趙慧芳，薛源，黃燁，劉洪霞，吳文龍*

1. 江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所（南京 210014）；2. 江蘇連恒生物科技有限公司（南京 211500）

黑莓果實(shí)柔軟多汁，風(fēng)味獨(dú)特，色澤艷麗，復(fù)含多酚、花色苷等成分，具有較強(qiáng)的降血糖、抗衰老、抗炎等生理活性[1-3]，適合加工成果汁產(chǎn)品。市場(chǎng)上有多種類(lèi)型的黑莓產(chǎn)品，包括黑莓果汁、黑莓果醬、黑莓果酒、黑莓原漿等產(chǎn)品[4-7]，其中果汁是最受歡迎、消費(fèi)最多的產(chǎn)品。

低聚果糖又稱(chēng)寡多糖或益生元，廣泛存在于日常食物中，是一種水溶性膳食纖維，具有降低腸道pH、促進(jìn)雙歧桿菌的增殖、調(diào)節(jié)腸道菌群、降血脂、促進(jìn)礦物質(zhì)吸收、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、預(yù)防結(jié)腸癌等功能[8-10]，它的甜度較蔗糖低，穩(wěn)定性好，且不易被口腔微生物所利用，是一種具有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的功能食品配料[11]，有研究表明，低聚果糖能夠促進(jìn)多酚類(lèi)物質(zhì)在結(jié)腸的發(fā)酵[12]。膠原蛋白是動(dòng)物結(jié)締組織中的主要成分，在人體和脊椎動(dòng)物體內(nèi)起著保護(hù)機(jī)體、支撐器官的作用[13]。膠原蛋白水解產(chǎn)物具有較好的水溶性，且容易被人體吸收，具有預(yù)防骨質(zhì)疏松、改善關(guān)節(jié)健康、提高機(jī)體免疫力、增加細(xì)胞儲(chǔ)水力、增強(qiáng)肌膚彈性等生理功能[14-15]，近年來(lái)受到消費(fèi)者的極大關(guān)注，有研究者將其添加到刺梨、西柚、蘋(píng)果和藍(lán)莓果汁中，制備膠原蛋白復(fù)合果汁飲料產(chǎn)品[16-18]。

在黑莓果汁產(chǎn)品的制備中用低聚果糖作甜味劑，同時(shí)添加水解膠原蛋白，制成的黑莓膠原蛋白小分子肽產(chǎn)品具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。膠原蛋白具有一定腥味，影響產(chǎn)品風(fēng)味，而黑莓果汁具有特殊的果香味，且口感酸甜，能在一定程度上掩蓋腥味，此外添加低聚果糖、檸檬酸鈉作為甜味和酸味的補(bǔ)充，使得產(chǎn)品具有平衡的酸甜口感。黑莓果汁色澤為艷麗的深紅色，其主要呈色物質(zhì)為花色苷成分，為探究2種新型添加劑膠原蛋白和低聚果糖是否會(huì)對(duì)其色澤、透光率和花色苷成分的含量產(chǎn)生影響，試驗(yàn)以膠原蛋白小分子肽產(chǎn)品的外觀特征、營(yíng)養(yǎng)成分含量及感官評(píng)定等為指標(biāo)，對(duì)低聚果糖添加量、膠原蛋白分子量、添加量、黑莓果汁濃度等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以期為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

黑莓單粒凍果；菊苣低聚果糖（純度93.97%）；魚(yú)膠原蛋白（分子量1 kDa、分子量2 kDa）；檸檬酸鈉。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 黑莓原汁的制備

將黑莓單粒凍果軟化破碎，在50 ℃條件下加入0.04%果膠酶，酶解2 h，100目（150 μm）尼龍網(wǎng)過(guò)濾，95～100 ℃保持3 min巴氏殺菌滅酶，趁熱裝入潔凈的不銹鋼灌中密封，浸入冷水迅速冷卻，在0 ℃左右冷藏靜置澄清15 d，取上清液備用。

1.2.2 不同低聚果糖濃度的選擇

分別稱(chēng)取10，15和20 g低聚果糖，逐個(gè)添加25 mL無(wú)菌黑莓原汁，加入純凈水并攪拌均勻，定容至100 mL，配制成果汁濃度25%，低聚果糖濃度分別為10%，15%和20%的樣品，比較不同配方產(chǎn)品的透光率、色度、色調(diào)、總花色苷含量、SSC和pH，選擇合適的低聚果糖濃度。

透光率的測(cè)定采用分光光度法，以蒸餾水作空白，選擇1 cm比色皿，測(cè)定產(chǎn)品在700 nm下的吸光度A，并根據(jù)公式計(jì)算透光率[19]。

色度和色調(diào)的測(cè)定采用分光光度法，以蒸餾水作空白，選擇1 cm比色皿，測(cè)定產(chǎn)品在420，520和620 nm下的吸光度[20]。

總花色苷含量用pH示差法測(cè)定[21]，SSC和pH分別用手持糖度計(jì)和pH計(jì)測(cè)定。

表1 不同低聚果糖濃度和膠原蛋白分子量的選擇 %

1.2.3 不同分子量膠原蛋白的選擇

分別稱(chēng)取6 g和8 g分子量1 kDa膠原蛋白，8 g和10 g分子量2 kDa膠原蛋白，逐個(gè)添加25 mL無(wú)菌黑莓原汁，加入純凈水并攪拌均勻，定容至100 mL，配置成果汁濃度25%，膠原蛋白濃度6%，8%和10%的配方，具體見(jiàn)表1配方5～8。比較不同配方產(chǎn)品的透光率、色度、色調(diào)、總花色苷含量、SSC和pH，根據(jù)上述指標(biāo)選擇適宜的膠原蛋白種類(lèi)。

1.2.4 不同膠原蛋白含量和果汁濃度的選擇

在前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上固定果汁中低聚果糖濃度10%，所用膠原蛋白分子量2 kDa。設(shè)置4個(gè)梯度的膠原蛋白濃度（2%，4%，6%和8%），3個(gè)果汁濃度（25%，30%和50%），具體配方見(jiàn)表2，比較不同配方產(chǎn)品的透光率、色調(diào)、總花色苷含量、SSC和pH，選擇合適的膠原蛋白濃度和果汁濃度。

1.2.5 檸檬酸鈉的添加試驗(yàn)

在試驗(yàn)基礎(chǔ)上設(shè)置4個(gè)添加0.3%檸檬酸鈉的配方，低聚果糖濃度10%，膠原蛋白濃度2%～4%，果汁濃度30%，具體見(jiàn)表3，考察檸檬酸鈉對(duì)產(chǎn)品性能和風(fēng)味的影響。

1.2.6 不同配方產(chǎn)品的感官評(píng)定

選擇表2中的配方2、6、10、11、12進(jìn)行感官評(píng)定，評(píng)定小組由9人組成，評(píng)定前禁食煙酒及辛辣刺激食物，觀察樣品的色澤中紅色的強(qiáng)度，通過(guò)吸聞和品嘗評(píng)價(jià)產(chǎn)品果味強(qiáng)弱，通過(guò)品嘗評(píng)價(jià)產(chǎn)品的酸度和甜度，具體見(jiàn)表4和表5。

表2 不同膠原蛋白濃度和果汁濃度的產(chǎn)品配方 %

表4 感官評(píng)定描述詞匯及定義

表5 感官評(píng)定評(píng)分表

2 結(jié)果與分析

2.1 不同低聚果糖濃度對(duì)產(chǎn)品性能的影響

低聚果糖的甜度較蔗糖低，據(jù)報(bào)道，純度95%以上低聚果糖的甜度僅為蔗糖的30%。通過(guò)在黑莓果汁中添加不同量低聚果糖的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照相比，添加有低聚果糖的產(chǎn)品可溶性固形物（SSC）含量顯著升高，pH逐漸升高，且隨添加量增大而增大。但是低聚果糖對(duì)黑莓果汁中花色苷具有一定影響，總花色苷含量隨著低聚果糖添加量增大而逐漸降低，低聚果糖添加量10%時(shí)總花色苷含量降幅在10%以上，同時(shí)產(chǎn)品的色度隨之降低，色調(diào)升高。滅菌后，產(chǎn)品色度下降30%以上，總花色苷含量下降40%～50%，透光率下降5%左右，色調(diào)值升高30%以上，可溶性固形物含量（SSC）和產(chǎn)品pH在滅菌前后穩(wěn)定不變。綜合來(lái)看，產(chǎn)品中低聚果糖添加量在10%以?xún)?nèi)較為適宜。

2.2 不同膠原蛋白分子量對(duì)產(chǎn)品性能的影響

膠原蛋白是一種兩性電解質(zhì)，添加到酸性的黑莓果汁中會(huì)使得果汁pH升高，同時(shí)引起產(chǎn)品透光率、色度和色調(diào)變化。據(jù)表6可知，添加膠原蛋白后果汁pH 2.9左右上升至pH 4.0以上，且隨著膠原蛋白添加量增大而增大，滅菌前產(chǎn)品的色調(diào)即從原果汁的0.45上升到0.9以上，色澤偏暗；滅菌后色調(diào)值進(jìn)一步升高，色澤進(jìn)一步變暗，透光率和總花色苷含量降低，添加分子量2 kDa的膠原蛋白的配方7和8的總花色苷含量顯著高于添加分子量1 kDa的配方5和6。綜合比較2種膠原蛋白，分子量2 kDa的膠原蛋白對(duì)黑莓果汁產(chǎn)品的影響相對(duì)較小，優(yōu)選分子量2 kDa的水解膠原蛋白作為黑莓果汁的添加劑，Bilek等[22]研制的水解膠原蛋白果汁飲品中使用的膠原蛋白分子量也是2 kDa。

表6 不同低聚果糖和膠原蛋白分子量對(duì)產(chǎn)品指標(biāo)的影響

2.3 不同膠原蛋白含量和果汁濃度對(duì)產(chǎn)品性能的影響

2.3.1 不同膠原蛋白濃度的影響

由表7可以看出，隨著膠原蛋白含量升高，產(chǎn)品可溶性固形物含量升高，pH升高，色調(diào)值升高（見(jiàn)圖2），總花色苷含量下降，且3個(gè)指標(biāo)在滅菌前后的變化幅度均同膠原蛋白添加量成正比。感官評(píng)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，配方10（4%膠原蛋白）的色澤、果味、甜度和酸度得分均較高，而膠原蛋白含量分別為6%和8%的配方11和12的果味、酸味和甜味顯著降低，感官評(píng)分與膠原蛋白添加量成反比（圖1）。添加低聚果糖和膠原蛋白的配方透光率相比原果汁或單獨(dú)添加的配方顯著降低，由此可見(jiàn)，膠原蛋白添加量不宜太高，選擇2%～6%較為適宜，該濃度范圍與漆正方等[16]研制的刺梨膠原蛋白果汁飲料（膠原蛋白5%）和查恩輝等[18]研制的膠原蛋白復(fù)合果汁飲料（膠原蛋白3%）較為一致。

表7 不同膠原蛋白含量和果汁濃度對(duì)產(chǎn)品指標(biāo)的影響

2.3.2 不同果汁濃度的比較

通過(guò)對(duì)不同濃度果汁配方外觀及營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著果汁濃度升高，產(chǎn)品pH和色調(diào)逐漸降低，總花色苷和可溶性固形物含量逐漸升高，果汁濃度50%時(shí)產(chǎn)品透光率較果汁濃度25%和30%顯著降低（見(jiàn)表7）。感官評(píng)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，果汁含量較高的配方10由于其色澤艷麗、果味濃郁、酸甜度適宜，感官評(píng)分最高，果汁含量較低的配方2和6的酸度和甜度較低，果味較淡，色澤也偏暗，感官評(píng)分略低（見(jiàn)圖1）。曹勁松等[11]對(duì)菊苣低聚果糖的穩(wěn)定性研究發(fā)現(xiàn)，其在pH＜4條件下穩(wěn)定性隨酸度升高而降低，因此，果汁濃度選擇30%較為適宜，最優(yōu)配方為配方6（低聚果糖10%，2 kDa膠原蛋白4%，黑莓果汁濃度30%）和配方7（低聚果糖10%，2 kDa膠原蛋白6%，黑莓果汁濃度30%），試驗(yàn)結(jié)果與前人研究的果汁濃度25%或20%差距較小[15,17]。

2.4 檸檬酸鈉添加前后的比較

通過(guò)對(duì)添加檸檬酸鈉前后多個(gè)產(chǎn)品的指標(biāo)比較發(fā)現(xiàn)，pH和色調(diào)變化最為明顯，檸檬酸鈉能夠降低產(chǎn)品pH，從而降低產(chǎn)品色調(diào)（見(jiàn)圖2），感官評(píng)定發(fā)現(xiàn)，添加檸檬酸鈉的配方2（表3）相比較原配方6（表2）酸度適宜，果味濃郁，可見(jiàn)檸檬酸鈉能夠改善黑莓膠原蛋白小分子肽產(chǎn)品的風(fēng)味。后期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，低溫貯藏2周后，添加檸檬酸鈉樣品的沉淀較未添加的多，因此產(chǎn)品穩(wěn)定性有待進(jìn)一步考察。

圖1 不同膠原蛋白添加量和果汁濃度配方的感官評(píng)定

圖2 添加檸檬酸鈉前后產(chǎn)品pH和色調(diào)的變化

3 結(jié)論與討論

黑莓膠原蛋白小分子肽產(chǎn)品的配方主要考慮低聚果糖添加量、膠原蛋白分子量、添加量、果汁濃度等方面影響，試驗(yàn)以產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分、感官評(píng)定及滅菌前后穩(wěn)定性為考察指標(biāo)對(duì)產(chǎn)品配方進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低聚果糖添加量選擇10%較為適宜，此條件下，產(chǎn)品的甜度適中，穩(wěn)定性較好；選擇分子量2 kDa膠原蛋白，添加量2%～6%較為適宜，果汁濃度30%左右較為適宜，此時(shí)產(chǎn)品感官評(píng)分較高，穩(wěn)定性較好，產(chǎn)品酸度偏低時(shí)可以考慮添加適量的檸檬酸鈉。

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)低聚果糖的添加對(duì)黑莓果汁的色澤、色調(diào)、透光率、pH和總花色苷含量等的影響較小，而水解膠原蛋白的添加會(huì)升高果汁pH和色調(diào)值，總花色苷含量會(huì)降低，且變化的幅度隨添加量增加而增大。膠原蛋白具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但其市面上產(chǎn)品種類(lèi)較少，試驗(yàn)開(kāi)發(fā)一種新的膠原蛋白果汁飲品，同時(shí)復(fù)合低聚果糖，進(jìn)一步提升和擴(kuò)大該產(chǎn)品應(yīng)用。黑莓膠原蛋白小分子肽產(chǎn)品的原料黑莓果汁、水解膠原蛋白和低聚果糖均具有一定熱敏性，但是由于一些因素限制，試驗(yàn)中使用巴氏滅菌的方法[21]，通過(guò)對(duì)滅菌前后產(chǎn)品的幾項(xiàng)指標(biāo)考察發(fā)現(xiàn)，95 ℃加熱3 min的滅菌方式對(duì)產(chǎn)品的影響不小，包括色調(diào)的升高、色度的下降、透光率的降低和總花色苷含量的下降，尤其是后兩者的下降幅度較大，分別達(dá)20%～40%和40%～50%，這是試驗(yàn)的不足之處，生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)盡量采用冷殺菌的方式。