沙棘黑枸杞复合饮品的研制及其抗氧化性研究

宋 淼，张 蓓，魏一泓，陈子悦，孔 萱，李中惠，戎文斌，吴文江

河南农业大学 食品科学技术学院 (郑州 450002)

沙棘为胡颓子科酸刺属的灌木或小乔木。在国内主要分布于华北、西南等地[1]。沙棘的营养成分和生物活性成分含量处于果、茶中首位，是一种具备药食同源的特性的资源。目前，已从沙棘茎、叶、果中分离出了400多种营养物质和生物活性成分[2]，如VC、VE、氨基酸、黄酮类化合物、甾醇类化合物等，其中VC含量极高，每100 g果汁中，VC含量高达到825～1 100 mg，素有VC之王的称号。经研究表明：沙棘在抗辐射、抗疲劳、降血糖、增强机体免疫力等方面均有较好的保健功能[3]，可以广泛应用于食品、医药、农牧渔业等经济领域[4]。

黑枸杞为茄科枸杞属多年生灌木，果实呈黑色，在我国主要分布于宁夏、新疆等地[5]。黑枸杞含有丰富的氨基酸、花青素、VC、B1、B2、有机酸和大量有益人体的微量元素等[6]，兼具保健作用和药用价值。而且黑枸杞含有天然的花色苷素，研究表明：其花青素含量可达3 690 mg/100 g，总花色苷的含量达386.9 mg/100 g，具有清除自由基、抗氧化功能的药理活性作用[7]，被誉为“软黄金”[8]。现代医学研究表明：黑枸杞具有抗氧化、益精明目、抗衰老、降低胆固醇的作用，可以广泛用于食疗、养生、保健等领域，对人体健康起着极其有益的影响[9]。

沙棘和黑枸杞干鲜果资源丰富，具有抗疲劳、调节人体免疫力等食疗保健价值，是作为保健复合饮品的理想原料。本试验以沙棘与黑枸杞为主要原料制备复合型饮品，充分利用沙棘和黑枸杞的营养和保健功能，优化加工配方以提高复合饮品的品质，研制一种可符合现代大众营养需求的新型保健复合饮品。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

沙棘，购自乌鲁木齐金花山食品有限公司；黑枸杞，购自宁夏杞里香农业科技有限公司；白砂糖，购自太古糖业有限公司；柠檬酸、黄原胶、羧甲基纤维素钠、抗坏血酸等均为食品级，购自潍坊英轩实业有限公司；DPPH、无水乙醇、氢氧化钠均为分析纯，购自天津富宇精细化工有限公司。

1.2 仪器与设备

UV2800A紫外可见分光光度计，上海尤尼柯仪器有限公司；TD5A台式离心机，长沙英泰仪器有限公司：ACS-6电子天平，永康市永州衡器有限公司；SX-2288电磁炉，三星电器有限公司；KW-1000D恒温水浴锅，河南智诚科技发展有限公司；GYB40-10高压均质机，上海东华高压均质机厂；JYL-C012E匀浆机，九阳股份有限公司；BCD-277冰箱，西门子有限公司；DXD-4Y包装机，广州旭光包装机械有限公司；CBD-290W高压蒸汽灭菌锅，青岛海尔有限公司。

1.3 方法

1.3.1工艺流程

1.3.1.1 沙棘原汁的制备

沙棘干果→挑选→清洗→称重→护色→热烫→打浆→过滤→沙棘原汁

1.3.1.2 黑枸杞原汁的制备

黑枸杞干果→挑选→清洗→称重→浸泡→灭酶→打浆→过滤→黑枸杞原汁

1.3.1.3 沙棘黑枸杞复合饮品的制备

白砂糖、柠檬酸、黄原胶、海藻酸钠等

↓

沙棘原汁、黑枸杞原汁混合→调配→均质→脱气→灌装→杀菌→冷却→成品

1.3.1.4 操作要点

(1)挑选清洗

挑选新鲜饱满的黑枸杞和沙棘干果，去除霉烂变色的坏果及杂物，用清水冲洗洗净黑枸杞和沙棘干果，沥干水分。

(2)浸泡护色

将洗净的沙棘和黑枸杞干果分别置于质量分数2%氯化钠溶液中浸泡3～5 min，进行护色处理。

(3)灭酶

将护色处理过的沙棘干果于90 ℃的热水中热烫2～3 min后，取出倒入冷水中迅速冷却至室温，沥干。将护色处理过的黑枸杞干果于80 ℃的热水中保温5 min后，取出倒入冷水中迅速冷却至室温，沥干。灭酶操作可以钝化酶类，防止沙棘和黑枸杞干果中的活性成分被氧化。

(4)打浆

将灭酶处理过的沙棘干果放入容器中，按料液比(g/mL)1∶15加入清水，在70 ℃温度下浸泡30 min，冷却至室温后，混合物打浆。

将灭酶处理过的黑枸杞干果放入容器中，按料液比(g/mL)1∶10加入清水，在70 ℃温度下浸泡30 min，冷却至室温后，混合物打浆。

(5)离心过滤

将所得的沙棘原汁，在4 000 r/min下进行离心20 min，取上清液备用。将所得的黑枸杞原汁用4层纱布过滤，滤掉多余的果肉渣滓，备用。

(6) 调配

配制100 mL复合饮，将沙棘原汁、黑枸杞原汁、白砂糖和柠檬酸按一定比例进行调配，其中沙棘原汁和黑枸杞原汁按复合饮体积分数添加，白砂糖和柠檬酸按复合饮质量分数添加，同时加入预先溶解好的复合稳定剂(0.2%黄原胶及0.4%羧甲基纤维素钠)，加纯净水补足100 mL，搅拌均匀。

(7)均质、脱气

将混合后的复合果汁置于高压均质机内，以25 MPa的压力进行均质处理，使各成分分散均匀，增强产品的稳定性，并在0.08 MPa真空度下进行脱气处理。

(8)杀菌

将均质脱气后的复合果汁加热到80 ℃进行灌装，然后在沸水浴中加热杀菌15 min，冷却后制得沙棘黑枸杞复合饮品。

1.3.2单因素实验

1.3.2.1 沙棘原汁添加量的确定

黑枸杞原汁40%、白砂糖14%、柠檬酸0.2%，考察不同的沙棘原汁添加量(20%、24%、28%、32%、36%)对复合饮品品质的影响。

1.3.2.2 黑枸杞原汁添加量的确定

沙棘原汁24%、白砂糖14%、柠檬酸0.2%，考察不同的黑枸杞原汁添加量(30%、35%、40%、45%、50%)对复合饮品品质的影响。

1.3.2.3 白砂糖添加量的确定

沙棘原汁24%、黑枸杞原汁40%、柠檬酸0.2%，考察不同的白砂糖添加量(10%、12%、14%、16%、18%)对复合饮品品质的影响。

1.3.2.4 柠檬酸添加量的确定

沙棘原汁24%、黑枸杞原汁40%、白砂糖14%，考察不同的柠檬酸添加量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)对复合饮品品质的影响。

1.3.3正交试验

结合单因素实验结果，以沙棘原汁添加量、黑枸杞原汁添加量、白砂糖添加量和柠檬酸添加量作为四个因素，设计L9(34)正交实验，确定各因素对沙棘黑枸杞复合饮品感官品质影响的大小，得出最佳配方。正交试验因素水平见表1。

表1 正交试验因素水平表

1.3.4测定方法

1.3.4.1 产品感官评定

根据沙棘黑枸杞复合饮品的独特风味，制定复合饮品品质评价标准，组织10名接受过专业培训，满足感官评定要求的在校大学生作为评定小组，对复合饮的色泽、风味、组织状态及口感进行综合评分，评分标准见表2。

1.3.4.2 抗氧化活性检测[10]

测定优化后沙棘黑枸杞复合饮品的DPPH自由基清除率，评价其抗氧化性。将复合饮品用蒸馏水进行萃取，配制成不同体积分数(10%、20%、30%、40%、50%)的样液。将2 mL样液和2 mL DPPH-无水乙醇溶液(0.1 mmol/L)加入15 mL的离心管中，涡旋振荡摇匀，在 37 ℃下避光保存 30 min。以无水乙醇为参比，在 517 nm 处测定吸光度值，每个试验平行3次。清除率按下式计算：

表2 沙棘黑枸杞复合饮感官品质评分标准

式中：A0为 2 mL DPPH-无水乙醇溶液+2 mL 无水乙醇的吸光度；A1为 2 mL DPPH-无水乙醇溶液+2 mL 复合饮品的吸光度；A2为 2 mL 无水乙醇+2 mL 复合饮品的吸光度。

1.3.4.3 理化指标测定

可溶性固形物含量测定，参照GB/T 12143—2008《饮料通用分析方法》；总酸的测定采用电位滴定法，参照GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》；PH值的测定使用pH计。

1.3.4.4 微生物指标检验

细菌菌落总数测定参照GB 4789.2—2010《食品微生物学检验 菌落总数测定》；大肠菌群数测定参照GB 4789.3—2010《食品微生物学检验 大肠菌群计数》；致病菌检测参照GB 29921—2013《食品安全国家标准 食品中致病菌限量》。

2 结果与讨论

2.1 沙棘原汁添加量对产品品质的影响

由图1可见，复合饮在沙棘原汁添加量为20%时，感官评分较低，随着沙棘原汁添加量的增加，感官评分呈现先增加后降低并趋于平稳的趋势，当沙棘原汁的添加量达到24%时，感官评分最高。添加的沙棘原汁较少时，黑枸杞的风味过重，口感不丰富，没有层次性；沙棘原汁过浓时，沙棘风味浓重，口感酸涩，风味不佳。当沙棘原汁提取液添加量为24%时，复合饮具有适宜的沙棘风味，且不掩盖黑枸杞风味，口感柔和。因此选择沙棘原汁的添加量在24%左右为宜。

图1 沙棘原汁添加量对感官评分的影响

2.2 黑枸杞原汁添加量对产品品质的影响

由图2可知，复合饮在黑枸杞原汁添加量为30%时，复合饮感官评分较低，随着黑枸杞原汁添加量的增加，复合饮感官评分呈先增加后降低的趋势。当黑枸杞原汁添加量达到40%时，黑枸杞与沙棘的风味均衡，口感丰富柔和且具有层次感，组织细腻均一，更易被人接受，感官评分最高。故选择黑枸杞汁的添加量在40%左右为宜。

图2 黑枸杞原汁添加量对感官评分的影响

2.3 白砂糖添加量对产品品质的影响

由图3可知，随着白砂糖添加量的增加，复合饮品感官评分呈先增加后降低的趋势，当白砂糖添加量为14%时，复合饮品感官评分达到最大值。适当的含糖量对于保证复合饮品风味具有重要作用，当白砂糖添加量较低时，复合饮品过于寡淡，甜度不足；过量则甜度过高，掩盖了复合饮品自身的风味。因此选择白砂糖添加量在14%左右为宜。

图3 白砂糖添加量对感官评分的影响

2.4 柠檬酸添加量对产品品质的影响

由图4可知，随着柠檬酸添加量的增加，复合饮品感官评分呈先上升后下降的趋势，当柠檬酸添加量为0.1%时，酸味不明显，甜酸比不均衡，当柠檬酸的添加量为0.2%时，感官评分达到最高值，复合饮品酸甜适中，口感最佳且差别不明显，之后随着柠檬酸用量的增大，复合饮品过酸、过涩，不易被人接受，故选择柠檬酸添加量在0.2%左右为宜。

图4 柠檬酸添加量对感官评分的影响

2.5 正交实验结果

为了优化产品的配方，在单因素实验的基础上选择对产品品质影响较大的4个因素，即沙棘原汁的添加量、黑枸杞原汁的添加量、白砂糖的添加量和柠檬酸的添加量进行L9(34)正交试验。采用感官评定的方法进行评价，确定复合饮品的最佳工艺配方。沙棘黑枸杞复合饮品因素水平见表3。

由表3中R值可以看出，对沙棘黑枸杞复合饮品品质影响的主次因素为A>C>D>B，即影响复合饮品品质的最大因素为沙棘原汁的添加量，其次是白砂糖添加量，再次是柠檬酸添加量，黑枸杞原汁添加量对复合饮品品质的影响最小。K值比较可以得出，复合饮品风味口感最优的配方组合为A2B3C1D2，即沙棘原汁添加量为24%，黑枸杞原汁添加量为45%，白砂糖添加量为12%，柠檬酸添加量为0.2%。

表3 沙棘黑枸杞复合饮品的正交实验结果

2.6 产品抗氧化活性的测定

沙棘中含有大量VC，黑枸杞中含有大量花色苷，均具有抗氧化，清除自由基的作用。将沙棘黑枸杞复合饮配置成一定的体积分数，测定其对DPPH自由基的清除率。由图5可知，DPPH自由基清除率随着沙棘黑枸杞浓度的增加而增强，在沙棘黑枸杞复合饮体积分数为50%时，DPPH自由基清除率达到了最大92%，表明沙棘和黑枸杞复合饮具有较好的抗氧化能力。

图5 沙棘黑枸杞复合饮对DPPH自由基的清除率的影响

2.7 产品质量检测

2.7.1感官指标

产品呈紫黑色，色泽均匀明亮，无分层现象。质地细腻，无气泡，无杂质，无沉淀。具有黑枸杞和沙棘的综合风味，口感细腻柔和，无沙粒感，香气协调，酸甜适口，无涩味。

2.7.2理化指标

可溶性固形物含量11.5%，总酸(2.76±0.06) g/L，pH值 (3.17±0.008)。

2.7.3微生物指标

菌落总数≤100 cfu/mL，大肠菌群≤3 mpn/100 mL，致病菌未检出。

3 结论

以沙棘和黑枸杞为原料经过清洗、打浆、调配、过滤、均质、灌装、杀菌等一系列工艺制作的新型复合饮料。在单因素试验的基础上，通过正交试验对沙棘黑枸杞的配方进行优化。结果表明，沙棘黑枸杞的最佳配方为：沙棘原汁添加量为24%，黑枸杞原汁添加量为45%，白砂糖添加量为12%，柠檬酸添加量为0.2%。在此条件下，所制得的沙棘黑枸杞复合饮口感色泽最佳，产品具有沙棘和黑枸杞的特征风味，理化、卫生等各项指标均符合国家标准，对DPPH自由基的清除率随沙棘黑枸杞复合饮浓度的增大而增强，DPPH自由基的清除率达92%。