富含花色苷果蔬粉配方的研究

焦 岩，杨又彬，常 影*，刘庆松，刘庆明，杨晓雪，石 磊

（1.齐齐哈尔大学食品与生物工程学院，黑龙江齐齐哈尔 161006；2.兴化市东奥食品有限公司，江苏泰州 225700）

果蔬粉是采用新鲜水果经脱水加工而成的固态粉末状产品，具有可溶性固形物含量高、溶解吸收好、方便携带运输等优点，同时因其具有天然、安全风险低等特点，已成为食品加工等领域不可或缺的配料，如饮料及保健食品中的复合乳饮料、代餐粉、益生菌粉等[1]，在面制食品、膨化食品、肉制品、乳制品、糖果制品、焙烤食品等领域也被广泛应用[2]。果蔬粉还可作为风味增强剂、营养强化剂、天然色素、天然香精等添加剂，应用于各类营养功能食品的加工中[3]。

根据不同果蔬粉的理化性质，按照不同特殊人群所需营养要求，进行复合果蔬营养粉的研发和应用，将果蔬粉的功能因子进行富集和合理配比，已经成为果蔬粉的研究趋势和发展方向。复配可将果蔬中的营养成分最大限度保留，提高果蔬利用率，改善原有果蔬粉的不良风味，使其成为满足不同人群需求的新型果蔬粉及加工产品[4]。如当前市场上固体饮料和营养代餐粉深受人们的欢迎，其携带方便、环保，成分营养健康，在国际市场有着广泛的应用前景。在国外，特别是美国、西欧、日本等发达国家，咖啡类、蛋白粉类、果味粉类、速溶茶类等固体饮品的产量非常高，尤其是果蔬粉的需求量也逐年上升，年递增率可以达到10%以上。国内市场上固体饮料品种单一，对性质研究和功能开发方面的探究较少，高附加值的营养果蔬粉的开发集中在工艺研究阶段，特别是富含花色苷、叶黄素等具备显著保健功能的复合果蔬粉研究较少[5]。

花色苷属于多酚类化合物，大多存在于果蔬的花、果实、茎、叶和根等可食部位，是一种天然色素化合物，不仅安全、无毒，还具有抗氧化、保肝、明目、降血脂和抗癌等多种保健功能[6-7]。为开发高营养、高附加值的果蔬粉，本研究以富含花色苷的红甜菜粉、紫薯粉、草莓粉、蓝莓粉为原料，通过优化配比和配方重组，开发出高花色苷含量且具有较强抗氧化功能的复合果蔬粉，为新型护眼等功能果蔬粉的开发提供了科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

红甜菜粉、紫薯粉、草莓粉、蓝莓粉，均为烘干的果蔬粉原料，来源于兴化市东奥食品有限公司。白砂糖，食品级，山东星光糖业有限公司。无水乙醇、HCl、Na2HPO4、FeSO4、H2O2、水杨酸等试剂均为国产分析纯，天津市大茂化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

JUV-2450 型紫外-可见分光光度计，日本岛津；FJ200 高速均质机，上海标本模型厂；DX-30B 超细粉碎机，广州市大祥电子机械设备有限公司；CJJ-931 型磁力加热搅拌器，常州万达升实验仪器有限公司；TDL-5-A型离心机，上海安亭科学仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 富含花色苷复合果蔬粉的制备工艺

原料→混合→过筛→添加稳定剂→添加白砂糖→均质→制成复合果蔬粉[8-9]。

1.3.2 果蔬粉配方优化单因素实验

（1）红甜菜粉添加量对果蔬粉感官品质的影响

参考李袁等[10]的方法，略作修改。称取紫薯粉1.2 g、草莓粉3.0 g、蓝莓粉4.0 g，分别与2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0 g 红甜菜粉进行复配，并加入瓜尔豆胶0.01 g、白砂糖0.45 g 后混合均匀，加入80～90 ℃的温水200 mL，采用高速均质机在5 000～6 000 r/min 条件下分散均质3.0 min后，进行感官评定，筛选红甜菜粉的最佳添加量。

（2）紫薯粉添加量对果蔬粉感官品质的影响

称取红甜菜粉3.0 g，草莓粉3.0 g、蓝莓粉4.0 g，分别与0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 g 紫薯粉进行复配，其他同（1），筛选紫薯粉的最佳添加量。

（3）草莓粉添加量对果蔬粉感官品质的影响

称取红甜菜粉3.0 g，紫薯粉1.4 g，蓝莓粉4.0 g，分别与2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 g 草莓粉进行复配，其他同（1），筛选草莓粉的最佳添加量。

（4）蓝莓粉添加量对果蔬粉感官品质的影响

称取红甜菜粉3.0 g，紫薯粉1.4 g，草莓粉3.0 g，分别与3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 g 蓝莓粉进行复配，其他同（1），筛选蓝莓粉的最佳添加量。

1.3.3 正交实验

选用红甜菜粉添加量、紫薯粉添加量、草莓粉添加量、蓝莓粉添加量，运用L9(34)正交实验因素水平表进行四因素三水平实验，确定复合果蔬粉的最优配方[11]，实验因素与水平见表1（见下页）。

表1 果蔬粉配方正交实验因素水平表Table 1 Orthogonal experiment on the formula of compound fruit and vegetable powder

1.4 测定指标与方法

1.4.1 感官评价

由10 人组成感官评定小组进行感官评定[10]。根据复合果蔬粉冲调前的颜色、有无结块等性状，冲调后的色泽、滋味气味、组织形态、口感是否浓郁、是否被大多数人接受等标准进行评分，满分100分，结果取平均值。感官评价标准见表2[11]。

表2 复合果蔬粉感官评分标准Table 2 Sensory evaluation criteria of compound fruit and vegetable powder

1.4.2 果蔬粉花色苷含量的测定

参考韦婷等[12-13]的实验方法，采用pH 示差法测定，取2 mL 样品液置于两只试管中，一只试管加入pH 1.0的缓冲液（0.2 mol/L 氯化钾溶液和0.2 mol/L 盐酸溶液调节pH 至1.0）定容到20 mL；另一只试管加入pH 4.5 的缓冲液（0.1 mol/L 柠檬酸溶液和0.1 mol/L 柠檬酸钠溶液调节pH 至4.5）定容至20 mL，漩涡震荡1.0 min，充分震荡后，用2 mL 溶剂加18 mL 相应缓冲液作为空白，分别在510 nm 和700 nm 波长处测定吸光值，取3 次实验的平均值，按照公式（1）计算总花色苷含量。

式中，A为吸光度差值，即；V为样品液的总体积，mL；m为取样量，g；26 900 为矢车菊色素-3-葡萄糖苷的摩尔消光系数；449.2 为矢车菊色素-3-葡萄糖苷的摩尔分子质量；Df为样品的总稀释倍数。

1.4.3 抗氧化实验

依据感官评定正交实验结果所得复合果蔬粉最佳配方，对制得的复合果蔬粉产品进行羟基自由基清除能力和DPPH 自由基清除能力的测定。同时测定四种果蔬单粉的自由基清除能力，并进行抗氧化能力的比较与分析。

（1）羟基自由基清除能力测定

将热水冲调后的果蔬粉离心过滤处理后，准确吸取样品液各1 mL 置于试管中，依次加入2.0 mL、6 mmol/L FeSO4及2.0 mL、6 mmol/L H2O2，混匀后静置10 min，再加入2.0 mL、6 mmol/L 水杨酸，混匀后静置30 min，于517 nm波长处测定吸光值。每组分别设置3 个平行，结果取其平均值。根据公式（2）计算羟基自由基清除率[14]。

式中，A0为1 mL 蒸馏水+2.0 mL FeSO4+2.0 mL H2O2+2.0 mL 水杨酸的吸光度值；A1为1 mL 样品+2.0 mL FeSO4+2.0 mLH2O2+2.0 mL 水杨酸的吸光度值；A2为1 mL样品+2.0mLFeSO4+2.0mLH2O2+2.0mL蒸馏水的吸光度值。

（2）DPPH 自由基清除能力测定

参考王娟娟等[15]的方法。取2.0 mL 不同质量浓度的果蔬粉样品液于试管中，与0.1 mmol/L、2.0 mL DPPH 溶液混合，旋涡震荡1.0 min，避光反应30 min，以无水乙醇为空白，在波长为517 nm 处测其吸光度[16-17]。每组实验平行3次，取其平均值，测定不同质量浓度的果蔬粉提取液对DPPH 自由基清除能力的大小。DPPH 自由基清除率按公式（3）计算。

式中，C0为2.0 mL 无水乙醇＋2.0 mL DPPH 溶液的吸光度值；C1为2.0 mL 样品＋2 mL DPPH 溶液的吸光值；C2为2.0mL样品＋2.0mL无水乙醇溶液的吸光度值。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1 红甜菜粉添加量对果蔬粉感官品质的影响

由图1 可知，随着红甜菜粉添加量的增加，复合果蔬粉的感官评分先增加后降低，红甜菜的添加量为3.0 g时，复合果蔬粉的感官评价最高。随着红甜菜粉质量的增加，果蔬粉的感官评分逐渐降低，这是因为红甜菜粉经过加工干燥后略带异味，且含有较多的纤维，导致冲泡后分层现象明显[18]。当添加量继续增多时，分层现象、吞咽异物感越来越明显，果蔬粉感官评分降低。因此确定红甜菜粉的最佳添加量为3.0 g。

图1 红甜菜粉添加量对复合果蔬粉感官品质的影响Fig.1 Effect of red beet powder addition on sensory quality of compound fruit and vegetable powder

2.1.2 紫薯粉添加量对复合果蔬粉感官品质的影响

由图2 分析可知，当紫薯粉添加量为1.4 g时，复合果蔬粉的感官评分达到最高（77.5 分）；当紫薯粉的添加量继续增加时，感官评分呈现下降趋势。因为紫薯粉复水后呈紫色，颜色鲜艳，有紫薯香气[19]，紫薯粉的添加还可增加复合果蔬粉产品的浊度，丰富其口感。当紫薯粉添加量过少时，气味不浓，而添加量过多时，有颗粒感，略有分层，影响口感。因此确定紫薯粉的最佳添加量为1.4g。

图2 紫薯粉添加量对复合果蔬粉感官品质的影响Fig.2 Effect of purple potato powder addition on sensory quality of compound fruit and vegetable powder

2.1.3 草莓粉添加量对复合果蔬粉感官品质的影响

复合果蔬粉中添加草莓粉经温水冲泡后，呈现透明淡粉色，有淡淡的草莓香气，味道微甜。由图3 可知，复合粉的感官评分呈先上升后下降趋势。当草莓粉的添加量为3.0 g时，复合果蔬粉的感官评分最高。当草莓粉添加量过少时，香气被其他果蔬粉掩盖；添加量过多时，甜味感过浓，感官评分下降。因此确定最优的草莓粉添加量为3.0 g。

图3 草莓粉添加量对复合果蔬粉感官品质的影响Fig.3 Effect of strawberry powder addition on sensory quality of compound fruit and vegetable powder

2.1.4 蓝莓粉添加量对复合果蔬粉感官品质的影响

由图4 分析可知，当蓝莓粉添加量为3.5 g时，复合果蔬粉的感官评分最高。继续添加蓝莓粉时，感官评分呈下降趋势。蓝莓粉冲调后液体呈现出澄清透亮的淡紫色，无杂质结块，味酸，赋予果蔬粉浓郁的蓝莓气味，可以掩盖红甜菜粉的不良风味[20]，但当添加量过多时，酸味浓郁，口感降低。因此复合果蔬粉蓝莓粉的添加量为3.5g。

图4 蓝莓粉添加量对复合果蔬粉感官品质的影响Fig.4 Effect of blueberry powder addition on sensory quality of compound fruit and vegetable powder

2.2 复合果蔬粉的配方优化

从表3 的R值比较分析可知，复合果蔬粉感官品质影响因素大小依次为红甜菜粉添加量＞草莓粉添加量＞紫薯粉添加量＞蓝莓粉添加量，得到感官评分最优组合条件为A2B1C2D1。以此组合为实验条件进行验证，结果表明，该实验条件下感官评分最高。因此复合果蔬粉的最佳配方为红甜菜粉3.0 g、紫薯粉1.2 g、草莓粉3.0 g、蓝莓粉3.0 g。

表3 感官评定正交实验结果Table 3 Orthogonal test results of sensory evaluation

2.3 果蔬粉花色苷含量测定与分析

如图5 所示，经过对四种果蔬单粉花色苷含量的测定，得出红甜菜粉、紫薯粉、草莓粉、蓝莓粉花色苷含量分别为30.90、339.8、8、67.2 mg/100 g。最佳感官条件下复合粉花色苷含量为88.5 mg/100 g。通过对比分析得出，虽然复合粉花色苷含量低于花色苷含量最高的是紫薯粉，但明显高于红甜菜粉、蓝莓粉、草莓粉，且复合果蔬粉的感官状态明显改善。因此可以得出，优化后的复合果蔬粉具有较高的花色苷含量，说明复配的果蔬粉不仅具有良好的感官风味，还具有较高的营养价值。

图5 果蔬粉花色苷含量对比图Fig.5 Comparison of anthocyanin content of fruit and vegetable powder

2.4 复合果蔬粉抗氧化性分析

2.4.1 羟基自由基清除能力结果与分析

（1）复合果蔬粉对羟基自由基的清除能力

对不同质量复合果蔬粉的羟基自由基清除能力进行了测定，结果如图6 所示，果蔬粉含量为5×10-4～4×10-2g时，复合果蔬粉对羟基自由基清除能力显著增加，最大清除率可达76.71%，说明复合果蔬粉对羟基自由基的清除效果显著。

图6 复合果蔬粉羟基自由基清除能力Fig.6 Hydroxyl radical scavenging ability of compound fruit and vegetable powder

（2）羟基自由基清除能力的对比

比较不同果蔬粉对于羟基自由基的清除效果如图7所示，由图可知，红甜菜粉、草莓粉、紫薯粉、蓝莓粉的羟基自由基清除能力分别为69.77%、71.03%、58.05%、34.73%，而复合粉的羟基自由基清除率可达76.17%，显著高于四种果蔬单粉，说明四种果蔬经过复配以后，不同果蔬粉各组分间具有协同作用，提高了对羟基自由基的清除效果，因此也说明复配果蔬粉比单一果蔬粉具有更好的生物活性。

图7 不同果蔬粉羟基自由基清除率比较Fig.7 Hydroxyl radical scavenging rate comparison of different fruit and vegetable powders

2.4.2 DPPH 自由基清除能力结果

（1）复合果蔬粉对DPPH 自由基清除能力

如图8 所示，复合果蔬粉的DPPH 自由基清除能力随着果蔬粉用量的增大而升高，呈现显著的量效关系，在果蔬粉用量为4×10-2g时，DPPH 自由基清除率可达82.71%，抗氧化效果明显，并且和羟基自由基清除效果具有一致性，说明富含花色苷的复合果蔬粉具有较强的自由基清除能力，其抗氧化效果与其含有花色苷等抗氧化物质含量有关。

图8 复合果蔬粉清除DPPH 自由基的能力Fig.8 DPPH radical scavenging ability of compound fruit and vegetable powder

（2）DPPH 自由基清除能力对比

对不同果蔬粉的DPPH 清除率进行了比较分析，由图9 可以看出，四种果蔬粉DPPH 自由基清除能力差距较大，草莓粉和蓝莓粉较低，仅有7.71%和25.25%，可能与其花色苷含量低有关。红甜菜粉、紫薯粉的DPPH 清除能力较强，分别高达89.15%、92.15%，说明红甜菜粉中含有的多酚等抗氧化成分提高了其对DPPH 的清除能力，而紫薯粉的花色苷含量较高，抗氧化能力因此最高。复合果蔬粉的DPPH 自由基清除能力达到了82.71%，体现了对DPPH 自由基良好的清除效果，抗氧化活性较强。

图9 不同果蔬粉DPPH 自由基清除率比较Fig.9 DPPH scavenging rate comparison of different fruit and vegetable powders

3 结论

本研究以富含花色苷的红甜菜粉、紫薯粉、蓝莓粉、草莓粉为原料，以感官品质为指标优化得到了复合果蔬粉的配方：红甜菜粉3.0 g、紫薯粉1.2 g、草莓粉3.0 g、蓝莓粉3.0 g，白砂糖0.45 g、瓜尔豆胶0.01 g。所制备的复合果蔬粉感官风味良好，冲调后色泽均匀，质地均一，无分层、异物感，甜度适中，带有果蔬粉清香，品质颇佳，且花色苷等活性成分含量较高，并具有较好的抗氧化能力，特别是本研究复配优化的复合果蔬粉对羟基自由基的清除能力更是高于四种单一果蔬粉的。

上述结果表明，经过科学复配后制备的果蔬营养粉的感官品质和营养价值明显好于单一果蔬粉，且抗氧化等生物活性显著提高。以富含花色苷果蔬制备的营养粉符合当代人们对果蔬代餐粉和健康饮品的追求，为新型营养健康果蔬食品的研究与开发提供了科学依据。