百合苹果复合饮料的研制

蒋雅萍，付晓东，张馨月，张新华，李晓安，李富军

（山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东 淄博 255000）

百合（Lilium brownii var.viridulum）属百合科百合属植物，主要分为观赏性百合与食用性百合。食用百合以鳞茎为主，鳞茎呈淡白色，肉质肥厚，含有丰富的蛋白质、碳水化合物、维生素、矿物质等基本营养物质[1-2]，还含有多糖、甾体皂苷、酚类化合物、黄酮类化合物和生物碱等功能性成分[3]，药理学研究表明，百合多糖具有降血糖[4]、抗氧化[5]、提升免疫力[6]等功效，百合皂苷具有广泛的抗肿瘤活性和明显的抗炎作用[7]，多酚类物质具有很好的抗氧化作用[8]，秋水仙碱具有抑制有丝分裂和抑菌作用[9]。

百合鳞茎是一种药食兼用植物资源。中医认为，百合味甘、性寒、归心、非晶，具有养阴润肺、清心安神的功效，用于治疗阴虚噪咳、劳嗽咳血、虚烦惊悸、失眠多梦、精神恍惚等症状[10]，在我国具有悠久的食用历史。百合传统上的加工方法较为简单，一般直接鲜蒸炒煮食用，或者将百合晒干或磨粉制成四季可食用的半成品或方便食品[11]。相比于干百合，鲜百合的营养成分更为丰富，药用成分保存更好[12]。但由于鲜食百合具有一种独特的苦味，难以被消费者接受，并且鲜百合保鲜期短，不能满足人们一年四季的需求，因此市场竞争力较弱。百合饮料可以通过对百合进行预处理（去苦）、调配等工艺流程，制成酸甜可口，有一定抗氧化性能的产品，目前常见的百合饮料主要有百合汁饮料、百合乳饮料、百合醋饮料、百合乳酸饮料、百合类复合饮料，其中百合复合饮料有百合柠檬饮料、百合红枣复合饮料、山药百合复合饮料等[13]。百合复合饮料的加工工艺相比于发酵型饮料较为简单，同时百合在与其它食材复合的过程中会形成丰富的色泽、独特的口感和风味，具有较好的市场前景。

本试验以百合鳞茎为主要原料，以浓缩苹果汁为辅料，中和风味口感，采用单因素试验和正交试验研究百合苹果复合饮料的最佳工艺条件，旨在研发一款风味独特、口感愉悦、有一定抗氧化性能的百合复合饮料。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

百合鳞茎：淄博浩然农业科技发展有限公司；浓缩苹果汁：天水长城果汁集团有限公司；白砂糖（食品级）：云南绫悦轩食品有限公司；柠檬酸（食品级）：河南扩源化工产品有限公司；抗坏血酸、羧甲基纤维素钠（carboxymethylcellulose sodium，CMC-Na）、黄原胶（食品级）：山东优索化工科技有限公司；海藻酸钠（食品级）：青岛明月海藻集团有限公司；结冷胶（食品级）：邯郸财鑫糖业有限责任公司；琼脂、氢氧化钠、氯化钠（分析纯）：阿拉丁试剂（上海）有限公司；苯酚（分析纯）：烟台远东精细化工有限公司；葡萄糖（分析纯）：天津凯通化学试剂有限公司；浓硫酸（分析纯）：淄博化学试剂厂有限公司；无水乙醇（分析纯）：天津富宇精细化工有限公司；1，1-二苯基-2-苦基肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH，分析纯）：上海TCI化成工业发展有限公司。

1.2 仪器与设备

榨汁机（JS39D-250）：浙江苏泊尔股份有限公司；无油真空泵（AP-9950）：天津特赛恩斯仪器有限公司；高速分散均质机（IKA T18）：德国IKA集团；高速冷冻离心机（GL-20G-2）：上海安亭科学仪器厂；电磁炉（C21-RT2170）：广东美的生活电器制造有限公司；酸度计（PB-10）：德国赛多利斯集团；蒸汽灭菌锅（LDZX-50FBS）：上海申安医疗器械厂；酶标仪（MULtiskan）：美国赛默飞世尔科技公司；紫外可见分光光度计（UV2102PCS）：上海尤尼柯仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

新鲜百合鳞茎→去泥、洗净、掰瓣→称重→热烫→护色→浸泡→破碎→过滤→调配→均质→过滤→灌装→杀菌→冷却→成品。

1.3.2 操作要点

（1）称重、热烫：称取约50 g处理好的百合鳞茎于沸水中热烫5 min[14]。

（2）护色、浸泡：向热烫后的百合鳞茎中加入0.005g NaCl、0.005 g柠檬酸、0.01 g D-异抗坏血酸钠、0.1 g抗坏血酸作为护色剂进行护色处理，然后加水1 000 mL，浸泡1 h～2 h[15]。

（3）破碎、过滤：将护色后的百合鳞茎放入榨汁机中破碎打浆，得到的百合浆用四层纱布过滤，得到百合汁备用。

（4）调配：将百合汁与浓缩苹果汁按一定体积比混合，再加入一定量的水、白砂糖、柠檬酸，并充分搅拌至白砂糖与柠檬酸溶解。

（5）均质：将调配好的饮料于4500r/min均质2min，使其混合均匀。

（6）杀菌：将百合苹果复合饮料装入玻璃瓶中，虚掩瓶盖于90℃水浴锅中继续加热，当瓶内温度升至100℃后拧紧瓶盖，保持15 min。

1.4 配方试验设计

1.4.1 单因素试验设计

在百合苹果复合饮料的调配过程中，百合汁与浓缩苹果汁的体积比、混合汁的用量（百合汁与浓缩苹果汁）、白砂糖的添加量、柠檬酸的添加量，会影响饮料的组织状态、色泽、气味和滋味，因此要对其进行单因素试验。

1.4.1.1 百合汁与浓缩苹果汁的体积比对饮料感官评分的影响

控制饮料总量为150 mL，混合汁的用量为50%，加水补充剩余体积，白砂糖的添加量为5%，柠檬酸的添加量为0.05%。百合汁与浓缩苹果汁的体积比选取 5 个水平（9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5）进行单因素试验，考察百合汁与浓缩苹果汁的体积比对饮料感官评分的影响。

1.4.1.2 混合汁的用量对饮料感官评分的影响

控制饮料总量为150 mL，百合汁与浓缩苹果汁的体积比为8∶2，白砂糖的添加量为5%，柠檬酸的添加量为0.05%。混合汁的用量选取5个水平（30%、40%、50%、60%、70%）进行单因素试验，考察混合汁的用量对饮料感官评分的影响。

1.4.1.3 白砂糖的添加量对饮料感官评分的影响

控制饮料总量为150 mL，百合汁与浓缩苹果汁的体积比为8∶2，混合汁的用量为50%，柠檬酸的添加量为0.05%，白砂糖的添加量选取5个水平（1%、3%、5%、7%、9%）进行单因素试验，考察白砂糖的添加量对饮料感官评分的影响。

1.4.1.4 柠檬酸的添加量对饮料感官评分的影响

控制饮料总量为150 mL，百合汁与浓缩苹果汁的体积比为8∶2，混合汁的用量为50%，白砂糖的添加量为3%，柠檬酸的添加量选取5个水平（0.01%、0.03%、0.05%、0.07%、0.09%）进行单因素试验，考察柠檬酸的添加量对饮料感官评分的影响。

1.4.2 正交试验设计

在单因素试验的基础上，对百合汁与浓缩苹果汁的体积比、混合汁的用量、白砂糖的添加量、柠檬酸的添加量4个因素进行L9（34）正交试验设计，具体因素水平见表1。

表1 正交试验因素水平Table 1 Factors and levels of the orthogonal test

1.5 稳定性试验设计

以调配方案最佳的百合苹果复合饮料为研究对象，添加不同量的黄原胶、CMC-Na或将二者进行复配，产品再经均质，在4℃下静置7 d，以4 000 r/min离心10 min后以沉淀率作为指标，确定最佳的稳定剂种类和添加量[16]，计算公式如下。

沉淀率/%=G1/G2×100

式中：G1为沉淀物质量，g；G2离心饮料质量，g。

1.6 检测方法

1.6.1 感官评价方法

参照吴国美等[17]的方法稍作修改，对百合苹果复合饮料进行感官评价。由10名专业人员进行品尝，分别从色泽、气味、滋味、组织状态进行综合评分，满分为100，取评分小组的平均值为最终评分，评分标准见表2。

表2 百合苹果复合饮料感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standard of lily and apple compound beverage

1.6.2 理化指标测定

可溶性固形物的测定：参照GB/T 12143—2008《饮料通用分析方法》进行测定；总酸的测定：参照GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》进行测定；pH值的测定：pH计；粗多糖含量的测定：采用苯酚-硫酸法[18-19]。

1.6.3 微生物指标测定

细菌总数：参照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》进行测定；大肠菌群：参照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》进行测定。

1.6.4 抗氧化活性测定

用无水乙醇配制0.1 mmol/L的DPPH溶液，避光保存。在试管中分别加入2 mL待测液和2 mL的DPPH溶液，充分振摇后置于暗处，在室温25℃下反应30 min，在波长517 nm处测定吸光度A1。2 mL待测液加入等积无水乙醇作为样品对照测得吸光度A2，2mL的DPPH溶液加入等体积无水乙醇作为空白测得吸光度A0。测定时用无水乙醇调零，重复3次，取平均值，计算样品的DPPH自由基清除率[20]。

DPPH 自由基清除率/%=[1-（A1-A2）/A0]×100

1.7 数据处理

采用Excel 2007和Origin 2019软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 百合汁与浓缩苹果汁的体积比对产品品质的影响百合汁与浓缩苹果汁的体积比对感官评分的影响见图1。

图1 百合汁与浓缩苹果汁体积比对感官评分的影响Fig.1 Effect of volume ratio of lily juice and concentrated apple juice on sensory evaluation scores

由图1可知，随着浓缩苹果汁比例的增加，其香味逐渐变浓，当百合汁与浓缩苹果汁的体积比为8∶2时感官评分最高，之后，饮料的口感变差。这主要是因为，浓缩苹果汁比例的增加掩盖了百合独有的风味，因此选择百合汁与浓缩苹果汁体积比为 9∶1、8∶2、7∶3 这3个水平进行正交试验。

2.1.2 混合汁的用量对产品品质的影响

混合汁的用量对感官评分的影响见图2。

图2 混合汁用量对感官评分的影响Fig.2 Effect of amount of mixed juice on sensory evaluation scores

由图2可知，随着混合汁用量的增加，感官评分升高，当混合汁的用量为50%时，感官评分最高，当混合汁用量超过50%，感官评分随之下降。原因在于混合汁用量过少时，其中固形物含量过低，饮料的口感过于稀薄，香味滋味寡淡，而当混合汁用量过多时，饮料的口感过于黏稠，适口性较差。因此选择混合汁用量为40%、50%、60%3个水平进行正交试验。

2.1.3 白砂糖的添加量对产品品质的影响

白砂糖的添加量对感官评分的影响见图3。

图3 白砂糖添加量对感官评分的影响Fig.3 Effect of sugar addition on sensory evaluation scores

甜度直接影响饮料的口感，由图3可知，随着白砂糖添加量的增加，饮料的甜度增加，口感适宜，白砂糖添加量为3%时感官评分最高，但当白砂糖的添加量超过3%，口感变差，由于饮料中已添加的浓缩苹果汁会增加饮料的甜度，所以白砂糖添加量超过3%会使饮料过甜而影响口感。因此选择白砂糖添加量为1%、3%、5%3个水平进行正交试验。

2.1.4 柠檬酸的添加量对产品品质的影响

柠檬酸的添加量对感官评分的影响见图4。

图4 柠檬酸添加量对感官评分的影响Fig.4 Effect of citric acid addition on sensory evaluation scores

由图4可知，随着柠檬酸添加量的增加，饮料的感官评分先升高后降低，在添加量为0.05%时达到最大值，此时风味最佳，柠檬酸的添加量再增加时，由于过酸而掩盖了百合原有的风味和滋味，口感变差。因此选择柠檬酸的添加量为0.03%、0.05%、0.07%3个水平进行正交试验。

2.2 正交试验结果

由单因素试验得出A（百合汁与浓缩苹果汁的体积比）、B（混合汁用量）、C（白砂糖添加量）、D（柠檬酸添加量）4个因素的适宜范围进行正交试验，其结果与极差分析见表3。

表3 正交试验结果Table 3 Results of orthogonal test

由表3极差分析可以看出，各因素对饮料感官品质影响的顺序：C＞B＞D＞A，影响饮料品质的主要因素为C（白砂糖添加量），其次为B（混合汁的用量）。综合k值，以及直观比较，得出最优组合为A1B3C3D2，但该组合并未在9组试验号中出现，9组试验中感官评分最高的是A1B3C3D3，因此对A1B3C3D2和A1B3C3D32组进行验证试验，得到A1B3C3D2感官评分为86.33，A1B3C3D3感官评分为83.67，A1B3C3D2感官评分高于A1B3C3D3，因此确定A1B3C3D2为最佳配方组合，即百合汁与浓缩苹果汁的体积比为9∶1，混合汁用量为60%，白砂糖添加量为5%，柠檬酸添加量为0.05%。

2.3 稳定性试验结果

百合中淀粉含量较多，容易造成沉淀分层。为了提高饮料的稳定性，防止其在贮藏过程中出现沉淀分层，需要添加一定量的稳定剂[21]。在前期试验中，添加相同量的琼脂、CMC-Na、黄原胶、海藻酸钠和结冷胶，比较稳定效果，其中效果较好的为黄原胶和CMC-Na，继续选择黄原胶和CMC-Na及其混合物进行稳定性试验，结果见表4。

表4 稳定剂添加量及稳定效果Table 4 Stabilizer addition amount and stabilizing effect

由表4可知，稳定效果最好的是添加0.05%的CMC-Na。

2.4 产品质量评价

2.4.1 感官评价

按照最优工艺制成的百合苹果复合饮料色泽均匀，香味协调且有百合独特的清香，口感润滑、酸甜适宜，无肉眼可见的沉淀，均匀一致无分层。

2.4.2 理化指标

按照最优工艺制成的百合苹果复合饮料理化指标见表5。

表5 百合苹果复合饮料的理化指标Table 5 The physical and chemical index of lily and apple compound beverage

2.4.3 微生物指标

百合苹果复合饮料中菌落总数和大肠菌群均为0。

2.4.4 抗氧化活性

测得饮料的DPPH自由基清除率为49.24%，这表明百合苹果复合饮料有一定的抗氧化活性。

3 结论

本研究以感官评分为指标，通过单因素试验和正交试验，得到百合苹果复合饮料的最佳配方：百合汁与浓缩苹果汁体积比9∶1，混合汁用量60%，白砂糖添加量5%，柠檬酸添加量0.05%，得到的成品感官评分为86.33。对饮料感官影响的主次顺序：白砂糖添加量＞混合汁用量＞柠檬酸添加量＞百合汁与浓缩苹果汁体积比，添加0.05%的CMC-Na，饮料的稳定性最好。制得的百合饮料均匀一致、有百合独特风味，其粗多糖含量为2.76 mg/mL，具有一定的抗氧化活性。此复合饮料色泽均匀、风味独特，具有一定的应用前景。