復合果蔬汁醋飲料的開發及其功能評價

劉艷華，牟俊，楊帥，常燕鋼，鄭宇，宋佳*

（1.天津科技大學理學院，天津300457；2.天津科技大學生物工程學院，工業發酵微生物教育部重點實驗室，天津300457）

復合果蔬汁醋飲料的開發及其功能評價

劉艷華1，牟俊2，楊帥2，常燕鋼2，鄭宇2，宋佳2*

（1.天津科技大學理學院，天津300457；2.天津科技大學生物工程學院，工業發酵微生物教育部重點實驗室，天津300457）

以蘋果、山楂、番茄、西蘭花和酸漿果為原料開發了一種復合果蔬汁醋飲料，通過L9（34）正交試驗對其配方進行了優化，提高了產品穩定性，并通過動物試驗分析了其對小鼠免疫功能的影響。結果顯示，甜味劑為4%白砂糖和1%蜂蜜，矯味劑為0.3%β-環糊精，復合穩定劑為0.03%結冷膠（低酰）、0.01%結冷膠（高酰）、0.10%羧甲基纖維素鈉和0.01%果膠。該復合果蔬汁醋飲料在對小鼠體質量和脾臟指數無顯著影響（P＞0.05）條件下，對小鼠的細胞免疫試驗和小鼠NK細胞試驗結果均呈陽性，證明該復合果蔬汁醋飲料具有促進免疫功能。

復合醋飲料；果蔬汁；發酵飲料；免疫功能

發酵型果醋飲料在我國經過近20年的發展，近年來發展迅速[1-3]。發酵型果醋飲料是以新鮮水果或果汁為原料經過兩次微生物發酵（酒精發酵和醋酸發酵），并經調配而成的飲料。近年來隨著消費者對營養健康的需求，混合型發酵果蔬飲料成為市場新的增長點[4]，該類產品不僅具有食醋預防心血管疾病、護肝、抗氧化、防癌抗癌等功效與作用[5]，而且含有豐富的維生素、氨基酸、礦物質和膳食纖維，同時還具有提高機體免疫功能的效果，具有巨大開發前景[6]。

混合型發酵果蔬飲料生產過程中，通過微生物的新陳代謝作用賦予其更好的風味口感以及健康營養功能[7-8]。常用于果蔬汁生產的水果主要有，蘋果、山楂等，此外，由于營養豐富便于加工，番茄也常用于果蔬汁的生產。蘋果果實甜美，營養成分極其豐富，具有增進食欲、促進腸道蠕動、預防疾病等功效[9]。山楂是我國特有的藥果兼水果，不僅具有怡人的香氣，而且具有助消化、抗氧化、預防心血管疾病等功效[10]。酸漿果又名燈籠果、菇娘，果味酸甜，含有豐富的蛋白質、糖類、維生素、礦物質、酸漿果紅素等，具有清熱解毒、利尿等功效[11]。但目前山楂和酸漿果多以鮮食和初級加工為主，如山楂干、山楂汁等，深加工產品類型偏少，亟需對其進行多樣的加工利用[12]。番茄含有番茄紅素，抗氧化等功效，有利于提高人體免疫力[13]。西蘭花是一種很受人們歡迎的蔬菜，它味道鮮美，營養豐富，富含多糖、維生素和胡蘿卜素等，具有抗癌功效，被譽為“蔬菜皇冠”[14]。

本研究針對當前市場需求，結合復合果蔬汁獨特的風味、營養保健和純天然等特點，以蘋果、山楂、番茄、西蘭花和酸漿果為原料，開發研制一種新型復合果蔬汁醋飲料，特別對其提高機體免疫的功能進行了研究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蘋果、山楂、番茄、西蘭花、酸漿果：天津市售；白砂糖（一級）：市售；葡萄酒活性干酵母RW：安琪酵母股份有限公司；結冷膠、羧甲基纖維素鈉、果膠：國藥集團（天津自貿區）供應鏈有限公司。

1.2 儀器與設備

SG78-SevenGo Duo proTM型號pH計：Mettler Toledo公司；BG2004型電子分析天平：南京安鐸貿易有限責任公司；TGL-16B型高速臺式離心機：上海安亭科學儀器；WE-3型水浴恒溫振蕩器：天津市歐諾儀器儀表有限公司；110ATC-手持式糖度計：上海天壘儀器公司；JYL-C60T榨汁機：九陽股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程及操作要點

操作要點：

原料用量：蘋果12 kg、山楂6 kg、番茄3 kg、西蘭花4 kg和酸漿果2 kg。

制漿：蘋果、山楂和酸漿果破碎榨汁時添加適量抗壞血酸，以防止褐變。

酶解：添加0.018 g/L果膠酶，45℃酶解2 h。

酒精發酵：用白砂糖調節總糖含量至250 g/L，接入活化后的活性干酵母（接種量0.2 g/L），23℃進行酒精發酵，當總糖度＜5 g/L時停止發酵，發酵時間為5～7 d。

醋酸發酵：將酒精發酵獲得的果酒醪液中酒精度稀釋至7.5%vol后再與番茄果漿混合，接入巴氏醋桿菌AS1.41種子液（10%接種量），27℃進行分割式醋酸發酵，發酵時間為20 h。

澄清：添加0.05%膨潤土進行澄清。

1.3.2 復合果蔬汁醋飲料配方的優化

為使該飲料在口感上更加柔和，風味上更加突出，選用蔗糖和蜂蜜調節甜度，選用β-環糊精調節口感，在前期單因素試驗的基礎上，設計L9（34）正交優化試驗，以感官評分為依據，對其配方進行優化。

1.3.3 穩定劑添加量優化

選用結冷膠（低酰）、結冷膠（高酰）、羧甲基纖維素鈉和果膠4種穩定劑，在前期單因素試驗的基礎上，進行L9（34）正交優化試驗考察復合添加劑對復合果蔬汁醋飲料穩定性的影響，每一組試驗在添加穩定劑后，經調配和均質，通過離心分離的方法觀察其穩定效果。

離心沉淀率的測定：取一定質量的樣品于離心杯中，5 000 r/min離心20 min，棄去上清液，沉淀物80℃干燥至質量恒定，測定其質量。離心沉淀率計算公式如下：

式中：M0為樣品質量，g；M1為樣品干燥后的質量，g。

1.3.4 產品功能評價

參考《保健食品檢驗與評價技術規范實施手冊》中規定的增強免疫力功能檢驗方法，考察復合果蔬汁醋飲料增強免疫力的功能。

（1）動物分組及飼養

健康雄性昆明小鼠，體質量18～22g，飼養溫度（24±1）℃，相對濕度40%～60%，進行刀豆球蛋白A（concanavalin A，ConA）誘導的淋巴細胞轉化試驗、自然殺傷細胞（natural killer cell，NK）活性測定、遲發型變態反應試驗和小鼠脾臟指數測定。每次試驗需分為空白組、高中低劑量組，每組10只。

（2）動物給藥方式及劑量

空白組受試小鼠，每天灌胃1次，每次0.5 mL去離子水，連續灌胃30 d；高中低劑量組灌胃復合果蔬汁醋飲料，高劑量組每天灌胃2次，每次0.5 mL，中劑量組每天灌胃1次，每次0.5 mL，低劑量組每天灌胃1次，每次0.2 mL，連續灌胃30 d。

1.3.5 測定方法

隨機抽取10名食品專業學生組成評分小組，按照評分標準對復合果蔬汁醋飲料進行打分，取平均值作為評分結果，滿分10分，評分標準見表1。

表1 復合果蔬汁醋飲料評分標準Table 1 Sensory evaluation standard of vinegar beverage produced with compound fruit and vegetable juice

菌落總數測定方法：按照GB 4789.2—2010《食品微生物學檢驗菌落總數測定》進行測定；大腸桿菌群測定方法：按照GB 4789.3—2010《食品微生物學檢驗大腸菌群計數》進行測定；可溶性固形物測定方法：GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》進行測定。

2 結果與分析

2.1 復合果蔬汁醋飲料調配工藝優化結果

以感官評分為評價指標，采用L9（34）正交試驗對加工工藝中白砂糖、蜂蜜和β-環糊精的添加量進行優化，正交試驗結果與分析如表2所示。

由表2可知，影響該復合果蔬汁醋飲料感官評價的因素從大到小的順序依次為β-環糊精、蜂蜜、白砂糖。最佳配方為A2B1C2，即白砂糖加入量為4%、蜂蜜加入量為1%、β-環糊精加入量為0.3%。在此條件下，成品感官評分為9.28分。

表2 醋飲料配方優化正交試驗結果與分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments for vinegar beverage formula optimization

2.2 穩定劑添加量優化結果

以離心沉淀率為評價指標，采用L9（34）正交試驗考察結冷膠（低酰）、結冷膠（高酰）、羧甲基纖維素鈉和果膠4種穩定劑對該復合果蔬汁醋飲料穩定性的影響，正交試驗方案和結果如表3所示。

表3 穩定劑配方優化正交試驗結果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for stabilizer formula optimization

由表3可知，影響該復合果蔬汁醋飲料穩定性的因素從大到小的順序依次為果膠、結冷膠（低酰）、羧甲基纖維素鈉、結冷膠（高酰）。以離心沉淀率為評價指標，穩定劑添加量的最佳配方為A3B1C3D1，即結冷膠（低酰）添加量為0.03%、結冷膠（高酰）添加量為0.01%、羧甲基纖維素鈉添加量為0.10%、果膠添加量為0.01%。在該最佳條件下進行驗證試驗，離心沉淀率為0.76%。

2.3 產品質量評價感官指標：色澤為淡黃色、液體澄清，無沉淀、無異味。理化指標：可溶性固形物含量為13.61%，pH值為3.5～4.0。

微生物指標：細菌總數≤100 CFU/mL，大腸桿菌≤3 MPN/100 mL，致病菌：不得檢出。

2.4 增強免疫力功能評價

2.4.1 復合果蔬汁醋飲料對體質量及臟器指數的影響

該復合果蔬汁醋飲料對體質量及臟器指數的影響如表4所示。

表4 醋飲料對小鼠體質量和脾臟指數的影響Table 4 Effect of vinegar beverage on body mass and spleen indexes of mice

由表4可知，各組受試小鼠體質量與空白組相比，均不存在顯著性差異（P＞0.05），各組受試小鼠脾臟指數（脾臟/體質量）與空白組相比均不存在顯著性差異（P＞0.05），說明該復合果蔬汁醋飲料對脾臟質量無顯著影響。

2.4.2 復合果蔬汁醋飲料對小鼠細胞免疫功能的影響

（1）ConA誘導的小鼠淋巴細胞轉化試驗

ConA誘導的小鼠淋巴細胞轉化試驗結果如表5所示。

表5 ConA誘導的小鼠淋巴細胞轉化試驗結果Table 5 Results of lymphocyte transformation in mice induced by ConA

由表5可知，各組受試小鼠刺激指數（stimulatingindex，SI）與空白組相比，中高劑量組有顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01），低劑量組無顯著性差異，表明該復合果蔬汁醋飲料具有促進小鼠淋巴細胞轉化的功能。

（2）小鼠遲發型變態反應試驗

小鼠遲發型變態反應試驗結果如表6所示。

表6 小鼠遲發型變態反應試驗結果Table 6 Results of mice delayed allergy tests

由表6可知，各組受試小鼠遲發型變態反應與空白組相比，中高劑量組有顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01），低劑量組無顯著性差異，表明該復合果蔬汁醋飲料可促進小鼠遲發型變態反應。

綜合ConA誘導的小鼠淋巴細胞轉化試驗和小鼠遲發型變態反應結果，證實該復合果蔬汁醋飲料對小鼠的細胞免疫試驗結果呈陽性。

2.4.3 復合果蔬汁醋飲料對小鼠NK細胞活性的影響

該復合果蔬汁醋飲料對小鼠NK細胞活性的影響如表7所示。

表7 醋飲料對小鼠NK細胞活性的影響Table 7 Effect of vinegar beverage on NK cell activity in mice

由表7可知，各組受試小鼠NK細胞活性與空白組相比，低中高劑量組均有顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01）。

2.4.4 復合果蔬汁醋飲料對小鼠血清IFN-α細胞因子水平的影響

該復合果蔬汁醋飲料對小鼠血清干擾素-α（interferon-α，IFN-α）細胞因子水平的影響如表8所示。

表8 醋飲料對對小鼠血清IFN-α細胞因子水平的影響Table 8 Effect of vinegar beverage on serum IFN-α cytokine levels

由表8可知，各組與空白組相比，中高劑量組均有顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01），低劑量和陰性對照組均無顯著性差異，中高劑量組可顯著性上調IFN-α細胞水平，進而增強自然殺傷細胞（NK細胞）、巨噬細胞和T淋巴細胞的活力，從而起到免疫調節作用[15]。

綜合上述試驗結果，該復合果蔬汁醋飲料連續灌胃30d后，在對小鼠體質量和脾臟指數無顯著影響下，對小鼠的細胞免疫試驗和小鼠NK細胞試驗結果均呈陽性，綜合而言，本試驗所述的復合果蔬汁醋飲料可以很好地發揮增強機體免疫能力的功效。同時，依據中華人民共和國衛生部《保健食品檢驗與評價技術規范》（2003年），判定該復合果蔬汁醋飲料具有免疫增強作用。

3 結論

本研究結合當前市場需求，以蘋果、山楂、酸漿果和番茄、西蘭花為原料，利用二次發酵的方法開發出了的一種新型的復合果蔬汁醋飲料，通過對該飲料的加工工藝和穩定劑的添加量進行了優化，甜味劑為白砂糖4%，蜂蜜1%，矯味劑為β-環糊精0.3%，復合穩定劑為結冷膠（低酰）0.03%，結冷膠（高酰）0.01%，羧甲基纖維素鈉0.10%，果膠0.01%。該飲料在色澤、香氣和滋味等方面均能顯示其產品特色，同時考察該飲料對小鼠機體免疫功能的影響，進一步證明該復合果蔬汁醋飲料具有增強免疫功能，是一種具有開發潛力的發酵型飲品。

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Development and function evaluation of vinegar beverage produced with compound fruit and vegetable juice

LIU Yanhua1,MOU Jun2,YANG Shuai2,CHANG Yangang2,ZHENG Yu2,SONG Jia2*
(1.College of Sciences,Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300457,China;2.Key Laboratory of Industrial Fermentation Microbiology,Ministry of Education,College of Biotechnology,Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300457,China)

A vinegar beverage produced with compound fruit and vegetable juice was developed using apple,hawthorn,tomato,broccoli andPhysalis peruvianaas raw material.The production technology was optimized by L9(34)orthogonal experiments,and the product stability was improved.Effect of the beverage on mice immunity was evaluated through animal experiments.The results showed that the optimal edulcorant was sucrose 4%and honey 1%,correctant was β-cyclodextrin 0.3%,compound stabilizer were gellan gum(low acyl)0.03%,gellan gum(high acyl)0.01%,carboxymethylcellulose sodium 0.10%,and pectin 0.01%.Under the conditions of no significant effect on the body mass and spleen indexes of mice,the beverage could enhance the non-specific immune function of mice according to the positive examination results of mice immunity and NK cells analysis,which proved that the compound vinegar beverage had promotion effect on immunity.

compound vinegar beverage;fruit and vegetable juice;fermented beverage;immune function

TS255.4

0254-5071（2017）06-0183-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.06.038

2017-04-25

天津市科技支撐計劃（16YFZCNC00650）；天津市應用基礎及前沿技術研究計劃項目（13JCQNJC10000）

劉艷華（1979-），女，工程師，碩士，研究方向為食品、醫藥等分析與檢測。

*通訊作者：宋佳（1986-），男，講師，博士，研究方向為食品、藥品活性分析與功能評價。