白果饮料的稳定性分析

王海蓝，姚芳，祁兴普，唐劲松，施帅，蒋啟葵

（江苏农牧科技职业学院食品科技学院，江苏泰州 225300）

银杏（Ginkgo bilobaL.）又名白果，为银杏树的果实，是我国药食同源品种。白果作为传统中药，最早以“银杏”之名收录于《绍兴本草》，而“白果”之名首见宋末元初李鹏飞的《三元参赞延寿书》[1]。我国是白果生产大国，每年产量占全球的90%以上[2]。我国白果加工产品多以银杏仁和其他初级果产品为主，应用于食品、饮料和化妆品等各个方面[2]。

白果含有多种营养元素，如淀粉、蛋白质、脂肪、糖、粗纤维等宏量营养素，还有维生素C、维生素B族、钙、磷、铁、钾等多种微量元素，还含有银杏酸、黄酮、萜内酯类、有机酸类和生物碱等多种功能成分，具有极高的和药理价值和营养价值[3]。

医药古籍记载白果具有解酒、定喘嗽、调小便、止带下、去白浊等功效。在《本草纲目》中有记载，“小便白浊：生白果仁十枚，擂水饮，日一服，取效，止”。明代《滇南本草》记载“治小儿生火，以菜油调搽皮面上，风血或大疮不出头者”。明《扶寿精方》记载“定喘汤专治齁喘，取效甚速，金陵浦舍真方，白果二十一枚，麻黄、款冬花、桑白皮各三钱，苏子二钱，法制半夏三钱，杏仁、黄芩各一钱半，甘草一钱”[1]。现代药理学研究证明，白果中的黄酮具有抗炎抗氧化作用[4,5]、降血糖作用[6-8]、镇痛作用[9,10]、抑制肿瘤的作用[11,12]，白果多糖具有促进神经细胞成熟的作用[13]。

白果果实味甜气香，口感软糯，可作为食疗滋补的佳品。需要注意的是，白果含有少量具有毒性的氢氰酸，需要熟食，生食不可过多。通常的食用方法如带壳炒制、去壳煲粥、果肉制成馅料或蜜饯等。将白果加工成植物饮料，不仅食用方便而且营养保健价值颇高。本试验以白果为原材料，加入柠檬酸、白砂糖、羧甲基纤维素钠、卡拉胶和海藻酸钠等辅料，通过预处理、打浆、过滤、磨浆、调配、均质、脱气、灭菌和罐装等工艺制成白果植物饮料，采用单因素和正交实验研究复配稳定剂的最佳配比。

1 材料与方法

1.1 原料与仪器设备

白果（广西全州，品种为大佛指，颗粒饱满，大小均匀，无虫蛀），柠檬酸，白砂糖，羧甲基纤维素钠，卡拉胶，海藻酸钠，均为食品级。

JTS-CW型电子秤，上海亚津电子科技有限公司；380VSY-2400型超细粉碎机，上海科利瑞克机器有限公司；SDJ-400型可倾式夹层锅，杭州惠合机械设备有限公司；申鹿SRH高压均质机，上海申鹿均质机有限公司；MKZK-6型真空脱气罐，广州迈科机械有限公司；YXQ-SG46-280S型高压蒸汽灭菌锅，济南千司生物技术有限公司；HYA高剪切胶体磨，启东市华宇机械制造有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

白果→预煮→去壳去皮→打浆→过滤→磨浆→调配（加入柠檬酸、白砂糖、羧甲基纤维素钠、卡拉胶、海藻酸钠和纯净水）→均质→脱气→灭菌→灌装

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 预煮

将洗净的白果在沸水中煮10~15 min，煮熟后有利于破壳和去内衣，同时可以使氰化物水解为可挥发的氰化氢，降低毒性。

1.2.2.2 打浆、过滤

将白果与纯净水按照1:10的比例打浆，纱布过滤2次，除去杂质，便于胶体磨研磨。

1.2.2.3 磨浆

用胶体磨进行细磨2次，进一步使果肉颗粒破碎，以利于其悬浮。

1.2.2.4 调配

将白果汁1.6%、白砂糖8.9%、柠檬酸0.1%、复配稳定剂和纯净水等配料按比例添加，进行调配。

1.2.2.5 均质

将复合后的饮料进行两次均质，使饮料中的颗粒超细化。第一次均质条件为压力16 MPa~18 MPa，温度50 ℃；第二次均质条件为压力16 MPa~18 MPa，温度45 ℃。

1.2.2.6 脱气

将调配的饮料在温度45 ℃，真空度0.0986 MPa的条件下进行脱气处理。

1.2.2.7 灭菌

灭菌条件为温度121 ℃，时间20 min。

1.2.2.8 灌装

先将饮料冷却至 85 ℃，迅速灌装，封盖。再冷却至38 ℃时取出，贴标，装箱，保存。

1.2.3 稳定剂单因素试验设计

在白果饮料中分别加入不同比例的稳定剂羧甲基纤维素钠、卡拉胶和海藻酸钠，在25 ℃下放置7 d，以银杏白果饮料的离心沉淀率和感官评价为优化指标，进行单一稳定剂的筛选。其中，羧甲基纤维素钠的添加量为0.12%、0.16%、0.20%、0.24%、0.28%；卡拉胶的添加量为0.24%、0.28%、0.32%、0.36%、0.40%；海藻酸钠的添加量为0.12%、0.16%、0.20%、0.24%、0.28%。

1.2.4 复配稳定剂正交试验设计

根据单因素试验结果，以羧甲基纤维素钠、卡拉胶和海藻酸钠为研究对象，单一稳定剂的添加量降低4倍作为复配稳定剂添加量，设计三因素三水平正交试验，以离心沉淀率和感官评价为优化指标，确定复配稳定剂的最佳比例。

1.2.5 产品质量评价

1.2.5.1 离心沉淀率

将白果饮料静置24 h后量取产品适量，以4000 r/min速度离心10 min，舍弃上层溶液，称重底层沉淀，代入下式计算。

1.2.5.2 感官评价方法

选择10位（男女各半）受过培训的人士组成感官评价小组，对饮料的感官品质进行评定。感官评分的项目是饮料的色泽、组织状态、气味和滋味等四个方面，评分为百分制，最终结果去掉一个最高分和一个最低分后，取平均值。感官评分标准如表1所示。

表1 白果饮料的感官评价标准Table 1 Sensory evaluation standard of ginkgo beverage

1.2.5.3 微生物指标测定

微生物各项指标测定依据国标检测方法。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；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；GB 4789.4-2016食品安全国家标准 食品微生物学检验 沙门氏菌检验；GB 4789.5-2012食品安全国家标准 食品微生物学检验志贺氏菌检验；GB 4789.10-2016食品安全国家标准食品微生物学检验 金黄色葡萄球菌检验。

1.2.6 数据处理及分析

采用软件Design Expert 7.0和Excel进行数据分析。

2 结果与讨论

2.1 稳定剂单因素试验

由于白果饮料的自身稳定性较差，在杀菌、运输和贮藏等各环节中极易产生沉淀和分层，影响产品的外观品质。所以选择羧甲基纤维素钠、卡拉胶和海藻酸钠等3种常用的稳定剂，采用离心沉淀法研究其对白果果汁稳定性的影响，其中饮料的离心沉淀率越低，表示饮料的稳定性越好。同时感官评分作为参考指标。结果见表2。

由表2可知，这3种稳定剂单独使用时均对白果饮料起到一定的稳定作用。其中，羧甲基纤维素钠和海藻酸钠的沉降率较卡拉胶低，说明羧甲基纤维素钠和海藻酸钠的使用效果优于卡拉胶。3种稳定剂的感官评分均在40~60范围内，进一步对3种稳定剂复配，筛选最优配比。

表2 单一稳定剂对白果饮料的影响Table 2 The effect of single stabilizer on ginkgo beverage

2.2 复配稳定剂正交试验

正交试验因素水平如表3所示。

表3 正交试验因素水平表Table 3 Factors and levels in orthogonal test

由于多种稳定剂复配时可能存在协同效应，一般认为复合稳定剂对饮料的稳定效果优于单一稳定剂，且复配稳定剂的添加量较小，可以节约成本。因此，将表2中3种稳定剂的用量缩小4倍后作为正交实验中每个因素的低、中、高水平，正交试验因素水平如表3所示。正交试验结果如表4。由表4可知，加入复配稳定剂的白果饮料沉降率在 2.45%~5.78%范围内。F值越大，表示因素对评价指标的影响越大。由表4可知，各稳定剂对白果饮料稳定性影响的注次顺序为A>C>B。最佳复配稳定剂组合为A2B2C3，即羧甲基纤维素钠 0.05%、卡拉胶 0.08%和海藻酸钠0.06%，该组合的沉降率为2.45%，低于其他试验组合，同时低于单一稳定剂试验的沉降率值。

表4 复配稳定剂正交试验结果Table 4 Orthogonal test results of compound stabilizer

采用最佳复配稳定剂组合，即羧甲基纤维素钠0.05%、卡拉胶0.08%和海藻酸钠0.06%，进行复配稳定剂验证试验，重复测定 3次，实际测得沉降率为2.47%，与预测值误差较小。因此，此正交设计能够预测试验的最佳条件。

2.3 产品质量评价

白果饮料色泽鲜亮，无色差，液体均匀，无沉淀和分层，具有白果特有香气，香味协调无异味，口感细腻顺滑，无颗粒感，黏稠适中，酸甜可口。菌落总数≤100 cfu/mL；大肠菌群≤3 MPN/mL；致病菌（沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌）未检出，符合卫生标准。

植物饮料通常具有不同程度的不稳定性，主要原因为植物果实或种子含有多种营养成分，如脂肪、蛋白质、糖、维生素、矿物质等。其中，蛋白质可形成悬浮液，脂肪可形成乳浊液，糖、维生素和矿物质等形成真溶液，植物饮料以水为溶质形成乳状液，是一种复杂的不稳定体系[14]。在长期贮藏过程中，植物饮料会因体系间各因子的相互作用发生自然沉降或上浮等现象，不仅影响饮料外观品质，而且不利于饮料的货架期。

植物饮料工业中，为了使水相与油相充分融合，防止营养成分及果肉在静置过程中的分层沉淀，从而提高饮料的稳定性。生产工艺中采用的方法主要为均质和添加稳定剂，均质步骤可以减小果肉颗粒直径，使其更均匀地分散在液体中；稳定剂可以提高饮料的粘度，使果肉在液体中保持悬浮状态[15]。需要注意的是，稳定剂的添加量需控制在有效范围内，如加入量太小，稳定效果不佳，相反加入量太大，可能会出现凝胶现象，从而影响饮料的口感[15]。复配稳定剂在植物饮料中已有大量研究与应用。

石瑞等[16]采用均匀组合设计方法，选择卡拉胶、羧甲基纤维素钠（CMC）、瓜尔胶和刺瑰豆胶为稳定剂，以白果饮料的粘度为响应指标，优化浑浊型白果饮料的工艺条件。结果表明，CMC为0.05 g/100 mL、卡拉胶为0.09 g/100 mL、瓜尔胶为0.09 g/100 mL、刺槐豆胶为0.04 g/100 mL时，粘度值达到最佳值137 mPa·s，所得的浑浊白果饮料更加稳定。

杨正兴等[17]以白果为主要原料，辅以柠檬酸、低聚果糖、结晶果糖、山梨醇、阿拉伯胶和羧甲基纤维素钠，通过回归设计及多元分析法，研究了白果饮料的最佳工艺。结果显示，当果肉含量为1.07%，糖用量为8.99%，柠檬酸用量为0.1%，复合稳定剂用量为0.18%时，可获得乳白混浊，均匀不沉淀，清香淡雅，口感细腻的白果低糖营养饮料。

陈玉叶等[18]以金银花、银杏果为主要原料，辅以柠檬酸、甜菊糖苷、β-环糊精、羧甲基纤维素钠，研制健康绿色、营养可口的金银花银杏果草本复合饮料。以产品的感官评分为参考指标，通过单因素实验和正交试验组合优化产品配方及生产工艺条件。结果表明，银杏果的比例是2:1，白砂糖添加量8.0%，柠檬酸添加量0.15%，甜菊糖苷添加量0.2%，β-环糊精添加量0.1%，羧甲基纤维素钠添加量0.1%，由此制备的草本复合饮料味道独特，营养全面，且符合卫生标准。

苑园园等[19]以红枣汁和桑葚为主要原料，通过单因素试验和响应面试验，确定复合饮料的最优配方和复配稳定剂的最佳配比。结果表明，桑葚红枣复合饮料的最佳工艺条件是：红枣汁:桑葚汁=2:1，柠檬酸0.12%，白砂糖3.3%；稳定剂复配比是：果胶0.04%、CMC-Na 0.03%、黄原胶0.01%。由此制备的复合饮料味道独特，营养全面，符合卫生标准。

黄玉坤[20]以藜麦和南瓜为主要原料，制备一款极具营养的复合饮料。在单因素试验的基础上，通过响应面优化法得到最佳工艺参数和复配稳定剂比例。结果显示，藜麦米浆添加量57.8%，南瓜浆添加量21.6%，白砂糖添加量5.0%为最佳复配组合，复合稳定剂（羧甲基纤维素钠:海藻酸钠:β-葡聚糖=2:1:1，质量比）最佳添加量为0.2%，其余用水补足。根据此配方所得复合饮料兼具藜麦和南瓜特有的风味，口感细腻，具有较好的稳定性。

目前，可用于植物饮料的稳定剂有许多，根据稳定剂制备原料来源可分为海藻类，如海藻胶、海藻酸钠等；植物种子类，如瓜尔胶、卡拉胶等；微生物代谢类，如黄原胶；糖类衍生物，如羧甲基纤维素钠、变性淀粉、藻酸丙二醇酯等[21]。根据 GB 2760-2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定，本试验所选择的稳定剂羧甲基纤维素钠、卡拉胶和海藻酸钠均可用于植物饮料中，且按所需量添加。本试验通过单因素和正交试验筛选复配稳定剂羧甲基纤维素钠、卡拉胶和海藻酸钠的最佳配比，以沉淀率和感官评定为评价指标，得到复配稳定剂的最佳配比添加量分别为羧甲基纤维素钠0.05%、卡拉胶0.08%和海藻酸钠0.06%，该组合的沉降率为2.45%，低于其他试验组合，同时低于单一稳定剂试验的沉降率值。白果饮料色泽鲜亮，质地均匀，无沉淀和分层，具有白果特有香气，口感细腻润滑，黏稠适中，酸甜可口，符合卫生标准。

3 结论

通过单因素试验和正交试验，研究了不同添加量的稳定剂对白果饮料稳定性的影响，得到了白果饮料复配稳定剂的最佳配比为羧甲基纤维素钠 0.05%、卡拉胶0.08%和海藻酸钠0.06%，沉降率为2.45%。同时，白果饮料色泽鲜亮，质地均匀，无沉淀和分层，具有白果特有香气，口感细腻润滑，黏稠适中，酸甜可口，是一款老少皆宜的植物饮料，进而为白果的食品加工相关研究提供参考。