青麦仁火龙果无蔗糖复合饮料的加工工艺研究

张 妍，王文婷，刘 颖，李海明，王美晨，方嘉伟

（宿州学院生物与食品工程学院，安徽宿州 234000）

青麦仁籽粒饱满，是未成熟、碧绿色小麦籽粒，其味道清新香嫩。青麦仁营养价值高，富含对人体有益的蛋白质、纤维素、叶绿素等，其所含的胶原蛋白可以减缓人体衰老，阿魏酸、可溶性膳食纤维等生物活性物质能够降血糖血脂、抑菌抗炎等[1-3]。因此，青麦仁属于一种新兴的重要食品工业材料。火龙果是一种低糖、低脂肪的水果，具有良好的食用与药用价值，其含有矿物元素、花青素、植物多糖、氨基酸、脂肪酸等多种营养成分，具有抗炎、抗贫血、抗氧化等显著保健功效[4-5]。

麦芽糖醇作为一种功能性多糖，能够用作糖的替代品，具有非龋齿性，不引起血糖升高，共同食用麦芽糖醇和脂肪时可以防止脂肪在人体中的过度积累，预防肥胖[6-7]。因此，用麦芽糖醇替代蔗糖添加至饮料中，不仅能获得较好的口感，且适合肥胖症、高血脂及糖尿病等高风险人群的饮用。

目前，市场上无蔗糖复合果汁饮料品种较少且口感欠佳，故以青麦仁、火龙果、麦芽糖醇等为主要原料，通过单因素试验及响应面优化得到青麦仁火龙果无蔗糖饮料的最佳制作工艺，以期研发出更具功能性的健康、营养无蔗糖饮料，从而适于更广泛的人群。

1 材料与方法

1.1 材料

火龙果，市售；青麦仁，无锡市青麦源食品有限公司提供；麦芽糖醇，浙江华康药业股份有限公司提供；柠檬酸，潍坊英轩实业有限公司提供；黄原胶、羧甲基纤维素钠，健隆生物科技股份有限公司提供；抗坏血酸，河北石药集团提供。

1.2 仪器

JYD-C12P87 型全自动豆浆机，九阳股份有限公司产品；JIDI-16D 型台式多用途高速离心机，广州吉迪仪器有限公司产品；PRACTUM124-1CN 型电子分析天平，济南欧莱博科学仪器有限公司产品；WYA-2W 型阿贝折光仪，上海精科仪电物光仪器公司产品；DXY-6 型恒温水浴锅，深圳市鼎鑫宜实验设备有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 制作工艺

（1） 工艺流程。

①青麦仁→浸泡→打浆→糊化→酶解→灭酶→离心→收集上清液（青麦仁汁）；

②火龙果→筛选→切块榨汁→护色→静置→抽滤→收集滤液（火龙果汁）[8-10]；

①+②→加入稳定剂→搅拌混合→均质→脱气→装罐→灭菌→成品。

（2） 操作要点。①制备青麦仁汁。按照料液比1∶5（V/V） 将青麦仁置于75 ℃水中浸泡45 min，然后将其榨汁至不存在可见的颗粒为止。随后添加原料体积5 倍的水量，置于90 ℃水浴糊化20 min，冷却至室温。添加0.55%的α -淀粉酶，于75 ℃下酶解80 min，再于95 ℃下加热5 min 以灭活。最后，将青麦仁汁以转速5 000 r/min 离心10 min，收集上清液，即青麦仁汁[9-10]。②制备火龙果汁。将去皮后的火龙果切块，按鲜质量50%进行打浆，添加0.1%的抗坏血酸对打浆后的火龙果汁护色，静置10 min 后抽滤，收集滤液，得火龙果汁[11]。③调配、均质。将青麦仁汁与火龙果汁按照一定比例混合，加入麦芽糖醇、柠檬酸、稳定剂进行调配。然后在25 MPa 对料液均质约5 min，使料液充分混合，不出现分层、沉淀等现象[9-10]。

1.3.2 感官评定标准

品评小组由100 人（男、女各半） 组成，采用100 分制根据感官评分标准分别对饮料的气味、口感、组织状态及颜色进行评分，各指标所占比例依次为15%，30%，40%，15%。

感官评分标准[9-12]见表1。

表1 感官评分标准

1.3.3 无蔗糖饮料加工单因素试验设计

在麦芽糖醇添加量10%，柠檬酸添加量0.1%，稳定剂添加量0.8%条件下，研究火龙果汁与青麦仁汁配比（V/V） 分别为0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 对无蔗糖饮料感官品质的影响；在柠檬酸添加量0.1%，稳定剂添加量0.8%，火龙果汁与青麦仁汁配比（V/V） 为1.5 的条件下，研究麦芽糖醇添加量分别为7%，8%，9%，10%，11%对无蔗糖饮料感官品质的影响；在麦芽糖醇添加量为10%，稳定剂添加量0.8%，火龙果汁与青麦仁汁配比（V/V） 为1.5 的条件下，研究柠檬酸添加量分别为0.06%，0.08%，0.10%，0.12%、0.14%对无蔗糖饮料感官品质的影响；在麦芽糖醇添加量10%，柠檬酸添加量0.1%，火龙果汁与青麦仁汁配比（V/V） 为1.5 的条件下，研究稳定剂添加量分别为0.4%，0.6%，0.8%，1.0%，1.2%对无蔗糖饮料感官品质的影响[9，13-14]。

1.3.4 无蔗糖饮料加工响应面法优化试验设计

基于单因素试验结果，采用响应面进行加工工艺优化。

响应面优化试验因素与水平设计见表2。

表2 响应面优化试验因素与水平设计

2 结果与分析

2.1 无蔗糖饮料加工单因素试验结果分析

2.1.1 火龙果汁与青麦仁汁配比对无蔗糖饮料的影响

火龙果汁与青麦仁汁配比对无蔗糖饮料的影响见图1。

图1 火龙果汁与青麦仁汁配比对无蔗糖饮料的影响

由图1 可知，随火龙果汁添加比例的增加，其感官评分先上升后下降。当火龙果汁添加量较大时，青麦仁的风味被掩盖；当青麦仁汁添加量较大时，火龙果的风味相对比较寡淡。在火龙果汁与青麦仁汁配比（V/V） 为1.5 时，感官评分最高。由此可知，无蔗糖饮料最佳的火龙果汁与青麦仁汁配比（V/V）为1.5。

2.1.2 麦芽糖醇添加量对无蔗糖饮料的影响

麦芽糖醇添加量对无蔗糖饮料的影响见图2。

图2 麦芽糖醇添加量对无蔗糖饮料的影响

由图2 可知，感官评分随麦芽糖醇添加量增加而逐渐升高，直至添加量为10%时到达最高点，即感官评分最高，甜度适宜。随后再提高添加量，感官评分开始下降，口感偏甜，有腻感。由此可知，无蔗糖饮料最佳的麦芽糖醇添加量为10%。

2.1.3 柠檬酸添加量对无蔗糖饮料的影响

柠檬酸添加量对无蔗糖饮料的影响见图3。

图3 柠檬酸添加量对无蔗糖饮料的影响

由图3 可知，当柠檬酸添加量低于0.1%时，味道偏甜，且随柠檬酸添加量增加，感官评分逐渐升高，直至添加量为0.1%时到达最高得分，此时饮料酸甜适中。随后再提高添加量，感官评分逐渐降低，味道偏酸，口感不佳。由此可知，无蔗糖饮料最佳的柠檬酸添加量为0.1%。

2.1.4 稳定剂添加量对无蔗糖饮料的影响

稳定剂添加量对无蔗糖饮料的影响见图4。

由图4 可知，随稳定剂添加量增加，感官评分明显升高，直至添加量为0.8%时感官评分最高，饮料无沉淀、无分层，稳定性较好。由此可知，无蔗糖饮料最佳的稳定剂添加量为0.8%。

图4 稳定剂添加量对无蔗糖饮料的影响

2.2 无蔗糖饮料加工响应面优化结果分析

2.2.1 回归模型分析

利用Design Expert 10.0.3 软件对试验数据进行分析，得到二次多项回归方程：

感官得分= 95.76-0.808 333A-0.0583 333B+1.75C-3.9D-1.575AB+0.875AC+1.125AD+0.725BC-0.575BD+1.45CD-5.388 33A2-6.263 33B2-8.925 83C2-6.500 83D2。

感官评分拟合回归方程的方差分析结果见表2。

表2 感官评分拟合回归方程的方差分析结果

由表2 可知，模型p＜0.000 1，极显著，认为该模型具有统计学意义；失拟项p=0.398 5，大于0.05，不显著，说明试验误差小[15-16]。另外，从表2可进一步看出，稳定剂添加量和柠檬酸添加量对饮料的感官得分影响程度较大，为极显著；火龙果汁与青麦仁汁配比影响显著。同时，火龙果汁与青麦仁汁配比和麦芽糖醇添加量的交互作用对饮料感官品质的影响极显著；火龙果汁与青麦仁汁配比和稳定剂添加量、柠檬酸添加量和稳定剂添加量的交互作用对饮料感官品质的影响明显。而R2=0.986 2，能够解释感官得分的变化有98.62%和A、B、C、D4个因素有关，说明此试验模型与真实数据拟合程度良好，具有实践指导意义。

2.2.2 响应面分析

依据Design Expert，考查不同工艺条件交互作用对饮料感官评分的影响。

不同因素交互作用对复合饮料影响的响应面图见图5。

图5 不同因素交互作用对复合饮料影响的响应面图

若三维图中曲面陡峭、等高线呈现椭圆形，表明两因素交互作用对感官品质影响大，反之亦然[10]。

由图5 可知，各因素间交互作用对饮料感官品质的影响程度不同，火龙果汁与青麦仁汁配比和麦芽糖醇添加量交互作用＞柠檬酸添加量和稳定剂添加量交互作用＞火龙果汁与青麦仁汁配比和稳定剂添加量交互作用＞火龙果汁与青麦仁汁配比和柠檬酸添加量交互作用＞麦芽糖醇添加量和柠檬酸添加量交互作用＞麦芽糖醇添加量和稳定剂添加量交互作用，这与表2 结果一致。

依据响应面软件运行结果，无蔗糖饮料的感官得分在火龙果汁与青麦仁汁配比、麦芽糖醇添加量、柠檬酸添加量、稳定剂添加量共同影响下，其最优制作工艺为火龙果汁与青麦仁汁配比1.447（V/V），麦芽糖醇添加量10.026%，柠檬酸添加量0.101%，稳定剂添加量0.739%，该条件下预测感官评分为96.452 分。

2.2.3 验证试验

根据软件预测结果，结合实际工艺的可行性，取火龙果汁与青麦仁汁配比1.45（V/V），麦芽糖醇添加量10%，柠檬酸添加量0.1%，稳定剂添加量0.74%为条件进行验证试验，平均感官评分为97.02 分，与模型预测结果接近，表明基于该响应面模型分析优化无蔗糖复合饮料制作工艺的方法有效可行。

3 结论

在火龙果汁与青麦仁汁配比、麦芽糖醇添加量、柠檬酸添加量及稳定剂添加量单因素影响研究的基础上，采取响应面优化得到青麦仁火龙果无蔗糖复合饮料的最佳加工工艺。最佳配方为火龙果汁与青麦仁汁配比1.45（V/V），麦芽糖醇添加量10%，柠檬酸添加量0.1%，稳定剂添加量0.74%。再经25 MPa二次均质后，得到的饮料没有分层和沉淀现象，并且酸甜适中、稳定性好、色泽均匀。目前，越来越多的人处于亚健康状态，如糖尿病、高血脂、肥胖症等患病风险增加。同时，“健康”“无糖”等概念越来越深入人心，这也使得具有多种功能性的饮料开发趋势良好。因此，青麦仁火龙果无蔗糖复合饮料的研制具有广阔的发展空间与前景。