陳思睿，馮建文,2，池明月，王金玲*

1(東北林業(yè)大學 林學院，黑龍江 哈爾濱，150040) 2(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院園藝分院，黑龍江 哈爾濱，150040)

紅樹莓(RubusidaeusL.)為薔薇科懸鉤子屬多年生落葉果樹，其果實俗稱“覆盆子”、“托盤”、“馬林”、“梅子”等[1]，柔嫩多汁，風味獨特，香氣怡人。紅樹莓營養(yǎng)豐富，含有鞣花酸、紅樹莓酮、超氧化物歧化酶(SOD)、氨基丁酸、花青素等多種生物活性成分，具有抗癌、抗菌、抗氧化、美容養(yǎng)顏、防治心血管疾病等保健功效[2-4]，因其突出的抗氧化能力和高總酚含量成為研究的熱點[5]。

胡蘿卜是公認的保健蔬菜，有地下“小人參”之稱[6]，胡蘿卜含有豐富的胡蘿卜素和維生素以及尼克酸、蛋白質(zhì)、糖類和礦物質(zhì)，具有增加皮膚的活性、保護視力、調(diào)節(jié)血糖、降低體內(nèi)膽固醇水平、增強免疫力、延緩衰老[7-9]、降低癌癥發(fā)生率[10]等功效。

紅樹莓保存期較短，容易變質(zhì)，為了將營養(yǎng)豐富的紅樹莓提供給消費者，以其為主要原料的產(chǎn)品就成為了開發(fā)利用的重點。本研究以紅樹莓和胡蘿卜為材料，研制出一種集風味和營養(yǎng)成分于一身的復(fù)合果蔬汁飲料，為紅樹莓和胡蘿卜的深加工和新型飲料的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅樹莓(秋福) 購于尚志市，鮮果速凍處理后運回實驗室冷凍保藏；胡蘿卜、白砂糖，市購；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；瓜爾豆膠，鄭州龍生化工有限公司；耐酸羧甲基纖維素鈉(耐酸CMC)、瓊脂、明膠、海藻酸鈉、蔗糖脂肪酸酯，哈美望試劑公司。

HR1707榨汁機，飛利浦；ALC-210.2電子天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；DK-S12電熱恒溫水浴鍋，上海森信試驗儀器有限公司；220V.AC.1000W電爐，天津市泰斯特儀器有限公司；PB-10 pH計，Sartorius；HC-TP11-10天平，上海精科天平；JA2003電子秤，上海良平儀器儀表有限公司；FA25均質(zhì)機，上海森信試驗儀器有限公司；無菌操作臺。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

(1)紅樹莓汁的制備：選擇粒大飽滿、無霉變、無污染的紅樹莓果實，用清水清洗。將紅樹莓與水以1∶1的質(zhì)量比放入榨汁機中破碎，用消毒過的兩層紗布過濾，得到紅樹莓汁備用。

(2)胡蘿卜汁的制備：選擇市購的無斑點、無霉變、無腐爛和機械損傷的新鮮胡蘿卜，用清水清洗干凈并去皮。將胡蘿卜切成1～2 cm的胡蘿卜丁，在沸水中燙漂護色2 min后迅速冷卻，將燙漂后的胡蘿卜丁與水以1∶1的質(zhì)量比放入榨汁機中打漿。用消毒過的兩層紗布過濾，得到胡蘿卜汁備用。

(3)復(fù)合果蔬汁的制備：按照試驗優(yōu)化結(jié)果添加紅樹莓汁、胡蘿卜汁和預(yù)先溶解好的白砂糖、復(fù)合穩(wěn)定劑溶液，混合調(diào)配后用均質(zhì)機進行均質(zhì)(20 MPa，20 min)。將均質(zhì)后的復(fù)合果蔬汁灌裝，采用65 ℃、15 min巴氏滅菌法滅菌[11]，冷卻，得到成品。

1.2.3 果蔬汁配方優(yōu)化試驗

選擇紅樹莓汁、胡蘿卜汁、白砂糖為復(fù)合果蔬汁配方優(yōu)化試驗的單因素，單因素水平設(shè)計見表1。初始配方為紅樹莓汁20%，胡蘿卜汁15%，白砂糖3.0%(質(zhì)量分數(shù))。根據(jù)表3的感官評價標準進行感官評價，得出紅樹莓汁、胡蘿卜汁、白砂糖的最佳添加量。

表1 單因素試驗因素與水平表Table 1 Factors and levels of single-factor experiment

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以紅樹莓汁添加量，胡蘿卜汁添加量，白砂糖添加量為因素，以感官評價為指標進行L9(34)正交試驗，確定產(chǎn)品最佳配方。試驗因素水平表如表2所示。

表2 正交試驗因素與水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment

1.2.4 果蔬汁穩(wěn)定性研究

1.2.4.1 穩(wěn)定劑篩選試驗

選用瓊脂、明膠、耐酸CMC、海藻酸鈉、黃原膠、蔗糖脂肪酸酯、卡拉膠、瓜爾豆膠8種穩(wěn)定劑進行穩(wěn)定劑的篩選試驗。按照最佳配方制得的復(fù)合果蔬汁中分別添加質(zhì)量分數(shù)為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的單一穩(wěn)定劑，以分層絮狀物生成量和沉淀量為考察指標篩選穩(wěn)定劑。

1.2.4.2 穩(wěn)定劑復(fù)配及添加量的確定

在穩(wěn)定劑添加總量為0.2%(質(zhì)量分數(shù))的條件下，將篩選出的4種穩(wěn)定劑：黃原膠、瓜爾豆膠、耐酸CMC和卡拉膠，每2種為一組，按照質(zhì)量比1∶1加入復(fù)合果蔬汁中。將效果最佳的一組穩(wěn)定劑進行添加量的篩選，固定穩(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%，同時做空白試驗，以分層絮狀物生成量和沉淀量為考察指標確定穩(wěn)定劑B的最佳添加量。再固定穩(wěn)定劑B的添加量，穩(wěn)定劑A水平為0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%，同時做空白試驗，確定穩(wěn)定劑A的最佳添加量。

1.2.4.3 穩(wěn)定性的測定方法

參考易美君[12]的方法，取100 mL加入穩(wěn)定劑的復(fù)合果蔬汁于150 mL燒杯中，分別在常溫下靜置24 h和置于100 ℃水浴加熱2 h，以復(fù)合果蔬汁絮狀上浮和沉淀生成量為考察指標，無明顯上浮和沉淀物用“無”表示。對所測出的上浮物以及沉淀高度進行比較，并結(jié)合穩(wěn)定劑對復(fù)合果蔬汁感官的影響，確定最佳穩(wěn)定劑。

1.2.5 產(chǎn)品質(zhì)量指標測定

1.2.5.1 感官評價標準

選擇沒有特殊喜好的評價員10人(5男5女)，根據(jù)感官評價表對果蔬汁各方面指標進行評分，評價指標包括果蔬汁的狀態(tài)、氣味、色澤、風味以及果蔬汁的整體接受度。感官評價表如表3所示。

表3 復(fù)合果蔬汁感官評價表Table 3 Sensory evaluation standard of compound juice

續(xù)表3

項目分數(shù)標準得分口感佳,風味好,甜酸適中,具有紅樹莓和胡蘿卜特有風味;26～40風味40口感和風味較好,偏甜或偏酸;11～25口感較差,過甜或過酸,無清香口感;1～10

1.2.5.2 理化指標檢驗

可溶性固形物的測定參考GB/T 12143—2008[13]；總酸度的測定參考GB/T 12456—2008[14]。

1.2.5.3 微生物指標檢驗

參照GB/T 4789.21—2003[15]規(guī)定的方法檢驗。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

每個試驗進行3次重復(fù)，數(shù)據(jù)用平均值±標準差表示。采用Origin 8.5和Minitab 17.1軟件對數(shù)據(jù)進行分析處理并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 果蔬汁配方單因素試驗

2.1.1 紅樹莓汁添加量對果蔬汁感官評價的影響

由圖1可知，感官評分隨紅樹莓汁添加量的增加表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢，這是由于紅樹莓口味偏酸，加入量超過一定量后，使果蔬汁的味道不協(xié)調(diào)，導致評分下降，由此可知紅樹莓汁添加量對果蔬汁的感官品質(zhì)有明顯影響。在添加量為20%時感官評分最高，遂確定紅樹莓汁適宜添加量為20%。

圖1 紅樹莓汁添加量對感官評價的影響Fig.1 Effects of raspberry juice content on sensory evaluation

2.1.2 胡蘿卜汁添加量對果蔬汁感官評價的影響

由圖2可知，隨著胡蘿卜汁的添加量增加，感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，這是由于胡蘿卜汁的添加量在小于15%時，可以調(diào)節(jié)果蔬汁的風味、色澤和組織形態(tài)，但加入量大于15%后會導致果蔬汁過于黏稠，胡蘿卜自身的特殊味道也會影響整體的感官品質(zhì)，因此評分降低。由此可知胡蘿卜汁添加量對果蔬汁的感官評價有明顯的影響。在添加量為15%時感官評分最高，遂確定胡蘿卜汁適宜添加量為15%。

圖2 胡蘿卜汁添加量對感官評價的影響Fig.2 Effects of carrot juice content on sensory evaluation

2.1.3 白砂糖添加量對果蔬汁感官評價的影響

適當添加白砂糖可以中和果蔬汁的酸味，調(diào)節(jié)為酸甜可口的味道。由圖3可知，隨著白砂糖的添加量增加，感官評分先上升到最高點而后不斷下降，由此可知白砂糖添加量對果蔬汁的感官品質(zhì)有明顯的影響，在添加量為3%時感官評分最高，遂確定白砂糖適宜添加量為3%。

圖3 白砂糖添加量對感官評價的影響Fig.3 Effects of sugar content on sensory evaluation

2.2 果蔬汁配方優(yōu)化試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以紅樹莓汁、胡蘿卜汁、白砂糖添加量為因素進行L9(34)正交試驗，以感官評分為指標，對復(fù)合果蔬汁的配方進行優(yōu)化，結(jié)果如表4所示。

表4 正交試驗結(jié)果Table 4 Results of the orthogonal test

續(xù)表4

試驗編號因素紅樹莓汁(X)/%胡蘿卜汁(Y)/%白砂糖(Z)/%感官評分421279.14±2.23522380.57±2.78623174.26±2.92731380.72±2.10832174.17±2.44933271.27±3.18k170.8277.7673.95k277.9974.6273.18k375.3971.8277.07R7.175.943.89

由表4可知，紅樹莓胡蘿卜果蔬汁的最佳配方組合為X2Y1Z3，即：紅樹莓汁20%，胡蘿卜汁10%，白砂糖4.5%。各因素對感官評分的影響由強到弱依次為RX>RY>RZ，即紅樹莓汁添加量對復(fù)合果蔬汁的感官品質(zhì)影響最大，添加量過少時，紅樹莓果香氣不足，影響產(chǎn)品口感的協(xié)調(diào)性；添加量過多時，產(chǎn)品顏色暗沉，酸味突出，口感不柔和。其次對產(chǎn)品的感官評價影響較大的是胡蘿卜汁添加量，過少時無胡蘿卜的特殊風味；過多時胡蘿卜的味道掩蓋了紅樹莓的風味。影響最小的是白砂糖的添加量。

為驗證正交結(jié)果的準確性，根據(jù)正交優(yōu)化結(jié)果進行3組平行驗證試驗。紅樹莓胡蘿卜果蔬汁的感官評分為82.83±2.94，證明X2Y1Z3為最優(yōu)配方組合。

方差分析結(jié)果見表5。由表5可知，紅樹莓汁添加量對復(fù)合果蔬汁的影響極顯著(p<0.01)，胡蘿卜汁添加量和白砂糖添加量這2個因素對復(fù)合果蔬汁的影響顯著(p<0.05)。其中紅樹莓汁添加量的影響最大，胡蘿卜汁添加量的影響其次，最后是白砂糖添加量，此結(jié)果與正交試驗極差分析結(jié)果相同。

表5 正交試驗結(jié)果的方差分析Table 5 The variance analysis of orthogonal test’s results

注：*表示差異顯著(p<0.05)，**表示差異極顯著(p<0.01)。F0.05(2,2)=19.00，F(xiàn)0.01(2,2)=99.00。

2.3 果蔬汁穩(wěn)定性的研究

2.3.1 穩(wěn)定劑篩選試驗

對根據(jù)優(yōu)化配方制得的紅樹莓胡蘿卜果蔬汁進行穩(wěn)定劑篩選試驗，試驗結(jié)果見表6。

表6 不同穩(wěn)定劑添加量對穩(wěn)定性的影響Table 6 Effect of stabilizers content on stability

續(xù)表6

穩(wěn)定劑添加量(質(zhì)量分數(shù))/%初始上浮/cm初始下沉/cm處理后上浮/cm處理后下沉/cm靜置水浴靜置水浴靜置水浴靜置水浴0.050.20.1無無0.40.5無無0.100.10.1無0.20.30.2無1.2耐酸CMC0.15無0.2無無10.60.81.10.200.40.4無0.31.30.70.90.70.250.40.3無無1.21.30.60.70.050.90.70.20.21.31.20.30.50.1010.50.2無1.110.30.3黃原膠0.15無無無無無無無無0.20無無無無無無無無0.25無無無無無無無無0.050.10.10.20.20.10.10.20.20.100.20.20.30.10.50.30.10.1瓜爾豆膠0.15無0.1無無0.10.10.10.10.20無無無0.10.40.40.30.10.25無無無無0.90.80.30.10.050.30.30.20.20.70.70.20.30.100.70.40.10.11.10.8無0.1卡拉膠0.150.20.2無無0.40.6無0.10.2011.2無無1.11.1無無0.250.2無無無0.50.70.1無

由表6可知，選用瓊脂、蔗糖酯或海藻酸鈉為單一穩(wěn)定劑的情況下，初始狀態(tài)上浮物較多，經(jīng)過靜置和水浴的果蔬汁上浮物明顯增多，呈現(xiàn)渾濁狀態(tài)，可以得出瓊脂、蔗糖酯和海藻酸鈉對紅樹莓胡蘿卜果蔬汁的穩(wěn)定性作用均不佳，不應(yīng)進行穩(wěn)定劑復(fù)配試驗。

選用明膠為單一穩(wěn)定劑的情況下，果蔬汁相對穩(wěn)定，但顏色整體變深，與加入其他穩(wěn)定劑的紅樹莓果蔬汁的顏色有很大差異，可以得出明膠對紅樹莓胡蘿卜果蔬汁的穩(wěn)定性作用較強，但可能對果蔬汁的成分有較大影響，致使果蔬汁顏色發(fā)生較大變化，故不應(yīng)進行穩(wěn)定劑復(fù)配試驗。

選用耐酸CMC為單一穩(wěn)定劑的情況下，初始狀態(tài)上浮物較少，經(jīng)過靜置的果蔬汁上浮物和下沉物增多，果蔬汁呈較不穩(wěn)定的狀態(tài)，可以得出耐酸CMC對紅樹莓胡蘿卜果蔬汁的穩(wěn)定性作用并不佳，但經(jīng)查閱文獻，大部分針對紅樹莓汁或胡蘿卜汁的穩(wěn)定劑復(fù)配試驗常選用CMC[16]，可能因為耐酸CMC作為單獨穩(wěn)定劑效果不佳，與其他穩(wěn)定劑復(fù)配后更適合紅樹莓胡蘿卜果蔬汁，所以選擇耐酸CMC進行穩(wěn)定劑復(fù)配試驗。

在選用黃原膠、瓜爾豆膠或卡拉膠作為單一穩(wěn)定劑的情況下，初始和經(jīng)過水浴后的果蔬汁無明顯上浮和沉淀物，且加入黃原膠或瓜爾豆膠的果蔬汁組織狀態(tài)較好，整體均一穩(wěn)定?？梢缘贸鳇S原膠、瓜爾豆膠和卡拉膠對紅樹莓胡蘿卜果蔬汁的穩(wěn)定性作用較強，應(yīng)進行穩(wěn)定劑復(fù)配試驗。

2.3.2 穩(wěn)定劑復(fù)配試驗

經(jīng)過對穩(wěn)定劑單因素試驗的篩選，對紅樹莓胡蘿卜果蔬汁穩(wěn)定性作用較好的穩(wěn)定劑有黃原膠、瓜爾豆膠、耐酸CMC、卡拉膠4種。每2種按質(zhì)量比1∶1添加，添加總量為0.2%。試驗結(jié)果見表7。

表7 穩(wěn)定劑復(fù)配試驗結(jié)果Table 7 Results of the stabilizers complex test

通過6組穩(wěn)定劑復(fù)配試驗，可以看出黃原膠和瓜爾豆膠的復(fù)配效果最佳，靜置和水浴后的上浮物和下沉物的量都在理想范圍內(nèi)，復(fù)合果蔬汁無雜質(zhì)，無下沉，略有上浮，流動性好，整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，而耐酸CMC和卡拉膠、瓜爾豆膠的復(fù)配結(jié)果差。因此，穩(wěn)定劑復(fù)配效果最佳的選擇是黃原膠和瓜爾豆膠。

2.3.3 穩(wěn)定劑復(fù)配添加量的確定

穩(wěn)定劑復(fù)配添加量試驗方案及結(jié)果如下(表8、表9、表10、表11)。

表8 瓜爾豆膠與黃原膠添加量對穩(wěn)定性影響Table 8 Effect of guar gum and xanthan gum content on stability

表9 復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對感官的影響Table 9 Effect of composite stabilizers content on sensory evaluation

表10 黃原膠與瓜爾豆膠添加量對穩(wěn)定性影響Table 10 Effect of xanthan gum and guar gum content on stability

表11 復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對感官的影響Table 11 Effect of composite stabilizers content on sensory evaluation

通過穩(wěn)定劑復(fù)配添加量的確定試驗，可以得出在黃原膠的添加量為0.09%、瓜爾豆膠的添加量為0.06%時，紅樹莓胡蘿卜復(fù)合果蔬汁的穩(wěn)定性最佳，果蔬汁整體呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)。同時，該穩(wěn)定劑添加量符合GB 2760—2014[17]標準。因此，確定為最佳穩(wěn)定劑配方。

2.4 質(zhì)量指標測定結(jié)果

2.4.1 感官指標

色澤：洋紅色。

口感：酸甜適口，風味獨特，具有紅樹莓和胡蘿卜的混合味道，協(xié)調(diào)柔和。

組織狀態(tài)：均勻無沉淀。

氣味：具有紅樹莓的果香和胡蘿卜的清新味，香氣協(xié)調(diào)且濃郁，無異味。

2.4.2 理化指標

總酸0.30%～0.40%；可溶性固形物≥11%。

2.4.3 微生物指標

細菌總數(shù)≤100 CFU/mL；大腸菌群總數(shù)≤3 CFU/mL；致病菌未檢出，均符合GB 7101—2015標準。

3 討論

胡蘿卜本身存在燜味而不具備果香，其加工飲品口味遠比不上各種果汁，大大減低了其市場占有率[18]。紅樹莓香氣物質(zhì)種類豐富，試驗中采用的秋福樹莓含有54種香氣物質(zhì)[19]，酸度為0.62%～4.09%，糖度為2.4%～10.67%[20]，由于酸度高，口感不柔和，開發(fā)利用程度不如其他漿果。紅樹莓作為原料的飲料產(chǎn)品在進行調(diào)配時，需要添加糖或其他原料調(diào)節(jié)口味。試驗制得的果蔬汁中，紅樹莓的豐富果香能夠掩蓋胡蘿卜的不良氣味，胡蘿卜汁的清淡口味可以緩解紅樹莓的酸味，同時具有營養(yǎng)保健價值，為合理開發(fā)提供一種新思路。

復(fù)合果蔬汁含有的果蔬微粒包括多糖、蛋白質(zhì)、脂類等多種成分，容易形成懸浮液和膠體溶液，必須添加一定量的適合的穩(wěn)定劑，才能防止復(fù)合果蔬汁出現(xiàn)分層、漂浮物和沉淀并維持貯藏期間的穩(wěn)定。穩(wěn)定劑應(yīng)在保證飲料均勻穩(wěn)定的情況下減少用量，以免影響產(chǎn)品風味和口感。李娜[21]研制的紅樹莓混濁汁中，添加復(fù)合穩(wěn)定劑最佳組合為羥甲基纖維素鈉、黃原膠、瓊脂和果膠。姬華[22]等選用沙棗、番茄、胡蘿卜為原料加工成復(fù)合飲料，添加黃原膠作為穩(wěn)定劑。原料、品種、工藝的不同，穩(wěn)定劑的種類和添加量也不同，需要進行試驗篩選。

選取穩(wěn)定劑時常用以沉淀率為指標的離心法或者室溫放置以下層沉淀量為指標。試驗中進行穩(wěn)定劑篩選時，由于離心效果不好，絮狀物較多，沉淀不易與液體分離，故以飲料常溫靜置現(xiàn)象和試管加熱現(xiàn)象為判斷依據(jù)[12]，進行穩(wěn)定劑的選擇，得到了理想的試驗效果。

4 結(jié)論

紅樹莓胡蘿卜復(fù)合果蔬汁的最佳工藝配方為，紅樹莓汁20%、胡蘿卜汁10%、白砂糖4.5%、水65.5%；最佳穩(wěn)定劑配方為，黃原膠0.09%，瓜爾豆膠0.06%。以此配方制得的復(fù)合果蔬汁品質(zhì)穩(wěn)定，既包含紅樹莓和胡蘿卜的原有營養(yǎng)成分，又具備獨特風味和口感，符合現(xiàn)代消費觀念和需求，對紅樹莓和胡蘿卜的開發(fā)利用有重要意義。