魏玉梅，張帥中，馮玉蘭，孫家美，烏 蘭

（1.西北民族大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部，甘肅 蘭州 730030；2.山東省海洋科學(xué)研究院，山東 青島 266104；3.西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730030）

人參果（Solanum muricatumAit.）又稱安第斯茄、香艷梨等[1]，為茄科（Solamaceae）茄屬（Solanum）[2]，原產(chǎn)于南美洲，為多年生雙子葉草本植物，其肉質(zhì)清香多汁，果肉呈淡黃色，無(wú)籽核，橢圓形或卵圓形，成熟后出現(xiàn)紫紅色條斑[3]。人參果中蛋白質(zhì)含量高，必需氨基酸含量豐富，并且富含多種維生素及微量元素[4]。枸杞（Lyciumbarbarum）屬于茄科落葉灌木，為明亮的橙紅色橢球漿果，可用于泡酒、泡茶、煮粥等，其果實(shí)可入藥，是中藥配方的重要成分[5]。枸杞中富含枸杞多糖、枸杞黃酮、類(lèi)胡蘿卜素等，具有補(bǔ)腎養(yǎng)肝、增強(qiáng)免疫力、抗腫瘤、抗氧化、抗疲勞及協(xié)同防癌等多種功效[6]。葡萄中含有糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)、維生素，以及鈣、鐵等微量元素[7]，而且葡萄皮中含有的葡萄多酚，不但具有很強(qiáng)的抗氧化作用，還有抗炎、抗菌、抗腫瘤和皮膚保健與美容的功效[8]，此外，葡萄皮中還含有葡萄花色苷，具有降低肝臟及血清中脂肪含量、抗氧化、抗腫瘤等多種功效[9]。

目前市場(chǎng)上人參果加工產(chǎn)品甚少，主要以鮮果為主，理論研究主要有人參果的果脯[10]、果醬、果酒[11]等的加工，關(guān)于新鮮人參果原汁用于制作飲料的報(bào)道還非常少，利用人參果與枸杞及葡萄汁制備復(fù)合飲料或其他復(fù)合果汁的研究尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。本文以人參果、枸杞和去籽葡萄為原料，通過(guò)單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)以及Box-Behnken試驗(yàn)逐步優(yōu)化人參果復(fù)合飲料的最佳配方，擬研制一種集各種營(yíng)養(yǎng)保健功能于一體的天然、安全、具有特殊風(fēng)味、飲用方便的復(fù)合飲料，以期開(kāi)發(fā)出一款新型營(yíng)養(yǎng)健康且具有人參果特殊風(fēng)味的復(fù)合飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

武威人參果、寧夏枸杞、巨峰葡萄、白砂糖：均為市售。

檸檬酸、抗壞血酸、果膠酶、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、卡拉膠、黃原膠，均為食品級(jí)。

1.1.2 儀器與設(shè)備

HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州國(guó)華電器有限公司；PL-203型電子分析天平：瑞士梅特勒-托利多公司；MJ-BL25B3型多功能榨汁機(jī)：廣東美的生活電器制造有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

參照陳洪興等[12]的方法。

1.2.2 操作要點(diǎn)

1.2.2.1 人參果汁的制備

選擇個(gè)大、肉厚、無(wú)病蟲(chóng)害的八成熟人參果，用自來(lái)水清洗干凈，去皮去籽后分成若干瓣，將人參果浸泡在0.1%抗壞血酸溶液進(jìn)行護(hù)色，后于85℃熱水中滅酶2 min[13]，壓榨出汁后進(jìn)行粗濾，在濾液中加入0.1%果膠酶[14]，邊攪拌邊酶解，2 h后用雙層濾布過(guò)濾，得汁液為人參果汁。

1.2.2.2 枸杞汁的制備

選擇色澤鮮紅、無(wú)霉?fàn)€變質(zhì)的枸杞，用自來(lái)水清洗干凈。先加5倍水，在90℃條件下預(yù)煮30 min，并加入0.02%抗壞血酸進(jìn)行護(hù)色，取出降溫至60℃。將預(yù)煮后的枸杞及預(yù)煮液一起用榨汁機(jī)榨汁，并取得汁液。在汁液中按40μL/100 mL添加果膠酶[15]，并將汁液置于60℃恒溫水浴鍋中保溫浸提4 h，用8層濾布濾出汁液后，再加5倍水，繼續(xù)浸提4 h，8層濾布過(guò)濾，將兩次汁液混合，即得枸杞汁。

1.2.2.3 葡萄汁的制備

挑選飽滿成熟、無(wú)腐爛的葡萄果實(shí)，于清水中浸泡8～10 min，然后用0.03%高錳酸鉀溶液浸泡3 min，用清水清洗干凈后脫粒，只將籽去除。按照葡萄與水等質(zhì)量的比例榨汁，然后用4層紗布過(guò)濾，95℃殺菌后迅速冷卻至45℃左右。為提高葡萄汁的澄清度，需用濃度為0.01%～0.05%的果膠酶處理2～3 h，酶處理后用8層濾布過(guò)濾，即得葡萄原汁。

1.2.2.4 復(fù)合汁的調(diào)配、均質(zhì)

將人參果汁、枸杞汁、葡萄汁、白砂糖、檸檬酸和穩(wěn)定劑進(jìn)行混合調(diào)配，通過(guò)單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)以及Box-Behnken試驗(yàn)篩選出最佳組合。將初步混合的復(fù)合果汁經(jīng)過(guò)均質(zhì)機(jī)，達(dá)到較理想的細(xì)度和均勻度，溫度40～50℃，壓力15～20 MPa進(jìn)行2次均質(zhì)處理。

1.2.2.5 脫氣、灌裝、殺菌

在果汁中加入少量抗壞血酸以達(dá)到脫氣的目的，然后進(jìn)行灌裝，最后采用高溫瞬時(shí)殺菌，殺菌溫度95℃，殺菌時(shí)間為10～15 s。

1.2.3 復(fù)合汁中各原汁配比的確定

1.2.3.1 復(fù)合汁中各原汁配比的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，固定枸杞汁添加量15mL，人參果汁添加量15 mL，葡萄汁添加量20 mL，通過(guò)單因素試驗(yàn)確定不同濃度的人參果汁、枸杞汁、葡萄汁添加量對(duì)復(fù)合汁感官品質(zhì)的影響，復(fù)合汁感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)詳見(jiàn)表1。

表1 人參果枸杞葡萄復(fù)合汁感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards of compound juice of ginseng fruit,Chinese wolfberry and grape

1.2.3.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化復(fù)合汁中各原汁配比

在單因素試驗(yàn)確定人參果汁、枸杞汁與葡萄汁最適添加量的基礎(chǔ)上，以人參果復(fù)合汁的感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)對(duì)3種原汁配比進(jìn)行優(yōu)化[16]，正交試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表2。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表Table2 Factors and levelsof orthogonal test 單位：mL

1.2.4 人參果復(fù)合飲料配方的確定

1.2.4.1 人參果復(fù)合飲料配方的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

固定復(fù)合汁、白砂糖及檸檬酸添加量分別為復(fù)合飲料成品的40%、4%、0.10%，以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察不同復(fù)合汁（10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%）、白砂糖（2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%）以及檸檬酸（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%）添加量對(duì)復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響。

1.2.4.2 響應(yīng)面法優(yōu)化人參果復(fù)合飲料配方

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，以復(fù)合飲料的感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用響應(yīng)面法設(shè)計(jì)試驗(yàn)，運(yùn)用Box-Behnken的中心組合試驗(yàn)對(duì)復(fù)合汁、檸檬酸和白砂糖添加量進(jìn)行優(yōu)化，響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表3。

表3 Box-Behnken試驗(yàn)因素水平表Table 3 Factorsand levelsof Box-Behnken design單位：%

1.2.5 復(fù)配穩(wěn)定劑的確定

選用CMC-Na、海藻酸鈉和卡拉膠作為人參果復(fù)合飲料的穩(wěn)定劑，在復(fù)合飲料配方的基礎(chǔ)上分別加入0.2%CMC-Na、0.2%卡拉膠、0.2%海藻酸鈉、0.1%CMC-Na+0.1%卡拉膠、0.1%海藻酸鈉+0.1%卡拉膠、0.1%CMC-Na+0.15%卡拉膠、0.1%CMC-Na+0.2%卡拉膠，以離心沉淀率為指標(biāo)對(duì)穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，離心沉淀率越小表明穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果越好。

離心沉淀率的測(cè)定方法為：取5 mL待測(cè)飲料于離心管中，稱量樣品質(zhì)量m1后，放入離心機(jī)中，以3 000 r/min離心10 min后，取出離心管靜置10 min，吸去上清液，稱量殘留物的質(zhì)量m。離心沉淀率的計(jì)算公式為：

1.2.6 復(fù)合飲料的感官評(píng)價(jià)

選擇具有感官評(píng)定知識(shí)的食品專業(yè)學(xué)生，采用10人小組評(píng)分法，參照表4的標(biāo)準(zhǔn)從飲料的色澤、香氣、滋味、組織狀態(tài)4個(gè)方面分別進(jìn)行評(píng)分，最后取平均值作為感官評(píng)分結(jié)果。

表4 人參果枸杞葡萄復(fù)合飲料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table4 Sensory evaluation standardsof compound beverage

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

采用Origin Pro 2021軟件作圖，采用Design Expert V8.0.6軟件分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合汁中各原汁配比篩選結(jié)果

2.1.1 人參果汁添加量對(duì)復(fù)合汁感官品質(zhì)的影響

由圖1可以看出，隨著人參果汁添加量的增加，復(fù)合汁感官評(píng)分也增加；當(dāng)人參果汁添加量超過(guò)15 mL時(shí)，人參果口味過(guò)濃，覆蓋住了枸杞和葡萄的味道，使復(fù)合汁口感逐漸失調(diào)，不符合大眾的口味，感官評(píng)分下降。因此選擇人參果汁適宜添加量為15 mL。

圖1 人參果汁添加量對(duì)復(fù)合汁感官評(píng)分的影響Fig.1 Effectsof ginseng fruit juice additions on sensory scores of compound juice

2.1.2 枸杞汁添加量對(duì)復(fù)合汁感官品質(zhì)的影響

由圖2可以看出，枸杞汁添加量在5～15 mL時(shí)，感官評(píng)分隨枸杞汁添加量的增加而升高；當(dāng)枸杞汁添加量超過(guò)15 mL時(shí)，枸杞的氣味過(guò)于濃郁，掩蓋了復(fù)合汁的風(fēng)味，感官評(píng)分逐步下降。因此選擇適宜的枸杞汁添加量為15 mL。

圖2 枸杞汁添加量對(duì)復(fù)合汁感官評(píng)分的影響Fig.2 Effectsof Chinese wolfberry juice additions on sensory scoresof compound juice

2.1.3 葡萄汁添加量對(duì)復(fù)合汁感官品質(zhì)的影響

如圖3所示，當(dāng)葡萄汁添加量在5～25 mL時(shí)，感官評(píng)分隨葡萄汁添加量的增加而升高；當(dāng)葡萄汁添加量超過(guò)25 mL時(shí)，葡萄的味道偏甜，掩蓋了復(fù)合汁酸甜適宜的口感，感官評(píng)分有所下降。因此選擇適宜的葡萄汁添加量為25 mL。

圖3 葡萄汁添加量對(duì)復(fù)合汁感官評(píng)分的影響Fig.3 Effects of grape juiceadditionson sensory scores of compound juice

2.1.4 復(fù)合汁中各原汁最佳配比優(yōu)化結(jié)果

由表5可知，極差分析結(jié)果RC＞RA＞RB，表明3種原汁添加量對(duì)復(fù)合汁感官品質(zhì)的影響順序?yàn)椋浩咸阎砑恿浚救藚⒐砑恿浚捐坭街砑恿?；?fù)合汁配比的最佳配方為A3B2C2，即人參果汁添加量25 mL，枸杞汁添加量15 mL，葡萄汁添加量25 mL，原汁的體積比為人參果汁∶枸杞汁∶葡萄汁為4∶3∶5，該最佳配比組合下制備的人參果枸杞葡萄復(fù)合飲料感官評(píng)分平均值為85.8分，說(shuō)明以此配比制作的復(fù)合汁感官品質(zhì)最好。

表5 原汁配比正交試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Orthogonal test results of juice ratio

2.2 人參果復(fù)合飲料配方篩選結(jié)果

2.2.1 復(fù)合汁添加量對(duì)飲料感官品質(zhì)的影響

由圖4可以看出，復(fù)合汁添加量對(duì)飲料的感官評(píng)分影響較大，當(dāng)復(fù)合汁添加量在10%～40%時(shí)，感官評(píng)分幾乎呈直線上升；添加量超過(guò)40%時(shí)，復(fù)合汁的濃度過(guò)高，味道太濃郁，口感不佳，感官評(píng)分稍有下降，因此將復(fù)合汁的添加量選為40%。

圖4 復(fù)合汁添加量對(duì)人參果復(fù)合飲料感官評(píng)分的影響Fig.4 Effectsof compound juice additions on sensory scoresof ginseng fruit compound beverage

2.2.2 白砂糖添加量對(duì)飲料感官品質(zhì)的影響

由圖5可知，當(dāng)白砂糖添加量在2%～6%時(shí)，復(fù)合飲料的感官評(píng)分逐漸上升，繼續(xù)增加白砂糖用量，口感過(guò)甜，感官評(píng)分反而有所降低，因此白砂糖添加量選為6%。

圖5 白砂糖添加量對(duì)人參果復(fù)合飲料感官評(píng)分的影響Fig.5 Effectsof sugar additions on sensory scoresof ginseng fruit compound beverage

2.2.3 檸檬酸添加量對(duì)飲料感官品質(zhì)的影響

由圖6可見(jiàn)，當(dāng)檸檬酸添加量為0.1%時(shí)，復(fù)合飲料的感官評(píng)分最高，此時(shí)制備的飲料口感更好，之后繼續(xù)增加檸檬酸添加量，酸味增加，口感明顯偏酸，感官評(píng)分下降，因此確定檸檬酸適宜添加量為0.1%。

圖6 檸檬酸添加量對(duì)人參果復(fù)合飲料感官評(píng)分的影響Fig.6 Effectsof citric acid additionson sensory scoresof ginseng fruit compound beverage

2.2.4 響應(yīng)面法優(yōu)化人參果復(fù)合飲料配方結(jié)果

2.2.4.1 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)分析

響應(yīng)面法優(yōu)化人參果復(fù)合飲料的試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表6，方差分析結(jié)果見(jiàn)表7。

表6 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 6 Box-Behnken design and experimental results

由表7可見(jiàn)，二次回歸方程模型達(dá)到極顯著（P＜0.01），失擬項(xiàng)不顯著（P=0.067 3＞0.05），表明該回歸方程擬合情況較好，模型成立。由P值可知，在各項(xiàng)中，X1、X2X3、X12、X32對(duì)復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響極顯著（P＜0.01），X2、X3、X22的影響顯著（P＜0.05），而交互項(xiàng)X1X2、X1X3的影響不顯著。由F值的結(jié)果可知，各因素對(duì)復(fù)合飲料感官品質(zhì)影響大小的順序依次為：X1復(fù)合汁添加量＞X3檸檬酸添加量＞X2白砂糖添加量。為進(jìn)一步確定復(fù)合汁、白砂糖和檸檬酸的添加量，利用Design-Expert軟件對(duì)表6中的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，并且對(duì)回歸方程進(jìn)行優(yōu)化，去除不顯著項(xiàng)，將回歸方程簡(jiǎn)化為：Y=86.26+3.85X1+1.83X2-2.10X3+6.55X2X3-5.98X12-3.23X22-9.53X32。

表7 人參果復(fù)合飲料方差分析結(jié)果Table7 Analysisof variancefor compound beverage

2.2.4.2 響應(yīng)面結(jié)果分析

為了考察交互項(xiàng)對(duì)復(fù)合果汁感官評(píng)分的影響，在兩個(gè)因素固定不變的情況下，對(duì)模型進(jìn)行降維分析，經(jīng)Design Expert V8.0.6軟件處理，根據(jù)所得模型經(jīng)響應(yīng)面回歸分析，各兩因素交互作用對(duì)復(fù)合飲料感官評(píng)分影響的響應(yīng)面如圖7所示。

圖7 各因素交互作用對(duì)復(fù)合飲料感官評(píng)分影響的響應(yīng)面圖Fig.7 Responsesurface showing effectsof various factors interaction on sensory scores of compound beverage

由圖7可見(jiàn)，白砂糖添加量和檸檬酸添加量的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響較大，該結(jié)果和方差分析一致。通過(guò)響應(yīng)面分析得到人參果復(fù)合飲料的最佳配比為：復(fù)合汁添加量43.68%，白砂糖添加量6.72%，檸檬酸添加量0.10%；考慮到實(shí)際操作，調(diào)整配方為：復(fù)合汁添加量44%，白砂糖添加量6.7%，檸檬酸添加量0.1%，利用優(yōu)化后配方進(jìn)行人參果復(fù)合飲料的調(diào)配，制備的飲料感官評(píng)分平均值為87.6分，與預(yù)測(cè)值（87.1分）基本吻合。

2.3 穩(wěn)定劑的選擇

由表8可知，0.1%CMC-Na與0.15%卡拉膠復(fù)合混合使用時(shí)，穩(wěn)定效果最好，此時(shí)離心沉淀率最低（3.0%）。

表8 穩(wěn)定劑篩選試驗(yàn)結(jié)果Table 8 Experimental resultsof stabilizer selection

3 結(jié)論

上述試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合汁中人參果、枸杞汁和葡萄汁的最佳體積配比為4∶3∶5；人參果枸杞葡萄復(fù)合飲料的最佳配方為：復(fù)合汁添加量44%，檸檬酸添加量0.1%，白砂糖添加量6.7%；復(fù)合穩(wěn)定劑為0.1%CMC-Na+0.15%卡拉膠，按此配方制得的人參果枸杞葡萄復(fù)合飲料感官品質(zhì)較好，呈透亮的橙紅色，酸甜可口、協(xié)調(diào)適當(dāng)，具有人參果特有的香氣。