黑果枸杞功能性饮料制作工艺及稳定性研究

马秀花，曹丽萍，肖明，，*，孙小凤，崔明明

（1.青海大学农牧学院农林部农产品质量安全风险评估实验室，青海西宁810016；2.青海大学农林科学院，土壤肥料研究所，青海西宁810016）

黑果枸杞（Lycium Ruthenicum Murr.）为茄科（Solanaceae）枸杞属（Lycium）的灌木植物，其具有耐盐、耐碱、抗旱等特性，被称为生活中的“软黄金”，主要分布在我国陕西北部的地区[1-3]。黑果枸杞的果味甘甜，含有丰富的花青素、原花青素、多糖等功能性成分，钙、铁、镁、硒、锌等元素较丰富，是一种高钾低钠的天然植物[4-5]。黑果枸杞具有清除自由基、抗脂质过氧化、抗辐射、增强免疫力、明目、预防糖尿病等生理功能，因此在食品中有一定的利用价值[6-7]。

近年来，国内外学者对黑果枸杞的营养成分、理化性质、功能作用等作了大量的研究，但对于黑果枸杞的深加工方面报道较少，致使黑果枸杞在市场上的数量越来越多，使其出现生产数量远远大于消费者需求量的现象，主要原因可能是消费者对未进行加工的黑果枸杞产生了视觉及味觉疲劳，因此生产以黑果枸杞为主要原料的新产品极其重要[8-9]。目前，黑枸杞饮料一般以复合饮料为主，以单一的黑果枸杞为原料的饮料研究较少[10-11]。本试验以黑果枸杞为主要原材料进行研究，旨在坚持利用原材料独特特性，充分利用其功能性成分，开发新产品，提高黑果枸杞利用率。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

黑果枸杞：采集于青海省柴达木，挑选新鲜饱满，成熟度一致，种类一致的果实，除去枝叶。柠檬酸：食品级，潍坊英轩有限公司；食用盐：食品级，大连复州湾海盐科技有限公司；木糖醇：食品级，南京甘汁园糖业有限公司；葡萄糖：分析纯，阜丰生物科技有限公司；甲基红：分析纯，广州臻萃质检有限公司；酒石酸铜、氢氧化钠、酚酞：分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

电子分析天平（FA2204B）：上海越平科学仪器有限公司；电热手提高压消毒器（KG-SX-500）：上海鼎谦生物科技有限公司；pH计（PHS-3C型）、分光光度计（L3S）：上海仪电分析仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 黑果枸杞饮料工艺流程

黑果枸杞→清洗→浸泡→过滤（滤渣→浸提过滤）→滤液→合并滤液→调配（加入柠檬酸、木糖醇、食用盐）→均质→高温灭菌→罐装→成品

1.2.2 操作要点

黑果枸杞选择：黑果枸杞应挑选无腐烂、有光泽、无虫害的为佳。浸泡：按1%称取量称取黑果枸杞，浸泡于常温的无菌水中。过滤：将浸泡好的黑果枸杞水用200目滤布进行过滤。均质：将以不同比例混合的原料用均质机进行均质，压力为25 MPa。灭菌：采用高压灭菌，灭菌条件为121℃，20 min，灭菌后进行冷却罐装。

1.3 黑果枸杞饮料的工艺条件确定

1.3.1 单因素试验

黑果枸杞进行预处理后进行浸泡，浸泡时间为1、2、3、4、5、6、7 h，通过吸光值确定最佳浸泡时间，再用200目滤布进行过滤，滤液备用。将备用滤液进行0、2、4、6、8倍稀释，通过吸光值及感官评价分数评价，当稀释倍数为0、2、4、6、8倍时，柠檬酸添加量为0.08%、0.1%、0.12%、0.14%、0.16%、0.18%时，食用盐添加量为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%时，木糖醇添加量为2%、4%、6%、8%、10%时对饮料品质色泽及稳定性的影响[12]。

1.3.2 黑果枸杞饮料正交试验

在单因素试验基础上，选用黑果枸杞饮料的稀释倍数、柠檬酸添加量、食盐添加量、木糖醇添加量4个因素，3种不同用量为三水平的正交试验，选用L9（34）正交试验表进行配方优选试验。黑果枸杞饮料的最佳工艺条件的正交试验因素水平见表1。

表1 正交试验因素水平表Table 1 Factor level table of orthogonal experiment

1.4 指标分析

1.4.1 理化指标测定

可溶性固形物的测定：参照GB/T 12143-2008《饮料通用分析方法》中规定的方法进行测定[13-14]。

总酸的测定：参照GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》中规定的方法进行测定。

1.4.2 微生物指标测定

细菌总数检测参照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》中规定的方法检测，大肠菌群检测参照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计数》中规定的方法检测，致病菌检测参照SN/T 2641-2010《食品中常见致病菌检测PCR-DHPLC法》中规定的方法进行检测。

1.5 感官评定

采用感官综合评分，由5名同学组成评分小组，对饮料的甜度、酸度、香味、口感、色泽等指标进行感官评分[15]，见表 2。

表2 黑果枸杞饮料感官评定标准Table 2 Sensory evaluation criteria of black fruit wolfberry beverage

续表2 黑果枸杞饮料感官评定标准Continue table 2 Sensory evaluation criteria of black fruit wolfberry beverage

1.6 数据处理与分析

数据处理采用Excel 2007软件及DPS 5.0数据分析软件，试验结果计算平均值及绘制图表。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 黑果枸杞最佳浸泡时间的确定

黑果枸杞最佳浸泡时间结果见图1。

图1 浸泡时间对浸泡液吸光值的影响Fig.1 Effect of soaking time on the absorption value of soaking solution

如图1所示，黑果枸杞浸泡液吸光值随着浸泡时间的增加呈现先增加后降低的趋势。当浸泡时间较短（＜4 h）时，花青素释放较少，浸泡液颜色较淡，呈淡紫色，颜色分布不均匀，从而吸光值较小。当浸泡时间在4h时，花青素释放较多，浸泡液颜色鲜艳，呈暗紫色，颜色分布较均匀，吸光值较高。当浸泡时间较长时（＞4 h）时，花青素随着时间增加开始降解，浸泡液颜色变淡，吸光值变小。因试验需要，需将浸泡液进行稀释，因此黑果枸杞浸泡时间为4 h的浸泡液符合试验需求，4 h为最合适的黑果枸杞浸泡的时间，且浸泡时间为4 h时，吸光值差异较显著（P＜0.05）[16]。

2.1.2 稀释倍数的单因素试验结果

浸泡液稀释倍数对饮料吸光值的影响见图2。

图2 浸泡液稀释倍数对饮料吸光值的影响Fig.2 Effect of dilution ratio of immersion solution on absorption value of beverage

如图2所示。将最适浸泡时间下得到的滤液，用0、2、4、6、8 倍的方式进行稀释，每一倍数做 3 个平行，稀释倍数为0倍时，吸光值差异较显著（P＜0.05）。浸泡液稀释倍数对感官评价分数的影响见图3。

图3 浸泡液稀释倍数对感官评价分数的影响Fig.3 Effect of immersion solution dilution ratio on sensory evaluation score

如图3所示，发现随着黑果枸杞浸泡液稀释倍数的增加其感官评价分数呈现先增加后降低的趋势。当稀释倍数为2倍时，饮料颜色鲜艳，呈紫色，颜色分布均匀，色泽较好，感官评分较高。而且当浸泡液的稀释倍数从2倍增加到4倍时，感官评价分数并没有显著性的差异（P＞0.05），因此选择稀释倍数为2倍进行考察后续试验因素对饮料品质的影响。通过显著性分析可以看出，稀释倍数对饮料品质的影响程度为2倍＞4倍＞0倍，所以选用稀释倍数为0、2、4倍进行正交试验。

2.1.3 柠檬酸添加量的单因素试验结果

柠檬酸添加量对饮料吸光值的影响见图4。

如图4所示，发现饮料吸光值随柠檬酸含量的增加而增大，柠檬酸量为0.08%、0.1%、0.12%的饮料色泽较均匀可观，柠檬酸量为0.12%时，吸光值差异较显著（P＜0.05）。

图4 柠檬酸添加量对饮料吸光值的影响Fig.4 Citric acid content on the absorption value of beverage

柠檬酸添加量对感官评价分数的影响见图5。

图5 柠檬酸添加量对感官评价分数的影响Fig.5 Effect of citric acid addition on sensory evaluation scores

如图5所示，随着柠檬酸量的增加感官评分呈现先增加后降低的趋势。可以看出柠檬酸添加量从0.08%增加到0.1%时，感官评分具有显著性的差异（P＜0.05），这是因为柠檬酸量为0.1%时，饮料酸度适中，口感较好，色泽均匀，稳定性较好，因此感官评分较高。通过显著性分析可以看出，柠檬酸添加量对饮料品质的影响程度为0.1%＞0.08%＞0.12%，所以选用柠檬酸量为0.08%、0.1%、0.12%进行正交试验。

2.1.4 食用盐添加量的单因素试验结果

食用盐添加量对饮料吸光值的影响见图6。

图6 食用盐添加量对饮料吸光值的影响Fig.6 Effect of added dietary salt on light absorption value of beverage

如图6所示，发现饮料吸光值随食用盐含量的增加而减小，添加量为0.1%、0.2%、0.3%时饮料色泽均匀，护色效果较好，食用盐量为0.1%时，吸光值差异较显著（P＜0.05）。食用盐添加量对感官评价分数的影响见图7。

图7 食用盐添加量对感官评价分数的影响Fig.7 Effects of dietary salt addition on sensory evaluation scores

如图7所示，随着食用盐量的增加感官评分呈现先增加后降低的趋势。当食用盐添加量从0.1%增加到0.2%时，感官评分具有显著性的差异（P＜0.05），这是因为食用盐量为0.2%时,饮料色泽均匀，口感较好，无苦涩味，稳定性较好，从而感官评分较高。因此选择食用盐的添加量为0.2%。通过显著性分析可以看出，食用盐添加量对饮料品质的影响程度为0.2%＞0.1%＞0.3%，所以选用食用盐量为0.1%、0.2%、0.3%进行正交试验。

2.1.5 木糖醇添加量的单因素试验结果

木糖醇添加量对饮料吸光值的影响见图8。

图8 木糖醇添加量对饮料吸光值的影响Fig.8 Effect of xylitol on light absorption of beverage

如图8所示，发现饮料吸光值随木糖醇含量的增加而减小，木糖醇量为2%时，吸光值差异较显著（P＜0.05）。木糖醇添加量对感官评价分数的影响见图9。

如图9所示，随着木糖醇量的增加感官评分呈现先增加后降低的趋势。当木糖醇添加量从4%增加到6%时，感官评分具有显著性的差异（P＜0.05），这是因为木糖醇量为6%时，甜度适中，口感较好，色泽均匀，从而感官评分较高。因此选择木糖醇的添加量为6%。通过显著性分析可以看出，木糖醇添加量对饮料品质的影响程度为6%＞4%＞8%，因此选用木糖醇量为4%、6%、8%进行正交试验。

图9 木糖醇添加量对感官评价分数的影响Fig.9 Effect of xylitol on sensory evaluation scores

2.2 正交试验结果

2.2.1 正交试验结果

根据表2进行感官综合评分，黑果枸杞饮料正交试验结果见表3。

表3 正交试验设计与结果Table 3 Orthogonal experimental design and results

从表3可知，影响饮料品质的因素主次为D＞A＞C＞B，最优组合为A2B2C1D2，因此饮料的最佳工艺为：稀释倍数为2倍，柠檬酸添加量为0.1%，食用盐添加量为0.1%，木糖醇添加量为6%。最佳工艺与单因素试验结果最优组合（稀释倍数为2倍，柠檬酸添加量为0.1%，食用盐添加量为0.2%，木糖醇添加量为6%）和正交试验感官评分最优组合（稀释倍数为2倍，柠檬酸添加量为0.12%，食用盐添加量为0.1%，木糖醇添加量为6%）结果不一致，因此需要进行验证试验以确定最优组合含量配比[17]。

2.2.2 验证试验结果

验证试验结果见表4。

表4 验证试验Table 4 Validation test

由表4的3组合分析可得，试验结果具有显著性差异，组别3平均分均高于组别1、2，因而最优组合为：稀释倍数为2倍，柠檬酸添加量为0.1%，食用盐添加量为0.1%，木糖醇添加量为6%。

2.3 稳定性试验

经过研究发现，黑果枸杞浸泡于水中，在无添加剂的情况下，浸泡时间达到4 h之后会出现持续降解的现象，而在最适配比下的黑果枸杞饮料在未进行高温灭菌时，一星期后会出现管中长满菌，且饮料色泽极不均匀，花青素降解快，颜色开始持续变浅，在27℃放置时间达到6个月时，其颜色变为无色，饮料表面有明显菌群生成。为了提高饮料稳定性，延长保质期，需对其进行灭菌处理，采用高温高压灭菌法，灭菌条件为121℃、20 min，这样既不影响饮料品质，又可以保证保质期内达到规定的微生物指标要求，高温处理后饮料在27℃条件下可放置12个月，花青素降解速度慢，色泽均匀，澄清透亮，稳定性较好，保质期可达到12 个月[18-20]。

2.4 产品质量标准

2.4.1 感官指标

本文对最佳工艺条件下的饮料进行了感官评定，结果见表5。

表5 感官评定Table 5 Sensory evaluation

2.4.2 理化指标

最佳工艺条件下饮料的理化指标结果见表6。

2.4.3 微生物指标

最佳工艺条件下饮料的微生物指标结果见表7。

表6 理化指标Table 6 Physical and chemical indexes

表7 微生物指标Table 7 Microbiological indicator

3 结论

通过对黑果枸杞饮料的配方比例进行单因素试验和正交试验，对饮料进行感官评分，得到黑果枸杞饮料的最佳配方为：稀释倍数为2倍，柠檬酸添加量为0.1%，食用盐添加量为0.1%，木糖醇添加量为6%。通过稳定性试验，得到黑果枸杞饮料保质期可达到12个月。饮料呈紫色，澄清液体，酸甜可口，具有黑果枸杞该有的香味[21-22]。