秋葵猕猴桃复合果蔬饮品配方及其稳定性研究
2019-01-10吴秋雨程璐瑶
吴秋雨,程璐瑶,陈 雪
(通化师范学院食品科学与工程学院,吉林通化 134002)
黄秋葵(Hibiscus esculentus L).,又名秋葵、补肾草,为一年生草本植物。黄秋葵果实中富含多种有益成分及微量元素,具有较高的保健价值,对于消化不良、糖尿病、亚健康、疲劳人群及肾功能疾病患者等有良好的食疗效果,同时兼具较好的美容功效[1]。猕猴桃具有“水果之王”的称号,因其果实酸甜可口、芳香四溢、营养成分丰富,富含各种维生素、矿物质而得名[2]。秋葵作为单独饮品原料开发时具有味道不喜于大众消费者这一弊端,因此试验以秋葵、猕猴桃作为饮品的主要原料,结合二者各自的味道及功能优势进行复合饮品研究,旨为开发营养价值高、味道清新且具有保健功能的秋葵猕猴桃复合果蔬饮品,以此丰富果蔬饮品市场。在果蔬饮料[3]中常存在易分层沉淀这一技术难点,在研究秋葵猕猴桃复合果蔬饮品配方的同时,并针对该复合果蔬饮品稳定性差这一工艺流程进行了优化。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
黄秋葵、猕猴桃,购于通化市新明达超市;果胶酶、羧甲基纤维素钠、瓜尔豆胶均为食品级,购于河南省潇博科技有限公司。
TDL80-2B型离心机,上海安亭科学仪器厂产品;SP-740 A型组织打碎机,广州市兆利电器实业有限公司产品;RHB型手持折光仪,上海奋业光电仪器设备有限公司产品;HHS-11-2型电热恒温水浴锅,上海博讯实业有限公司医疗设备厂产品;722型可见分光光度计,上海仪电分析仪器有限公司产品;分析天平,赛多利斯科学仪器北京有限公司产品;DHG 9101-35型电热恒温鼓风干燥箱,上海三发科学仪器有限公司产品;FJ 200-S型数显高速分散均质机,上海标本模型厂产品。
1.2 试验方法
1.2.1 黄秋葵主要营养成分测定
对秋葵主要营养指标进行了测定,包括水分、VC、总酸、总糖、可溶性固形物和叶绿素含量。
1.2.2 工艺流程
①秋葵→清洗去梗→烫漂,护色→打浆→浸提→过滤→秋葵汁(备用);
②猕猴桃→冲洗→切片→护色→榨汁→过滤→复合果蔬汁(备用);
①+②→调配(加入添加剂)→灌装→灭菌→秋葵猕猴桃复合果蔬饮料。
1.2.3 操作要点
(1)秋葵汁的制备。秋葵切去头部和尾部,去掉果荚心后漂洗干净,再用水浸泡,使果皮充分吸收水分。放入沸水中煮1 min进行护色,取出后将秋葵切成小块,使用组织捣碎机将其捣碎后,加入10倍于秋葵碎体积的矿泉水,使用水浴恒温锅在60℃的恒温条件下浸提90 min。用8层纱布反复过滤浸提液,保留浸提液待用弃掉滤渣。
(2)猕猴桃汁的制备。清洗猕猴桃并将猕猴桃去皮,切成小块,取抗坏血酸适量对猕猴桃进行护色处理30 min。将猕猴桃块与水按1∶5的比例混合后进行榨汁处理。采用8层滤布过滤可得到所需的猕猴桃汁。
(3)浓糖液的制备。称取一定量的白砂糖,配置饱和糖液,过滤待用。
(4)柠檬酸液的制备。称取一定量的晶体柠檬酸,加入水配制成饱和溶液,备用。
(5)调配混合。将秋葵汁、猕猴桃汁按照一定比例调配好后,按比例加入浓糖液与柠檬酸液,混合后得到秋葵猕猴桃复合果蔬饮料。
(6)灌装、灭菌。将配好的秋葵猕猴桃复合果蔬饮料进行灌装,然后采用65℃,15 min巴氏灭菌法灭菌,冷却,成品。
1.2.4 复合果汁配方的单因素试验
(1) 秋葵汁添加量。分别以10%,15%,20%,25%,30%的比例添加到饮料中,探讨不同的秋葵汁添加量对饮料的感官品质的影响,其他试验条件设置为猕猴桃汁6%,蔗糖3%,柠檬酸0.2%,并加水至100 mL。
(2) 猕猴桃汁添加量。分别以2%,4%,6%,8%,10%的比例添加到饮料中,探讨不同的猕猴桃汁添加量对饮料的感官品质的影响,其他试验条件设置为秋葵汁25%,蔗糖3%,柠檬酸0.2%,并加水至100 mL。
(3) 白砂糖添加量。分别以2%,3%,4%,5%,6%的占比添加到饮料中,探讨不同白砂糖添加量对饮料的感官品质的影响,其他试验条件设置为秋葵汁25%,猕猴桃汁6%,柠檬酸0.2%,并加水至100 mL。
(4) 柠檬酸添加量。分别以0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%的占比添加到饮料中,探讨不同柠檬酸添加量对饮料的感官品质的影响,其他条件设置为秋葵汁25%,白砂糖3%,猕猴桃汁6%,并加水至100 mL。
1.2.5 复合果汁配方的正交试验
在单因素试验的基础上,以秋葵汁添加量、猕猴桃汁添加量、白砂糖添加量、柠檬酸添加量4个因素,按照L9(34)正交表进行正交试验。
L9(34)正交试验因素与水平设计见表1。
表1 L(934)正交试验因素与水平设计/%
1.2.6 感官评价标准
品评小组人员由随机选择的20名学生组成,均无抽烟酗酒等不良嗜好,且对色香味等感官性状具有较高灵敏度与分辨能力,接受过食品感官评定课程的培训。所有样品均随机编码,评定小组根据饮料的色泽、香味、甜度、酸度几个方面进行品评,满分为100分,取其平均值作为品评结果。
感官评价标准见表2。
表2 感官评价标准
1.2.7 稳定剂的复配
在所确定的复合饮品配方基础上,发现饮料存在稳定性较差这一问题,通过一定的调查研究和预试验发现,一般采取添加稳定剂或改变均质条件的方法解决果蔬汁稳定性较差的弊端[4],单一稳定剂的使用虽能够起到一定的稳定作用但效果较差,因此考虑将不同稳定剂复合优化以达到协同增效的稳定效果。试验采用果胶、羧甲基纤维素钠和瓜尔豆胶3种稳定剂进行复合研究。
正交试验因素与水平设计见表3。
表3 正交试验因素与水平设计 /g·L-1
1.2.8 均质条件优化[5-10]
除添加稳定剂的方法之外,均质条件的优化也是果蔬汁复合饮品稳定性工艺中的关键环节。因此试验选取不同的工艺参数:均质压力和均质次数对饮料沉淀率和稳定系数2个方面进行研究。
(1) 沉淀率的测定。采取均质后溶液30 mL加入离心管中,以转速3 000 r/min离心15 min后取出,称量沉淀物质量,计算沉淀率。如若沉淀率较大,则说明溶液不稳定,数值越小,则溶液越稳定。
(2)稳定性系数的测定。经检测溶液的最大波长为420 nm,依次将均质液与离心后所获上清液于波长420 nm处测定吸光度,计算稳定性系数。若数值与1越接近,则均质后的溶液越稳定。
2 结果与分析
2.1 秋葵成分测定
秋葵成分的测定见表4。
表4 秋葵成分的测定
由表4数据可知,秋葵营养成分丰富,其VC和总糖的含量高于绝大多数蔬菜,而VC和总糖和人体健康密切相关,能够提高人体免疫力和抵抗力,因而具有较好的研究开发价值。
2.2 复合饮品配方
2.2.1 单因素试验
(1)秋葵汁添加量。
秋葵汁添加量对秋葵猕猴桃复合果汁的影响见表5。
当秋葵汁添加量为25%时,复合饮料的感官评分最高,达到78分。
表5 秋葵汁添加量感官评价结果
(2)猕猴桃汁添加量。
猕猴桃汁添加量对秋葵猕猴桃复合果汁的影响见表6。
表6 猕猴桃汁添加量感官评价结果
当猕猴桃汁添加量为6%时,复合饮料的感官评分最高,达到79分。
(3)白砂糖的添加量。
白砂糖添加量对秋葵猕猴桃复合果汁的影响见表7。
表7 白砂糖添加量感官评价结果
当白砂糖添加量为3%时,复合饮料的感官评分最高,达到82分。
(4)柠檬酸添加量。
柠檬酸添加量对秋葵猕猴桃复合果汁的影响见表8。
表8 柠檬酸添加量感官评价结果
当柠檬酸添加量为0.2%时,复合饮料的感官评分最高,达到78分。
2.2.2 正交试验
在单因素试验结果基础上,采用L9(34)正交试验进行配方优化。
L9(34)正交试验结果见表9。
表9 L9(34)正交试验结果
由表9中的R值可得,影响秋葵猕猴桃复合果蔬汁饮品感官品质的因素主次关系为A>D>B>C,即秋葵汁添加量>猕猴桃汁添加量>白砂糖添加量>柠檬酸添加量。由值可以看出秋葵猕猴桃复合果蔬饮品的最佳配比为A3B2C3D3,即秋葵汁添加量25%,白砂糖添加量4%,柠檬酸添加量0.4%,猕猴桃汁添加量8%,此时溶液配比最优,口感最好。
2.3 复合果汁的稳定性
2.3.1 稳定剂对果汁稳定性测定指标及方法
正交试验结果见表10。
由表10中的R'值可得,影响秋葵猕猴桃复合果蔬汁饮品稳定性因素的主次关系为A'>C'>B',即果胶用量>瓜尔豆胶用量>羧甲基纤维素钠用量。由K'值可以看出稳定剂的最佳混合配比为A'2B'2C'1,即果胶用量0.05 g/L,羧甲基纤维素钠用量0.04 g/L,瓜尔豆胶用量0.02 g/L,此时溶液体系较为稳定。
表10 正交试验结果
2.3.2 均质压力对饮料稳定性的影响
(1)不同均质压力对饮料稳定性的影响。
不同均质压力对溶液沉淀率的影响见图1,不同均质压力对溶液稳定性的影响见图2。
图1 不同均质压力对溶液沉淀率的影响
图2 不同均质压力对溶液稳定性的影响
均质温度为65℃条件下,分别以0,2 000,4 000,6 000,8 000,10 000 r/min的均质压力对饮料均质1次,检测溶液均质后的沉淀率及稳定性系数。由图1可知,在0~6 000 r/min的均质压力下,随着均质压力的增加,溶液的沉淀率逐渐降低,在8 000~10 000 r/min的均质压力下溶液的沉淀率逐渐升高,在均质压力6 000 r/min时溶液的沉淀率最低。由图2可知,在0~6 000 r/min的均质压力下,随着均质压力的增加,溶液的稳定性系数逐渐升高;在8 000~10 000 r/min的均质压力下溶液的稳定性系数逐渐降低;在均质压力6 000 r/min时溶液的稳定性系数最高。综上6 000 r/min的均质压力下,饮料中悬浮物沉降最少,体系最为稳定。
(2)均质次数对饮料稳定性的影响。
均质次数对溶液沉淀率的影响见图3,均质次数对溶液稳定性的影响见图4。
图3 均质次数对溶液沉淀率的影响
图4 均质次数对溶液稳定性的影响
均质温度为65℃条件下,均质压力为6 000 r/min的情况下,对溶液多次均质,检测溶液均质后的沉淀率及稳定性系数。由图3可知,在均质次数为0~3次时,随着均质次数的增加,溶液的沉淀率逐渐降低;在均质次数为4次时溶液的沉淀率有所升高;在均质次数为3次时溶液的沉淀率最低。由图2可知,在均质次数为0~3次时,随着均质次数的增加,溶液的稳定性系数逐渐升高;在均质次数为4次时溶液的稳定性系数有所降低;在均质次数为3次时溶液的稳定性系数最高。综上所述,在均质次数为3次时,饮料最为稳定。
3 结论
秋葵猕猴桃复合果蔬汁最佳配方为秋葵汁添加量25%,白砂糖添加量4%,柠檬酸添加量0.4%,猕猴桃汁添加量8%;复合稳定剂的用量依次为果胶0.05 g/L,羧甲基纤维素钠0.04 g/L,瓜尔豆胶0.02 g/L。较适宜的均质条件为均质压力6 000 r/min,均质次数3次,此时饮料最为稳定。