百香果茅岩莓茶饮料的研制

卢利平,杨蕙源,高丹丹,*,丁功涛,陈士恩,冯 哲

(1.西北民族大学生命科学与工程学院,甘肃兰州 730030;2.西北民族大学生物医学研究中心中国马来西亚国家联合实验室,甘肃兰州 730030)

百香果(passion fruit),又叫做西番莲或者是鸡蛋果,属常绿攀援藤本植物,广泛种植于热带和亚热带地区[1]。广西百香果种植业发展很快,已成为广西区域的特色农业产业[2]。百香果富含人体所需的胡萝卜素、维生素和多种氨基酸,纤维素含量也是很多水果无法取代的,且具有石榴、香蕉、草莓、柠檬等多种水果特有的香气及风味,以及有机酸类物质,享有“饮料之王”的美誉[3-4]。

茅岩莓为野生藤本植物,学名为显齿蛇葡萄,是藤本植物的茎叶[5]。茅岩莓是湖南省特色农产品,属地方经济作物,称为“土家神茶”,也称为“黄酮之王”[6],茅岩莓对咳嗽、咯痰、咽干、哮喘都有功效,还能改善睡眠、保护心脑、调节血压、降血糖、降低血脂、软化血管[7-8]。茅岩莓黄酮中含量最高的是二氢杨莓素,能够抑制乳腺癌细胞和前列腺癌细胞增殖的作用[9-10],还具有抗氧化作用[11-14]。

近年来国内外学者对百香果进行了大量的研究,发现百香果具有黄酮类和生物碱等对人体有益的成分,具有抗氧化、抗疲劳、保护神经、促进新陈代谢等多种功效[15-18]。蒲海燕等[19]以红茶、百香果为主要原料,加入复合稳定剂开发一种百香果茶饮料,并对其生产工艺条件进行研究,获得了一种色、香、味俱佳的百香果茶饮料。杜伟等[20]以百香果和芒果为原材料,对生产工艺及其稳定性进行研究,制备出一款口感优良、质量稳定的复合饮料。而国内外对茅岩莓茶的研究主要集中在有效成分黄酮的提取分离纯化工艺上[21-24],对茅岩莓茶相关的复合饮料研究未见报道。

本研究以百香果和茅岩莓为主要原料,以冰糖为甜味剂进行复配,开发一种兼有二者营养价值和药用价值的百香果茅岩莓茶饮料。目前国内市场还未有将百香果和茅岩莓茶结合开发的复合茶饮料,探讨茅岩莓茶浸提液的最佳提取工艺条件,确定百香果茅岩莓茶饮料的最佳配方,将为复合茶饮料的开发提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

茅岩莓茶叶 张家界市湘小伍有限公司提供;百香果 购自兰州水果批发市场;冰糖 河南鑫源化工食品科技有限公司;果胶酶 兰州奥科实验器材公司。

HWS28型LCQ电热恒温水浴锅 上海一恒科学仪器有限公司;HT111ATC手持糖度计 深圳市优米仪器设备有限公司;JYZ-E7榨汁机 广东美的生活电器制造有限公司;FJ-200型均质机 上海沪粤明科学有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 茶叶的浸提 采用一般的浸提方法,按照一定茶水比称取一定量的茅岩莓,在一定温度下浸提一定时间,三层纱布过滤2次,加纯水定容,得到茅岩莓茶浸提液。

1.2.2.2 百香果浆的制备 挑选新鲜成熟,颜色呈暗红色的百香果;对半切割掏出果肉后直接进行榨汁,过滤后百香果浆滤液备用,取滤渣加入果胶酶(0.35 g/100 g滤渣)、去离子水10 mL于45 ℃酶解45 min后过滤,酶解液所得滤液与百香果浆滤液混合得到所需百香果浆。

1.2.2.3 调配、均质、瓶装 按一定体积将茅岩莓浸提液、百香果浆混合,再加入一定量冰糖量进行调配;调配好后在25 MPa下均质2次,均质结束加热至90 ℃分装到玻璃瓶中,85 ℃水浴20 min,迅速冷却至30 ℃。

1.2.3 茅岩莓浸提液制备的单因素试验

1.2.3.1 浸提温度的确定 在浸提时间为20 min,茶水比为1∶100 g/mL,浸提温度分别为75、80、85、90、95 ℃的条件下,以茅岩莓浸提液感官评分为指标,分析不同浸提温度对茅岩莓浸提液提取的影响。

1.2.3.2 浸提时间的确定 在浸提温度为85 ℃,茶水比为1∶100 g/mL,浸提时间分别为10、15、20、25、30 min的条件下,以茅岩莓浸提液感官评分为指标,分析不同浸提时间对茅岩莓浸提液提取的影响。

1.2.3.3 茶水比的确定 在浸提温度为85 ℃,浸提时间为25 min,茶水比分别为0.5∶100、0.75∶100、1∶100、1.25∶100、1.5∶100 g/mL的条件下,以茅岩莓浸提液感官评分为指标,分析不同茶水比对茅岩莓浸提液提取的影响。

1.2.4 茅岩莓浸提液制备的正交试验设计 通过单因素试验的结果分析选取浸提温度、浸提时间和茶水比3个因素,进行L9(34)水平正交试验,试验设计如表1。

表1 茅岩莓茶浸提液的正交试验因素与水平Table 1 Orthogonal test factors and levels of maoyanmei extract

1.2.5 百香果茅岩莓茶饮料的单因素试验

1.2.5.1 茅岩莓浸提液添加量的确定 在冰糖占比为18%(100 mL百香果茅岩莓茶饮料添加18 g冰糖),百香果浆添加量为30 mL,茅岩莓浸提液的添加量分别为125、150、175、200、225 mL的条件下,以百香果茅岩莓茶饮料感官评分为指标,分析茅岩莓茶浸提液添加量对百香果茅岩莓茶饮料的影响。

1.2.5.2 百香果果浆添加量的确定 在冰糖占比为18%,茅岩莓浸提液添加量为200 mL,百香果浆添加量分别为10、20、30、40、50 mL的条件下,以百香果茅岩莓茶饮料感官评分为指标,分析百香果浆添加量对百香果茅岩莓茶饮料的影响。

1.2.5.3 冰糖占比的确定 在茅岩莓浸提液添加量为200 mL,百香果浆添加量为40 mL条件下,冰糖占比分别为12%、14%、16%、18%、20%的条件下,以百香果茅岩莓茶饮料感官评分为指标,分析冰糖占比对百香果茅岩莓茶饮料的影响。

1.2.6 百香果茅岩莓茶饮料的正交试验设计 通过单因素试验的结果分析选取茅岩莓浸提液添加量、百香果浆添加量和冰糖占比3个因素,进行L9(34)水平正交试验,试验设计如表2。

表2 百香果茅岩莓茶饮料的正交试验因素与水平Table 2 Orthogonal test factors and levels of passion fruit maoyanmei tea

1.2.7 感官质量评定标准

1.2.7.1 茅岩莓浸提液的感官质量评定标准 感官质量评定标准见表3。所选感官评价人员都是有专业背景,经过规范性培训,20人,身体健康,感觉正常,无过敏症,有良好的语言表达能力,能够准时参加试验并能客观对待试验所有样品。

表3 茅岩莓茶浸提液感官评定标准Table 3 Sensory evaluation standard of maoyanmei extract

1.2.7.2 百香果茅岩莓茶饮料的感官质量评定标准 感官质量评定标准见表4。所选感官评价人员都是有专业背景,经过规范性培训,20人,身体健康,感觉正常,无过敏症,有良好的语言表达能力,能够准时参加试验并能客观对待试验所有样品。

表4 百香果茅岩莓茶饮料感官评定标准Table 4 Sensory evaluation standard of passion fruit maoyanmei tea

1.2.8 理化指标的测定 按照国家标准GB/T 12456-2008中“食品中总酸的测定”进行总酸的检测[25];按照国家标准GB/T 12143[26]检测百香果茅岩莓茶饮料的糖度,pH计测定pH。

1.2.9 微生物检测 按照国家标准GB 4789.2-2010中菌落总数测定法测定菌落总数、大肠菌群和致病菌指标[27-31]。

1.3 数据处理

运用Excel 2013对数据进行计算整理,采用Origin 8.0绘制实验图表,SPSS 16.0分析数据之间的显著性差异,每组试验重复3次(结果以平均值±标准差表示)。

2 结果与分析

2.1 茅岩莓浸提液制备的单因素试验结果

2.1.1 浸提温度的确定 浸提温度是影响茶饮料品质的重要因素,温度太高易使茶叶透明度降低,酸败变味;温度太低,茶的香味淡,达不到理想效果[32]。由图1可见,随着浸提温度的升高,茅岩莓浸提液的感官评分先升高后降低。当浸提温度为75 ℃时,茅岩莓茶浸提液茶味单薄,评分较低;当温度达到85 ℃时感官评分值最大,温度继续升高,感官评分反而呈下降趋势,可见温度过高,茶水口感变涩,感官评分下降。因此经过综合考虑单因素结果,选择浸提温度80、85、90 ℃做正交试验。

图1 浸提温度对茅岩莓浸提液的影响Fig.1 Effec of extraction temperature on maoyanmei extract

2.1.2 浸提时间的确定 浸提时间直接影响浸提液的香气成分、营养成分。浸提时间短,滋味太单薄,香气成分营养成分浸出不彻底。浸提时间过长,口味易变苦涩,浸出液不透明,色泽深[33]。由图2可见,随着浸提时间的延长,茅岩莓浸提液的感官评分先缓慢升高后降低。浸提时间为10 min时,茅岩莓浸提液香气成分不足,感官评分分值较小;当浸提时间达到25 min时,感官评分达到最高;随着浸提时间继续延长,茶浸提液略有苦涩,颜色变深,感官评分呈降低趋势。因此经过综合考虑单因素结果,选择浸提时间15、20、25 min做正交试验。

图2 浸提时间对茅岩莓浸提液的影响Fig.2 Effec of extraction time on maoyanmei extract

2.1.3 茶水比的确定 茶水比的高低影响茶浸提液香气成分和营养成分浓度的高低。茶水比高,浸提液浓度高,茶液浑浊,滋味太厚重;相反,茶水比低,浸出液浓度低,香气成分不足,其营养成分含量低,滋味单薄[34]。由图3可见,随着茶水比例增大,茅岩莓浸提液的感官评分先升高后缓慢降低。当茶水比为0.75∶100 g/mL时,感官评分值最高,茅岩莓茶浸提液口感柔和协调,随着茶水比增加,浸出液变浑浊,感官评分逐渐降低。因此综合考虑单因素结果,选择茶水比为0.75∶100、1∶100、1.25∶100 g/mL做正交试验。

图3 茶水比对茅岩莓浸提液的影响Fig.3 Effec of maoyanmei and water ration on maoyanmei extract

2.2 茅岩莓浸提液制备的正交试验设计

在L9(34)水平正交试验设计中进行3因素三水平试验,正交试验结果见表5。

由表5可以看出,各因素影响茅岩莓茶浸提液感官品质的主次顺序为:A>B>C,即浸提温度>浸提时间>茶水比,最佳的浸提条件为A2B2C1,即浸提温度85 ℃,浸提时间20 min,茶水比0.75∶100 g/mL。经过验证实验,茅岩莓茶浸提液感官评分为93±1.0分。

表5 茅岩莓浸提液最佳配方正交试验设计结果Table 5 Orthogonal test design and result of maoyanmei extract

2.3 百香果茅岩莓茶饮料的单因素试验结果

2.3.1 茅岩莓浸提液添加量的确定 茅岩莓浸提液添加量直接影响百香果茅岩莓茶饮料的香气、滋味和口感,茅岩莓浸提液添加量过低,体现不出茅岩莓茶特有的香气,特有的营养成分含量也不足;浸提液添加量过高,茅岩莓茶苦涩味掩盖部分百香果浆的香味,不易被消费者接受。由图4感官评定结果可见,随着茅岩莓浸提液添加量增大,百香果茅岩莓茶饮料感官评分先缓慢升高后降低。当茅岩莓浸提液的用量为125 mL时,茶香味不足,感官评分值较小;但随着茅岩莓浸提液加入量增大,感官评分值也呈上升趋势,当茅岩莓浸提液添加量达到200 mL时,茶香味适宜,饮料酸甜适中,感官评分达到峰值;当其用量超过200 mL时,百香果味偏淡,感官评分呈下降趋势。综合考虑,选择浸提液添加量为175、200、225 mL做正交试验。

图4 浸提液添加量对百香果茅岩莓茶饮料的影响Fig.4 Effect of extraction amount on passion fruit maoyanmei tea

2.3.2 百香果果浆添加量的确定 由图5感官评定结果可见,逐渐增加百香果浆的添加量,感官评分的分值也随之上升,百香果浆添加量到40 mL时,百香果香味适中,茶饮料酸甜可口,感官评分达到峰值;添加量超过40 mL,百香果味过浓,酸味加重,感官评分呈下降趋势。综合考虑单因素结果,选择果浆添加量为20、30、40 mL做正交试验。

图5 果浆添加量对百香果茅岩莓茶饮料的影响Fig.5 Effect of fruit pulp amount on passion fruit maoyanmei tea

2.3.3 冰糖占比的确定 由图6感官评定结果可见,冰糖占比小于16%时,茶味淡薄,苦涩味较厚重,感官评分值较低。感官评分随着冰糖添加量的增大呈上升趋势,冰糖占比达到16%时,茶饮料甜度适宜,茶味适中,有明显茅岩莓和百香果的香气,感官评分最高。但随着冰糖占比增大,茶饮料太甜腻,香气不足,感官评分值又随之下降。综合考虑单因素结果,选择冰糖占比为14%、16%、18%做正交试验。

图6 冰糖占比对百香果茅岩莓茶饮料的影响Fig.6 Effect of crystal rationon on passion fruit maoyanmei tea

2.4 百香果茅岩莓茶饮料的正交试验设计

在L9(34)水平正交试验设计中进行3因素三水平试验,正交试验结果见表6。

由表6可以看出,各因素影响百香果茅岩莓茶饮料感官品质的主次顺序为:A>B>C,即茅岩莓浸提液添加量>百香果浆添加量>冰糖占比,最佳的浸提条件为A1B2C2,即茅岩莓浸提液添加量175 mL,百香果浆添加量30 mL,冰糖占比为16%。在最优组合条件下进行验证实验,百香果茅岩莓茶饮料感官评分为95±1.0(分)。可见进行正交试验是有效的,结果符合预期。

表6 百香果茅岩莓茶饮料正交试验结果Table 6 Orthogonal test results of passion fruit maoyanmei tea

2.5 百香果茅岩莓茶饮料的主要质量指标

2.5.1 感官指标 研制出的百香果茅岩莓茶饮料口感柔和,酸甜爽口,具有百香果浓郁的香味和茅岩莓茶特有的茶香气,有冰糖甘甜味,无异味;淡黄色且明亮,透明度好,稳定性好;组织状态无肉眼可见杂质,质地均匀透明。

2.5.2 理化指标 总酸(以柠檬酸计)为2.9 g/L,总糖(以葡萄糖计)含量为8.4%,pH:5.0～5.5。

2.5.3 微生物检测结果 百香果茅岩莓茶饮料中微生物检测到菌落总数<100 (CFU/mL),大肠菌群<6个/mL,未检测到致病菌[27-31],所得产品达到标准要求。

3 结论

以百香果和张家界茅岩莓为主要原料,以产品的感官评价得分为指标,在单因素试验的基础上,采用正交试验设计对复合茶饮料进行了研究,开发出百香果茅岩莓茶饮料,并得到了茅岩莓浸提液的最佳提取工艺条件和百香果茅岩莓茶饮料最佳配比。试验结果显示,浸提温度85 ℃,浸提时间20 min,茶水比0.75∶100 g/mL,岩莓茶浸提液感官评分值为93±1.0(分);茅岩莓浸提液添加量175 mL,百香果浆添加量30 mL,冰糖占比为16%,百香果茅岩莓茶饮料感官评分值为95±1.0(分)。通过本方法研制出来的百香果茅岩莓茶饮料具有百香果和茅岩莓茶的香气,酸甜适口,属于一款风味独特和营养价值较高的保健茶饮料,为保健茶饮料的开发利用提供了新的思路。