芜菁沙棘复合饮料的研制

李光英，张艳珍，曹文秀

（青海省轻工业研究所有限责任公司，青海西宁 810001）

0 引言

芜菁（Brassica rapa L.） 又名蔓菁、恰玛古等，是十字花科芸薹属2年生蔬菜作物，距今已有上千年种植历史[1]。据文献研究，青海芜菁富含蛋白质、膳食纤维、维C、Ca 及生物活性物质，是一类营养丰富的青藏高原特色农作物[2-3]。芜菁提取物具有抗缺氧、抗疲劳、降血脂等功效，素有“高原人参”的美誉，经常食用芜菁对人体非常有益[4-6]。但其味道甜中带有特殊辛辣气味，直接食用口感较差，有研究人员发现其辛辣气味是硫代葡萄糖苷类物质造成，可通过预煮法减弱辛辣气味[7-8]。

沙棘俗称醋柳、酸刺，其果实是一种小浆果，沙棘果中富含蛋白质、脂肪和碳水化合物，以及人体必需的多种维生素和矿物质[9-10]，其维C 的含量居果蔬之冠[11]。沙棘果有消食健胃、祛痰、止咳、平喘的作用，还能降低血胆固醇、防治冠状动脉粥样硬化性等功效[12]。沙棘果不仅营养丰富，而且气味清新，近年来越来越受大家关注。但由于沙棘果味道极酸涩，被开发利用的产品种类较少，市场拓展难度较高。

模糊数学感官评价是一种基于模糊数学的综合评价方法，根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个全面、客观、可靠的评价[13]。目前，在食品的品质评价[14]、评价体系建立[15]、配方改进[16]和工艺优化[17]应用较多。

芜菁和沙棘都具有较高营养价值和食用价值，饮料开发价值较高。将两者复配，通过沙棘的独特清香协调芜菁的辛辣气味。目前，以芜菁和沙棘为原料研制的复合饮料产品尚未开发，试验以芜菁与沙棘原料，采用单因素试验和正交试验，结合模糊数学感官评价制备一种高原特色复合饮品。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

芜菁，青海大学农林科学院种植；沙棘原浆，青海隆福佳人农业产业化有限责任公司提供；白桃浓缩汁，厦门肯昇进出口有限公司提供；白砂糖、羧甲基纤维素钠均为食品级，市购。

1.1.2 仪器设备

JJ500 型电子天平，常熟市双杰测试仪器厂产品；TU-1901 型紫外分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司产品；JYL-C022E 型多功能料理机，九阳股份有限公司产品；Quick-Brix 90 型手持糖度仪，梅特勒- 托利多仪器有限公司产品；SA402B 型电子舌味觉分析系统，日本INSENT 公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 制备方法

（1） 芜菁液制备。将芜菁用清水清洗干净，除去表面泥沙及杂质，去皮、切丁，用质量分数为0.5%的柠檬酸+ 质量分数为0.5%的异抗坏血酸钠溶液中预煮5 min 以消除芜菁特殊的辛辣味。将经过预处理的芜菁按料液比1∶2 进行榨汁，然后用4 层洁净纱布过滤，可得澄清的芜菁液。

（2） 芜菁沙棘复合饮料制备。以芜菁液和沙棘原浆为主要原料，再辅以适量白砂糖、浓缩白桃汁进行调配，将原辅料混料至均匀，得到芜菁沙棘复合饮料。在饮料中加入一定量稳定剂，冷水溶解搅拌均匀后投入胶体磨进行研磨。混合液在其作用下剪切至细小均匀的微粒，达到均匀状态。将饮料进行灌装后，通过巴氏杀菌法对其进行灭菌处理，得到芜菁沙棘复合饮料成品。

1.2.2 感官评价方法

将制备好的芜菁沙棘复合饮料随机分组编号，参评人员由8 名食品专业的感官评价小组成员组成，男士4 名，女士4 名。感官评价要求评定人员评定完一个样品，以清水漱口，间隔5 min 评定下一个样品。

芜菁沙棘复合饮料感官品评见表1。

表1 芜菁沙棘复合饮料感官品评

1.2.3 单因素试验

（1） 芜菁液添加量对复合饮料感官评分的影响。在预试验基础上，沙棘原浆添加量为10%，白砂糖添加量为5%，白桃浓缩汁添加量为3%，羧甲基纤维素钠添加量0.2%，探究芜菁液不同添加量（20%，30%，40%，50%，60%） 对芜菁沙棘复合饮料感官得分的影响。

（2） 沙棘原浆添加量对复合饮料感官评分的影响。在预试验基础上，芜菁液添加量为40%，白砂糖添加量为5%，白桃浓缩汁添加量为3%，羧甲基纤维素钠添加量0.2%，探究沙棘原浆不同添加量（8%，9%，10%，11%，12%） 对芜菁沙棘复合饮料感官得分的影响。

（3） 白砂糖添加量对复合饮料感官评分的影响。在预试验基础上，芜菁液添加量为40%，沙棘原浆添加量为10%，白桃浓缩汁添加量为3%，羧甲基纤维素钠添加量0.2%，探究白砂糖不同添加量（4%，5%，6%，7%，8%） 对芜菁沙棘复合饮料感官得分的影响。

（4） 白桃浓缩汁添加量对复合饮料感官评分的影响。在预试验基础上，芜菁液添加量为40%，白砂糖添加量为5%，沙棘原浆添加量为10%，羧甲基纤维素钠添加量0.2%，探究白桃浓缩汁不同添加量（1%，3%，5%，7%，9%） 对芜菁沙棘复合饮料感官得分的影响。

（5） 羧甲基纤维素钠添加量对复合饮料感官评分的影响。在预试验基础上，芜菁液添加量为40%，沙棘原浆添加量为10%，白砂糖添加量为5%，白桃浓缩汁添加量0.2%，探究羧甲基纤维素钠不同添加量（0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%） 对芜菁沙棘复合饮料感官得分的影响。

1.2.4 正交试验

根据单因素试验的结果，以芜菁液添加量、沙棘原浆添加量、白砂糖添加量、羧甲基纤维素钠添加量为芜菁沙棘复合饮料主要影响因素。选用L9（34）正交试验对工艺进行研究，通过正交优化工艺结合模糊数学评价法进一步对芜菁沙棘复合饮料的配方进行优化，以期获得最佳的工艺参数。

试验因素与水平设计见表2。

表2 试验因素与水平设计/%

1.2.5 模糊数学模型的建立

（1） 确定评价因素、权重和评分集。评价因素集U={色泽，香气，口感，组织形态}；评价因素权重集采用熵权法；评分集V={优，良，中，差}={90，80，70，60}。

（2） 模糊关系综合评判集。感官指评分综合评判结果用Y 表示，Y=X·R，其中X 表示感官指标权重，R 为模糊矩阵。计算方法采用加权平均型算子计算。

1.2.6 芜菁沙棘复合饮料味觉特征和理化指标分析

按付智慧等人[18]方法采用电子舌进行芜菁沙棘复合饮料味觉特征分析。可溶性固形物含量按GB/T 12143—2008《饮料通用分析方法》；总酸参照GB/T 12456—2021《食品中总酸的测定》；菌落总数按GB 4789.2—2016《食品微生物学检验 菌落总数测定》；大肠菌群按GB 4789.3—2016《食品微生物学检验大肠菌群计数》。

1.2.7 数据处理方法

采用Microsoft Excel 2010 进行数据处理和Origin 2016 绘制图形，模糊关系综合评判集使用SPSSPRO在线软件计算。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 芜菁液添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响

芜菁液添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响见图1。

图1 芜菁液添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响

由图1 可知，芜菁沙棘复合饮料在芜菁液添加量为20%和60%时，感官评分较低，随着芜菁液添加量的增加，感官评分呈先增大后逐渐减小的趋势，当沙棘汁用量达到40%时，感官评分最高。芜菁液添加量过少时，沙棘味突出，口味偏酸涩；当芜菁液过多时，饮料中芜菁味过重，沙棘清新感很弱，整体口感不佳。因此，选取芜菁液添加量为40%。

2.1.2 沙棘原浆添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响

沙棘原浆添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响见图2。

图2 沙棘原浆添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响

由图2 可知，芜菁沙棘复合饮料在沙棘原浆添加量为8%和12%时，感官评分较低。随着沙棘原浆添加量增加，感官评分呈现先上升后下降的趋势，当沙棘汁添加量达到10%时，感官评分最高。当沙棘原浆添加量过多会导致复合饮料酸味过于突出，而沙棘原浆添加量过少使得复合饮料的味道中有明显芜菁辛辣味。因此，选取沙棘原浆添加量为10%。

2.1.3 白砂糖添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响

白砂糖添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响见图3。

图3 白砂糖添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响

由图3 可知，芜菁沙棘复合饮料感官评分随着白砂糖添加量呈现先上升后下降的趋势，白砂糖添加量过多会导致饮品口感甜腻，而白砂糖添加量过少使得饮品偏酸和口感寡淡。当白砂糖添加量为6%时，感官评价分数最高，饮品酸甜适宜。因此，选取白砂糖添加量为6%。

2.1.4 白桃浓缩汁添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响

白桃浓缩汁添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响见图4。

由图4 可知，芜菁沙棘复合饮料感官评分随着白桃浓缩汁添加量的增加先上升后下降。白桃浓缩汁添加量过多会导致产品甜味过于突出且掩盖芜菁和沙棘原浆独有的味道，而白桃浓缩汁添加量过少使得饮品滋味较淡。当添加量为5%时，感官评分最高，产品酸甜适宜、香气浓郁。但白桃浓缩汁添加量对复合饮料的感官评分影响较小。因此，选取白桃浓缩汁添加量为5%作为固定配方。

图4 白桃浓缩汁添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响

2.1.5 羧甲基纤维素钠添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响

羧甲基纤维素钠添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响见图5。

图5 羧甲基纤维素钠添加量对芜菁沙棘复合饮料感官评分的影响

由图5 可知，芜菁沙棘复合饮料感官评分随着羧甲基纤维钠添加量呈现先上升后下降的趋势，羧甲基纤维钠作为食品添加剂剂，既有稳定剂的效果同时还能增稠。当羧甲基纤维钠添加量过多会导致饮品黏稠，失去清爽口感，而羧甲基纤维钠添加量过少使得饮品长时间放置容易分层，组织状态较差。当羧甲基纤维钠添加量为0.2%时，感官评价分数最高，组织状态最佳。因此，选取羧甲基纤维钠0.2%为宜。

2.2 模糊感官评定及模糊矩阵建立

由8 名感官评价人员对芜菁沙棘复合饮料的色泽、香味、质地、口感分别进行等级评价。

芜菁沙棘复合饮料评价结果见表3。

表3 芜菁沙棘复合饮料评价结果

将表3 中各个样品质量因素各个等级评价人数除以总评价人数得到模糊矩阵，样品1～9 号的模糊矩阵为Rj（j=1～9）。

由熵权法计算各权重X。

各组数据权重计算结果见表4。

表4 各组数据权重计算结果

依据模糊变换原理可知Y=X·R，对应1～9 号样品评价结果为Yj=X·Rj。

芜菁沙棘复合饮料综合评价结果集见表5。

2.3 正交试验结果

模糊综合评价总分由表5 的综合评价结果分别乘以其对应的评分集（优90 分，良80 分，中70 分，差60 分） 并进行加和，得到样品1 号～9 号的感官评分。

表5 芜菁沙棘复合饮料综合评价结果集

芜菁沙棘复合饮料正交试验结果分析见表6。

表6 芜菁沙棘复合饮料正交试验结果分析

由表6 可知，芜菁沙棘复合饮料的最佳因素组合为A3C3B2D2（评定结果属于“良好”）。4 个因素对果泥影响主次关系为芜菁液添加量＞白砂糖添加量＞沙棘原浆添加量＞羧甲基纤维素钠添加量，即对芜菁沙棘复合饮料感官评分影响最大的是芜菁液添加量，其次是白砂糖添加量，再次是沙棘原浆添加量，最后是羧甲基纤维素钠添加量。通过感官评分得到的最佳配方为芜菁液添加量50%，沙棘原浆添加量10%，白砂糖添加量6%，白桃浓缩汁添加量5%，羧甲基纤维素钠添加量0.2%，此配方条件下制备的芜菁沙棘复合饮料，颜色宜人、酸甜适中、组织状态稳定。

2.4 芜菁沙棘复合饮料味觉特征分析

芜菁沙棘复合饮料味觉特征雷达图见图6。

图6 芜菁沙棘复合饮料味觉特征雷达图

芜菁沙棘复合饮料丰富性、鲜味、苦味回味和涩味回味接近无味点，涩味略高于无味点，而甜味、酸味、咸味和苦味值高于无味点。说明芜菁沙棘复合饮料以酸甜为主，带有一定的苦味和咸味。

2.5 芜菁沙棘复合饮料产品质量检测结果

芜菁沙棘复合饮料在感官上色泽呈现明黄色、均匀一致；具有芜菁和沙棘风味特点，整体香气协调无异味；质地均匀稳定；口感酸甜适口；可溶性固形物含量为11.3%，细菌总数＜1 CFU/mL，大肠菌群未检出。

3 结论

芜菁沙棘复合饮料以芜菁液、沙棘原浆、白砂糖、白桃浓缩汁为原料，减少了原料合成甜味剂和酸味剂的使用。将芜菁和沙棘复配，使两者在气味上相互协调，同时丰富了饮料的口感及营养。当芜菁液添加量50%，沙棘原浆添加量10%，白砂糖添加量6%，白桃浓缩汁添加量5%，羧甲基纤维素钠添加量0.2%时，制备的芜菁沙棘复合饮料在颜色、香气、组织状态和口感均达到最佳，且产品质量指标符合GB 7101—2015《食品安全国家标准饮料》。该饮料的生产工艺简单，可为芜菁和沙棘资源的深加工提供依据。