張佳艷，林歡，秦戰(zhàn)軍

（廣西科技大學鹿山學院，廣西柳州545616）

西番蓮果汁飲料的研制及其穩(wěn)定性研究

張佳艷，林歡，秦戰(zhàn)軍

（廣西科技大學鹿山學院，廣西柳州545616）

西番蓮是飲料加工的良好原料，以西番蓮為原料，添加白砂糖、檸檬酸等輔料，研究了西番蓮飲料生產(chǎn)中的風味配方、穩(wěn)定劑配方、均質(zhì)及殺菌條件。結(jié)果表明，西番蓮飲料風味配方為：西番蓮料液比為1∶4（g/mL），白砂糖17％，檸檬酸0.5％；復合穩(wěn)定劑及使用劑量為：CMC-Na 0.10％、黃原膠0.25％、瓊脂0.10％；均質(zhì)條件為：30MPa，50℃，均質(zhì)2次；殺菌條件為：121℃，10 s。該條件下得到的產(chǎn)品果香濃郁、酸甜適口、穩(wěn)定性好，各項理化指標均達到國標要求。

西番蓮果汁；復合穩(wěn)定劑；均質(zhì)；殺菌

西番蓮（Passion Fruit）為西番蓮科（Passifloraceae）西番蓮屬（Passiflora Linn.）多年生草本或木質(zhì)藤本植物的果實［1］，又名雞蛋果、百香果。西番蓮由于其果汁含量高、熱穩(wěn)定性良好、可溶性固形物含量高［2］，且含有上百種芳香化合物［3］而被稱為世界上最芳香的水果，因此是飲料生產(chǎn)的良好原料，具有“果汁之王”的美稱［4］。但西番蓮果汁由于酸度較高，容易產(chǎn)生絮凝沉淀，使其商業(yè)化生產(chǎn)受到一定限制。本文研制西番蓮果汁飲料的配方，并對其穩(wěn)定性的提高進行探討，旨在為生產(chǎn)風味獨特、穩(wěn)定性優(yōu)良的西番蓮飲料提供指導，并為西番蓮果汁商業(yè)化生產(chǎn)提供思路。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

新鮮西番蓮：市售；白砂糖（一級，潔白、無吸濕結(jié)塊）：市售；檸檬酸、黃原膠、羧甲基纖維素鈉（CMCNa）、瓊脂粉等（均為食品級）：柳州市益嘉化工儀器有限公司。

SHP-60高壓均質(zhì)機：上?？扑敬缶|(zhì)機電設備有限公司；TGL-16G臺式離心機：上海安亭科學儀器廠；YXQ-SG46-280S（A）手動式高壓蒸汽滅菌鍋：上海博迅實業(yè)有限公司；2WAJ阿貝折光儀：北京維欣儀奧科技發(fā)展有限公司。

1.2工藝流程及操作要點

1.2.1工藝流程

西番蓮→選果、高錳酸鉀清洗→破殼取果汁→加水→過濾→調(diào)配→均質(zhì)→脫氣→殺菌→灌裝密封→成品

1.2.2操作要點

1）選果：選擇良好成熟度的西番蓮紫果，剔除爛果或生果。

2）取汁：用刀將西番蓮對半切開，用鋼勺將西番蓮果漿挖出，果漿過300目濾布得到原果汁。

3）原果汁稀釋過濾：為防止產(chǎn)品出現(xiàn)絮凝沉淀，稀釋后的果汁需過300目濾布過濾。

4）配料：白砂糖加入適量水分并充分溶解后用4層紗布過濾，得到糖漿溶液備用；穩(wěn)定劑分別配成一定濃度的溶液，冷藏備用。

1.2.3西番蓮汁工藝配方優(yōu)化

為得到風味良好的西番蓮果汁飲料，采用正交試驗對果汁配方進行優(yōu)化，因素與水平見表1。

表1　西番蓮飲料風味配方正交試驗因素與水平表Table1 Factorsand levelsof orthogonalexperiment for flavor recipeof passion fruit juicebeverage

1.2.4感官評定

在全校隨機選取50名師生進行感官培訓后，對西番蓮果汁進行感官評定，評價標準見表2。

表2　西番蓮汁風味感官評定標準Table2 Flavor sensory standard of passion fruit juicebeverage

1.2.5西番蓮果汁飲料穩(wěn)定性提高

1.2.5.1穩(wěn)定劑的單因素試驗及正交優(yōu)化

對渾濁型西番蓮果汁而言，最突出的問題就是加工后的果汁在貨架期內(nèi)出現(xiàn)沉淀、分層，這直接影響產(chǎn)品的銷售和市場前景。為防止產(chǎn)品在貨架期內(nèi)出現(xiàn)絮凝沉淀，需要向西番蓮汁中加入穩(wěn)定劑。本文將CMC-Na、黃原膠、瓊脂粉3種穩(wěn)定劑按不同添加量加入到飲料中，加工后靜置7 d，以離心分離率為指標，探討3種穩(wěn)定劑添加量對西番蓮果汁飲料穩(wěn)定性的影響。

由于穩(wěn)定劑的穩(wěn)定性存在協(xié)同交互作用，因此在單因素試驗基礎上，采用正交表L9（33）對CMC-Na、黃原膠、瓊脂進行正交試驗，加工后靜置7 d，測定其離心分離率，確定穩(wěn)定劑的復配比。正交試驗因素與水平見表3。

表3　西番蓮果汁穩(wěn)定劑正交試驗水平表Table3 Factor levelsof orthogonal test for the stabilizer of passion fruit juicebeverage

1.2.5.2均質(zhì)工藝的優(yōu)化

均質(zhì)工藝可減小果肉顆粒粒徑，有效防止果肉在貨架期內(nèi)產(chǎn)生沉淀。為進一步提高西番蓮飲料的穩(wěn)定性，以離心分離率為指標，對均質(zhì)溫度、壓力、次數(shù)進行探討，得到最佳均質(zhì)條件。

1.2.5.3殺菌工藝的優(yōu)化

殺菌溫度與時間對果汁沉淀產(chǎn)生的多少有著顯著影響，在不同條件下殺菌后，靜置7 d，測定其離心分離率與細菌總數(shù)，確定殺菌參數(shù)。

1.2.6西番蓮果汁飲料理化成分的測定

可溶性固形物，采用折光計法測定［5］；總酸度（以檸檬酸計），采用標準堿滴定法［6］；維生素C，采用2，6-二氯靛酚滴定法［7］。

1.2.7離心分離率的測定

離心后上層溶液越多，表明離心得到的沉淀越少，飲料穩(wěn)定性越好［8］。取10mL果汁飲料置于離心管中，4 000 r/min離心10min，取出測定上層溶液體積。

離心沉淀率/％=（1-上層溶液體積/總體積）×100

2　試驗結(jié)果與分析

2.1西番蓮風味配方確定

采用L9（33）正交試驗對西番蓮汁風味進行優(yōu)化，試驗安排及結(jié)果見表4。

表4　西番蓮風味正交試驗結(jié)果Table4 Resultsof orthogonalexperim ent for flavor formula of passion fruit juicebeverage

續(xù)表4西番蓮風味正交試驗結(jié)果Continue table4 Resultsoforthogonalexperiment for flavor form ula of passion fruit juicebeverage

由表3可知，影響西番蓮風味的主次順序依次為C＞B＞A。西番蓮果汁的最優(yōu)工藝參數(shù)組合為A2B2C1。即西番蓮汁料液比為1∶4（g/mL），白砂糖17％，檸檬酸0.5％。

2.2穩(wěn)定劑單因素試驗及復配結(jié)果

2.2.1CMC-Na穩(wěn)定劑單因素試驗結(jié)果

CMC-Na添加量對果汁離心沉淀率的影響如圖1所示。

圖1　CMC-Na添加量對果汁離心沉淀率的影響Fig.1 Theeffectof CMC-Na concentration on the centrifugation precipitating rate

由圖1可以看出，CMC-Na的添加量由0.05％上升至0.15％時，西番蓮果汁飲料離心沉淀率隨CMCNa的添加量增加而顯著下降；添加量在0.15％～0.25％范圍時，離心沉淀率降低的并不明顯，因此選擇下降速率由快變慢的拐點0.15％作為CMC-Na的臨界控制點。

2.2.2黃原膠穩(wěn)定劑單因素試驗結(jié)果

黃原膠添加量對果汁離心沉淀率的影響如圖2所示。

由圖2可以看出，黃原膠的添加量在0.01％～0.15％范圍時，離心沉淀率隨黃原膠的添加量增加而顯著下降；添加量在0.15％～0.35％范圍時，離心沉淀率降低的并不明顯，因此選擇下降速率由快變慢的拐點0.15％作為黃原膠的臨界控制點。

圖2　黃原膠添加量對果汁離心沉淀率的影響Fig.2 Theeffectof xanthan gum concentration on the centrifugation precipitating rate

2.2.3瓊脂穩(wěn)定劑單因素試驗結(jié)果

瓊脂添加量對果汁離心沉淀率的影響如圖3所示。

圖3　瓊脂添加量對果汁離心沉淀率的影響Fig.3 Theeffectof agar concentration on the centrifugation precipitating rate

由圖3可以看出，瓊脂的添加量在0.01％～0.1％范圍時，離心沉淀率隨黃原膠的添加量增加而顯著下降；添加量在0.1％～0.25％范圍時，離心沉淀率降低的并不明顯，因此選擇下降速率由快變慢的拐點0.1％作為黃原膠的臨界控制點。

2.2.4穩(wěn)定劑復配正交試驗結(jié)果

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，采用正交表L9（33）對CMCNa、黃原膠、瓊脂進行正交試驗，試驗方案及結(jié)果見表5。

表5　西番蓮飲料穩(wěn)定劑正交試驗方案及結(jié)果Table5 Program and resultsof orthogonalexperiment for stabilizer form ula of passion fruit juicebeverage

續(xù)表5西番蓮飲料穩(wěn)定劑正交試驗方案及結(jié)果Continue table5 Program and resultsof orthogonalexperim ent for stabilizer form ula of passion fruit juicebeverage

由表5可知，3種穩(wěn)定劑對西番蓮飲料離心分離率的影響程度依次為：C＞B＞A，復配的最佳組合為：A1B3C2，即CMC-Na0.10％，黃原膠0.25％，瓊脂0.10％。

2.3果汁穩(wěn)定劑驗證試驗

對西番蓮果汁穩(wěn)定劑的穩(wěn)定性進行驗證，試驗條件及結(jié)果見表6。

表6　西番蓮果汁穩(wěn)定劑驗證試驗Table6 Stabilizer verification experimentof passion fruit juice beverage

驗證結(jié)果表明，西番蓮果汁的離心分離率與正交試驗結(jié)果保持一致，表明該復合穩(wěn)定劑的效果穩(wěn)定。

2.4均質(zhì)條件對果汁穩(wěn)定性的影響

2.4.1均質(zhì)壓力對果汁穩(wěn)定性的影響

均質(zhì)壓力對果汁離心沉淀率的影響如圖4所示。

圖4　均質(zhì)壓力對果汁離心沉淀率的影響Fig.4 Effectsof homogenization pressureon the centrifugation precipitating rate

由圖4可知，西番蓮飲料的離心沉淀率隨均質(zhì)壓力的增大而逐漸減小。當均質(zhì)壓力從10MPa增加到30 MPa時，離心沉降率降低速度較快，在30 MPa到50MPa區(qū)間，離心沉降率降低的較少；而50MPa至60MPa時，沉降率反而出現(xiàn)小幅度的回升。這是由于均質(zhì)壓力過高將使蛋白質(zhì)疏水性基團增加、蛋白質(zhì)變性而使體系變得不穩(wěn)定［9］。這表明并不是均質(zhì)壓力越高飲料的穩(wěn)定性就越好，且較高的均質(zhì)壓力的能耗以及對設備的損耗也較高，綜上，本試驗選擇離心沉淀率下降速度變慢的拐點處——30MPa為西番蓮飲料的均質(zhì)壓力。

2.4.2均質(zhì)溫度對果汁穩(wěn)定性的影響

以30MPa為均質(zhì)壓力，探討均質(zhì)溫度對離心沉淀率的影響，結(jié)果見圖5所示。

圖5　均質(zhì)溫度對果汁離心沉淀率的影響Fig.5 Effectsof homogenization temperatureon the centrifugation precipitating rate

由圖5可知，當均質(zhì)溫度由30℃上升至50℃時，果汁離心沉淀率逐漸減小，并在50℃時達到最低值；當均質(zhì)溫度由50℃上升至70℃時，離心沉淀率上升，這說明高溫容易使蛋白質(zhì)變性凝聚，使飲料穩(wěn)定性降低。因此選擇50℃為最佳均質(zhì)溫度。

2.4.3均質(zhì)次數(shù)對果汁穩(wěn)定性的影響

在30MPa、50℃下探討均質(zhì)次數(shù)對西番蓮果汁飲料離心沉淀率的影響，結(jié)果見圖6所示。

圖6　均質(zhì)次數(shù)對果汁離心沉淀率的影響Fig.6 Effectsof hom ogenization timeson the centrifugation precipitating rate

由圖6可知，均質(zhì)1次即可顯著降低果汁離心沉淀率，盡管隨著均質(zhì)次數(shù)的增加離心沉淀率持續(xù)下降，但在第3次開始后下降的并不明顯。這是由于第2次均質(zhì)可以有效分散第1次均質(zhì)形成的均質(zhì)群，使沉淀率顯著下降。綜合經(jīng)濟成本考慮，選擇均質(zhì)2次為最佳均質(zhì)次數(shù)。

2.5殺菌方式對果汁沉淀率的影響

采用不同的殺菌條件下得到的西番蓮果汁飲料的離心沉淀率與菌落總數(shù)見表7。

表7　殺菌條件對西番蓮果汁離心沉淀率的影響Table7 Effectsof differentsterilizationmethodson the centrifugation precipitating rate

國標對果蔬飲料中菌落總數(shù)規(guī)定為＜100 cfu/mL［10］，由表7可以看出，3種殺菌方式均能達到國標殺菌要求，但采用低溫長時殺菌使果汁產(chǎn)生的沉淀較多，這是由于果汁長時間受熱后，其蛋白質(zhì)變性及膠體凝聚而導致［11］；采用UHT殺菌得到的果汁沉淀最少，菌落總數(shù)最少，因此選擇UHT殺菌作為西番蓮果汁的殺菌工藝。

2.6產(chǎn)品理化指標

2.6.1可溶性固形物含量

由折光儀直接滴定法測得產(chǎn)品中可溶性固形物含量為7.3％。

2.6.2總酸度

由直接滴定法測定得到產(chǎn)品中總酸度（以檸檬酸計）為2.17％。

2.6.3維生素C含量

經(jīng)測定和計算得到西番蓮果汁飲料中維生素C含量為12.47mg/100 g。

2.6.4產(chǎn)品的穩(wěn)定性

經(jīng)穩(wěn)定性優(yōu)化后，產(chǎn)品的離心分離率為3.5％。

3　結(jié)論

西番蓮因其濃郁的芳香風味及豐富的營養(yǎng)成分而被譽為“飲料之王”，但至今市售的西番蓮飲料并不多，這主要是由于其高酸度以及產(chǎn)品不穩(wěn)定導致的。為提高果汁穩(wěn)定性，本研究采用復合穩(wěn)定劑、優(yōu)化均質(zhì)與殺菌條件，提高西番蓮果汁飲料的穩(wěn)定性。

本文經(jīng)初步探討，得到西番蓮果汁飲料的配方為：西番蓮汁料液比1∶4（g/mL），白砂糖17％，檸檬酸0.5％；當采用復合穩(wěn)定劑（CMC-Na0.10％、黃原膠0.25％、瓊脂0.10％），并在30MPa、50℃下均質(zhì)2次，121℃下殺菌10 s時，可得到在室溫下具有較好的貯藏穩(wěn)定性的產(chǎn)品。

［1］劉曉紅，譚曉明.西番蓮栽培技術(shù)［J］.中國林福特產(chǎn)，2014（6）：49-50

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Study on the Technology and Stability of Passion Fruit Juice Beverage

ZHANG Jia-yan，LIN Huan，QIN Zhan-jun
（Lushan College of Guangxi University of Science and Technology，Liuzhou 545616，Guangxi，China）

Passion Fruit is a goodmaterial for producing beverage.The optimum flavor recipe of passion fruit beverage，quantity of stabilizers and condition of homogenization and sterilization were studied，by using passion fruitand white granulated sugar and citric acid.The research result showed that the optimum flavor recipe of the passion fruit beverage was passion juice to liquid ratio of 1∶4（g/mL），17％white granulated sugar，0.5％citric acid.Thequantity ofmix stabilizerswas：CMC-Na 0.10％，xanthan gum 0.25％，agar0.10％.The passion fruitbeverage was homogenized for twice under the pressure of 30MPa at50℃.The best condition of sterilizationwas121℃，10 s.The beveragehad rich fruity flavorand sweetand sour taste，showed a properstabilization，each physics and chemistry targethad reached national standard under optimum processing conditions.

passion fruitbeverage；mixed stabilizers；homogenization；sterilization

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.015

廣西高校大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目（201413639006）；廣西壯族自治區(qū)高等學?？茖W研究項目（KY2015YB519）

張佳艷（1986—），女（漢），講師，碩士研究生，從事食品工藝與營養(yǎng)方面的教學與研究工作。

2015-10-26