辣木百香果汁复合饮料的工艺研究

黄春秋，麻少莹，林 君，魏 萍，陶 淘，韦应康，覃海元

(广西农业职业技术学院，广西 南宁 530007)

【研究意义】辣木名鼓槌树、牛奶树等，是单科单属的热带多年生乔木植物，最早在非洲、印度种植[1]。近几年辣木在我国兴盛，主要分布在云南、海南、广东、广西等省区。辣木并无辣味，略甘性平，含有多种营养成分，其根、茎、叶、花、种子、枝和树皮均含有丰富的营养和药用成分，是优质功能食品原料[2]，属罕见的高营养食品资源，被誉为“奇迹之树”、“母亲之树”[3]。同时还具有药用价值高、用途广泛的特点[4-5]。我国卫生部于2012 年 11 月批准辣木叶作为新资源食品，近几年有关辣木营养功效分析、有益成分提取、粗精食品加工的研究成果报道较多。开展辣木饮料、辣木保健酒等产品研究，对辣木产业发展具有重要意义。【前人研究进展】任广旭等[6]研究成果表明，现代工业条件下辣木可开发出辣木油、辣木粉、辣木蛋糕等产品，产品均具有降血糖、抗癌、抗肿瘤、抗溃疡、抗肝脏组织化、抗发炎、抗菌、抗营养紊乱等功效；王苗苗等[7]通过超声辅助提取辣木叶总黄酮的最佳提取工艺条件为：料液比 1∶35(g∶mL)、提取时间 40 min、提取温度 52 ℃、功率 210 W，在此条件下辣木叶总黄酮提取率的预测值为 5.082 %，验证试验所得总黄酮含量5.17 %；匡钰等[8]研究辣木蛋糕配方优化配方为：粉料100 %(辣木粉添加量为低筋粉总量的 20 %)，白糖 100 %，鸡蛋300 %，蛋糕油30 %，泡打粉3 %，牛奶70 %；苏琳琳等[9]以辣木叶粉为主要原料，以卡拉胶和魔芋胶为凝胶剂，研究出具有辣木清香、色泽均匀、口感细腻的辣木果冻；韦雪英等[10]以辣木鲜叶作为原料，采用新技术加工成高档养生保健茶；彭芍丹等[11]以辣木叶超微粉为原料的酥性饼干的制作工艺，研究了辣木超微粉、植物油和白糖等对酥性饼干感官品质、吸水率、色泽和质构等性质的影响，并优化了辣木饼干的最佳工艺配方。但是到目前为止，相关辣木饮料的研究报道和产品开发极少。潘新杰等[12]、杨洋等[13]以鲜牛乳、辣木叶粉为主要原料，配以白砂糖、柠檬酸、稳定剂等辅料，通过调配、巴氏杀菌、均质等工艺研制得色香味形态俱佳、产品的理化、卫生指标符合相关标准的辣木乳饮料；李旺等[14]以黑木耳、决明子、辣木叶为原料，研制一种复合饮料，但饮料不稳定，影响感官品质；王小敏等[15]则以山楂、决明子、辣木叶、甘草为原料，开发一种具有通便功能的固体饮料。【本研究切入点】纵观以上辣木食品报道，其饮料产品极少，一些新型的辣木复合饮料品种更少，且当前仍处于研究探索阶段，产品品质不稳定。百香果为热带水果，香气浓郁，甜酸可口，含有人体所需17种氨基酸、多种维生素和类胡萝卜素，其中包括非常丰富的天然维生素C，能生津止渴，提神醒脑，广泛用于果汁、果冻等食品开发。目前，利用辣木叶基料与百香果汁制复合澄清饮料尚未有报道。【拟解决的关键问题】提取辣木叶基料有效成分，与百香果汁复合，通过单因素和正交试验及方差分析不同澄清剂对辣木百香果汁复合饮料澄清效果的影响，并研究风味调配工艺，确定最佳澄清工艺条件及配方参数，制成新型辣木百香果汁复合饮料，为辣木开发和辣木产业发展提供新途径。

1 材料与方法

1.1 供试材料

辣木叶(新鲜、印度改良种辣木)；百香果(‘满天星’台湾改良种，九成熟)；白砂糖(纯度92 %，南宁糖业股份有限公司)；柠檬酸(食用级，市售，山东柠檬生化有限公司)；果胶酶(1×105U/g，南宁东恒华道生物科技有限责任公司)；食用CMC(山东淄博欧昌明胶销售有限公司，食用级，1 kg)；食用PVPP(广东中鹏化工有限公司，食用级，1 kg)。

1.2 试验设备

电磁炉、平底锅(广东佛山美的空调设备有限公司产)；粉碎打浆机；T6新世纪型紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司产)；PHS—3C型酸度计(雷磁上海仪电科学仪器股份有限公司产)；WTY型手持旋光仪(上海仪电物理光学仪器有限公司产，)、DHG-9245A恒温箱干燥箱(上海精宏实验设备有限公司产)；0～100 ℃水银温度计(翼州耀华产)，HWS-26型水浴锅(上海齐欣科学仪器有限公司产)；AR153CN型分析天平(奥豪斯仪器(常州)有限公司产)；10 mL量筒；滤网(棉纱，食用级)；广口带盖，500 mL玻璃瓶；DN400型小弄实验室立式杀菌锅(上海科劳机械设备有限公司产)。

1.3 试验方法

试验工艺流程如下：辣木叶(新鲜、无病虫)→清洗→烘干→粉碎→浸提→取汁→复合(加百香果汁)→澄清→调配→杀菌→灌装→成品。

辣木基液提取：新鲜辣木叶先烘干(60 ℃恒温12 h)、粉碎，然后按料水为1∶6在加热温度85～90 ℃下浸提25 min，过滤即得辣木基液。

过滤：百香果剖取果汁、辣木浸提基料用60目纱布4层过滤。

澄清：按试验设计方案分别用果胶酶、食用明胶、食用PVPP为试剂进行澄清处理，并在相应条件下保持处理温度和时间。

调配、杀菌：用虹吸法取澄清液进行糖、酸等风味调配，然后用90～93 ℃高温巴氏杀菌，即可灌装密封。

澄清效果研究：以辣木基液与百香果汁混合比例7∶1为原果汁，以羧甲基纤维素钠(CMC)、食用聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)、果胶酶等3种试剂为澄清剂。设定浓度分别为0.02 %、0.04 %、0.06 %、0.08 %、0.1 %；处理温度设定为30、35、40、45、50 ℃；时间取值为4、10、16、22、28 h。通过测定透光率，判断其澄清效果。

风味调配研究：以辣木百香果复合果汁原汁用量、总糖量(%)、总酸量(以柠檬酸计， %)为因素进行综合评分的正交试验，再通过方差分析确定最佳风味调配试验组合。加入饮料用水为纯净水，加糖用糖浆或纯度95 %以上的白砂糖，加酸用柠檬酸。

表1 辣木百香果汁复合饮料的感官评分标准Table 1 Sensory scoring standard for Moringa passion fruit compound beverage

1.4 测定项目及方法

用紫外可见分光光度计测定透光率，波长为520 nm，得到各实验样品的澄清效果；用酸度计测定样液pH；糖度测定：用手持旋光仪；辣木百香果复合饮料的风味、色泽等采用感官评定法。每次以10 位感官评价员(5 男 5 女)分别进行评价计分，按照设计的感官评分标准(表1)打分(满分 100 分)，最终取 10 位成员的平均分值，然后通过正交试验结果评定最佳组合。

2 结果与分析

2.1 辣木基液与百香果汁混合比例研究

将辣木基液与百香果汁分别定为3∶1、4∶1、5∶1、6∶1、7∶1和8∶1的比例。通过加糖、调酸等相同条件下研究其产品效果(感官评分)。以10名感官评价员进行综合评分，分数最高试验组合即为最佳配比方案，评分标准见表1。从图1可知，试验号5号的评分最高，达96分，即辣木基液与百香果汁混合最佳比例为7∶1。

2.2 辣木百香果复合果汁饮料澄清效果研究

2.2.1 不同澄清剂对辣木百香果复合果汁饮料的澄清效果 3种澄清剂果胶酶、羧甲基纤维素钠(CMC)、食用聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)澄清效果对比详见图2(取同温度40 ℃、时间12 h)，测定平行3次。从图2可知，当澄清剂浓度增大时，透光率随之逐渐增加，但浓度达0.04 %～0.06 %后，透光率增加不明显。而且，从3种澄清剂果胶酶、羧甲基纤维素钠(CMC)、食用聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)澄清效果对比可知，果胶酶的透光率最高。因此，果胶酶的澄清效果最好，浓度为0.04 %。

图1 辣木基液与百香果汁混合比例评分结果Fig.1 Moringa passion fruit juice base liquid and mixing ratio of the scoring results

图2 不同澄清剂对辣木百香果复合果汁饮料的澄清效果Fig.2 Clarification effect of different clarifying agents on Moringa passion fruit compound juice beverage

2.2.2 温度对果胶酶澄清效果的影响 处理温度取值为30、35、40、45和50 ℃时，分别使用浓度为0.04 %的果胶酶、澄清时间12 h，研究处理温度对果胶酶澄清效果的影响。根据图3可知，随着温度升高，透光率也增加，当温度为40 ℃时达最高值94.15 %，之后温度增加透光率却呈下降趋势，说明温度过高果胶酶活性下降。因此，果胶酶对辣木百香果复合果汁饮料澄清时最佳温度为40 ℃。

图3 温度对果胶酶澄清效果的影响Fig.3 Influence of temperature on clarification of pectinase

图4 时间对果胶酶澄清效果的影响Fig.4 Influence of time on clarification of pectinase

2.2.3 时间对果胶酶澄清效果的影响 时间取值为4、10、16、22和28 h时，分别使用同一浓度为0.04 %、温度40 ℃的条件处理，观察时间对果胶酶澄清效果的影响。从图4可以看出，刚开始时间延长，透光率增加，处理时间为10 h时透光率达最高值93.33 %，之后时间延长透光率下降，说明处理时间过长呈混浊现象。因此，果胶酶对辣木百香果复合果汁饮料澄清最佳时间为10 h。

2.2.4 pH对果胶酶澄清效果的影响 pH取值为3、3.5、4、4.5和5时，分别使用同一浓度为0.04 %、温度40 ℃和时间10 h的条件处理，观察pH对果胶酶澄清效果的影响。从图5可知，刚开始pH升高，透光率增加，当pH 4时透光率达最高值95 %，之后pH升高透光率增加，说明此pH刚打破饮料中胶体体系，使其得到更好的沉淀，表现最好的澄清现象。因此，果胶酶对辣木百香果复合果汁饮料澄清最佳pH为4。

2.2.5 果胶酶澄清效果的正交试验 根据以上单因素试验结果，以果胶酶浓度、处理温度、时间和pH为因素进行四因素三水平的正交试验。从果胶酶澄清效果正交试验结果(表3)可知，影响果胶酶澄清效果的因素关系为C>B>D>A，即时间影响最大，温度、pH次之，浓度影响最小。最佳组合为A1B3C1D2，即果胶酶澄清辣木百香果复合果汁最佳工艺条件为浓度0.02 %、温度45 ℃、pH 4、时间4 h。从果胶酶澄清效果方差分析(表4)可知，澄清时间对果胶酶澄清效果影响最显著，因素A、B、D即浓度、温度、pH值的影响均未达到显著水平。从F值大小可看到，4个因素的影响主次次序为：C>B>D>A。

图5 pH对果胶酶澄清效果的影响Fig.5 Influence of pH on clarification of pectinase

为验证正交试验结果，在正交实验的最佳条件下作了3次平行实验，透光率分别为94.45 %、94.34 %、94.68 %，平均值94.49 %，均高于正交试验中的最大值，验证了正交试验结果的正确性。

2.3 风味调配的正交试验

以辣木百香果复合果汁原汁量、总糖量、总酸量为因素进行三因素三水平的正交试验(表5)。

从正交试验结果(表6)可知，影响因素关系为B>A>C，即果汁总糖影响最大，果汁含量次之，总酸度影响最小。最佳组合为A2B3C1，而且该组合在正交表中出现，为6号试验样本，评分为91分。因此，本结果可以引用。综合上述得知，辣木百香果复合饮料最佳风味配方条件为原果汁20 %、总糖12 %、总酸0.2 %。

从正交试验方差分析(表7)可知，果汁总糖对产品风味影响最显著，因素C即总酸的影响未达到显著水平。从F值大小可看到，3个因素的影响主次次序为：B>A>C。

表2 果胶酶澄清效果的正交试验因素水平Table 2 Clarification effect of pectinase orthogonal experimental factor level table for pectinase clarification effect

表3 L34 果胶酶澄清效果正交试验结果与分析Table 3 L34 clarification effect of pectinase orthogonal experiment results

表4 果胶酶澄清效果正交试验方差分析Table 4 Clarification effect of pectinase analysis of variance of orthogonal experiment

注：* 表示差异显著(P<0.05)，下同。
Note: * indicated significant difference (P<0.05)．The same as below.

表5 风味调配的正交试验因素水平Table 5 Orthogonal experimental factor level table for flavor blending of flavor blending

为验证正交试验结果，在正交试验的最佳条件下作了3次平行试验，透光率分别为93.5、94.5、94.0，平均值94 %，均高于正交试验中的最大值，验证正交试实验结果的正确性。

3 讨 论

以辣木叶为原料浸提取基液制辣木饮料也有相关报道，李旺等[14]以黑木耳、决明子、辣木叶为原料，并加以结晶果糖、甜菊糖苷和有机酸复合制得一种混浊饮料，比例为黑木耳浸提液∶决明子浸提∶液辣木叶浸提液=2∶2∶1(体积比)，但相关辣木澄清饮料做法未有报道。百香果汁复合饮料研究报道较多，张丹等[16]以百香果汁与枸杞汁复合制混浊饮料，百香果汁与枸杞汁的配比为25∶75、白砂糖添加量为8 g/100mL、柠檬酸添加量为 0.06 g/mL，制得的复合饮料质地均匀、酸甜适口、香气怡人。关于百香果汁澄清方法已有前人研究报道，张佳艳等[17]系统介绍了用酶解法、膜过滤法、壳聚糖过滤法等几种百香果汁澄清方法的效果对比；辛建刚等[18]以果汁透光率为指标，探讨果胶酶与淀粉酶对西番莲果汁的澄清工艺，研究结果表明：添加 0.02 mL/kg 的淀粉酶可去除果汁中的淀粉；果胶酶 PECTINEX+BE XXL有较好的澄清效果，能使澄清后的果汁不含果胶物质，酶法澄清的最佳工艺为：pH 5.0、温度45 ℃、果胶酶用量为0.14 mL/kg、时间 50 min。本研究所用果胶酶为广西南宁东恒华道生物科技有限责任公司生产(1×105U/g)，最佳条件为用量0.02 %、处理温度45 ℃、处理时间4 h、pH 4，与上述报道所用种类不同，用量也有差异，但温度、pH相近；梁茂雨等[19]采用壳聚糖澄清西番莲果汁，并分光光度法测定果汁澄清度，得到西番莲果汁澄清工艺为：壳聚糖用量为1.2 g/L、pH 3.5、温度为45 ℃、反应时间为1.5 h，澄清后果汁透光率高达 91.13 %，果汁营养损失较小。

表6 L33风味调配的正交试验结果与分析Table 6 L33 orthogonal experiment results of flavor blending

表7 正交试验方差分析Table 7 Analysis of variance of orthogonal experiment

无论是辣木还是百香果汁饮料，通常都以饮料行业标准要求通过形态、色泽、香气、风味等感官品质来综合评价饮料食品。邢军梅等[20]在添加0.05 %的抗坏血酸抗氧化剂的基础上，以感官评价为指标，考察蜂蜜、柠檬酸和木糖醇添加量对辣木保健饮料感官品质的影响，饮料调配工艺设计见.保健饮料的最佳调配工艺为：蜂蜜添加量0.5 %、柠檬酸添加量0.01 %和木糖醇添加量0.15 %。本研究用糖浆加少许蜂蜜调和，酸度则用柠檬酸来调配，给你上述报道相似，这样可以使饮料更清香、柔和，口感更细腻。

4 结 论

辣木基液与百香果汁混合最佳比例为7∶1；澄清效果最好试剂为果胶酶，浓度为0.02 %、处理温度45 ℃、处理时间4 h、pH 4。最佳风味配方为辣木百香果复合原汁20 %、总糖12 %、总酸0.2 %。利用辣木叶取基液可与百香果汁制得澄清型复合饮料，此饮料色泽淡黄透亮、清香怡人、风味独特。