苹果豌豆复合饮料的研制

马井喜，何建新，吴淑清，*

（1.长春大学食品科学与工程学院，吉林长春130022；2.浙江李子园食品股份有限公司，浙江金华321000）

苹果是人们经常食用的水果之一，是一种低热量的食品，果实营养丰富，味道甜美，富含糖类、有机酸、纤维素、矿物质、维生素等营养物质，具有降血脂、降血压、抗氧化、强化骨骼、维持人体酸碱平衡等多种保健功能[1-2]。豌豆为豆科植物的种子，富含多种营养成分，其鲜品所含的维生素C，在豆类作物中名列榜首；所含的铜、铬等微量元素较多，其中，铜有利于造血以及骨骼和脑的发育，铬有助于糖和脂肪的代谢[3]。此外，豌豆中含有的植物血球凝集素能凝集人体的红细胞，促进有丝分裂，能激活肿瘤病人的淋巴细胞，有防治肿瘤的作用[4]。

近来年，将水果与蔬菜进行合理配伍制成的复合果汁饮料成为市场的一个焦点，水果与蔬菜都有各自不同的营养价值，根据营养特点将两者混合食用可以使营养更加均衡，又可丰富口味。本试验以苹果和豌豆为原料，经过科学加工与合理配置，综合两者的营养功能，通过感官鉴评确定最佳的工艺参数，旨在研制一种口感滑爽、风味独特、营养丰富的复合果汁饮料。

1 材料与方法

1.1 材料

豌豆、苹果：市售；白砂糖、柠檬酸、卡拉胶、海藻酸钠：市售，食品级。

1.2 试验仪器

UH-220电子天平：上海分析仪器厂；PHS-3C数字酸度计：上海精密仪器科学有限公司；TG16-WS低速离心机：安徽中科中佳科学仪器有限公司；722分光光度计：上海光谱仪器有限公司；MASTER-20M阿贝折射仪：上海光学仪器厂；TD-92手持糖度仪：广州华智仪器仪表有限公司；JJ-2组织捣碎机：江苏金坛荣华制造。

1.3 方法

1.3.1 复合饮料的工艺流程

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 苹果汁的制备

选用新鲜、成熟度好的苹果洗净后去皮，切块后以料水比2∶1（质量比）进行榨汁，同时加入0.02%焦亚硫酸钠，防止苹果褐变，减少VC损失。将果渣搅拌均匀后再榨汁一次，离心过滤得苹果汁。

1.3.2.2 豌豆汁的制备

选用颗粒饱满、无虫眼、无霉变的新鲜豌豆，去叶后用流水清洗；将洗过的豌豆加入10倍的纯净水中，70℃常压浸泡6 h～8 h。然后将豌豆与水按质量比1∶5进行打浆，浆汁用滤布反复过滤得到豌豆汁。

1.3.2.3 调配

按最佳比例混合苹果汁与豌豆汁，然后将白砂糖、柠檬酸、复合稳定剂（卡拉胶与海藻酸钠质量比为1∶1）用适量水混合后加入。

1.3.2.4 灌装、杀菌

料液先预热至80℃，灌装，常压杀菌，85℃～90℃，20 min[5]。

1.3.3 苹果豌豆复合饮料工艺单因素试验

1.3.3.1 苹果汁与豌豆汁体积比对饮料感官评分的影响

以苹果汁与豌豆汁体积比对饮料感官评分的影响为研究对象，选择苹果汁∶豌豆汁为1∶1、2∶1、3∶1、1∶2、1∶3，白砂糖添加量为6%，柠檬酸添加量为0.3%，复合稳定剂添加量为0.4%来调配饮料，根据饮料的感官评分确定最佳的苹果汁与豌豆汁配比。

1.3.3.2 白砂糖添加量对饮料感官评分的影响

以苹果汁和豌豆汁的体积比2∶1，柠檬酸添加量0.3%，复合稳定剂添加量0.4%，选择白砂糖添加量3%、4%、5%、6%、7%来调配饮料，根据饮料的感官评分确定最佳的白砂糖添加量。

1.3.3.3 柠檬酸添加量对饮料感官评分的影响

以苹果汁和豌豆汁的体积比2∶1，白砂糖添加量6%，复合稳定剂添加量0.4%，选择柠檬酸添加量0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%来调配饮料，根据饮料的感官评分确定最佳的柠檬酸添加量。

1.3.3.4 复合稳定剂添加量对饮料感官评分影响

以苹果汁和豌豆汁的体积比2∶1，白砂糖添加量6%，柠檬酸添加量0.3%，选择复合稳定剂添加量0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%来调配饮料，根据饮料的感官评分确定最佳的复合稳定剂添加量。

1.3.4 响应面试验设计

根据单因素试验优化的结果，选取对苹果豌豆复合饮料调配工艺有影响的苹果汁与豌豆汁的体积比、白砂糖添加量、柠檬酸添加量、复合稳定剂添加量为因素，采用Box-Benhnken中心组合试验设计，进行四因素三水平响应面法（response surface method，RSM）分析试验，确定最佳工艺参数，然后用响应面分析法对试验结果进行分析。因素水平表见表1。

表1 Box-Benhnken试验设计的因素水平Table 1 Levels of factors tested in Box-Benhnken design

1.3.5 测定方法

1.3.5.1 感官质量评定方法

复合饮料加工后，常温放置1 d，随机抽取10名经过食品感官技能培训的教师组成评分小组，根据复合饮料的色、香、味及组织形态进行评分（见表2），测3次取其平均值作为评分结果[6]。

表2 复合饮料感官评分标准Table 2 Sensory estimation standard of compound beverage

续表2 复合饮料感官评分标准Continue table 2 Sensory estimation standard of compound beverage

1.3.5.2 pH值的测定

使用pH计测定[5]。

1.3.5.3 总酸的测定

参照GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》[6]。

1.3.5.4 总糖含量的测定

蒽酮比色法[5]。

1.3.5.5 可溶性固形物的测定

手持折光仪测定[6]。

2 结果与分析

2.1 各因素对复合饮料感官评分的影响

2.1.1 苹果汁与豌豆汁体积比对复合饮料感官评分的影响

苹果汁与豌豆汁体积比对复合饮料感官评分的影响见图1。

图1 苹果汁与豌豆汁体积比对复合饮料感官评分的影响Fig.1 Effects of the volume ratio of apple juice and pea juice on sensory score of compound beverage

从图1中可以看出，苹果汁与豌豆汁体积比不同，复合饮料的感官评分也不同，当苹果汁∶豌豆汁为2∶1时，饮料的感官评分最高，此配比的饮料口感适宜、色泽均匀、香气宜人。随着苹果浸提液的增加，苹果的味道过浓；同样，当豌豆汁添加量过大时，则复合汁味道过淡，失去苹果的香味，口感不佳，感官得分下降。

2.1.2 白砂糖添加量对复合饮料感官评分的影响

白砂糖添加量对复合饮料感官评分的影响见图2。

图2 白砂糖添加量对复合饮料感官评分的影响Fig.2 Effects of white sugar addition on sensory score of compound beverage

糖度主要影响复合饮料的口感。从图2可以看出，当白砂糖添加量小于6%时，饮料甜味较淡，感官得分偏低；若添加量过大，则口感变腻，甚至掩盖苹果独有的味道。因此选用白砂糖的添加量6%，此时，饮料甜味适宜、口感清爽。

2.1.3 柠檬酸添加量对复合饮料感官评分的影响

柠檬酸添加量对复合饮料感官评分的影响见图3。

图3 柠檬酸添加量对复合饮料感官评分的影响Fig.3 Effects of citric acid addition on sensory score of compound beverage

从图3中可看出，感官评分随着柠檬酸添加量的增加，呈现先升高后降低的趋势。当柠檬酸的添加量为0.3%时，复合饮料的感官评分达到最大值。添加柠檬酸可使饮料中pH值降低，抑制腐败微生物的繁殖，同时用柠檬酸调节食品的pH值还可以达到改善品质和风味的目的[7-8]。当柠檬酸的添加量小于或大于0.3%时，都会影响到复合饮料的酸味效果，口感欠佳。

2.1.4 复合稳定剂添加量对复合饮料感官评分的影响

复合稳定剂添加量对复合饮料感官评分的影响见图4。

图4 复合稳定剂添加量对复合饮料感官评分的影响Fig.4 Effects of compound additive addition on sensory score of compound beverage

复合调配的饮料存在一些如细小纤维、大分子物质等不稳定因素，需添加稳定剂来解决。有些稳定剂具有协同增效作用，在单一稳定剂不能解决问题的情况下可使用复合稳定剂[9-10]。如图4所示，随着复合稳定剂用量的增加，产品均匀悬浮，口感流畅，沉淀率下降。当添加量大于0.4%时，饮料感官品质降低，因此选用0.4%为最佳用量。

2.2 响应面分析法优化试验设计

2.2.1 模型的建立及显著性检验

根据单因素试验结果，采用Box-Benhnken中心组合试验设计，考察各因素对饮料感官评分的影响，进行四因素三水平的RSM分析试验。以感官评分为评价指标，考察苹果汁与豌豆汁体积比、白砂糖添加量、柠檬酸添加量、复合稳定剂添加量对感官评分的影响，试验方案及结果见表3，方差分析见表4。

表3 响应面分析试验设计及结果Table 3 Experimental design for response surface analysisi and corresponding experimental data

续表3 响应面分析试验设计及结果Continue table 3 Experimental design for response surface analysisi and corresponding experimental data

表4 方差分析Tbale 4 Analysis of variance

对表3数据进行多元回归分析，得苹果豌豆复合饮料制备工艺的预测回归模型为：Y=82.52+1.28A+1.30B+1.63C-1.67D+2.73AB+1.93AC-4.35AD-3.68BC-1.80BD+2.50CD-6.51A2-1.83B2-6.26C2-2.46D2

根据表4响应面试验方差分析可知，由此建立的回归方程模型极显著（P＜0.01）；而方程失拟项P值为0.202 5＞0.05，模型失拟项不显著，能充分反映实际情况；试验模型决定系数R2=0.890 9，说明感官得分的结果与模型预测结果有良好的一致性，校正系数R2adj=0.881 9，说明试验结果有88.19%受试验因素影响，此模型可以对感官评分结果进行分析和预测。回归模型的二次项AD、A2、C2对复合饮料感官评分的影响达到极显著水平（P＜0.01），BC、D2达到显著水平（P＜0.05）。由F值可得各因素对苹果豌豆复合饮料感官评分的影响从大到小为：复合稳定剂添加量＞柠檬酸添加量＞苹果汁：豌豆汁＞白砂糖添加量。

2.2.2 响应面分析

图5反映了苹果汁：豌豆汁、白砂糖添加量、柠檬酸添加量、复合稳定剂添加量4个因素之间的交互作用对复合饮料感官评分的影响。

图5 交互因素对感官评分的影响响应面曲线图Fig.5 Response surface plots showing the effects of interactions of factors on the yield of sensory scores

响应面中曲线坡度越陡，表明该因素对感官评分的影响越大；反之则影响较小。由方差分析及响应面可知，苹果汁：豌豆汁和复合稳定剂添加量因素之间的响应面曲线坡度较陡，说明其具有极显著的交互作用；白砂糖添加量和柠檬酸添加量的交互作用对感官评分的影响显著，其余因素之间的交互作用未达到显著影响。

2.2.3 验证试验

采用Design-Expert8.05软件对回归模型进行分析，得到预测的苹果豌豆复合饮料的最佳工艺参数为：苹果汁与豌豆汁的体积比为1∶1，白砂糖添加量3.146%，柠檬酸添加量0.526%，复合稳定剂添加量0.762%，在此条件下，回归方程预测的感官得分最大为85.8。为检验试验结果是否与真实情况一致，进行近似验证试验。考虑实际操作条件，将苹果豌豆复合饮料的最佳工艺参数定为：苹果汁与豌豆汁的体积比为1∶1，白砂糖添加量3%，柠檬酸添加量0.5%，复合稳定剂添加量0.7%，在此工艺条件下经3次平行验证试验所得饮料的感官得分为86.3，与预测值85.8相近，证明所得试验结果具有可靠性。

2.3 成品的理化结果

苹果豌豆复合饮料理化分析结果见表5。

表5 苹果豌豆复合饮料理化分析结果Table 5 Physicochemical ananlysis of compound beverage of apple and pea

3 结论

本文以苹果、豌豆为原料研制复合果汁饮料，通过单因素试验和Box-Behnken设计试验，采用响应面分析法优化了苹果豌豆复合饮料的最佳风味调配工艺条件，得出最佳的工艺参数为：苹果汁与豌豆汁的体积比为1∶1，白砂糖添加量3%，柠檬酸添加量0.5%，复合稳定剂添加量0.7%。经检测，复合饮料的总酸含量0.44%，总糖含量10.23%，可溶性固形物11.50%，pH 4.70。此时的饮料具有苹果与豌豆的香气，色泽柔和明亮，口感酸甜适中。本工艺开辟了新型水果蔬菜复合饮料生产方向，进一步提高了苹果和豌豆的利用价值。