功能性芹菜饮料工艺优化研究

廖世玉，宋佳曼，严 成

（西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳 621010）

0 引言

芹菜（Apium graveolens L.）为伞型花科芹属一年或两年生草本植物，因生长环境不同，有水芹、旱芹之分[1]。芹菜中富含的芹菜素和木犀草素等黄酮类化合物，可祛除病变细胞，预防胰腺癌[2]。芹菜中存在的黄酮类化合物在近几十年来日益受到人们的重视[3-4]。近年来，对芹菜素的药理学作用及其对肿瘤细胞的生长抑制作用进行了广泛研究[5-6]。芹菜素抑制肿瘤细胞生长、诱导肿瘤细胞凋亡的作用已经得到了大量的证实，该作用也是芹菜素对肿瘤作用的主要机制之一[7-9]。

我国果蔬饮料产业在众多饮料产品中以极快的速度超越碳酸饮料而一跃成为高产量的饮料产品之一[10]。然而市场上却几乎没有蔬菜保健饮料，这说明开发的产品具有很好的市场前景[11]。将其制作成功能型饮料，开发出的新产品，也提高了芹菜的利用价值和经济价值。从芹菜中提取功能性有效活性成分并利用黄酮类物质，研发具有调节心血管功能、抗氧化功能的芹菜汁功能饮料并加以推广，使消费者饮用后能达到降血压、调血脂、抗菌、抗氧化、抗肿瘤的目的。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料

芹菜、雪梨，购于当地市场；

果胶酶（酶活100 000 U/g），济宁和信生物技术有限公司提供；白砂糖、柠檬酸、CMC、明胶、果胶等，均为国产分析纯。

1.1.2 设备

DJM50LA型胶体磨，上海华东高压均质机厂产品；TDL-60B型低速台式离心机，上海安亭科学仪器厂产品；SZ-1型快速混匀器，常州普天仪器制造有限公司产品；单道可调试移液器，北京大龙兴创实验仪器有限公司产品；MP10001型电子天平（d=0.1 g），上海恒平科学仪器有限公司产品。

1.2 工艺流程

①芹菜→挑选→清洗→沥水→切分→漂烫→破碎→榨汁→过滤→芹菜汁；

②雪梨→挑选→清洗→沥水→切分→护色→破碎→榨汁→过滤→雪梨汁；

③功能稳定剂、柠檬酸、蔗糖；

①+②+③→调配→加热→过滤→均质→脱气→灌装→杀菌→冷却→产品。

1.3 操作要点

1.3.1 原料预处理

挑选新鲜、成熟的雪梨和芹菜，用流动水清洗，洗净泥沙、杂质等，并用高锰酸钾浸泡。

1.3.2 烫漂护色

在100℃下用2%氯化钠的水溶液中烫漂3 min抑制叶绿素酶活性，防止叶绿素降解失绿。

1.3.3 破碎处理和打浆

将果块切成直径为3～4 cm的小块，用打浆机打浆。

1.3.4 酶解

为了增加果汁的得率，用果胶酶处理果浆，果胶酶剂量为90 ul/L，温度为40～50℃，时间为2 h，以分解部分可溶性果胶。

1.3.5 过滤

将芹菜、雪梨汁用过滤机过滤，过滤掉碎果皮、果籽和较大的果渣。

1.3.6 糖浆调配

将蔗糖在50～55℃的温水中溶解，溶解后过滤，混匀后在均质机中均质，在90～95℃下持续5～10 min杀菌，冷却到常温备用。

1.3.7 饮料调配

将芹菜雪梨汁与糖浆搅拌融合，加入稳定剂、香精、果绿等。

1.3.8 饮料均质

将调配好的饮料在50℃左右均质，其压力为30 MPa。

1.3.9 脱气、灌装、杀菌

在真空度为0.075 MPa的压力下进行脱气、灌装，封口后进行杀菌并冷却至室温。

1.4 饮料感官评价标准

芹菜饮料的感官评分见表1。

芹菜功能饮料沉降率公式：

表1 芹菜饮料的感官评分

式中：m——一定量果蔬汁中沉淀物的质量，mg；

M——一定量果蔬汁的总质量，mg。

2 结果与分析

2.1 氯化钠添加量对饮料护色效果的影响

氯化钠添加量对产品护色效果的影响见图1。

由图1可知，当氯化钠添加量增加到3%时，评分值达到最大为95分，此时既保持芹菜原有的风味，颜色又鲜绿，护色效果好；当氯化钠添加量继续增加时，评分值开始下降，当氯化钠添加量为5%时，评分值达到最低，此时芹菜中已出现咸味，影响了饮料的口感。因此，选择3%的氯化钠添加量对芹菜雪梨饮料进行护色。

2.2 烫漂时间对饮料护色效果的影响

烫漂时间对护色效果的影响见图2。

由图2可知，当烫漂时间为3 min时，评分达到最大值为90分，可保持芹菜在榨汁过程中不变色。继续延长烫漂时间，评分明显减小，护色5 min时达到最低为30分，主要原因是过长时间的烫漂，使芹菜具有煮熟味。因此，选择3 min进行护色烫漂时间。

2.3 稳定剂对芹菜功能饮料稳定性的影响

2.3.1 稳定剂单因素结果

不同稳定剂添加量对比试验结果见表2。

表2 不同稳定剂添加量对比试验结果/%

CMC-Na（A）、果胶（B），对饮料的稳定性具有一定的作用，但单独使用对饮料的稳定性效果不如复配。β-环糊精（C）起到去除异味和苦涩的作用，并且随着其添加量的增加，芹菜功能饮料的稳定性也得到了提升。由表2可知，CMC-Na（A）、果胶（B）、β-环糊精（C） 复配对饮料的稳定性效果最佳，故应选择稳定剂复配。

2.3.2 稳定剂复配正交试验

通过正交试验，以饮料沉降率为依据，选出最适合的复配稳定剂。

稳定剂正交试验结果见表3。

由表3可知，通过极差分析，3个因素对于芹菜功能饮料稳定性影响的主次顺序为B＞C＞A，果胶添加量对芹菜功能饮料的稳定性影响最大，其次为β-环糊精，最后为CMC-Na，最优水平组合为4号，沉降率为0.52%，最佳组合为A3B1C1。因此，芹菜功能饮料的最佳稳定剂添加量为CMC-Na 0.08%，β-环糊精0.1%，果胶0.1%。

2.4 芹菜功能饮料配方优化试验结果

2.4.1 芹菜雪梨汁添加量对饮料品质的影响

表3 稳定剂正交试验结果/%

果蔬汁添加量对芹菜功能饮料品质的影响见图3。

由图3可知，当芹菜雪梨汁添加量为8%时，感官评分为70分，饮料具有清新的芹菜味和雪梨味，口感不够协调、柔和，但后味有差异；当果蔬汁添加量增加到12%时，评分达到最大为90分，此时芹菜的清香味突出；继续增加果蔬汁添加量，评分开始降低，当果蔬汁添加量达到16%时，评分达到最低分，果蔬汁比例过重影响了后续的调味调色。因此，最佳的果蔬汁添加量为10%～14%。

2.4.2 果蔬汁中芹菜与雪梨的比例对芹菜功能饮料品质的影响

果蔬汁中芹菜汁与雪梨汁的比例对芹菜功能饮料品质的影响见图4。

由图4可知，当芹菜汁与雪梨汁的比例为2∶1时，评分为60分，雪梨味基本覆盖了芹菜的清香；当芹菜汁与雪梨汁的比例增加到4∶1时，评分达到最大为95分，芹菜的清香味突出，雪梨的辅助作用明显；继续增加芹菜汁与雪梨汁的比例，评分逐渐减低，当芹菜汁与雪梨汁的比例增大到6∶1时，评分达到最低分，此时过重的芹菜味影响了饮料的品质，出现腻感。因此，选择芹菜汁与雪梨汁的最适比例为3∶1～5∶1。

2.4.3 蔗糖添加量对芹菜功能饮料口感的影响

蔗糖添加量对芹菜功能饮料品质的影响见图5。

由图5可知，随着蔗糖添加量的增加，评分值逐渐增大，当蔗糖添加量为10%时，评分值达到最高为90分，此时甜味适度，且有回味感；继续增加蔗糖添加量，评分逐渐减低，当蔗糖添加量增加到14%时，饮料的甜度过重，引起烦腻感。因此，最佳的蔗糖添加量范围为8%～12%。

2.4.4 柠檬酸添加量对芹菜功能饮料口感的影响

柠檬酸添加量对芹菜功能饮料品质的影响见图6。

由图6可知，当柠檬酸添加量为0.06%时，评分为60分，酸度适中，有清凉感；随着柠檬酸添加量的增加，饮料酸味逐渐增加，当柠檬酸添加量为0.12%时，评分值分达到最高为90分，此时酸度适宜，口感清爽；继续增加柠檬酸添加量，饮料糖酸比失调，饮料开始变酸，当柠檬酸添加量增加到0.15%时，引起酸味过重无法饮用。因此，选用柠檬酸添加量为0.10%～0.14%。

2.5 芹菜功能饮料正交试验结果及方差分析

芹菜功能饮料正交试验见表4，方差分析结果见表5。

表4 芹菜功能饮料正交试验

表5 方差分析结果

由表4可知，影响芹菜功能饮料感官评定因素的主次顺序为柠檬酸添加量＞芹菜雪梨汁添加量＞蔗糖添加量＞稳定剂添加量；由表5可知，因素A'、B'、C'、D'影响均不显著 （p＜0.05）。极差分析得，试验中对试验指标影响的主次顺序为 C'＞A'＞B'＞D'，感官评价和正交试验分析得最优组合为A'2B'2C'1D'2，但是这一组合并没有在正交试验结果中出现，而直观效应最佳组合为A'2B'2C'3D'1，所以进行重复对比试验，综合比较，结果证明A'2B'2C'1D'2最优，芹菜功能饮料的各方面评定均为最佳，所以确定A'2B'2C'1D'2为最佳组合，即混合果蔬汁添加量12%（芹菜汁∶雪梨汁=4∶1），蔗糖添加量10%，柠檬酸添加量0.12%，CMC-Na添加量0.08%，β-环糊精添加量0.1%，果胶添加量0.1%。

3 结论

以芹菜为原料，利用芹菜中含有的功能性活性物质—芹菜素研制芹菜功能性饮料。结果表明，芹菜在质量分数2%氯化钠溶液中100℃下烫漂3 min效果最佳，可以使芹菜汁保持原有的色、香、味。芹菜功能饮料的最佳配方为果蔬汁添加量12%（芹菜汁∶雪梨汁=4∶1），蔗糖添加量10%，柠檬酸添加量0.12%，CMC-Na添加量0.08%，β-环糊精添加量0.1%，果胶添加量0.1%，此时饮料口感酸甜适口、风味独特。该产品可以提高芹菜资源的利用和附加值，具有广阔的市场前景，有着一定的市场开发价值。