易美君 姚麗敏 孫宏偉 曠慧 王金玲

（東北林業(yè)大學林學院，黑龍江 哈爾濱 150040）

樹莓又稱木莓、托盤、馬林、覆盆子等，薔薇科懸鉤子屬(Rubus)落葉灌木[1]。樹莓的主要功能成分有花色苷、樹莓酮、鞣花酸、SOD、黃酮、多酚等，抗氧化活性很強，具有抗衰老、抗炎癥、抗腫瘤、抗輻射等功能[2-5]。

薏米又叫薏苡、薏仁米等。其營養(yǎng)成分齊全，被譽為“世界禾本科植物之王”[6]。薏米脂肪占7.6%，且油中多為不飽和脂肪酸；蛋白質(zhì)占17.6%，并含有18種氨基酸；淀粉占62.4%；同時還含有鈣、磷、鐵等多種微量元素及維生素 B、E[7]。薏米中的薏苡素、薏苡酯（0.25%左右）、薏苡內(nèi)酯及特有的三萜類化合物等保健因子，具有消食、利尿、降血糖、鎮(zhèn)痛、消腫、抗癌、美容、除疲勞、防治高血壓等功效[8-9]。薏米中黃酮和多酚化合物含量豐富，總抗氧化能力指數(shù)也很高[10]。

本實驗通過將紅樹莓汁和薏米汁進行混合調(diào)配、均質(zhì)、殺菌處理，研制出一種既保持紅樹莓、薏米原有營養(yǎng)價值和保健作用，又有獨特風味和口感的復合型飲料，為紅樹莓及薏米的開發(fā)利用提供了新方向。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅樹莓、薏米、白砂糖 市購；瓜爾豆膠 鄭州天洋食品配料有限公司；黃原膠 內(nèi)蒙古阜豐有限公司；卡拉膠 鄭州超凡化工有限公司；羧甲基纖維素鈉(CMC) 鄭州龍生化工有限公司；果膠酶、α-淀粉酶 哈美望試劑公司；檸檬酸 山東中創(chuàng)檸檬生化有限公司。

YP2001N型電子天平 上海精密科學儀器有限公司；DK-S12型電熱恒溫水浴鍋 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；DFL-24型遠紅外線食品烘爐 廣州市白云區(qū)寶源廚房設(shè)備廠；PW-100型高速多功能粉碎機 浙江省永康市金穗機械制造廠；GYB60-6S型高壓均質(zhì)機 上海東華高壓均質(zhì)機廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 復合飲料配方

1.2.2.1 單因素實驗 選擇紅樹莓汁、薏米汁、白砂糖為配方實驗的單因素，單因素實驗水平見表1。采用漸變式優(yōu)化法，初始配方設(shè)定紅樹莓汁40g，薏米汁40g，白砂糖6g，加水使總質(zhì)量為200g，請10名經(jīng)過感官評價培訓的品嘗者打分，以感官評價分值判斷配方優(yōu)劣，感官評價標準見表2。

表1 單因素配方實驗因素及水平表Table1 Factors and levels of single-factor experiment

表2 感官評價標準Table2 Sensory evaluation standards

1.2.2.2 三因素二次回歸正交組合設(shè)計 在單因素實驗基礎(chǔ)上，以紅樹莓汁、薏米汁、白砂糖為實驗因素，進行三因素二次回歸正交組合實驗，以感官評價分值為判斷依據(jù)，優(yōu)化復合飲料的配方。優(yōu)化最佳配方的三因素二次回歸正交組合設(shè)計因素水平見表3。

表3 三因素二次回歸正交組合實驗因素及水平表Table3 Factors and levels of quadratic regression orthogonal combination test

1.2.3 復合飲料穩(wěn)定性

1.2.3.1 單一穩(wěn)定劑的選擇 根據(jù)復合飲料pH3.0左右，選擇瓜爾豆膠、黃原膠、海藻酸鈉、CMC為穩(wěn)定劑，在穩(wěn)定劑添加量為0.2%的條件下，分別取10m L加入了穩(wěn)定劑的復合飲料于試管中，置于100℃水浴加熱2h，以相同水浴時間后分層絮狀物及顏色變化情況篩選穩(wěn)定劑，剔除其中一種。

1.2.3.2 穩(wěn)定劑的復配 選擇剩余三種穩(wěn)定劑進行兩兩復配實驗，在穩(wěn)定劑添加總量為0.2%的條件下，按照1:1添加兩種穩(wěn)定劑，分別取10m L加入了復合穩(wěn)定劑的復合飲料于試管中，置于100℃水浴加熱2h，以相同水浴時間后分層絮狀物生成量為考察指標，同時，取100m L加入了復合穩(wěn)定劑的復合飲料于燒杯中，常溫下靜置 24h，以相同時間后復合飲料分層為考察指標。綜合考慮兩項指標，篩選出復配效果最佳的兩種穩(wěn)定劑。

1.2.3.3 復配穩(wěn)定劑添加量的確定 設(shè)定穩(wěn)定劑 A添加量為0.1%，穩(wěn)定劑 B水平為0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%，同時做空白實驗；按1.2.3.2的方法篩選最佳水平。再固定穩(wěn)定劑B所得最適添加量，穩(wěn)定劑A水平為0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%，同時做空白實驗，優(yōu)化穩(wěn)定劑A最適添加量。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

每個實驗3次重復，數(shù)據(jù)以平均值±標準誤差顯示，采用Design Expert 7.0軟件進行數(shù)據(jù)分析與處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 復合飲料配方實驗結(jié)果

2.1.1 單因素實驗

2.1.1.1 紅樹莓汁添加量對復合飲料的影響 紅樹莓汁狀態(tài)較稠，鮮紅色，對復合飲料的顏色和組織狀態(tài)有很大影響。不同紅樹莓汁添加量下感官評價結(jié)果如圖1所示。

圖1 紅樹莓汁添加量對復合飲料的影響Fig.1 Effect of red raspberry juice on compound beverage

由圖1可知，紅樹莓汁添加量低于40g時，感官評價分值隨著紅樹莓汁添加量增加而呈上升趨勢，當紅樹莓汁添加量達到40g時，感官評價分值最高；隨著紅樹莓汁添加量繼續(xù)增加，飲料過酸，感官評價分值下降。因此，最佳的紅樹莓汁添加量為40g。

2.1.1.2 薏米汁添加量對復合飲料的影響 薏米汁是乳黃色液體，有薏米特有香味，含有少量不溶于水的薏米粉末。因此，薏米汁含量對復合飲料的組織狀態(tài)也有很大影響。不同薏米汁添加量下感官評價結(jié)果如圖2所示。

圖2 薏米汁添加量對復合飲料的影響Fig.2 Effect of coix kernel juice on compound beverage

由圖2可知，薏米汁添加量低于25g時，感官評價分值變化不大，之后隨著薏米汁添加量增加而上升；當薏米汁添加量達40g時，感官評價分值最大；隨著薏米汁添加量繼續(xù)增加，感官評價分值逐漸下降。因此，最佳的薏米汁添加量為40g。

2.1.1.3 白砂糖添加量對復合飲料的影響 添加白砂糖以調(diào)節(jié)復合飲料的糖酸比。紅樹莓汁酸味濃，薏米汁口味清淡，需加適量的白砂糖調(diào)整復合飲料的糖酸比，使達到酸甜適口的效果。不同白砂糖添加量下感官評價結(jié)果如圖3所示。

圖3 白砂糖添加量對復合飲料的影響Fig.3 Effect of sugar on compound beverage

由圖3可知，白砂糖添加量低于6g時，感官評價分值隨白砂糖添加量增加而上升，達到6g時，感官評價分值最大；之后隨著白砂糖添加量增加，感官評價分值呈緩慢下降趨勢。說明白砂糖最佳添加量為6g。

2.1.2 三因素二次回歸正交設(shè)計 優(yōu)化最佳配方的三因素二次回歸正交組合設(shè)計因素水平見表3，實驗設(shè)計及結(jié)果與方差分析分別見表4，表5。

表4 三因素二次回歸正交組合設(shè)計及實驗結(jié)果Table4 Design and results of quadratic regression orthogonal combination test

6-1 1-1 60.49 7-1-1 1 75.34 8-1-1-1 76.23 9 1.414 0 0 62.65 10-1.414 0 0 73.22 11 0 1.414 0 66.24 12 0-1.414 0 69.34 13 0 0 1.414 61.45 14 0 0-1.414 71.29 15 0 0 0 74.35 16 0 0 0 79.66 17 0 0 0 81.29 18 0 0 0 77.12

表5 回歸關(guān)系方差分析表Table5 Variance analysis of regression relationship

由表5可見，失擬項p=0.3938，說明失擬性不顯著，即回歸方程對實驗點擬合較好?；貧w方程的顯著性檢驗p=0.0005<0.01，說明總的回歸關(guān)系達到極顯著水平。復合飲料感官評價分值與紅樹莓汁添加量、薏米汁添加量及白砂糖添加量的相關(guān)指數(shù)R2=回歸平方和/總平方和=0.9415，表明該數(shù)學模型三個因素對復合飲料感官評價的影響占94.15%，其他因素的影響和誤差占5.85%。除x1x3外，其余各項因子都達到了顯著或者極顯著，說明本實驗設(shè)計的因素、水平選擇是成功的。

通常，將在0.05水平上不顯著的項從回歸方程中剔除，但在回歸正交實驗設(shè)計的分析檢驗中，顯著水平可放寬到 0.25。因此，x1x3在 0.25水平上不顯著，可剔除，所得二次回歸方程為：Y=78.11-2.40x1-4.07x2-3.52x3+6.50x1x2-3.39x2x3-5.09 x-5.16x-5.87x

對所得方程求導，可得出，當x1、x2、x3分別為-0.7961、-0.8541、-0.1275時，感官評價分值最高，預測為81.02，實際值為紅莓汁最適量25.92g，薏米汁最適量24.90g，白砂糖最適量5.64g，水143.54g。

在此正交實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上進行了驗證實驗，采用得到的最佳配方進行復合飲料的調(diào)配，進行了3次平行實驗。結(jié)果感官評價分值為84.57，進一步驗證了實驗結(jié)果的可靠性。

紅樹莓屬于東北特產(chǎn)小漿果，紅樹莓汁色澤鮮艷，營養(yǎng)豐富；薏米加工成薏米汁具有特殊清香味，也屬于功能性飲品[13]；有報道樹莓乳飲料復合飲品、樹莓花草飲品、樹莓發(fā)酵飲品、薏米紅棗復合飲品、薏米蘆薈飲品、薏米獼猴桃飲品等產(chǎn)品[14-18]，但是樹莓和薏米復合未見報道。本研究將二者進行混合調(diào)配，融合樹莓和薏米的營養(yǎng)，再加入白砂糖調(diào)整糖酸比，獲得了一款色澤誘人、營養(yǎng)豐富、功能性強、口感佳的新型保健飲品，為漿果加工及米飲料開發(fā)提供了全新的方向。

2.2 復合飲料的穩(wěn)定性

2.2.1 單一穩(wěn)定劑的篩選 添加了瓜爾豆膠、黃原膠、卡拉膠、CMC的復合飲料100℃水浴加熱2h，除添加黃原膠的復合飲料外，其余相繼有沉淀生成，同時伴有顏色變化。結(jié)果見表6。

表6 單一穩(wěn)定劑篩選結(jié)果Table6 Results of single stabilizer screening

由表6可知，添加黃原膠、瓜爾豆膠和 CMC的復合飲料沉淀少，穩(wěn)定效果好，添加卡拉膠的復合飲料沉淀較多，穩(wěn)定效果相對較差；但是，CMC對復合飲料的顏色影響很大，使復合飲料原有的鮮紅色褪至粉色透明；因此，剔除穩(wěn)定劑CMC。

2.2.2 穩(wěn)定劑復配 選擇黃原膠、瓜爾豆膠和卡拉膠進行復配實驗，燒杯常溫靜置24h和試管加熱2h后，添加不同復合穩(wěn)定劑的復合飲料出現(xiàn)了不同結(jié)果，見表7、表8。

表7 復合穩(wěn)定劑的常溫靜置結(jié)果Table7 Normal temperature results of compound stabilizer

表8 復合穩(wěn)定劑的加熱結(jié)果Table8 Heating results of compound stabilizer

由表7和表8可知，在常溫和加熱條件下，黃原膠和卡拉膠復配，及卡拉膠和瓜爾豆膠復配，都有膠狀物質(zhì)生成，說明穩(wěn)定效果差；黃原膠和瓜爾豆膠復配，溶液穩(wěn)定，無沉淀生成，穩(wěn)定效果好。因此，選擇0.1%黃原膠和0.1%瓜爾豆膠復配，效果最佳。

在穩(wěn)定劑篩選實驗時，沉淀法[18,19]被排除，因為液體與沉淀難以分離，沉淀質(zhì)量無法準確測出；靜置分層法[17]也被排除，因部分絮狀物懸浮在飲料中，無法精確測出沉淀部分高度；最后選擇以飲料常溫靜置現(xiàn)象和試管加熱現(xiàn)象為判斷依據(jù)，進行穩(wěn)定劑的篩選。

2.2.3 復配穩(wěn)定劑添加量的確定

2.2.3.1 黃原膠對復合飲料穩(wěn)定性影響 選擇最適的黃原膠和瓜爾豆膠添加量，保證復合飲料中的薏米沉淀懸浮在液體中，使復合飲料的品質(zhì)協(xié)調(diào)均一，口感一致。在瓜爾豆膠添加量0.1%條件下，以加熱條件下復合飲料產(chǎn)生絮狀物高度為實驗指標，得出黃原膠對復合飲料的穩(wěn)定效果見表9。

表9 黃原膠添加量對復合飲料的影響Table9 Effect of xanthan gum on compound beverage

由表9可知，0.09%黃原膠作用效果較好。低于0.09%時，飲料上浮物高度明顯增加，而高于0.09%時，飲料沉淀明顯增加，穩(wěn)定效果下降。黃原膠添加量為0的對比實驗的飲料沉淀較多。

2.2.3.2 瓜爾豆膠對復合飲料穩(wěn)定性影響 確定黃原膠最適添加量 0.09%，觀察不同濃度瓜爾豆膠下復合飲料的組織狀態(tài)變化。以加熱條件下復合飲料現(xiàn)象為指標，得出瓜爾豆膠的穩(wěn)定效果對復合飲料的影響見表10。

表10 瓜爾豆膠添加量對復合飲料的影響Table1 0 Effect of guar gum on compound beverage

由表10可知，0.03%瓜爾豆膠作用效果較好。高于0.03%時，復合飲料易產(chǎn)生膠狀物，出現(xiàn)了不同程度的膠狀化現(xiàn)象，表明增稠劑加入過多，使飲料由液態(tài)轉(zhuǎn)化成凝膠態(tài)，飲料質(zhì)感下降。不添加瓜爾豆膠的試驗飲料有少量沉淀，感官品質(zhì)下降。

綜合可得，由0.03%的瓜爾豆膠和0.09%的黃原膠組成的復合穩(wěn)定劑穩(wěn)定效果最佳；所得產(chǎn)品在4℃保存 30d，未見狀態(tài)改變；由于本產(chǎn)品為濁汁飲品，所以在不產(chǎn)生分層的情況下，允許少量薏米粉沉淀存在。

3.結(jié)論

紅樹莓薏米復合保健飲料最佳配方為，紅樹莓汁25.92g，薏米汁24.90g，白砂糖5.64g，水143.54g；穩(wěn)定劑組成及添加量為，瓜爾豆膠0.03%，黃原膠0.09%。

所得的紅樹莓薏米復合保健飲料呈純正協(xié)調(diào)的鮮紅色，有本產(chǎn)品特有的香味，口感酸甜適中，清爽可口，品質(zhì)均勻穩(wěn)定。

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