百香果红茶饮料的研制

赵 倩，谢彦纯，赵 冲

（中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083）

在快节奏的时代，焦虑情绪已经成为困扰大众的难点问题。焦虑症是全世界患病率最高的心理疾病[1]。因焦虑引起的睡眠质量下降、食欲不振等问题也极大地降低了人们的生活质量[2-3]。相对于药物，以食品为载体，通过天然活性物质来缓解焦虑安全性更高、适用范围也更广[4]。因此，研制成分天然的缓解焦虑的食品具有重要意义。研究显示，L- 茶氨酸能够通过调节单胺系统以及下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴、改善神经系统可塑性来调节情绪；锌通过调节单胺系统、改善神经可塑性发挥抗抑郁活性，二者同时使用具有协同效应[5]。

茶是世界上最常见的饮料之一，红茶中的茶黄素能够动员大脑中的多巴胺，从而具有缓解焦虑的功效[6]。大量研究显示，持续且频繁地喝茶与抑郁症状的显著减轻有关[7]。百香果又称西番莲、巴西果、鸡蛋果，是西番莲科（Passifloraceae）多年生木质藤本植物果实的通称[8]。在美国和欧洲一些国家，百香果广泛作为抗焦虑或镇静药物的来源[9]。霍丹群等[9]通过高架十字迷宫测定百香果甲醇提取物对小鼠的影响，结果表明剂量达到10 mg/kg 时具有明显的抗焦虑作用。调查显示，处于焦虑情绪下的人偏爱的口味有甜味、辣味和酸味[10-11]。因此，百香果酸甜口味是焦虑人群的不错选择。本研究以红茶浓缩汁和百香果浓缩汁为主要原料，添加了茶氨酸和锌两种功能因子，开发了一款具有天然活性成分的百香果红茶饮料，具有良好风味同时发挥适当的情绪调节作用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

L- 茶氨酸，食品级，河南巨龙生物有限公司；无糖红茶浓缩液，含量100%，三井农林株式会社；百香果浓缩汁，含量100%，西安绿肽生物科技有限公司；白砂糖、葡萄糖酸锌、三氯蔗糖，均为食品级，市售；羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、β- 环状糊精，均为食品级，佳禾旭日食品有限公司。

1.2 仪器与设备

CN-LPC3002 电子天平，昆山利平计量设备有限公司；Biofuge Primo R 离心机，赛默飞世尔科技公司；CQC30L-600 超高压杀菌系统，北京速原中天科技股份公司。

1.3 试验方法

1.3.1 百香果红茶饮料生产工艺流程

百香果红茶饮料生产工艺见图1。

图1 百香果浓缩汁添加量对复合饮料感官评分的影响Fig.1 Effects of the adding dose of passion fruit concentrated juice on sensory score

1.3.2 操作要点

（1）茶氨酸和锌复合液的配制

选择L- 茶氨酸和葡萄糖酸锌作为缓解焦虑因子添加入饮料中。将L- 茶氨酸和锌分别以茶氨酸粉末和葡萄糖酸锌粉末的形式加水溶解后添加到饮料中。依据《关于批准茶叶茶氨酸为新食品原料等的公告（2014年第15 号）》[12]以及GB 14880—2012《食品国家安全标准食品营养强化剂使用标准》[13]，确定茶氨酸添加量为0.001 4%，葡萄糖酸锌添加量为0.001%。

（2）复合稳定剂的配制

为保证饮料的稳定性，选择复合稳定剂（CMC-Na、β- 环状糊精）作为添加剂，将复合稳定剂少量多次缓慢地添加到热水中，同时进行快速搅拌促进溶解，待稳定剂全部溶解后，过滤备用。

（3）调配

将红茶浓缩液、百香果浓缩汁、白砂糖、三氯蔗糖、复合稳定剂按照实验最佳比例混合调配。

（4）灌装、杀菌、冷却

将复合饮料灌装到PET 瓶中，采用超高压处理（500 MPa、10 min）[14]灭菌。灭菌后，将复合饮料冷却至室温。

1.4 配方优化

1.4.1 糖类及其比例的确定

首先需要确定糖的添加种类及比例，选取白砂糖与三氯蔗糖作为复合甜味剂。三氯蔗糖的甜度为白砂糖的600 倍，进一步确定白砂糖及三氯蔗糖的添加比例，根据甜度设置白砂糖和三氯蔗糖比例为0∶0.006 7、1∶0.005、2∶0.003 3、3∶0.001 7、4∶0 五个水平，进行感官评定确定最佳比例。

1.4.2 单因素试验

（1）百香果浓缩汁添加量对复合饮料感官品质的影响

选取百香果浓缩汁添加量为3%、4%、5%、6%、7%，红茶浓缩液22%，复合甜味剂添加量4.5%，考察百香果浓缩汁添加量对复合饮料感官品质的影响。

（2）红茶浓缩液添加量对复合饮料感官品质的影响

选取红茶浓缩液添加量为14%、18%、22%、26%、30%，百香果浓缩汁6%，复合甜味剂添加量4.5%，考察红茶浓缩液添加量对复合饮料感官品质的影响。

（3）复合甜味剂添加量对复合饮料感官品质的影响

由1.4.1 确定复合甜味剂中白砂糖和三氯蔗糖的添加比例。将白砂糖与三氯蔗糖按比例均匀混合作为复合甜味剂。设置复合甜味剂添加量4.5%、6.0%、7.5%、9.0%、10.5%，百香果浓缩汁添加量6%，红茶浓缩液添加量22%，考察复合甜味剂添加量对复合饮料感官品质的影响。

1.4.3 正交试验设计

以单因素试验结果为基础，每个因素选取3 个水平，以红茶浓缩液（A）、百香果浓缩汁（B）、复合甜味剂（C）添加量设计L9(33)正交试验，优化百香果红茶复合饮料的配方。以感官评价得分为标准，确定最优配方。正交试验各因素以及水平设置如表1所示。

表1 百香果红茶复合饮料调配正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test of compound beverage of passion fruit and black tea

1.4.4 感官评价

百香果红茶复合饮料的感官评价由20 人的感官品评小组进行，满分为100 分，包含色泽、香气、滋味、组织形态四个方面；小组人员按照评分标准对产品如上所述的4 个感官指标进行评分得到20 组数据，对其取平均值，得到产品的感官评分。评分标准如表2所示。

表2 百香果红茶复合饮料感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standard of compound beverage of passion fruit and black tea

1.5 复合饮料稳定剂的确定

1.5.1 复合饮料沉淀率的测定方法

复合饮料在杀菌冷却后室温静置24 h，取10 g，4 000 r/min 离心10 min 弃去上清液[15]，准确称量饮料总质量与离心沉淀质量，按照公式（1）计算饮料沉淀率。沉淀率越低，稳定效果越好。

式中，m为离心沉淀物质量，g；M为离心复合饮料质量，g。

1.5.2 单一稳定剂实验

分别选取羧甲基纤维素钠添加量为0.01%、0.04%、0.07%、0.10%共4 个水平，β- 环状糊精添加量为0.01%、0.03%、0.05%、0.07%共4 个水平进行单因素试验。测定沉淀率，考察各因素对复合饮料感官品质的影响。

1.5.3 复合稳定剂正交试验

在单因素试验的基础上，考虑通过复合稳定剂的共同作用来增强产品的稳定性，故选择复合稳定剂进行进一步的正交试验。每个因素选取3 个水平，以CMC-Na（D）和β- 环状糊精（E）的添加量设计L9(23)正交试验，以沉淀率为指标选取最佳添加量，正交试验因素水平如表3所示。

表3 复合稳定剂组成正交试验因素水平表Table 3 Factors and levels of orthogonal test of the composition of compound stabilizer

1.6 理化指标的测定

可溶性固形物含量按照GB/T 12143—2008《饮料通用分析方法》[16]中的折光计法进行测定；蛋白质含量按照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》[17]第一法中的凯氏定氮法进行测定；脂肪含量按照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪含量的测定》[18]第二法中的酸水解法进行测定；茶多酚含量按照GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》[19]进行测定；茶氨酸含量按照GB/T 23193—2017《茶叶中茶氨酸的测定高效液相色谱法》[20]进行测定；锌含量按照GB5009.14—2017《食品安全国家标准食品中锌的测定》[21]第三法中的电感耦合等离子体质谱法测定。

1.7 微生物指标的测定

大肠菌群按照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》[22]第二法中的大肠杆菌平板计数法进行测定；菌落总数按照GB 4789.2—2022《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》[23]进行测定；酵母菌与霉菌按照GB 4789.15—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数》[24]进行测定；沙门氏菌按照GB 4789.4—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验沙门氏菌检验》[25]进行测定。

1.8 数据处理

采用Excel 2010 和SPSS 24.0 进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 糖类及其比例的确定

表4 显示，白砂糖与三氯蔗糖溶液添加比例选取3∶0.001 7 时，口感最协调，将白砂糖与三氯蔗糖按此比例均匀混合作为复合甜味剂。

表4 白砂糖与三氯蔗糖添加比例与感官评价Table 4 Addition ratio of sucrose to sucralose and sensory evaluation

2.2 复合饮料配方的确定

2.2.1 百香果浓缩汁添加量对复合饮料感官品质的影响由图1 可知，随着百香果浓缩汁添加量的增加，百香果红茶饮料感官评分也逐渐增加。当百香果浓缩汁添加量为4%时，感官评分最高，此后继续增加百香果浓缩汁添加量感官评分随之降低。因此，百香果浓缩汁最佳添加量选取4%。

2.2.2 红茶浓缩液添加量对复合饮料感官品质的影响

由图2 可知，随着红茶浓缩液添加量的增加，复合饮料感官评分先维持在一个较低的水平，后有较大幅度的提升，之后又下降。当红茶添加量为22%时，红茶味、果香趋于协调，感官评分最高。因此，红茶浓缩液最佳添加量选取22%。

图2 红茶浓缩液添加量对复合饮料感官评分的影响Fig.2 Effects of the adding dose of black tea concentrated juice on sensory score

2.2.3 复合甜味剂添加量对复合饮料感官品质的影响

由图3 可知，随着复合甜味剂添加量的增加，百香果红茶饮料的感官评分随之增加。当复合甜味剂的添加量为7.5%时，对应的百香果红茶饮料感官评分最高，此后继续增加复合甜味剂添加量时，感官评分随之降低。因此，复合甜味剂最佳添加量选取7.5%。

图3 复合甜味剂添加量对复合饮料感官评分的影响Fig.3 The effect of compound sweetener addition on sensory score

2.2.4 复合饮料配方优化正交试验

由表5 可知，对百香红茶饮料感官评分的影响最大因素的是红茶浓缩液，影响最小的是百香果浓缩汁。百香果红茶饮料感官评分最优组合为A1B1C2，即红茶浓缩液添加量20%、百香果浓缩汁添加量3.5%、复合甜味剂添加量7.5%。经验证实验，得到其感官评分为90.5，均优于其他试验组。

表5 复合饮料配方正交试验结果Table 5 The results of orthogonal test of composite beverage formula

2.3 复合饮料稳定性试验

以2.2.4 所确定的饮料最佳配方进行后续的稳定性试验，选择羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、β-环状糊精（β-CD）组成复合稳定剂来改善饮料的稳定性。以沉淀率为评定指标，开展单因素、正交试验。

2.3.1 复合稳定剂单因素试验结果

由图4 可知，随着CMC-Na 添加量的增加，饮料的沉淀率先下降后大幅上升，当CMC-Na 添加量为0.07%时达到最小值，因此选取CMC-Na 添加量为0.065%、0.07%、0.075%进行正交试验。由图5 可知，随着β-CD添加量的增加，饮料的沉淀率先下降后升高，当β-CD 添加量为0.03%时达到最小值，因此选取β-CD 添加量为0.025%、0.03%、0.035%开展复合稳定剂试验。

图4 CMC-Na 添加量对饮料沉淀率的影响Fig.4 Effectst of the adding dose of CMC-Na on the precipitation rate of the beverages

图5 β-CD 添加量对饮料沉淀率的影响Fig.5 Effects of the adding dose of β-CD on the precipitation rate of the beverages

2.3.2 复合稳定剂正交试验结果

由表6 可知，第5 组沉淀率明显低于对照组。通过单因素方差分析可得第5 组对应的稳定剂组合与对照组存在显著性差异，可以判定第5 组稳定剂组合对饮料有较好的稳定效果，因此选择第5 组（CMC-Na 添加量为0.070%，β-CD 添加量为0.030%）对应的稳定剂添加量。

表6 复合稳定剂试验结果Table 6 The result of composite stabilizer test

2.4 产品质量评价

2.4.1 感官指标

所制备的百香果红茶复合饮料组织形态均匀、呈棕褐色且颜色均匀、口感顺滑，百香果和红茶香气协调，无异味以及沉淀，符合设计要求。

2.4.2 理化指标

由表7 可知，成品中含有可溶性固形物、脂肪、蛋白质以及茶多酚等。其中缓解焦虑因子茶氨酸和锌含量分别为0.022 g/kg 和15.4 mg/L。

表7 营养成分检测结果Table 7 The result of nutrient composition test

2.4.3 微生物指标

如表8所示，成品中的菌落总数、大肠菌群、酵母菌、霉菌、沙门氏菌检测结果均符合国家标准规定。

表8 微生物检测结果Table 8 The result of microbial test

3 结论

通过试验可得百香果红茶复合饮料的最佳配方为百香果浓缩汁添加量3.5%，红茶浓缩液添加量20%，白砂糖添加量7.5%，三氯蔗糖添加量为0.004 2%，CMC-Na添加量为0.070%，β-环状糊精添加量为0.030%。

在500 MPa、10 min 条件下超高压灭菌，各项理化指标及微生物指标检测均符合国家标准。最终获得组织形态较为均匀、颜色为棕褐色、口感顺滑、百香果红茶香气较浓、含有一定量缓解焦虑因子茶氨酸和葡萄糖酸锌的健康饮品。是否可以通过摄入饮料中的茶氨酸和锌，发挥良好的抗抑郁功效，以及补充不同茶氨酸与锌的添加量对饮料口感及抗抑郁功能的影响，还需进一步探究。