一种刺梨樱桃复合果汁饮料的研制及稳定性

刘娟娟，田密

北京振东光明药物研究院有限公司（北京 100085）

刺梨（Rosa roxburghiiTratt）又名文光果、送春归，系蔷薇科植物，广泛分布于温暖带及亚热带地区。我国野生刺梨主要分布在贵州、陕西、四川、浙江等省。其中，仅贵州省年产量就超过1 500 t，野生资源十分丰富[1]。

刺梨维生素C（VC）含量可达300～1 600 mg/100 g，比以富含VC著称的猕猴桃（62 mg/100 g）还高，因此被誉为“VC之王”。刺梨的营养成分丰富，研究证明其所含的维生素和超氧化物歧化酶具有防止氧化、延缓衰老的作用，微量元素能预防贫血，其他重要生化物质具有防癌抗癌、增强免疫功能、降低机体内重金属负荷等功效[2-5]。

针叶樱桃分布于南美洲北部，同样富含VC，VC含量可达1 500 mg/100 g。相关科研人员在进行开发研究中，报道了针叶樱桃在抗氧化、抗肿瘤、保健、美容方面都具有一定功效作用，因此把它称为魔力樱桃。

刺梨鲜果本身由于口味酸涩，很难入口。市面上的刺梨相关产品，有罐头、果汁、啤酒、果酒、果脯等。普遍存在高新技术含量低，口感不太理想的问题[6]，在国内外市场上缺乏竞争力。如何利用天然资源高含量VC的刺梨，开发口感优质的富含VC饮料，成为亟须解决的问题。此次试验旨在开发一款刺梨复合果汁饮料，通过控制灭菌条件，为获得高VC含量果汁提供技术支持；同时通过感官评价法确定刺梨和樱桃原料的添加量，根据最佳配方，研制一款富含维生素C的刺梨复合果汁饮料的功能食品。产品区别于市场上的果汁或者浓缩果汁饮料，有维生素C的营养标识，具有补充维生素C的保健功能。

1 材料与方法

1.1 材料

浓缩刺梨原汁（恒利源公司）；樱桃浓缩汁（济宁正隆经贸公司）；青柠浓缩汁（道勤生物科技公司）；结晶果糖（保龄宝生物公司）；针叶樱桃粉[格莱德科技（上海）公司]。

1.2 试剂和仪器设备

磷酸、磷酸二氢钾、偏磷酸、甲醇、C18色谱柱、VC标准品。

XSE205DU电子分析天平（METTLER TOLEDO）；CHP-028高效液相色谱仪（waters W2489）；KQ-500DE数控超声波清洗器（昆山市有限公司）；DSX-18L手提式高压蒸汽灭菌器（上海申安医疗器械厂）。

1.3 试验方法

针叶樱桃粉VC含量为17%，采购的浓缩刺梨汁VC含量为500 mg/100 mL。设计产品规格为50 mL/瓶。经过初步的小试试验与计算，调整甜味的主要原料选择结晶果糖。确定针叶樱桃粉添加量2%、青柠浓缩汁添加量2%。主要考察浓缩刺梨汁、樱桃浓缩汁、结晶果糖的最佳添加量。

1.3.1 浓缩刺梨汁、樱桃浓缩汁、结晶果糖的添加量试验设计

1.3.1.1 单因素试验设计

固定樱桃浓缩汁添加量20%、结晶果糖添加量7%，考察浓缩刺梨汁添加量（45%，50%，55%，60%和65%）对感官评价的影响；固定浓缩刺梨汁添加量45%、结晶果糖添加量7%，考察樱桃浓缩汁添加量（5%，10%，15%，20%和25%）对感官评价的影响；固定浓缩刺梨汁添加量45%、樱桃汁添加量20%，考察结晶果糖添加量（4%，5%，6%，7%和8%）对感官评价的影响；各单因素试验中，针叶樱桃粉添加量6%、青柠浓缩汁添加量2%，其余用纯净水定容。

感官评定标准由30名具有感官评定经验的食品专业人员组成感官评定小组，每次评定前均用纯净水漱口，依据色泽、口感、香气和组织状态4个指标进行评定。满分100分，其中色泽20分、滋味30分、气味30分、组织状态20分。感官评定标准见表1。

表1 感官评价指标及评分标准

1.3.1.2 正交优化试验设计

选取浓缩刺梨汁、樱桃浓缩汁、结晶果糖的添加量3个因素，在单因素试验基础上，以单因素最优的添加量确定3个水平。以感官评价为评价指标，设计正交试验。

1.3.1.3 模糊数学综合感官评价法确定刺梨樱桃复合果汁饮料最佳配方

采用正交试验和模糊数学综合感官评价法相结合，对刺梨樱桃复合果汁饮料进行感官评价[7-8]。该产品质量由口感、色泽、香气和组织状态4因素组成。对每个因素按优、良、中、差4个等级进行评定，m1～m4代表优、良、中、差4个等级，M={优、良、中、差}={90，80，70，60}。采用强制决定法确定刺梨樱桃复合果汁饮料各因素权重（表2），即V={0.29，0.27，0.24，0.20}，权重结果是口感＞色泽＞香气＞组织形态。

表2 感官指标权重分配

评价小组由10名按照GB/T 16291.1—2012《感官分析选拔、培训与管理评价员一般导则第1部分：优选评价员》严格训练的食品专业人员组成，在评定前1 d不饮酒，不吸烟，感官评定前不吃刺激性食物，每评定完一个样品要用清水进行漱口，间隔10 min再对下一个样品进行评定。对评价结果汇总建立模糊数学矩阵Ri，其中，i=1，2，3，4，5，6，7，8，9为样品编号，每一行代表一个，评价因素的评价结果采用模糊数学综合感官评价方法进行分析，具体感官评价标准依据NY 82.2—1988《果汁测定方法感官检验》并稍作修改（表3）。

表3 刺梨樱桃复合果汁饮料感官评价

1.3.2 测定项目及方法

VC含量测定采用GB 5009.86—2016《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》[9]。

1.3.3 灭菌方法的筛选

利用实验室现有试验条件，分别对刺梨樱桃复合果汁饮料进行3种不同的方式灭菌，对其口感、气味等感官和VC含量指标以及产品的稳定性进行考察，以对比不同灭菌方法对产品的影响。

1.3.4 稳定性试验

将制得的刺梨樱桃复合果汁饮料灭菌包装后，放入加速稳定性箱中（稳定性试验温度37±2 ℃，相对湿度75%±5%）进行2个月加速试验，常温放置12个月观察。通过感官和VC含量指标对产品的稳定性进行考察，对产品的质量进行评价。

2 结果与分析

2.1 浓缩刺梨汁、樱桃浓缩汁、结晶果糖的添加量确定

2.1.1 单因素试验结果

2.1.1.1 浓缩刺梨汁添加量对感官评价的影响

浓缩刺梨汁添加量对感官评价的影响见图1。浓缩刺梨汁添加量55%时，感官评价最高，为88.5分，此时产品呈紫红色，具有浓郁的刺梨香味。浓缩刺梨汁可有效调节风味和色泽，但随着添加量继续增加，饮料的口感变差，酸涩味道凸显。浓缩刺梨汁的添加量较低时，刺梨香味淡，口感寡淡。

图1 浓缩刺梨汁添加量对感官评价的影响

2.1.1.2 樱桃浓缩汁添加量对感官评价的影响

樱桃浓缩汁添加量对感官评价的影响见图2。樱桃浓缩汁添加量15%时，感官评价最高，为83.3分，刺梨樱桃复合果汁饮料有酸甜味，具有刺梨、樱桃特有的香气。樱桃浓缩汁添加量过少，起不到调色的作用，整体味道寡淡，刺梨的口涩味凸显，不容易被消费者接受。樱桃浓缩汁添加量较高时，会给饮料带来更深的颜色，视觉不美观，且酸味不协调。

图2 樱桃浓缩汁添加量对感官评价的影响

2.1.1.3 结晶果糖添加量对感官评价的影响

结晶果糖添加量对感官评价的影响见图3。结晶果糖添加量7%时，感官评价最高，为79.5分，此时产品呈清亮的紫红色，具有浓郁的刺梨香味和樱桃香味。结晶果糖可有效调节饮料的风味，但随着添加量继续增加，饮料的整体口感会甜腻，会掩盖果汁香气。结晶果糖的添加量较低时，无甜味，口感酸涩。

图3 结晶果糖添加量对感官评价的影响

2.1.2 浓缩刺梨汁、樱桃浓缩汁、结晶果糖的添加量正交优化试验设计

在浓缩刺梨汁、樱桃浓缩汁、结晶果糖的添加量的单因素试验基础上，以单因素最优的添加量确定3个水平。以感官评价为评价指标，设计正交试验，因素水平表见表4。

表4 正交试验因素水平 单位：%

由图1～图3得到，浓缩刺梨汁、樱桃浓缩汁、结晶果糖的添加量对刺梨樱桃汁复合果汁饮料均呈现相似的变化趋势。感官评价分数先增后减。浓缩刺梨汁添加量55%时，感官评价分数最高，添加量过高或者过低都会导致复合果汁饮料的口感苦涩或者寡淡，严重影响口感，故选择50%～60%作为浓缩刺梨汁的最适添加范围；樱桃浓缩汁添加量15%时，感官评价分数最高，若继续添加会导致饮料味道不协调，品质颜色不好看，影响复合果汁饮料的整体感官，故选择10%～20%作为樱桃浓缩汁的最适添加范围；结晶果糖添加量7%时，感官评价分数最高，添加量过高或者过低都会导致复合果汁饮料的口感不协调，严重影响口感，故选择6%～8%作为结晶果糖的最适添加范围。

2.1.3 刺梨樱桃复合果汁饮料感官评价结果

由10名专业感官评价员对刺梨樱桃复合果汁饮料按照口感、色泽、香气和组织状态进行评价，收集数据统计结果，见表5。

表5 刺梨樱桃复合果汁饮料模糊感官评价结果

用各个等级评价人数与总人数之比得集合。将9组试验在不同因素下得到的评价结果列为矩阵。

根据模糊数学变换原理Y=V×R，确定模糊关系综合评价集[Yj=V×Rj（j=1，2，3，4，5，6，7，8，9）]。各个试验组不同指标的平均计算结果为Y1={0.282 0.264 0.314 0.144}，Y2={0.214 0.282 0.287 0.221}，Y3={0.242 0.344 0.220 0.163}，Y4={0.349 0.316 0.222 0.127}，Y5={0.404 0.276 0.188 0.127}，Y6={0.505 0.288 0.154 0.071}，Y7={0.268 0.426 0.185 0.153}，Y8={0.339 0.329 0.250 0.154}和Y9={0.447 0.196 0.147 0.244}。

2.1.4 基于模糊数学感官评价正交试验结果

将评价等级优、良、中、差4个等级分别赋予分数90，80，70，60，与综合评价结果一一对应相乘（M×Yj），并且求和，最终得到每个样品感官评分，见表6。

由表6可知，影响刺梨樱桃复合果汁饮料感官评价结果主要因素排序为浓缩刺梨汁添加量（A）＞结晶果糖添加量（C）＞樱桃浓缩汁添加量（B），最佳配方是A3B2C1，即浓缩刺梨汁添加量60%、樱桃浓缩汁添加量15%、结晶果糖添加量6%。在此条件下，刺梨樱桃汁复合果汁饮料的口感适中，具有浓郁的刺梨樱桃香味，酸甜可口。第8组得分最高且处于优良之间，综合评价，认为8号试验组是理论试验的最佳条件。

表6 刺梨樱桃复合果汁饮料正交试验结果

2.2 刺梨樱桃复合果汁饮料灭菌方法的考察结果

表7为不同灭菌方式的对比。从数据可以看出，感官没有差别，但是VC含量都有损失，热灌装VC含量损失最少，损失率为25.0%。高压灭菌和煮沸的损失率相差不多，分别为25.0%和27.0%。灭菌方式优选热灌装，但对生产环境洁净度要求比较严格。

表7 不同灭菌方式对比

2.3 刺梨樱桃复合果汁饮料稳定性考察结果

将制得的刺梨樱桃复合果汁饮料按照3种灭菌方式灭菌包装后，放入加速稳定性箱中（稳定性试验温度37±2 ℃，相对湿度75%±5%）进行2个月加速试验，常温放置12个月。对其口感、气味、感官和VC含量指标对产品的稳定性进行考察，对产品的质量进行评价，其3种灭菌方法的常温放置12个月和加速2个月的口感、气味、感官都与0月的无差别。VC含量变化结果见表8。

结果表明，3种灭菌方式感官没有差别。但是VC含量都损失严重，加速1个月VC损失率在32%～37%。加速2个月VC损失率在48%～53%，常温放置12个月VC损失率在49%～54%。从表8的结果可以看出，灭菌工艺对VC的破坏性相对不是很大，主要是保存期间VC的损失较大。VC其热敏性在高温状态下容易造成热破坏，溶液状态下容易造成损失[10]。最后产品的VC含量可达150 mg/mL。

表8 常温12个月和加速2个月试验VC含量变化

3 结论

通过单因素试验、正交试验和模糊数学感官评价法相结合对刺梨樱桃复合果汁饮料进行感官评价，通过创建模糊数学矩阵对试验数值进行分析，考察浓缩刺梨汁、樱桃浓缩汁、结晶果糖的添加量对刺梨樱桃复合果汁饮料的口感、香气和光泽等影响，得到饮料的最佳配方：针叶樱桃粉添加量2%、青柠浓缩汁添加量2%、浓缩刺梨汁添加量60%、樱桃浓缩汁添加量15%、结晶果糖添加量6%，并用水补齐。制得的刺梨樱桃复合果汁饮料的感官评分是83.57分，在该配方下的饮料产品酸甜适中，风味独特。通过对比不同灭菌方式，得到热灌装工艺对VC破坏性最少，损失率为12.0%。对饮料进行加速2个月的试验和常温放置12个月试验，观察其各项指标，微生物合格，感官未受到影响。VC损失率达50.0%左右。得到保存期VC损失率比加工损率大的结论。产品VC含量为150 mg/mL。该配方采用天然原料，无添加色素和甜味剂。VC含量丰富，口感酸甜，是优质的健康饮品。