護眼功效保健飲料的研制

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(東北農業大學食品學院,哈爾濱黑龍江 150030)

護眼功效保健飲料的研制

李媛媛,張丹丹,李娜,李小紅,李小月,姜瞻梅*

(東北農業大學食品學院,哈爾濱黑龍江 150030)

以藍莓汁,菊花汁,胡蘿卜汁為主要原料,添加微膠囊化葉黃素及其他輔料,通過科學調配而研制出具有護眼功效的保健飲料。研究結果表明,以感官評價為檢測指標,通過單因素實驗,確定菊花的最佳浸提時間為30min,胡蘿卜用0.05mol/L的醋酸溶液預煮效果最佳,木糖醇的添加量為6%～9%;以出汁率為指標確定藍莓汁的加酶量為0.05%；利用混料實驗設計,優化出飲料主要原料的最佳配比為藍莓汁∶菊花汁∶胡蘿卜汁=75%∶15%∶10%；利用正交實驗設計,確定出復合飲料輔料的最佳配比為木糖醇添加量為基本原料的7%,微膠囊化的葉黃素的添加量為基本原料的0.4%,抗壞血酸的添加量為基本原料的0.4%。以沉淀率為檢測指標,優化出該產品的最佳穩定劑組合為0.1%果膠和0.1%刺槐豆膠。

藍莓,菊花,胡蘿卜,微膠囊化的葉黃素,飲料

藍莓果實中所含的花色素苷對眼睛有良好的保健作用,其重要功能是活化和促進視紅素的再合成作用,從而改善人眼視覺的敏銳程度,加快對黑暗環境的適應[1]。由此可知,藍莓具有改善人眼機能,預防白內障的作用。胡蘿卜(Daucus carota),質脆味美、營養豐富,素有“小人參”之稱,具有益肝明目、利膈寬腸、健脾除疳、增強免疫力、降糖降脂等保健功能。《本草綱目》記載:“胡蘿卜強心、降壓、抗過敏、明目、抗癌”等作用[2-3]。野菊花是菊科植物菊花(Chrysanthemum indicum)的干燥頭狀花序,在我國大部分地區廣泛分布,具有疏風、清熱、明目、解毒的功效[4],因菊花的芳香氣味及其明目功效,故選擇其為原料。本實驗以藍莓汁,菊花汁,胡蘿卜汁三種成分進行了復配,添加了微膠囊化的葉黃素,并配以木糖醇、抗壞血酸、果膠、刺槐豆膠等輔料,利用新型食品加工技術,經科學實驗配方優化,開發出護眼功效保健飲料,能夠緩解視疲勞,強化眼部營養。其獨特的口感和營養功能性,可滿足不同消費者的需求,目前關于護眼的飲料較少,本款飲料可有效的填補市場空白。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

藍莓,菊花,胡蘿卜 市售；果膠,黃原膠,刺槐豆膠,羧甲基纖維素鈉(CMC-Na),瓜爾豆膠,單甘酯,明膠,卡拉膠,木糖醇,抗壞血酸 均為市售食品級；纖維素酶(活力8000U/g) 天津諾奧科技有限公司；微膠囊化的葉黃素 實驗室自制。

LG10-2.4A高速離心機 北京醫用離心機廠；數顯恒溫水浴鍋 上海申生科技有限公司；JJ-2B高速組織搗碎機 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；AL-104精密電子天平 北京賽多利斯天平有限公司；pH計 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1 原汁的制備工藝流程

1.2.2 產品工藝操作要點

1.2.2.1 藍莓汁的制備 藍莓凍果在室溫避光條件下解凍4～8h后,置于高速組織搗碎機搗碎5min。稱取破碎后的藍莓果10g,分別在酶的添加量為0.01%、0.03%、0.05%、0.07%、0.09%條件下,置于50℃中水浴酶解3.5h。酶解的果漿以5000r/min離心10min,分離得到藍莓汁并計算出汁率,通過出汁率選擇最適的酶添加量,以此制備藍莓汁。藍莓汁樣品放置于4℃冰箱中保存備用,為保證實驗樣品的一致性,藍莓汁樣品為一次性制備[5]。

1.2.2.2 菊花汁的制備 精選的菊花洗凈后按照1∶20的比例加入蒸餾水,在50℃條件下分別保溫浸提10,20,30,40min,優選出菊花的最佳浸提時間。在最佳條件下浸提,過濾,得到菊花汁,滅菌,備用。

1.2.2.3 胡蘿卜汁的制備 選取等量的胡蘿卜,分別用0.02,0.03,0.04,0.05,0.06mol/L的醋酸溶液進行預煮,溫度為100℃,時間為5min,選出最適的醋酸濃度對胡蘿卜進行預處理。經過處理的胡蘿卜切碎,然后按料水比1∶1放入高速組織搗碎機中進行搗碎,果漿以8000r/min離心15min,取上層清液得到胡蘿卜汁,滅菌,備用。

1.2.2.4 復合汁的混合調配 取穩定劑、微膠囊化葉黃素置于一定量的水中,加熱至65℃,不斷攪拌使穩定劑、微膠囊化的葉黃素均勻分散于水相中。另取木糖醇、抗壞血酸溶解于水中。再將前者與后者混合,攪拌均勻。最后將上述混合液藍莓汁、菊花汁、胡蘿卜汁、木糖醇按一定的比例混合調配。在均質溫度為55～65℃,均質壓力為16～20MPa的條件下,進行均質處理。在中心溫度為62～65℃下殺菌30min,冷卻至室溫后無菌包裝得到成品。

1.3沉淀率的測定

此飲料的穩定性采用測定沉淀率的方法進行研究,具體方法如下：在8000r/min的條件下,離心15min后取出,用移液槍取出上層清液后,稱量沉淀的質量、記錄,計算沉淀率,沉淀率越低說明飲料的穩定性越好。

計算公式如下：

式中：M-離心管重量；M1-加入產品和離心管的總重量；M2-棄去上層液體后離心管和沉淀的總重量。

1.4基本原料配比的感官評價標準

隨機挑選20個經培訓的食品專業的學生按照表1的標準進行感官評分,從而進行混料設計優選出原料的最佳配比。

表1 感官評價標準Table 1 Standard of sensory evaluation

1.5復合飲料輔料的感官評價標準

隨機挑選20個經培訓的食品專業的學生按照表2的標準進行感官評分,從而進行正交實驗設計優選出復合飲料輔料的最適添加量。

表2 感官評價標準

1.6護眼功效保健飲料功效的驗證方法

從自愿報名參加本款飲料功能驗證的志愿者中選擇年齡為15～55歲之間,長期用眼,視力易疲勞等200人為受試者,其中實驗組、對照組分別為100人。實驗組服用本款飲料,對照組服用安慰劑,用法與用量為每日喝2次,每次250mL,連續服用30d,通過改善率來判斷本款飲料的功效。

1.7數據處理

利用Design Expert.V8.0.6軟件,對產品原料的最佳配比和穩定性研究進行混料設計,優選出最佳配比和穩定劑的最佳組合,并對結果進行統計分析。

2 結果與分析

2.1菊花取汁條件的確定

不同浸提時間取汁效果見表3,分析表3可得出菊花浸提時間為30min時,浸提效果最佳這一結論。

表3 菊花不同浸提時間取汁效果

2.2藍莓取汁加酶量的確定

由表4可知,隨著加酶量的增加,藍莓汁的出汁率也隨之增加。在加酶量達到0.05%前,出汁率增加較明顯,但當加酶量大于0.05%后,出汁率的增幅較小。因為藍莓果漿中果膠類物質的含量一定,過量的酶可以加快反應速度,但不能提高產量,所以選擇加酶量為0.05%較合適。

表4 加酶量對藍莓出汁率的影響

2.3胡蘿卜預煮方法對榨汁效果的影響

胡蘿卜采用醋酸溶液預煮,可以縮短預煮時間,容易榨汁,還能除去胡蘿卜的怪味,提高原料的利用率,由表5可知,0.05mol/L的醋酸溶液預煮效果最佳。

表5 不同濃度的醋酸溶液預煮對胡蘿卜汁的影響

2.4產品主要原料最佳配比的研究

通過Design Expert.V8.0.6軟件,對藍莓汁,菊花汁,胡蘿卜汁的添加量進行混料設計,以表1為評價指標,混料實驗設計的結果見表6。通過Design Expert.V8.0.6對表6結果進行分析,優選出4種配比,但選擇護眼功效保健飲料的基本原料的最佳添加量配比為藍莓汁∶菊花汁∶胡蘿卜汁的比例為75%∶15%∶10%,此時本款原料的口感適宜,風味最好。

表6 混料實驗設計感官評價結果

2.5復合汁添加木糖醇的量的確定

在最佳基本配方的基礎上,分別加入0%,3%,6%,9%的木糖醇,按照表2中滋味一項進行感官評定,不同添加量的實驗結果見表7。由表7實驗結果可知,木糖醇添加量為混料的6%～9%之間時,口感符合大眾標準,但需要進一步通過正交實驗優化出6%～9%之間的最佳添加量。

表7 不同木糖醇添加量的感官評定結果

2.6復合飲料的輔料最佳添加量實驗

為了進一步改善本款飲料的顏色風味和組織狀態等方面的品質,保持原汁添加量及比例不變的情況下,對輔料的添加進行正交實驗。通過正交實驗,以20人為評價小組,以表2感官評價標準為依據,進行評分,結果如表8所示。

由表8可以看出,各因素影響的主次順序是：B>A>C,影響最大的因素是抗壞血酸的添加量。最佳工藝參數為：A2B4C2。該組合不在表8正交實驗處理中,按照該組合的配比進行5次重復實驗,最終產品感官綜合評分的平均值為98分。即木糖醇的添加量為基本原料的7%時,微膠囊化的葉黃素為基本原料的0.4%,抗壞血酸為基本原料的0.4%,該組合無論從經濟角度還是感官評價方面考慮都是最好的。

2.7飲料的穩定性研究

本實驗以沉淀率為指標,選用果膠、黃原膠、刺槐豆膠、羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)、瓜爾豆膠、單甘酯、明膠、卡拉膠進行穩定性研究,分別進行實驗,選出三種沉淀率最小的穩定劑,它們是果膠、卡拉膠、刺槐豆膠。復合穩定劑的效果往往優于單一穩定劑,在穩定劑添加總量為0.2%的提前下,選擇果膠、卡拉膠、刺槐豆膠進行混料實驗設計,其產品穩定性研究的實驗結果見表9。

表8 正交實驗結果

表9 穩定性研究的實驗結果

以沉淀率為指標,通過Design Expert.V8.0.6軟件對表9的實驗結果進行優化后,確定護眼功效保健飲料的最佳穩定劑組合為果膠和刺槐豆膠,添加量分別為0.1%和0.1%時,飲料的穩定性最好。

2.8護眼功效保健飲料功效的驗證實驗

觀察本款護眼功效保健飲料對視疲勞癥狀的改善作用,實驗結果見表10。由表10可知,與對照組相比,實驗組眼部癥狀均有明顯的改善。

表10 護眼功效保健飲料對眼部癥狀的影響

2.9護眼功效保健飲料的產品指標

2.9.1 感官指標 護眼功效保健飲料呈液態、顏色為紫色,酸甜適口,口感香醇,菊花的香氣和藍莓的果香中帶有淡淡的胡蘿卜的味道,無異味,無肉眼可見的雜質,無分層且穩定性良好。

2.9.2 理化指標 可溶性固形物含量為3%～5%,總酸為0.15%～0.2%。

2.9.3 衛生指標 菌落總數(cfu/mL)≤100；大腸菌群(MPN/100mL)≤3；致病菌(系指腸道致病菌和致病性球菌)不得檢出。

3 結論

菊花的最佳浸提時間為30min,藍莓汁的加酶量為0.05%,胡蘿卜用0.05mol/L的醋酸溶液預煮,取汁效果最好；木糖醇添加量為混料的6%～9%之間時,口感為宜；護眼功效保健飲料的基本原料的最佳配比為藍莓汁∶菊花汁∶胡蘿卜汁為75%∶15%∶10%；木糖醇添加量為基本原料的7%,微膠囊化的葉黃素添加量為基本原料的0.4%,抗壞血酸添加量為基本原料的0.4%,此最佳配比條件下飲料的口感風味最好,護色效果最好且護眼功效有所提高。

[1]馬艷萍,郭才,徐呈祥.藍莓的功能、用途及有機栽培研究進展[J].金陵科技學院學報,2009,25(2)：49-54.

[2]張俊杰,紅明,王波,等.果肉型胡蘿卜汁飲料的研制[J].淮海工學院學報,2001,10(1):52-55.

[3]馬姝雯,范懷德.胡蘿卜混合汁飲料的研制[J].飲料工業,2006,6:10-11,19.

[4]趙秀玲.野菊花的功效因子、保健作用及其開發利用的研究進展[J].食品工業科技,2012,33(6)：429-431,434.

[5]劉佳,王海鋼,岳鵬翔,等.熱處理與微波處理對藍莓汁品質的影響[J].食品工業科技,2012,33(17)：235-239,244.

[6]謝鋒.胡蘿卜鮮橙汁復合飲料的研制[J].食品與機械,2005,21(1)：48-49.

Study on the functional beverage with eyesight protection

LIYuan-yuan,ZHANGDan-dan,LINa,LIXiao-hong,LIXiao-yue,JIANGZhan-mei*

(Northeast Agricultural University,College of Food Science,Harbin 150030,China)

The functional beverage with eyesight protection was developed,using blueberry juice,chrysanthemum juice and carrot juice as the main raw material,where microcapsuled lutein and other ingredients were added. Using sensory evaluations as the index of single factor experiments,the optimal leaching time of chrysanthemum was 30min,carrots in precooking with 0.05mol/L acetic acid solution could get the best result,the adding amount of xylitol was 6%～9% and blueberries juice yield as index determines enzyme concentration 0.05%.The mixture design results showed that the ratio of the main raw materials was the blueberry juice 75%,chrysanthemum juice 15%,carrot juice 10%. And the best ratio of functional compounds of beverage was selected by orthogonal experiment designation,of which showed that 7% xylitol,0.4% microcapsuled lutein and 0.4% ascorbic acid were added in the basic materials. Precipitation rate as index of mixture design experiment optimized that the best stabilizer combination of locust bean gum and pectin was added 0.1% and 0.1%,respectively.

blueberries;chrysanthemum;carrots;microcapsuled lutein;beverage

2013-07-12 *通訊聯系人

李媛媛(1992-)，女，本科，研究方向:畜產品加工工程。

2013年黑龍江省大學生創新創業訓練項目東北農業大學指導項目(201310224042)。

TS275.4

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：1002-0306(2014)01-0242-04