蔓越莓奇亚籽复合保健饮料的工艺研究及货架期预测

陈 哲，陈旭明，张玉婷，袁利鹏，刘 波

（1.潮州市食品检验检测中心，广东潮州 521011；2.广东省潮州市质量计量监督检测所，广东潮州 521011；3.广东农工商职业技术学院热带农林学院，广东广州 510507）

蔓越莓中的浓缩单宁酸具有良好的抗菌附着力，从而可预防尿路感染；蔓越莓富含原花青素，其抗自由基氧化能力约为维E 的50 倍，蔓越莓中的黄酮类增加了血浆抗氧化能力，因此蔓越莓汁能抵抗自由基引起的肌肤的老化、保持皮肤的弹性，具有良好的养颜美容功效；蔓越莓中含有大量的不饱和脂肪酸、生育三烯醇和浓缩单宁酸，可以预防心血管疾病；此外，蔓越莓中的多酚物质具有养胃功效，减少了胃溃疡和胃癌的发生率[1-4]。

蔓越莓柔软多汁，采摘期集中，果实的贮藏和运输较困难，对蔓越莓进行加工是解决蔓越莓贮藏与保鲜的有效途径之一[5]。我国对蔓越莓的选育和栽培还处于起步阶段，蔓越莓原料仍以进口为主，二次开发率仍不高，深加工转化技术有待发展[6]，因此，对蔓越莓产品的再开发能提高蔓越莓产品的附加值，具有广阔的市场开发前景。

奇亚籽，芡欧鼠尾草的种子，食用历史已有5 500 多年[7]。奇亚籽的营养价值很高，具有良好的保健功能，富含高蛋白、ω-3 多不饱和脂肪酸、维生素、可溶性膳食纤维、矿物质和多种抗氧化化合物，有助于降血脂、降血糖、预防心脑血管疾病、预防皮肤病、改善皮肤等[8-11]。奇亚籽的可溶性膳食纤维浸于水中会形成胶状物质，此时食用能发挥奇亚籽调节体脂、缓解体力疲劳、改善肠胃功能的作用。在国外，奇亚籽除单独食用外，还在饼干、饮料、沙拉、酸奶等食品中作为食品添加剂被添加，以提高营养价值[12]。2014 年，中国正式批准将奇亚籽作为新的食品原料使用[13]，这也意味着奇亚籽在中国食品行业的应用有了合法地位。

目前，国内关于奇亚籽饮料的学术论文相对较少，市场上也较少见到奇亚籽相关饮料的产品，但作为一种新的食品原料，其饮料产品具有良好的发展前景。将蔓越莓浓缩汁和奇亚籽这2 种原料有机结合，并通过单因素试验和正交试验探究最佳配方组合，对稳定剂最佳组合进行探究，以微生物指标和感官指标对货架期进行预测，得出在20 ℃时蔓越莓奇亚籽复合保健饮料的货架期。制得的复合饮料既有蔓越莓的清香，又有奇亚籽的咀嚼感，还具有良好的营养和保健功效，以满足消费者对营养、味觉的需求。蔓越莓奇亚籽复合保健饮料的研制不仅对蔓越莓、奇亚籽在保健功能食品中应用及提高蔓越莓深加工的附加值具有重要意义，还丰富了植物饮料种类，前景非常广阔。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蔓越莓浓缩汁，三门峡盈润食品有限公司提供；奇亚籽，广州莆阳国际贸易有限公司提供；柠檬酸，日照金禾博源生化有限公司提供；白砂糖，广东省广州市黄埔区布岭村迎客隆超市提供；羧甲基纤维素钠，常熟威怡科技有限公司提供；卡拉胶、黄原胶，河南万邦实业有限公司提供；茶多酚，豫中生物科技有限公司提供；维C，山东天力药业有限公司提供。

1.2 仪器与设备

DT-1000 型电子天平，常熟市金羊砝码仪器有限公司产品；LRH-150B 型生化培养箱，广东省医疗器械厂产品；HH-2 型数显恒温水浴锅，金坛市富华仪器有限公司产品；DL-1 型万用电炉，北京市永光明医疗仪器厂产品；DHG-9240 型电热鼓风干燥箱，上海申贤恒温设备厂产品；LDZX-50FBS 型手提式压力蒸汽灭菌锅，合肥华泰医疗设备有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 蔓越莓奇亚籽复合保健饮料的工艺流程

①纯净水、白砂糖、柠檬酸、稳定剂→混合→溶解；

②蔓越莓浓缩汁→护色；

③奇亚籽→浸泡；

①+②+③→调配→灌装→杀菌→冷却→成品。

1.3.2 操作要点

（1） 原料选择与处理。蔓越莓浓缩汁原料：选择色泽均匀、干净无杂质的蔓越莓浓缩汁；奇亚籽：选择成熟新鲜、无发黄发干的奇亚籽[14]，用适量的水常温浸泡奇亚籽20 min，至使其完全膨胀出胶，悬浮均匀。

（2） 护色。在蔓越莓浓缩汁中加入茶多酚0.03%和维C 0.05%，起护色作用[15-16]。

（3） 加入辅料。先将白砂糖、稳定剂搅拌，混合均匀，放在万用电炉上边加热边搅拌，至沸腾，使其完全溶解，防止稳定剂呈胶质状态。

（4） 混合调配。白砂糖、稳定剂按一定比例彻底溶解后，将蔓越莓浓缩汁、水、柠檬酸、浸泡好的奇亚籽添加到饮料中。

（5） 杀菌。密封的饮料在80 ℃的水浴中杀菌20 min。

（6） 冷却。将巴氏杀菌后的饮料立即用流水冲，使其冷却，即可得到成品。

1.3.3 蔓越莓奇亚籽复合保健饮料试验设计

（1） 蔓越莓浓缩汁添加量单因素试验。调配时固定初始奇亚籽添加量4%，柠檬酸添加量0.05%，白砂糖添加量8%，黄原胶0.06%，CMC-Na 0.08%，卡拉胶0.08%，将蔓越莓浓缩汁添加量设置为2%，3%，4%，5%，6%进行单因素试验，由感官评定小组对饮料品质进行感官评定，确定最佳的蔓越莓浓缩汁添加量。

（2） 奇亚籽添加量单因素试验。调配时固定初始蔓越莓浓缩汁添加量5%，柠檬酸添加量0.05%，白砂糖添加量8%，黄原胶0.06%，CMC-Na 0.08%，卡拉胶0.08%，将奇亚籽添加量设置为3%，4%，5%，6%，7%进行单因素试验，由感官评定小组对饮料品质进行感官评定，确定最佳的奇亚籽添加量。

（3） 柠檬酸添加量单因素试验。调配时固定初始蔓越莓浓缩汁添加量5%，奇亚籽添加量4%，白砂糖添加量8%，黄原胶0.06%，CMC-Na 0.08%，卡拉胶0.08%，将柠檬酸添加量设置为0.03%，0.04%，0.05%，0.06%，0.07%进行单因素试验，由感官评定小组对饮料品质进行感官评定，确定最佳的柠檬酸添加量。

（4） 白砂糖添加量单因素试验。调配时，固定初始各组分添加量为蔓越莓浓缩汁5%，奇亚籽4%，柠檬酸0.05%，黄原胶0.06%，CMC-Na 0.08%，卡拉胶0.08%，将白砂糖添加量设置为6%，7%，8%，9%，10%进行单因素试验，由感官评定小组对饮料品质进行感官评定，确定最佳的白砂糖添加量。

1.3.4 配方正交试验

通过蔓越莓浓缩汁添加量（A）、奇亚籽添加量（B）、柠檬酸添加量（C）、白砂糖添加量（D） 4 个单因素试验确定最佳变量范围，采用四因素三水平进行正交试验，通过产品感官评定，确定蔓越莓奇亚籽复合保健饮料的最佳工艺参数。

1.3.5 稳定剂添加量单因素试验与正交试验

采用CMC-Na、黄原胶和卡拉胶3 种稳定剂，进行不同比例的单因素试验和3 种稳定剂的复配试验，根据饮料的稳定形态确定最佳的稳定剂配方。

1.3.6 货架期预测

根据建议的食品温度选择加速检测食品储存期[17]，试验将通过ASLT 试验，将蔓越莓奇亚籽复合保健饮料的贮藏条件设定为4，27，37 ℃，加速产品的品质变化，以预测产品在一般商业储存温度20 ℃时的保质期。每间隔一段时间，检测产品的菌落总数和感官得分。贮藏条件37 ℃的蔓越莓奇亚籽复合保健饮料每隔2 d 检测1 次，将蔓越莓奇亚籽复合保健饮料归为罐藏食品（Q10值为1.5~4.0）[18-19]，暂设定Q10为2，则f2（27 ℃） 约为4，即贮藏条件27 ℃时的蔓越莓奇亚籽复合保健饮料每隔4 d 检测1 次。

ASLT 公式：

式中：f1——最高试验温度T1时各试验的时间间隔（d）；

f2——较低试验温度T2时各试验的时间间隔（d）；

ΔT——T1-T2，℃。

将调配好的同一批次蔓越莓奇亚籽复合保健饮料用真空包装（约50 mL），经80 ℃，20 min 巴氏杀菌后，冷却至室温，再分别置于4 ℃（对照温度）、27 ℃和37 ℃下避光保存。每次取3 袋样品，冷却至室温，重复测定3 次，取平均值，感官评分以60 分为终点。

1.3.7 成品评定与检测

（1） 产品感官评定。

蔓越莓奇亚籽复合保健饮料感官评分标准见表1。

表1 蔓越莓奇亚籽复合保健饮料感官评分标准

（2） 微生物指标的测定。

菌落总数：参照国家标准GB 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[20]进行检测。

大肠菌群：参照国家标准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[21]进行检测。

2 结果与分析

2.1 配方单因素试验结果

2.1.1 蔓越莓浓缩汁添加量的单因素试验结果

蔓越莓浓缩汁添加量的单因素试验结果见图1。

图1 蔓越莓浓缩汁添加量的单因素试验结果

由图1 可知，当蔓越莓浓缩汁添加量为2%时，成品色泽较浅，蔓越莓味道较淡；另一方面，当蔓越莓浓缩汁添加量为6%时，成品色泽较深，蔓越莓味道过浓，蔓越莓添加量为3%，4%，5%较为适宜，此时的饮料气味较为适中，色泽也适中。由图1 可知，蔓越莓浓缩汁添加量为4%时，感官评分最高，确定蔓越莓浓缩汁的最佳添加量为4%，选择蔓越莓浓缩汁添加量分别为3%，4%，5%进行正交试验。

2.1.2 奇亚籽添加量的单因素试验结果

奇亚籽添加量的单因素试验结果见图2。

图2 奇亚籽添加量的单因素试验结果

由图2 可知，当奇亚籽添加量3%时，成品中奇亚籽过少，口感不丰富，咀嚼感较弱，悬浮分布过于稀疏；另一方面，当奇亚籽添加量为7%时，成品中奇亚籽悬浮分布过于密集，奇亚籽自身形成胶质悬浮在饮料中，使得口感过硬，奇亚籽添加量为4%，5%，6%较为适宜，此时的饮料口感丰富，咀嚼感较好，悬浮分布较为均匀适中。

2.1.3 柠檬酸添加量的单因素试验结果

柠檬酸添加量的单因素试验结果见图3。

图3 柠檬酸添加量的单因素试验结果

由图3 可知，当柠檬酸添加量0.03%时，成品中无明显酸甜味道，口感不丰富；另一方面，当柠檬酸添加量为0.07%时，成品中口味过酸，柠檬酸添加量为0.04%，0.05%，0.06%较为适宜，此时的饮料酸甜较为适中。

2.1.4 白砂糖添加量的单因素试验结果

白砂糖添加量的单因素试验结果见图4。

图4 白砂糖添加量的单因素试验结果

由图4 可知，当白砂糖添加量为6%时，成品中的甜味过淡，口感不丰富。随着白砂糖添加量的增加，成品的感官评分也逐渐上升，当白砂糖添加量为10%时，成品甜味过重，白砂糖添加量为8%，9%，10%较为适宜，此时的饮料甜度较为适中。

2.2 配方正交试验结果

通过配方单因素试验，确定了蔓越莓浓缩汁、奇亚籽、柠檬酸和白砂糖的添加量范围，采用L9（34）正交试验，研究各因素水平对蔓越莓奇亚籽复合保健饮料的影响。

正交试验因素与水平设计见表2，正交试验结果与分析见表3。

表2 正交试验因素与水平设计/ %

表3 正交试验结果与分析

由表2 可知，4 个因素对蔓越莓奇亚籽复合保健饮料产品质量都有不同程度的影响，影响因素的主次顺序为蔓越莓浓缩汁添加量（A） >奇亚籽添加量（B） >白砂糖添加量（D） >柠檬酸添加量（C），得出复合饮料的最佳工艺配方为A2B2C2D1。由于正交试验表中没有该配方，因此接下来对该配方进行验证试验，结果表明在A2B2C2D1条件下，制成的饮料色泽均一，奇亚籽咀嚼感良好，口感滑爽柔和，综合感官评分达85 分以上，说明复合饮料的最佳配方组合为A2B2C2D1，即蔓越莓浓缩汁添加量4%，奇亚籽添加量5%，柠檬酸添加量0.05%，白砂糖添加量8%。

2.3 稳定剂单因素试验结果

CMC-Na 添加量的单因素试验结果见图5。

图5 CMC-Na 添加量的单因素试验结果

由图5 可知，CMC-Na 的最佳添加量为0.08%，此时的饮料的感官品质较好，选用感官评分最高的3 组，即0.06%，0.08%，0.10%，作为正交试验的单因素水平。

黄原胶添加量的单因素试验结果见图6。

由图6 可知，黄原胶的最佳添加量为0.06%，此时饮料的感官品质较好，选用感官评分最高的3 组，即0.04%，0.06%，0.08%，作为正交试验的单因素水平。

图6 黄原胶添加量的单因素试验结果

卡拉胶添加量的单因素试验结果见图7。

图7 卡拉胶添加量的单因素试验结果

由图7 可知，卡拉胶的最佳添加量为0.10%，此时饮料的感官品质较好，选用感官评分最高的3 组，即0.08%，0.10%，0.12%，作为正交试验的单因素水平。

2.4 稳定剂正交试验结果

通过单因素试验，确定了CMC-Na、黄原胶和卡拉胶添加量范围，采用L9（34）正交试验，研究各因素水平对蔓越莓奇亚籽复合保健饮料的影响。

正交试验因素与水平设计见表4，正交试验结果与分析见表5。

表4 正交试验因素与水平设计/ %

表5 正交试验结果与分析

由表4 可知，蔓越莓奇亚籽复合保健饮料稳定性影响因素的主次顺序为C'>A'>B'，即卡拉胶添加量>CMC-Na 添加量>黄原胶添加量。得出复合饮料的稳定性最佳组合为A'2B'2C'2，因为正交试验表中没有该配方，因此接下来对该配方进行验证试验，验证试验结果表明在A'2B'2C'2稳定剂作用下，制成的饮料色泽均一，奇亚籽悬浮稳定，口感滑爽柔和，综合感官评分达85 分以上，说明复合饮料的稳定剂的最佳组合为A'2B'2C'2，即CMC-Na 添加量0.08%，黄原胶添加量0.06%，卡拉胶添加量0.10%。

2.5 货架期预测结果

试验预测蔓越莓奇亚籽复合保健饮料在一般商业储存温度20 ℃时的货架期，以感官评分低于60分为终点。

样品在37 ℃的试验结果见表6，样品在27 ℃的试验结果见表7。

表6 样品在37 ℃的试验结果

表7 样品在27 ℃的试验结果

由表7 可知，饮料在37，27 ℃储存温度下的保藏过程中，菌落总数和大肠菌群都为0，未检测到微生物的生长；随着时间的增加，蔓越莓奇亚籽复合保健饮料的颜色变暗，香味损失，口感不协调，导致感官得分的降速加快，而感官评分的降低也说明该饮料的接受度越来越低，品质已经发生了极大改变。

由表可以看出，样品在37 ℃的保质期为4 d 或5 d，在27 ℃的保质期为12 d。

根据上述结果，有公式：

故由公式 θs(T1)=θs(T2)×Q10ΔT/10得在一般商业储存温度20 ℃条件下的货架期为：

综上所述，根据ASLT 法的试验数据可知蔓越莓奇亚籽复合保健饮料在一般商业储藏温度20 ℃时的货架期为53~77 d。

3 结论

根据单因素试验和正交试验结果，确定了蔓越莓奇亚籽复合保健饮料的最佳工艺配方中各组分添加量为蔓越莓浓缩汁4%，奇亚籽5%，柠檬酸0.05%，白砂糖8%，CMC-Na 0.08%，黄原胶0.06%，卡拉胶0.10%。巴氏杀菌后，通过加速货架期预测试验，预测出了蔓越莓奇亚籽复合保健饮料在一般商业储藏温度20 ℃的货架期为53~77 d。