蓝莓红豆复合饮料的研究

关仁梅，吴文娟，夏敬宇，谈雪洁，翟立公

（安徽科技学院食品工程学院，安徽 滁州 239000）

蓝莓，口感为甜、微酸，气味有小麦的清香，其颜色为紫红色。众所周知，它是一种营养丰富的食材，含有大量的天然色素，且其中的花青素和超氧化物歧化酶的含量比其他植物都高[1]。由于蓝莓果富含花青甙、低糖、低脂肪，抗氧化能力强，因此被国际粮农组织列为人类五大健康食品之一[2]。随着人们生活水平的提高，蓝莓以独特的风味、较强的营养保健功能日益受到人们的关注，被列入世界第3 代水果行列[3]。

红豆，中国家庭对其接受度很高。红豆营养全衡，含有丰富的淀粉、蛋白质、膳食纤维、维生素以及铁、钙、磷、钾等多种矿质元素，并含有较低的脂肪，此外，还含有多酚、单宁、植酸、皂苷等多种活性物质。红豆具有除热毒、消胀满、利尿、通乳、补血之功效；且具有抗氧化、保肝护肾、降血压、降胆固醇、抗菌、抗病毒、预防改善糖尿病和抑制癌细胞的增殖等作用[4-7]。

复合类饮料可以补充人体的必需氨基酸，且复合蛋白质更加利于人体消化吸收利用，具有更好的营养价值[8]。对于市场上的碳酸类饮料，其口感风味虽受到广大青年学生的喜爱，却只是起到补充身体水分能量的基本作用，而复合果蔬饮料对青少年儿童的生长以及大脑智力发育有很大的促进作用。

蓝莓红豆两种原料的风味、色泽、口感很明显不同。故本试验在结合单因素试验结果的基础上进行正交试验，根据感官评价指标来探索出蓝莓红豆复合饮料的最佳风味。蓝莓和红豆二者的体积都比较小，特别是红豆，使得在加工中造成了去皮困难。由于以果粒的完整形态进行榨汁造成了很多不溶性物质进入果汁中，使得产品蓝莓红豆复合饮料悬浮性难以控制[9]。为解决此问题，本试验对稳定剂进行了研究。本试验通过水浴，选择不同杀菌温度和时间进行杀菌，研究了杀菌条件对蓝莓红豆复合饮料的微生物指标和理化指标的影响。

本试验将蓝莓与红豆结合起来，发挥各自的优点，充分利用其中的营养元素，以及各自风味的有机组合，从而实现对复合果蔬饮料的创新，增加了果蔬饮料的花色品种[10]，并提高了蓝莓和红豆的附加值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蓝莓（北陆蓝莓）：凤阳健民蓝莓农业发展有限公司；红豆：凤阳县府北菜市场；蔗糖：南京甘汁园糖业有限公司；柠檬酸、羧甲基纤维素钠（carboxymethylcellulose sodium，CMC-Na）、黄原胶、海藻酸钠：英博生物科技有限公司；蒸馏单硬脂酸甘油酯、平板计数琼脂、结晶紫中性红胆盐琼脂：上海博微生物科技有限公司。以上试剂除检测用试剂，其余材料均为食品添加剂。

1.2 仪器与设备

pH 计（HI98103）：上海希庆电子科技有限公司；电热恒温鼓风干燥箱（DHG-9101-3SA 型）：上海三发科学仪器有限公司；隔水式恒温培养箱（NGP-9050）：金坛市晶玻实验仪器厂；数显恒温水浴锅（HH）：金坛市全程国胜实验仪器厂；分光光度计（722 型）：上海光谱仪器有限公司；自动高压灭菌锅（165/8Z）：宁波久兴医疗器械有限公司；高速离心机（HC-1016）：安徽中科中佳科学仪器有限公司；原汁机（Z8-V817）：九阳股份有限公司；电子天平（1002）：杭州万特衡器有限公司；精密型糖量计（WYT）：上海右一仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

本试验的操作过程如图1 所示。

图1 工艺流程Fig.1 Process flow

1.3.2 蓝莓、红豆汁制备

取新鲜蓝莓200 g 加入原汁机中，加入100 mL 的水进行榨汁，然后用原汁机自带的滤网筒过滤，从而得到的新鲜蓝莓汁，将其装入玻璃瓶中，为保证品质，放在冰箱保鲜层中保藏以供后面操作使用，最久保藏24 h。取挑选干净的红豆100 g 放入烧煮锅中，加入1 000 mL 的水进行浸泡6 h 左右，浸泡结束后，小火煮制2 h。煮制结束后冷却至室温后，使用原汁机进行榨汁，过滤，将得到的红豆汁装入玻璃瓶中，并放在冰箱保鲜层中保藏备用。

1.3.3 感官评价方法

参考感官评定类书籍和结合产品特点，得出具体评分标准见表1。由10 名从事食品加工的同学（男女比例为4∶6）组成评定小组，要求检验同学身体状况正常且嗅觉、味觉灵敏度处在正常范围内，按照评分标准进行评价。

表1 感官评定标准Table 1 Sensory evaluation standard

1.3.4 蓝莓红豆复合饮料配方单因素试验方法

1.3.4.1 蓝莓汁添加量试验

分别加入 10 %、15 %、20 %、25 %、30 %的蓝莓汁，15%的红豆汁，6%的蔗糖，0.1%的柠檬酸。根据感官评价值确定蓝莓汁的最适添加量。

1.3.4.2 红豆汁添加量试验

分别加入5%、10%、15%、20%、25%的红豆汁，20%的蓝莓汁，6%的蔗糖，0.1%的柠檬酸。根据感官评价指标确定红豆汁的最适添加量。

1.3.4.3 蔗糖添加量试验

分别加入4%、5%、6%、7%、8%的蔗糖，20%的蓝莓汁，15%的红豆汁，0.1%的柠檬酸。根据感官评价指标确定蔗糖的最适添加量。

1.3.4.4 柠檬酸添加量试验

分别加入 0.06%、0.08 %、0.1 %、0.15 %、0.2 %的柠檬酸，20%的蓝莓汁，15%的红豆汁，6%的蔗糖。根据感官评价指标确定柠檬酸的最适添加量。

1.3.5 蓝莓红豆复合饮料配方正交试验方法

本试验在各单因素结果的基础上对产品风味主要限制性因素考虑，选择蓝莓汁添加量、红豆汁添加量、蔗糖和柠檬酸添加量且每个因素各选择3 个水平，根据感官评价指标选择最佳配方，因素水平表见表2。

表2 因素水平表Table 2 Factor level table

1.3.6 蓝莓红豆复合饮料离心沉降速率测定

本试验在高速离心机中进行，离心机数据设定为4 000 r/min 离心20 min，取待测样品30 mL 放入离心管，在测量离心的样品质量后，放入离心机进行离心沉降，结束后取出离心管，除去上清液，测残余物的质量[11]。用下式计算离心沉降率。

式中：Mo为残余物的质量，g；M 为离心样品的质量，g。

1.3.7 蓝莓红豆复合饮料的稳定性单因素试验方法

1.3.7.1 羧甲基纤维素钠添加量试验

分别加入 0.03%、0.05 %、0.1 %、0.15 %、0.2 %的羧甲基纤维素钠，20%的蓝莓汁，15%的红豆汁，6%的蔗糖，0.1%的柠檬酸。根据离心沉降率和感官评价，选择羧甲基纤维素钠的最佳用量。

1.3.7.2 黄原胶添加量试验

分别加入 0.03%、0.05 %、0.1 %、0.15 %、0.2 %的黄原胶，20 %的蓝莓汁，15 %的红豆汁，6 %的蔗糖，0.1%的柠檬酸。根据离心沉降率和感官评价，选择黄原胶的最佳用量。

1.3.7.3 海藻酸钠添加量试验

分别加入 0.03%、0.05 %、0.1 %、0.15 %、0.2 %的海藻酸钠，20%的蓝莓汁，15%的红豆汁，6%的蔗糖，0.1%的柠檬酸。根据离心沉降率和感官评价，选择海藻酸钠的最佳用量。

1.3.7.4 蒸馏单硬脂酸甘油酯添加量试验

分别加入0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的蒸馏单硬脂酸甘油酯，20%的蓝莓汁，15%的红豆汁，6%的蔗糖，0.1%的柠檬酸。根据离心沉降率和感官评价，选择蒸馏单硬脂酸甘油酯的最佳用量。

1.3.8 蓝莓红豆复合饮料的稳定性正交试验方法

本试验在稳定性单因素试验的基础上，考虑了主要的限制因素。采用羧甲基纤维素钠、黄原胶、海藻酸钠3 个因素进行正交试验，各因素选择3 个水平。根据离心沉降率和感官评价指标选择最佳配方。因素水平表见表3。

表3 因素水平表Table 3 Factor level table

1.3.9 杀菌条件对蓝莓红豆复合饮料的影响

微生物指标的影响试验方法，将产品罐装于容量为60 mL 的高硅玻璃瓶中，每瓶50 mL，在水浴锅中进行加热杀菌，试验组分別为70 ℃杀菌30 min，90 ℃杀菌12 min。进行菌落总数检测、大肠菌群计数来初步确定杀菌条件。

理化指标受到杀菌的影响试验方法，在初步确定的杀菌试验条件下，对蓝莓原汁进行杀菌，以未灭菌试验组作为CK 对照，获得可溶性固形物、酸度、花青素受到杀菌的影响。

1.3.9.1 产品微生物指标测定

参考GB4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》，检测菌落总数；参考GB 4789.3-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》，检测大肠菌群总数。

1.3.9.2 产品理化指标测定

1）花青素含量的测定

将产品原汁稀释10 倍，取待测液1 mL，分别加入pH4.5 缓冲溶液（1 mol/LNaAc∶1 mol/LHCl∶H2O=100∶60∶90，pH1.0 缓冲液（0.2 mol/l KCl∶0.2 mol/l HCl=25∶67，9 mL，摇匀，以蒸馏水为参比溶液分别在510 nm和700 nm 波长处测定吸光度[12]。根据公式计算花青素含量。

式中：A 为（A510-A700）pH1.0-（A510-A700）pH4.5；Mw 为矢车菊3-葡萄糖苷的相对分子质量，449.2；Df 为稀释倍数；ε 为矢车菊3-萄萄糖苷的摩尔消光系数，26900；I为比色皿的光程长度，cm。

2）可溶性固形物的测定

以精密型糖量计测定，以百分含量（%）表示。

3）酸度的测定

1927年，弗农·L·帕灵顿的《美国思想的主要流派》付梓。在这部美国学开山之作中，帕灵顿试图描述美国文化中特有观念的产生、发展以及影响（Parrington 1927）。这部著作改变了以往美国研究分属不同学科的历史，影响并聚拢了一批美国学学者。1931年，耶鲁大学首开“美国思想与文明”课程，1933年建立美国第一个美国学系——“历史、艺术与文学系”，随后授予了第一个美国学博士学位。1936年，哈佛大学开设“美国文明”课程。其他高校纷纷仿效，设立相应院系，开设相关课程，不同学科的专家齐聚一起，跨学科考察美国历史与文化。

考虑到产品颜色为玫瑰红，故采用pH 计来测定酸度。

2 结果与分析

2.1 蓝莓红豆复合饮料配方单因素试验结果

2.1.1 蓝莓汁添加量对蓝莓红豆复合饮料的影响

根据蓝莓汁添加量的不同，以感官评定为指标，得到其对蓝莓红豆复合饮料的影响，结果如图2 所示。

图2 蓝莓汁添加量对蓝莓红豆复合饮料的影响Fig.2 Effect of the amount of blueberry juice on the blueberry red bean compound beverage

在20%时感官分值最大为71，此时颜色呈现诱人的玫瑰红色且口感酸甜适中，并且沉淀分层现象较好，当达到30%的添加量时分值为63，颜色变成深红色且沉淀严重。从以上数据可知，蓝莓汁添加量在一定范围内比较合适，即在15%～25%能够发挥蓝莓汁的优势。

2.1.2 红豆汁添加量对蓝莓红豆复合饮料的影响

根据红豆汁添加量的不同，以感官评定为指标，结果如图3 所示。

图3 红豆汁添加量对蓝莓红豆复合饮料的影响Fig.3 Effect of the amount of red bean juice on the blueberry red bean compound beverage

2.1.3 蔗糖添加量对蓝莓红豆复合饮料的影响

根据蔗糖添加量的不同，以感官评定为指标，得到其对蓝莓红豆复合饮料的影响，结果如图4 所示。

图4 蔗糖添加量对蓝莓红豆复合饮料的影响Fig.4 Effect of the amount of sucrose on the blueberry red bean compound beverage

在4%～6%范围内评分随着蔗糖添加量不断上升，6%～8%内评分降低。当达到6%的添加量时，感官评分最高为70，此时饮料酸甜适口。从以上数据可知，蔗糖添加量在一定范围内比较合适，即在5%～7%能够发挥蔗糖的风味。

2.1.4 柠檬酸添加量对蓝莓红豆复合饮料的影响

根据感官评价为指标，得到柠檬酸对蓝莓红豆复合饮料的影响，结果如图5 所示。

图5 柠檬酸添加量对蓝莓红豆复合饮料的影响Fig.5 Effect of the amount of citric acid on the blueberry red bean compound beverage

在0.1%的添加量时，评分最高为69。随着柠檬酸量的增加，此时饮料的酸度逐渐增加。从以上数据可知，柠檬酸添加量在一定范围内比较合适，即在0.08%～0.15%能够发挥柠檬酸的风味。

2.2 蓝莓红豆复合饮料配方正交试验结果与分析

根据蓝莓汁、红豆汁、蔗糖、柠檬酸的添加量不同，以感官评定为指标，得出了其对蓝莓红豆复合饮料的影响。最优组合正交试验结果见表4。

表4 最优组合正交试验结果Table 4 Optimal combination of orthogonal experimental results

由表4 可知，从感官评定来看最佳配比为A2B2C3D1，由极差分析法可以看出，蓝莓汁添加量对产品影响最大，其次是柠檬酸和红豆汁，蔗糖的影响最小。

2.3 蓝莓红豆复合饮料的稳定性单因素试验结果与分析

2.3.1 羧甲基纤维素钠添加量对蓝莓红豆复合饮料的影响

以离心沉降率和感官评定为指标，羧甲基纤维素钠添加量的影响结果见图6、图7。

图6 羧甲基纤维素钠添加量对离心沉降率的影响Fig.6 Effect of the amount of CMC-Na on the centrifugal sedimentation rate

在添加0.05%的羧甲基纤维素钠时，离心沉降率最低为1.49%。由图7 得出，感官评定分值在添加0.10%的羧甲基纤维素钠时分值最高为82。从以上两个数据比较看羧甲基纤维素钠添加量在一定范围内比较合适，即在0.05%～0.15%能够发挥稳定性和风味的优势，从而此范围作为正交试验中羧甲基纤维素钠的因素水平。

2.3.2 黄原胶添加量对蓝莓红豆复合饮料的影响

以离心沉降率和感官评定为指标，得到黄原胶添加量的影响，结果如图8、图9 所示。

图7 羧甲基纤维素钠添加量对感官评定的影响Fig.7 Effect of the amount of CMC-Na on the sensory evaluation

图8 黄原胶添加量对离心沉降率的影响Fig.8 Effect of the amount of xanthan on the centrifugal sedimentation rate

图9 黄原胶添加量对感官评定的影响Fig.9 Effect of the amount of xanthan on the sensory evaluation

离心沉降率在添加0.03 %的黄原胶时最低为2.38%。由图9 得出，感官评定分值在添加0.15%的黄原胶时分值最高为77。从以上两个数据比较看，黄原胶添加量在一定范围内比较合适，即在0.05%～0.15%能够发挥稳定性和风味的优势，从而此范围作为正交试验中黄原胶的因素水平。

2.3.3 海藻酸钠添加量对蓝莓红豆复合饮料的影响

以离心沉降率和感官评定为指标，得到海藻酸钠添加量的影响，结果如图10、图11 所示。

图10 海藻酸钠添加量对离心沉降率的影响Fig.10 Effect of the amount of sodiun alginate on the centrifugal sedimentation rate

图11 海藻酸钠添加量对感官评定的影响Fig.11 Effect of the amount of sodiun alginate on the sensory evaluation

离心沉降率在添加0.03 %的海藻酸钠时最低为2.34 %。由图11 得出，感官评定分值在添加0.15%的海藻酸钠时分值最高为81。从以上两个数据比较看，海藻酸钠添加量在一定范围内比较合适，即在0.05%～0.15%能够发挥稳定性和风味的优势，从而此范围作为正交试验中海藻酸钠的因素水平。

2.3.4 蒸馏单硬脂酸甘油酯添加量对蓝莓红豆复合饮料的影响

以离心沉降率和感官评定为指标，得到蒸馏单硬脂酸甘油酯其影响，结果由图12、图13 所示。

离心沉降率在添加0.2%的蒸馏单硬脂酸甘油酯时最低为2.24%。由图13 得出，感官评定分值在添加0.2%的蒸馏单硬脂酸甘油酯时分值最高为60。从图13 从整体观察感官评定分值，非常低都在60 分以下。从实际情况观察看，虽然离心率较低，但是感官效果实在太差，有大量悬浮物在饮料上层，而且颜色口感气味都不佳。从以上两个数据比较看蒸馏单硬脂酸甘油酯在蓝莓红豆复合饮料这款产品中无法发挥其优势，故不考虑其作为稳定剂。

图12 蒸馏单硬脂酸甘油酯添加量对离心沉降率的影响Fig.12 Effect of the amount of glyceryl monostearate on the centrifugal sedimentation rate

图13 蒸馏单硬脂酸甘油酯添加量对感官评定的影响Fig.13 Effect of the amount of glyceryl monostearate on the sensory evaluation

2.4 蓝莓红豆复合饮料的稳定性正交试验结果与分析

蓝莓红豆复合饮料的稳定性正交试验结果与分析见表5。

表5 最优组合正交试验结果Table 5 Optimal combination of orthogonal experimental results

续表5 最优组合正交试验结果Continue table 5 Optimal combination of orthogonal experimental results

由表5 可知。从沉降率来看最优组合为A'1B'1C'2，此时的产品稳定，风味好。由极差分析法可以看出，海藻酸钠对蓝莓红豆复合饮料的影响最大，其次是羧甲基纤维素钠，黄原胶的影响最小。从感官评定来看最优组合为A'1B'1C'2或A'1B'3C'2。由极差分析法可以获得，羧甲基纤维素钠和海藻酸钠对蓝莓红豆复合饮料的影响最大，黄原胶的影响最小。

2.5 验证分析

2.5.1 离心沉降率的验证分析

离心沉降率的验证结果见表6。

表6 离心沉降率的验证结果Table 6 Verification result of centrifugal sedimentation rate

由表6 可以看出两次平行试验后得到离心沉降率的结果为5.29%和5.21%，在正交试验中各种组合的所得出的离心沉降率范围在3.06%～5.46%，两次验证结果都处于试验结果范围内，说明验证试验的结果具有一定的可靠性，该种方案可以投入生产，正交分析后的得出的结论具有一定的可实施性。

2.5.2 感官评定的验证分析

感官评定分值的验证结果见表7。

表7 感官评定分值的验证结果Table 7 Verification result of sensory evaluation

由表7 可以看出两次试验后得到感官评定的结果为85 和86，在正交试验中各种组合的所得出的感官评定分值范围在77～86，两次验证结果都处于试验结果范围内，说明验证试验的结果具有一定的可靠性，该种方案可以投入生产，正交分析后的得出的结论具有一定的可实施性。

2.6 蓝莓红豆复合饮料受到杀菌的影响结果与分析

2.6.1 微生物指标

不同杀菌条件下蓝莓红豆复合饮料的菌落总数和大肠菌群数见表8。

表8 不同杀菌条件下蓝莓红豆复合饮料的菌落总数和大肠菌群数Table 8 Total number of bacterial and coliform groups in the blueberry red bean polypeptide beverage under the different sterilizing condition

从表8 可知，两种杀菌条件，均未检测到大肠杆菌。在70 ℃杀菌30 min 条件下，菌落总数检测出仅仅为1 CFU/mL。在90 ℃杀菌12 min 条件下菌落总数为5 CFU/mL 同样比较少。因此这两种方法都可初步确定作为杀菌方法。

2.6.2 理化指标

不同杀菌条件下蓝莓红豆复合饮料的酸度和花青素、可溶性固形物的含量见表9。

表9 不同杀菌条件下蓝莓红豆复合饮料的酸度和花青素、可溶性固形物的含量Table 9 Acid，anthocyanin，soluble solids contents of blueberry red bean polypeptide beverage under the different sterilizing condition

从表9 可知，在90 ℃杀菌12 min 条件下花青素含量最为0.154 mg/100mL，且此时pH 值最低为3.55。在70 ℃杀菌30 min 条件下可溶性固形物含量最高为9.2%。通过以上数据比较温度在70 ℃时花青素减少的较少且酸度下降不明显，对产品风味影响不是很大。故可考虑以70 ℃杀菌30 min 作为杀菌方法。

3 结论

本文研究中蓝莓和红豆为研究对象研制复合饮料，很明显两种原料的风味，色泽口感有很大不同，特此研究产品配比，来探索出蓝莓红豆复合饮料的最佳风味。基本配方通过单因素和正交试验确定。根据试验结果表明以及对试验结果的分析讨论得出蓝莓汁20%，红豆汁15%，蔗糖6%，柠檬酸0.1%为最佳配比。对比市面上其他类型的蓝莓饮料，其口味往往单一，没有太大的特色，本产品风味好，玫瑰红诱人的色泽，口感较好。此外，该复合饮料中含有大量不溶性物质，将影响饮料的感官品质。为解决此问题，对稳定剂选取进行了研究。由单因素试验分析得出蒸馏单硬脂酸甘油酯在蓝莓红豆复合饮料这款产品中无法发挥其优势，故不考虑其作为稳定剂。再结合正交试验最后采用的配比为羧甲基纤维素钠0.05 %、黄原胶0.05 %、海藻酸钠0.1 %，此时产品稳定性质好，同样市面上的产品只有少数容易浑浊，故本产品也适应了市场的需求。

综合以上试验得出产品最佳工艺参数为：基本配方：蓝莓汁20%、红豆汁15%、蔗糖6%、柠檬酸0.1%。稳定剂：羧甲基纤维素钠0.05%、黄原胶0.05%、海藻酸钠0.1%。杀菌处理条件：70 ℃，30 min。