山楂决明子苹果醋复合饮料的研制
2022-11-02李青益许宁侠王汉屏
王 培，崔 宁，李青益，许宁侠，王汉屏
（西安外事学院，精准抗衰健康产品研发与转化陕西省高校工程研究中心，陕西 西安710077）
“药食同源”一词最早被记载于《黄帝内经》，其中提到的防病养生观念一直延用至今。山楂和决明子均为药食同源食品，可以调节人体部分生理功能。山楂是蔷薇科植物的成熟果实，具有健脾开胃、消食化瘀、降血脂、降压的作用，主要化学成分为黄酮类和三萜类化合物。此外，山楂含有柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸等，可以促进胃肠道的消化吸收，对冠状动脉疾病及高血脂、高血压等有一定的防治功效[1-3]。决明子为豆科植物决明的干燥果实，具有清热明目、润肠通便之功效，主要化学成分有决明子多糖、蒽醌类、脂肪酸类及氨基酸等。药理作用研究表明，决明子具有降血糖、降血脂、抗衰老等功效[4-6]。苹果醋是一种发酵果醋，兼有苹果和食醋的味道及营养价值[7-9]。通过在苹果醋中添加药食同源材料，既可以改善果醋风味，又可增加其营养价值。研究表明，苹果醋含有多种多酚类和黄酮类化学成分，具有降低血脂、血压及胆固醇等功效[10-14]。
影响苹果醋饮料风味的主要因素为糖度和酸度[15]。因此为了使饮料风味更加纯正，以苹果醋原液为基料，添加山楂汁、决明子汁、木糖醇、柠檬酸原料，开发一种既有苹果醋的功效，又具有山楂和决明子保健功能的复合饮料。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
1.1.1 材料与试剂
山楂、决明子，购于西安市药材市场；红富士苹果，产于陕西洛川。
木糖醇、食品级柠檬酸，浙江一诺生物科技有限公司；酵母，安琪酵母股份有限公司。
1.1.2 仪器与设备
Secura324-1CN电子天平、PB-10酸度计，德国赛多利斯；HH-S2数显恒温水浴锅，江苏金怡仪器有 限 公 司；Allegra 64R离 心 机，Beckman Coulter；LK-800A中药粉碎机，上海隆拓仪器设备有限公司；BJ-Y57-P榨汁机，小熊电器股份有限公司；721G紫外可见分光光度计，上海上分仪器设备有限公司。
1.2 方法
1.2.1 山楂汁的制备
1.2.1.1 工艺流程
山楂→清洗→预煮→破碎→浸提→粗滤→分离→澄清→过滤→山楂汁
1.2.1.2 操作要点
挑选色泽良好、无病虫害的优质山楂，清洗干净，于70℃热水中预煮15 min，并加入1 g/L抗坏血酸溶液进行护色，待其变软后切成小块，按液料比10∶1（mL/g）的比例加水浸取山楂汁，在65℃恒温水浴锅中热水浸提4 h，随后用6层纱布过滤，浸提2次，合并滤液，即得山楂汁。
1.2.2 决明子汁的制备
1.2.2.1 工艺流程
决明子→清洗→破碎→浸提→粗滤→分离→澄清→过滤→决明子汁
1.2.2.2 操作要点
挑选无蛀虫害、大小均匀的优质干决明子，用粉碎机粉碎并过40目筛，按液料比10∶1（mL/g）的比例加水浸取决明子汁，在65℃恒温水浴锅中热水浸提4 h，随后用6层纱布过滤，浸提2次，合并滤液，即得决明子汁[16]。
1.2.3 苹果醋的制备
1.2.3.1 工艺流程
苹果→洗净→破碎→榨汁→酶解→澄清→过滤→灭菌→酒精发酵→醋酸发酵→过滤→苹果醋→调配→装罐→灭菌
1.2.3.2 操作要点
挑选果实饱满、成熟度高的优质红富士苹果，用自来水冲洗干净，去皮去核后切块，放入1 g/L抗坏血酸护色液中浸泡10 min，接着加入超过苹果块1倍体积的清水进行榨汁，得到苹果果浆。随后将苹果浆在pH 6.5，温度45℃，果胶酶添加量0.2 g/L的条件下酶解90 min。用纱布过滤后得苹果汁。将苹果汁于95℃下灭菌6 min后，用柠檬酸将pH值调至4.0，加入已灭菌的糖并调节其糖度至16%，接种体积分数为9%活化后的酵母菌液（5 g酵母加入50 mL 2%的蔗糖水中活化），28℃酒精发酵5 d。在酒精发酵的基础上再进行醋酸发酵[17]，最佳工艺参数为：接种体积分数为8%的醋酸菌种子液，发酵温度36℃，发酵时间6 d。将发酵液进行过滤，即得苹果醋[18]。
1.2.4 复合饮料的制备
1.2.4.1 工艺流程
山楂汁、决明子汁、苹果醋、木糖醇、柠檬酸→调配→预热（70℃）→灌装→密封→杀菌（95℃，10 min）→冷却→成品[19]
1.2.4.2 操作要点
混合调配：将山楂汁、决明子汁、木糖醇、柠檬酸加入到苹果醋中进行调配。
灌装、杀菌、冷却：灌装容器、瓶盖放在沸水中煮15 min备用。将调配好的溶液灌装，旋盖封口，采用巴氏杀菌法（80℃，30 min）灭菌，冷却，得到成品[20]。
1.2.5 单因素试验设计
以感官品质为评价指标，通过单因素试验确定山楂汁、决明子汁、木糖醇和柠檬酸的最适添加量。以上成分添加量均以占成品饮料的体积计，饮料不足部分以苹果醋补齐。
1.2.5.1 山楂汁添加量的筛选
固定决明子汁添加量10%，木糖醇添加量10 g/L，柠檬酸添加量0.15 g/L，考察山楂汁添加量分别为5%、10%、15%、20%、25%时对复合饮料感官品质的影响，筛选最佳山楂汁添加量。
1.2.5.2 决明子汁添加量的筛选
固定山楂汁添加量15%，木糖醇添加量10 g/L，柠檬酸添加量0.15 g/L，考察决明子汁添加量分别为5%、10%、15%、20%、25%时对复合饮料感官品质的影响，筛选最佳决明子汁添加量。
1.2.5.3 木糖醇添加量的筛选
固定山楂汁添加量15%，决明子汁添加量15%，柠檬酸添加量0.15 g/L，考察木糖醇添加量分别为5.0、7.5、10.0、12.5、15.0 g/L时对复合饮料感官品质的影响，筛选最佳木糖醇添加量。
1.2.5.4 柠檬酸添加量的筛选
固定山楂汁添加量20%，决明子汁添加量为15%，木糖醇添加量10 g/L，考察柠檬酸添加量分别为0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 g/L时对复合饮料感官品质的影响，筛选最佳柠檬酸添加量。
1.2.6 正交试验设计
在单因素试验结果的基础上，选取山楂汁添加量、决明子汁添加量、木糖醇添加量和柠檬酸添加量为复合饮料感官品质的主要影响因素，以复合饮料感官评分为考察指标，进行L9(34)正交试验，确定产品最佳配方，正交试验因素水平见表1。
表1 正交试验因素水平表Table 1 Orthogonal experiment factors and levels table
1.2.7 测定项目与方法
1.2.7.1 感官评价
由25名具有食品专业背景的人员从组织形态、色泽、风味、口感4个方面对山楂决明子苹果醋复合饮料感官品质进行评分，取平均值作为最终得分，评分标准见表2。
表2 山楂决明子苹果醋复合饮料感官评价标准Table 2 Sensory evaluation criteria for hawthorn cassia apple vinegar compound beverage
1.2.7.2 理化测定指标
蛋白质含量：采用考马斯亮蓝法[21]进行测定；总酸度：参照GB 12456—2021[22]规定的方法进行测定；总糖含量：采用苯酚-硫酸法[23]进行测定。
1.2.7.3 微生物指标检测
菌落总数：参照GB 4789.2—2016[24]中的方法测定；大肠杆菌总数：参照GB 4789.3—2016[25]中的方法测定。
1.2.8 数据处理
采用Excel软件进行作图，采用SPSS软件进行数据处理及分析。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果
2.1.1 山楂汁添加量的确定
由图1可以看出，随着山楂汁添加量的增加，山楂决明子苹果醋复合饮料感官评分呈现先升高后降低的趋势。当山楂汁添加量低于20%时，复合饮料中山楂的气味和滋味均过淡，且口感欠佳；而当山楂汁添加过量高于20%时，苹果醋本身的酸味加上山楂的酸味，致使复合饮料酸味过重，感官评分降低。综上，确定山楂汁适宜添加量为20%。
图1 山楂汁添加量对复合饮料感官评分的影响Fig.1 Effects of hawthorn juice additions on sensory scores of compound beverage
2.1.2决明子汁添加量的确定
由图2可以看出，随着决明子汁添加量的增加，山楂决明子苹果醋复合饮料感官评分呈现先升高后降低的趋势。当决明子汁添加量低于15%时，复合饮料中决明子汁气味和滋味过淡；而当决明子汁添加量高于15%时，复合饮料中药味过重，口味欠佳，感官评分降低。因此，确定决明子汁适宜添加量为15%。
图2 决明子汁添加量对复合饮料感官评分的影响Fig.2 Effects of cassia juice additions on sensory scores of compound beverage
2.1.3 木糖醇添加量的确定
由图3可以看出，随着木糖醇添加量的增加，山楂决明子苹果醋复合饮料感官评分呈现先升高后降低的趋势。当木糖醇添加量低于10.0 g/L时，饮料甜度不足，酸味较重，适口性差；而当木糖醇添加过量，高于10 g/L时，饮料过于甜腻，爽口性不足，且掩盖了复合饮料本身原材料的味道，感官评分呈下降趋势。因此，确定木糖醇适宜添加量为10.0 g/L。
图3 木糖醇添加量对复合饮料感官评分的影响Fig.3 Effects of xylitol additions on sensory scores of compound beverage
2.1.4 柠檬酸添加量的确定
由图4可以看出，随着柠檬酸添加量的增加，山楂决明子苹果醋复合饮料感官评分呈现先升高后降低的趋势。当柠檬酸添加量低于0.15 g/L时，饮料酸味不足，不够爽口；而当柠檬酸添加量高于0.15 g/L时，复合饮料酸味过重，掩盖了饮料本身原材料的滋味，感官评分下降。因此，确定柠檬酸适宜添加量为0.15 g/L。
图4 柠檬酸添加量对复合饮料感官评分的影响Fig.4 Effects of citric acid additions on sensory scores of compound beverage
2.2 正交试验结果
由表3可知，影响山楂决明子苹果醋复合饮料感官评分的因素主次顺序为：A＞C＞B＞D，即山楂汁添加量＞木糖醇添加量＞决明子汁添加量＞柠檬酸添加量。山楂汁添加量对复合饮料感官评分影响最大，其次为木糖醇添加量，决明子汁添加量和柠檬酸添加量的影响相对较小。正交试验表中复合饮料的最佳配方组合为A2B2C2D1，由极差分析法得到的最佳配方组合为A2B2C2D2。
表3 正交试验结果Table 3 Orthogonal test results
对极差分析法所得的复合饮料最佳配方进行试验验证，感官评分为88分，比正交试验表中的最佳组合（85分）高，因此，最终确定山楂决明子苹果醋复合饮料配方的最优组合为A2B2C2D2，即山楂汁添加量为20%，决明子汁添加量为15%，木糖醇添加量为10 g/L，柠檬酸添加量为0.15 g/L。以该配方制备的复合饮料外观澄清透亮、无悬浮物、沉淀物和分层现象，颜色呈橙红色，色泽鲜亮，均匀，有苹果和山楂特殊清新的果香气味，味道酸甜可口，无异味，口感细腻。
2.3 山楂决明子苹果醋复合饮料各项指标检测结果
2.3.1 理化指标
经检测，饮料的蛋白质含量8.6 mg/100 mL，总酸含量（以乙酸计）5.9 g/100 mL，总糖含量3.6 mg/100 mL。
2.3.2 微生物指标
经检测饮料的细菌总数≤100 CFU/mL，大肠菌群数≤MPN/100 mL，无致病菌检出，以上指标均符合GB 7101—2015[26]中规定的相关卫生标准。
3 结论
采用单因素试验和正交试验确定了山楂决明子苹果醋复合饮料的最佳配方为：山楂汁添加量20%，决明子汁添加量15%，木糖醇添加量10 g/L，柠檬酸添加量0.15 g/L。以该配方制备的复合饮料色泽透亮、口感纯正、酸甜爽口，具有山楂和苹果的特殊果香味。复合饮料蛋白质含量为8.6 mg/100 mL，总酸含量为5.9 g/100 mL，总糖含量为3.6 mg/100 mL，微生物指标检测结果符合国家标准。该研究成果为保健型复合果醋的研发提供了一定的理论依据。
