謝曼曼，李保國(guó)，*，黃海欣，萬(wàn)劍嘯，萬(wàn)劍真，李新新

（1.上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海200093；2.上海健鷹食品科技研究所，上海201802）

芹菜刺梨復(fù)合功能性飲料的研制

謝曼曼1，李保國(guó)1，*，黃海欣1，萬(wàn)劍嘯2，萬(wàn)劍真2，李新新1

（1.上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海200093；2.上海健鷹食品科技研究所，上海201802）

通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)芹菜刺梨復(fù)合飲料進(jìn)行調(diào)配，以感官評(píng)價(jià)得分為響應(yīng)值得到在固定芹菜汁添加量為40％時(shí)芹菜刺梨復(fù)合飲料的最優(yōu)口感的配方為檸檬酸、白砂糖、刺梨原漿添加量分別為0.13％、9.5％、7.0％。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)合飲料的穩(wěn)定性研究，通過(guò)正交試驗(yàn)得到黃原膠、海藻酸鈉、CMC的添加量均為0.1％時(shí)，溶液的穩(wěn)定性較好。

芹菜；刺梨；功能飲料

近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)消費(fèi)水平的不斷提高，人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)與健康越來(lái)越關(guān)注，果蔬飲料亦從原來(lái)的單一品種向口感多樣化和更注重營(yíng)養(yǎng)與健康方向發(fā)展。充分利用和發(fā)展國(guó)內(nèi)外可利用的豐富資源優(yōu)勢(shì)，遵循天然、營(yíng)養(yǎng)、回歸自然的發(fā)展方向，研制“三無(wú)”即無(wú)防腐劑、無(wú)色素和無(wú)香精產(chǎn)品，適應(yīng)消費(fèi)者對(duì)飲料多口味的需求，將成為未來(lái)果汁飲料發(fā)展的一個(gè)方向［1］。

芹菜資源豐富，是一種典型的綠色蔬菜，由于芹菜的根、莖、葉都可作藥用故有藥芹之稱(chēng)。芹菜的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，有較高含量的蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素和多種人體必需的礦物元素［2］。近年來(lái)更多的研究證明，芹菜富含的芹菜素具有抗氧化、抗癌、消炎的作用［3-4］。刺梨是一種具有較高價(jià)值的藥食兩用野生植物，富含VC，其含量居各類(lèi)水果之冠，此外，還富含SOD、糖類(lèi)物質(zhì)、胡蘿卜素、蛋白質(zhì)、氨基酸和人體所需的其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，刺梨具有抗氧化、抗癌防癌、降低重金屬負(fù)荷等作用［5］。芹菜和刺梨都具有抗癌和抗氧化的作用，但芹菜汁的有辛味導(dǎo)致在單一的果蔬汁中芹菜添加量受到限制，而刺梨可以對(duì)這種味道進(jìn)行調(diào)和，復(fù)配也使得功能性成分含量提高。本文研究了一種以芹菜，刺梨原漿為原料的復(fù)合功能性飲料制作工藝，探究其口感，穩(wěn)定性問(wèn)題，最終研發(fā)出一種口感好，均一穩(wěn)定的復(fù)合飲料。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

新鮮芹菜購(gòu)于超市；刺梨原漿由上海健鷹食品科技研究所提供；黃原膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉（CMC）、檸檬酸、白砂糖由上海健鷹食品科技研究所提供，均為食品級(jí)。

離心機(jī)：上海振禹儀器有限公司；乳化機(jī)：上海索維機(jī)電設(shè)備有限公司；料理機(jī)：廣東美的生活電器制造有限公司。

1.2方法

1.2.1芹菜汁的制備

選擇新鮮、無(wú)病蟲(chóng)害的芹菜，去除黃葉、爛葉。清洗整理后沸水漂燙3min以鈍酶護(hù)綠，撈起、冷卻、瀝干。加入2倍于芹菜的水于料理機(jī)中榨汁，過(guò)100目篩后倒入玻璃瓶中放在4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2復(fù)配飲料的制備工藝

白砂糖、檸檬酸、穩(wěn)定劑混勻→加入刺梨原漿、芹菜汁→定容→均質(zhì)→罐裝→殺菌→成品

1.2.3響應(yīng)面設(shè)計(jì)與感官評(píng)價(jià)

在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇檸檬酸（A）、白砂糖（B）和刺梨原漿（C）等的添加量為試驗(yàn)因素，采用Design-Expert8.0軟件隨機(jī)產(chǎn)生Box-behnken Design試驗(yàn)方案。通過(guò)感官評(píng)定，對(duì)各配比飲料樣品進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，從而選出最佳配方。感官評(píng)價(jià)由上海健鷹食品科技研究所10名專(zhuān)業(yè)人員組成感官評(píng)價(jià)小組，對(duì)芹菜刺梨復(fù)合飲料進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，感官評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)定為：風(fēng)味、氣味、酸甜度，每指標(biāo)分為4個(gè)等級(jí)，響應(yīng)面因素水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1，感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表1　響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表Table1 Factorsand levelsof responsesurfaceexperim ents

表2　感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table2 Sensory evaluation standard

1.2.4穩(wěn)定性研究

芹菜中含有纖維素較多，均質(zhì)后期會(huì)產(chǎn)生漿狀沉淀，所以需要采用穩(wěn)定劑，維持其穩(wěn)定均一的狀態(tài)［6］。成品滅菌冷卻后，取10 mL置于離心管中，在轉(zhuǎn)速4 000 r/min，經(jīng)10min離心，計(jì)算離心沉淀率。離心沉淀率越低，離心出來(lái)的沉淀物越少，所得的溶液越穩(wěn)定。試驗(yàn)在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)確定穩(wěn)定劑的復(fù)配方案。穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表3。

表3　穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)因素水平表Table3 Factorsand levelsoforthogonal testof stabilizers

2　結(jié)果與分析

2.1芹菜刺梨復(fù)合飲料感官分析

根據(jù)Box-behnken Design試驗(yàn)方案，進(jìn)行制備芹菜刺梨復(fù)合飲料配方試驗(yàn)以及感官評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　芹菜刺梨復(fù)合飲料感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table4 Resultsof sensory evaluation

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸和方差分析結(jié)果見(jiàn)表5。

回歸模型為：感官評(píng)分=81.80-2.50A+2.13B-1.38C-2.50AB-1.00AC-0.25BC-4.53A2-8.28B2-5.77C2。由表5可知，回歸模型的P＜0.000 1（P＜0.05），決定系數(shù)R2=0.983 1表明該模型擬合程度良好，能較準(zhǔn)確預(yù)測(cè)配方對(duì)口感的影響。對(duì)模型系數(shù)的顯著性分析結(jié)果表明一次項(xiàng)A（檸檬酸添加量）和B（糖添加量）極顯著、C（刺梨原漿添加量）顯著，二次項(xiàng)A2、B2、C2均極顯著；交互項(xiàng)AB極顯著，BC、AC不顯著；且3個(gè)因素對(duì)感官的影響大小次序?yàn)锳＞B＞C。對(duì)回歸模型在試驗(yàn)水平范圍內(nèi)尋求最優(yōu)解，得到A、B、C的最佳值為0.13％、9.36％、7.26％，該條件下模型預(yù)測(cè)的結(jié)果為94。考慮到實(shí)際操作的局限性，將理論值修訂為檸檬酸添加量為0.13％，糖添加量9.5％，刺梨原漿添加量7.0％，進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到的感官評(píng)分為92，與理論值接近，說(shuō)明該模型能較好的預(yù)測(cè)感官評(píng)分。

表5　回歸方程方差分析表Table5 Analysis resultof regression and variance

2.2芹菜刺梨飲料穩(wěn)定性分析

2.2.1單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

圖1為穩(wěn)定劑添加量對(duì)芹菜刺梨復(fù)合飲料離心沉淀率的影響。

圖1　穩(wěn)定劑對(duì)離心沉淀率的影響Fig.1 Effectof stabilizerson centrifugalsedim entation rate

由圖1可看出，隨著黃原膠添加量的增加，離心沉淀率減少，溶液的穩(wěn)定性增加；而CMC和海藻酸鈉隨其添加量的增加，溶液的離心沉淀率開(kāi)始下降，超過(guò)0.15％和0.1％后上升。理論上，分散體系的懸浮顆粒穩(wěn)定性是靠大分子間的空間排斥作用和靜電排斥作用保持，而親水膠體能形成的三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)支撐果漿微粒懸浮，同時(shí)也可以增加懸浮顆粒的凈電荷來(lái)維持體系穩(wěn)定［7-8］。黃原膠因其分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有低濃度高黏度的特性［9］，在溶液里，黃原膠分子的螺旋共聚體可以構(gòu)成類(lèi)似蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，支持固相顆粒，溶解氣泡［10］，所以隨著濃度的增加溶液的離心沉淀率從添加量為0時(shí)的8.87％減少到添加量為0.20％時(shí)的1.89％，穩(wěn)定性增強(qiáng)。海藻酸鈉是從褐藻中提取的多糖類(lèi)物質(zhì)，由葡糖醛酸（G）和甘露糖醛（M）羧酸單元形成M、G集團(tuán)或者是MG交替集團(tuán)。溶液中存在的二價(jià)陽(yáng)離子優(yōu)先與G集團(tuán)相結(jié)合使得可溶性的海藻酸鈉變成了不溶性的海藻酸鹽［11］，當(dāng)添加的濃度小于0.1％時(shí)，隨著海藻酸鈉濃度的增加，離心沉淀率降低；當(dāng)海藻酸鈉濃度大于0.10％時(shí)，由于其與芹菜、刺梨中的二價(jià)陽(yáng)離子（如Ca2+、Mg2+）結(jié)合形成不溶性的膠體物質(zhì)，在離心作用下溶液分離產(chǎn)生上清液與下層的膠體和懸浮顆粒的混合物，離心沉淀率由添加量為0.10％時(shí)的5％顯著上升到0.20％時(shí)的46.34％。CMC是具有異質(zhì)分子結(jié)構(gòu)陰離子多糖，分子中有兩個(gè)兩親無(wú)水葡萄糖和親水性CM單位。CMC結(jié)構(gòu)的親水性和疏水性組分使其具有較強(qiáng)的穩(wěn)定作用［12］。而在添加量為0.20％時(shí)離心沉淀率升高為7.89％，可能是因?yàn)闈舛雀?，離心作用下分子間相互作用加強(qiáng)出現(xiàn)聚沉而導(dǎo)致。

2.2.2正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

研究證明，復(fù)配膠間的協(xié)同作用能使顆粒間的靜電斥力增大，增加其靜電穩(wěn)定性［7］，試驗(yàn)用3種膠體的水溶液均帶負(fù)電荷。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)，進(jìn)行穩(wěn)定劑復(fù)配正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6　復(fù)合穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)結(jié)果Table6 Orthogonal test resu ltsof compound stabilizers

續(xù)表6復(fù)合穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)結(jié)果Continue table6 Orthogonal test resultsof compound stabilizers

由表6可知，影響復(fù)合飲料穩(wěn)定性的各因素的主次順序?yàn)镈（黃原膠添加量）＞E（海藻酸鈉添加量）＞F（CMC添加量）。從平均值可以看出各因素的最優(yōu)水平分別為D3、E3、F3。在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，所得溶液的離心沉淀率均值為0.33％，穩(wěn)定性好。所以，穩(wěn)定劑的最佳組合為D3E3F3，即黃原膠、海藻酸鈉、CMC的添加量均為0.1％。

3　結(jié)論

通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)芹菜刺梨復(fù)合飲料進(jìn)行調(diào)配，以感官評(píng)價(jià)得分為響應(yīng)值得到芹菜刺梨復(fù)合飲料的最佳口感的配方為在芹菜汁的添加量為40％基礎(chǔ)上檸檬酸、白砂糖、刺梨原漿添加量分別為0.13％、9.5％、7.0％。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行該復(fù)合飲料的穩(wěn)定性研究，通過(guò)正交試驗(yàn)結(jié)果表明：在黃原膠、海藻酸鈉、CMC的添加量均為0.1％時(shí)，溶液的穩(wěn)定性較好。通過(guò)試驗(yàn)研發(fā)出了一種口感好，均一穩(wěn)定，無(wú)防腐劑、無(wú)色素和無(wú)香精的芹菜刺梨復(fù)合功能性飲料。

［1］帥斌，王彬彬，李發(fā)財(cái)，等.功能性果蔬飲料的現(xiàn)狀及其展望［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2013（7）：28-29

［2］幸勝平，馮健雄，王森，等.蘆筍芹菜汁復(fù)合功能飲料的研制［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，22（6）：120-122

［3］陳況況，章宏慧，陳健初.芹菜素對(duì)癌細(xì)胞作用機(jī)理的研究進(jìn)展［J］.食品工業(yè)科技，2013，34（3）：392-395

［4］Pavlos L，Maria L，Apostolos P，etal.The role ofapigenin in an experimentalmodelofacutepancreatitis［J］.journalofsurgical research，2013，183（1）：129-137

［5］董李娜，潘蘇華.刺梨的研究進(jìn)展［J］.江蘇中醫(yī)藥，2007，39（8）：78-79

［6］王朝瑾，李云鋒，王依春，等.芹菜汁生產(chǎn)工藝的研究［J］.食品科學(xué)，2004，25（S1）：86-91

［7］王秀梅，李群英，袁玉超.果汁飲料穩(wěn)定劑在果漿飲料中的應(yīng)用研究［J］.中國(guó)食品添加劑，2011（3）：211-214

［8］王銀娟，許時(shí)嬰.不同親水膠體對(duì)藍(lán)莓混汁貯存穩(wěn)定性的影響［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2006，32（7）：135-139

［9］郭瑞，丁恩勇.黃原膠的結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用［J］.日用化學(xué)工業(yè)，2006，36（1）：42-45

［10］陳巧云，熊華，李亮，等.果蔬飲料的穩(wěn)定性研究［J］.食品科學(xué)，2008，29（10）：63-66

［11］Sergio Benavides，R Villalobos-Carvajal，JE Reyes.Physical，mechanical and antibacterial properties of alginate film：Effect of the crosslinking degree and oregano essential oil concentration［J］.Journalof Food Engineering，2012，110（2）：232-239

［12］Hamed Mirhosseini，Chin Ping Tan，Arezou Aghlara.Influence of pectin and CMC on physical stability，turbidity loss rate，cloudiness and flavor release of orange beverage emulsion during storage［J］. Carbohydrate Polymers，2008，73（1）：83-91

Development of Celery and Prickly Pear Functional Drink

XIE Man-man1，LI Bao-guo1，*，HUANG Hai-xin1，WAN Jian-xiao2，WAN Jian-zhen2，LI Xin-xin1
（1.School of Medical Instrumentand Food Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China；2.Shanghai Jianying Institute of Food Scienceand Technology，Shanghai 201802，China）

Response surface experiments conducted on celery-prickly pear beverage in response to sensory evaluation score.The results showed that the optimum taste of celery-prickly pear beverage presented when added amountofcitric acid，sugar，prickly pearpureewere0.13％，9.5％，7.0％respectivelywhen the celery juice added a fixed amountof40％.Orthogonalexperimentofstability carried outon the basisof the former，getting the optimum stabilitywith the adding amountofxanthan gum，sodium alginate，CMCwere0.1％.

celery；pricklypear；functionaldrinks

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.014

上海教委科研創(chuàng)新項(xiàng)目（14ZZ133）；上海市聯(lián)盟計(jì)劃（LM201337）；上海理工大學(xué)創(chuàng)新基金

謝曼曼（1988—），女（漢），碩士研究生，研究方向：食品加工。

李保國(guó)（1961—），男（漢），教授，博導(dǎo)，研究方向：食品農(nóng)產(chǎn)品加工新技術(shù)、食品和藥品微膠囊化技術(shù)。

2015-01-15