1.3.1 无籽刺梨果汁饮料配方优化工艺流程

1.3.2 操作要点

1）选料：挑选新鲜、无病虫害、无机械伤和无杂质的无籽刺梨果。

2）清洗、破碎、榨汁：清水冲洗无籽刺梨果，沥干后于榨汁机中破碎、榨汁，得无籽刺梨原果汁。

3）调配：用纯水将白砂糖于夹层锅中加热溶解，加入溶解好的柠檬酸、苹果酸、CMC-Na、黄原胶、结冷胶等辅料，然后加入无籽刺梨原果汁并混合均匀。原辅料均按配方计量加入。

4）均质、脱气：将混合均匀的果汁饮料在30 MPa、60 ℃的条件下均质，然后将均质后的果汁饮料在0.09 MPa 的真空条件下脱气20 min，避免杀菌阶段的氧化反应[9]。

5）灌装、杀菌、冷却：将脱气后的果汁饮料灌装到已杀菌的饮料瓶中，封口后于90 ℃～95 ℃的温度条件下杀菌15 min～20 min，杀菌结束后的果汁饮料迅速冷却至 25 ℃[10]。

1.3.3 无籽刺梨果汁饮料配方的优化

1.3.3.1 单因素试验

试验针对无籽刺梨原果汁、白砂糖、柠檬酸、苹果酸的添加量4 个因素，保持其中3 个因素固定不变，以感官评分为指标，确定另一个因素所需的水平。

1.3.3.2 正交试验设计

在单因素试验的基础上确定正交试验设计的因素水平，以无籽刺梨原果汁添加量（A）、白砂糖添加量（B）、柠檬酸添加量（C）和苹果酸添加量（D）进行L9（34）正交试验设计，以感官评分为指标，确定无籽刺梨果汁饮料最佳配方，正交试验因素如表1所示。

表1 无籽刺梨果汁饮料调配正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test of Rosa sterilis juice beverage

1.3.4 无籽刺梨果汁饮料稳定性试验

由于无籽刺梨果汁饮料生产过程中保留了浆料中的固形物和单宁等颗粒成分，导致产品的稳定体系存在问题，通过单因素试验发现使用单一稳定剂的稳定效果较差，故选择CMC-Na、黄原胶和结冷胶组成复合稳定剂来改善稳定效果。以离心沉淀率为评定指标，选用L9（34）正交设计进行试验，确定最佳复合稳定剂的组分，正交试验因素水平如表2所示。

1.3.5 无籽刺梨果汁饮料感官评价

由10 人组成感官评定小组对无籽刺梨果汁饮料进行感官评分，满分为100 分，评价指标包括色泽（20分）、香气（30 分）、口感（30 分）、组织形态（20 分）等4个方面[11]，感官评分标准如表3所示。

1.3.6 无籽刺梨果汁饮料离心沉淀率的测定方法

试验根据离心沉淀率作为产品稳定效果的判定指标，沉淀率与体系的稳定性成反比，离心沉淀率越低越好[12]。量取5 mL 无籽刺梨果汁饮料于10 mL 离心管中，在3 500 r/min 条件下离心15 min，弃去上清液，称量沉淀质量。离心沉淀率计算公式如下所示[11-12]。

离心沉淀率/%=沉淀质量（g）/样品质量（g）×100

1.3.7 理化指标测定

可溶性固形物含量按照GB/T 12143-2008《饮料通用分析方法》[13]进行测定，折光计法；总酸含量（以柠檬酸计）按照GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》[14]进行测定，酸碱滴定法；VC含量按照GB/T 12143-2008《饮料通用分析方法》[13]进行测定，乙醚萃取法。

1.3.8 微生物指标测定

大肠菌群按照GB/T 4789.3-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠杆菌群计数》[15]进行测定；菌落总数按照GB/T 4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》[16]进行测定。

2 结果与分析

2.1 无籽刺梨果汁饮料配方的确定

2.1.1 原果汁添加量对无籽刺梨果汁饮料的影响

选取原果汁添加量为10%、11%、12%、13%、14%、15%6 个水平，设定白砂糖、柠檬酸、苹果酸的添加量分别为6%、0.24%、0.03%，研究原果汁添加量对饮料感官品质的影响，结果见图1。

由图1可知，原果汁添加量为14%时，无籽刺梨果汁饮料感官评分最高。

图1 原果汁添加量对感官评分的影响Fig.1 Effects of the adding dose of raw juice on sensory score

2.1.2 白砂糖添加量对无籽刺梨果汁饮料的影响

选取白砂糖添加量为4%、5%、6%、7%、8%、9%6 个水平，设定原果汁、柠檬酸、苹果酸的添加量分别为14%、0.24%、0.03%，研究白砂糖添加量对饮料感官品质的影响，结果见图2。

图2 白砂糖添加量对感官评分的影响Fig.2 Effects of the adding dose of sugar on sensory score

由图2可知，白砂糖添加量为6%时，无籽刺梨果汁饮料感官评分最高。

2.1.3 柠檬酸添加量对无籽刺梨果汁饮料的影响

选取柠檬酸添加量为0.20 %、0.22 %、0.24 %、0.26%、0.28%、0.30%6 个水平，设定原果汁、白砂糖、苹果酸的添加量分别为14%、6%、0.03%，研究柠檬酸添加量对饮料感官品质的影响，结果见图3。

图3 柠檬酸添加量对感官评分的影响Fig.3 Effects of the adding dose of citric acid on sensory score

由图3可知，柠檬酸添加量为0.24%时，无籽刺梨果汁饮料感官评分最高。

2.1.4 苹果酸添加量对无籽刺梨果汁饮料的影响

选取苹果酸添加量为0.01 %、0.02 %、0.03 %、0.04%、0.05%、0.06%6 个水平，设定原果汁、白砂糖、柠檬酸的添加量分别为14%、6%、0.24%，研究苹果酸添加量对饮料感官品质的影响，结果见图4。

由图4可知，苹果酸添加量为0.03%时，无籽刺梨果汁饮料感官评分最高。

2.1.5 无籽刺梨果汁饮料配方优化正交试验

通过单因素试验，确定原果汁添加量、白砂糖添加量、柠檬酸添加量和苹果酸添加量作为影响无籽刺梨果汁饮料感官品质的主要因素，对饮料的配方进行L9（34）正交试验，试验结果见表4。

图4 苹果酸添加量对感官评分的影响Fig.4 Effects of the adding dose of malic acid on sensory score

表4 无籽刺梨果汁饮料配方优化正交试验结果Table 4 Orthogonal test results of the formula optimization of Rosa sterilis juice beverage

由极差分析（表4）可知，对无籽刺梨果汁饮料感官品质影响因素的主次顺序为：C 柠檬酸添加量＞D 苹果酸添加量＞A 原果汁添加量＞B 白砂糖添加量。较优配方组合为A2B2C3D1，即原果汁添加量为14%，白砂糖添加量为6%，柠檬酸添加量为0.26%，苹果酸添加量为0.02%。以此最佳配方进行验证性试验，所调配出的无籽刺梨果汁饮料感官评分为92.4±2.7，该结果与正交试验中最佳水平所确定的结果相近。

2.2 无籽刺梨果汁饮料稳定性试验

在2.1.5 所确定的无籽刺梨果汁饮料最优配方下，选择CMC-Na、黄原胶和结冷胶组成复合稳定剂来改善果汁饮料体系的稳定效果，以离心沉淀率为评定指标，进行L9（34）正交试验，试验结果见表5。

由极差分析（表5）可知，各因素对无籽刺梨果汁饮料稳定性影响的主次顺序为：A CMC-Na 添加量＞C结冷胶添加量＞B 黄原胶添加量，由于黄原胶添加量和结冷胶添加量的极差均小于空列极差，则二者的添加比例选择最经济的添加量，故最优配方组合为A2B1C1，即利用0.08%CMC-Na、0.01%黄原胶及0.007%结冷胶配合，稳定性及经济性最佳，即离心沉淀率越小，无籽刺梨果汁饮料稳定性越好。通过在最佳稳定剂组合条件下进行验证性饮料配制，得到离心沉淀率为（0.64±0.04）%，饮料体系稳定效果良好，其结果与正交试验中较优水平组合所确定的结果相近。

表5 果汁饮料稳定剂配比正交试验结果Table 5 Orthogonal test results of the stabilizer ratio of juice beverage

2.3 产品质量评价

2.3.1 感官指标

所研发的无籽刺梨果汁饮料色泽均匀且呈金黄色，具有无籽刺梨果汁特有的芳香，风味协调，酸甜柔和，清爽可口，顺滑不黏稠，无沉淀，无异味，产品符合设计要求。

2.3.2 理化指标

可溶性固形物含量≥8%；总酸（以柠檬酸计）含量≥0.4%；VC含量≥230.5 mg/100 mL；食品添加剂符合GB 2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》[17]中的规定。

2.3.3 微生物指标

大肠菌群（CFU/100mL）≤3；菌落总数（CFU/100mL）≤100；无致病菌。

3 结论与讨论

随着人们对营养、健康和安全的重视，低热量的甜味剂越来越受到人们的青睐[9]。作为我国批准使用的甜味剂，以蔗糖甜度为1 计，安赛蜜相对甜度150～200，阿斯巴甜相对甜度180[18]。在维持饮料体系甜度的同时，以蔗糖为主，添加辅助甜味剂的方式既可以满足消费者对口感需求，又可以减少对热量的摄入。在前期试验基础上发现添加0.01%安赛蜜和0.01%阿斯巴甜均能明显改善无籽刺梨果汁饮料的口感和甜度，且甜味爽口不留后味，故选用二者同时作为辅助甜味剂，且在其添加量均固定为0.01%的基础上进一步进行无籽刺梨果汁饮料配方的优化试验。

通过试验得出无籽刺梨果汁饮料的较优配方为：无籽刺梨原果汁添加量14%、白砂糖添加量6%、柠檬酸添加量0.26%、苹果酸添加量0.02%、安赛蜜添加量0.01%、阿斯巴甜添加量0.01%；最佳稳定剂组合为：CMC-Na 添加量0.08%、黄原胶添加量0.01%、结冷胶添加量0.007%。在此工艺配方下制备的无籽刺梨果汁饮料营养丰富，口感纯正，清爽可口，具有无籽刺梨独特的香味，稳定性好，具有良好的开发前景。