澄清型石斛紅棗復(fù)合果汁飲料加工工藝研究

繆園欣，廖明星，陳清嬋，簡清梅，李蓉，*

（1.荊楚理工學(xué)院生物工程學(xué)院，湖北荊門448000；2.湖北省荊門市畜牧獸醫(yī)局，湖北荊門448000）

澄清型石斛紅棗復(fù)合果汁飲料加工工藝研究

繆園欣1，廖明星2，陳清嬋1，簡清梅1，李蓉1，*

（1.荊楚理工學(xué)院生物工程學(xué)院，湖北荊門448000；2.湖北省荊門市畜牧獸醫(yī)局，湖北荊門448000）

以鐵皮石斛和紅棗為原料，對(duì)石斛紅棗汁酶法澄清技術(shù)進(jìn)行研究。單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，鐵皮石斛35 g/L，紅棗35 g/L制作的石斛紅棗汁具有最好的感官品質(zhì)。以透光率和褐變度為指標(biāo)，在單因素基礎(chǔ)上，利用纖維素酶和果膠酶對(duì)石斛紅棗汁進(jìn)行澄清，通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化石斛紅棗汁澄清工藝技術(shù)參數(shù)。結(jié)果表明：在酶添加量為0.05 g/L，復(fù)合酶質(zhì)量比2.5∶1、酶解時(shí)間45 min和酶解溫度60℃條件下，澄清效果最佳，透光率為89.87%，褐變度為0.476，澄清后飲料清亮透明、風(fēng)味好。

鐵皮石斛；紅棗；酶解；澄清

鐵皮石斛為多年生蘭科石斛屬（Dendrobium officinale Kimura et Migo）草本植物，具有滋陰清熱、潤肺益腎等藥用價(jià)值，素有“中華仙草”、“九大仙草”之首的美譽(yù)[1-3]。鐵皮石斛的藥理功能研究顯示其有增強(qiáng)免疫力、抗氧化、抗衰老等作用，對(duì)其藥效成分分析顯示其含有多糖、生物堿、糖苷等活性成分[4-6]。鑒于其獨(dú)特的藥用價(jià)值，鐵皮石斛可開發(fā)為保健食品和藥品，如：鐵皮石斛顆粒、鐵皮石斛軟膠囊、鐵皮石斛口含片等[7-9]。紅棗為鼠李科棗屬植物果實(shí)，營養(yǎng)豐富，富含有機(jī)酸、紅棗多糖、腺苷、生物堿等活性成分[10-11]，具有很高的食用和藥用價(jià)值，長期食用具有降血脂血壓、改善心肌梗塞、鎮(zhèn)靜催眠等功效[12-13]。

近年來，復(fù)合果汁飲料因其獨(dú)特口味和豐富的營養(yǎng)成分而備受青睞，但果汁加工過程中果膠、纖維素、蛋白質(zhì)等固形物會(huì)對(duì)果汁的渾濁度和色澤產(chǎn)生影響，對(duì)果汁進(jìn)行澄清能有效抑制褐變、保證果汁穩(wěn)定性[14]。酶法澄清技術(shù)具有分解果肉物質(zhì)、提高澄清度的能力，雙酶聯(lián)用能夠更有效的提高澄清度[15-16]。本試驗(yàn)以新鮮鐵皮石斛和紅棗為原料開發(fā)飲料，并對(duì)飲料酶法澄清工藝進(jìn)行研究，旨在開發(fā)一款色澤清亮透明、口感獨(dú)特的保健型飲料，為鐵皮石斛和紅棗資源的開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鐵皮石斛：湖北洲和生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司；干紅棗：河南鄭風(fēng)棗業(yè)有限公司；纖維素酶（50 000 U/g）、果膠酶（40 000 U/g）：北京索萊寶科技有限公司；異抗壞血酸鈉（食品級(jí)）：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

九陽JYL-C020榨汁機(jī)：九陽股份有限公司；TU-1901型分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限公司；YJ1002型電子天平：上海浦春計(jì)量儀器有限公司；TG16-WS型低速臺(tái)式離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；DH-600恒溫培養(yǎng)箱：北京科偉永興儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 澄清型紅棗石斛飲料加工工藝流程

1.3.2 工藝要點(diǎn)

1）鐵皮石斛汁的制備

選擇無腐爛、無霉變的鮮鐵皮石斛，在清水中洗凈后去皮，經(jīng)90℃水漂燙1.5 min后切成3 cm小段，按料液比35∶1 000（g/mL）進(jìn)行破碎打漿，經(jīng)膠體磨3次后用紗布進(jìn)行初級(jí)過濾得到石斛汁。

2）紅棗汁的制備

選擇無腐爛、無霉變的紅棗，在清水中洗凈后去核，按一定添加量進(jìn)行破碎打漿，經(jīng)膠體磨3次后用紗布進(jìn)行初級(jí)過濾得到紅棗汁。

3）護(hù)色

在石斛汁和紅棗汁中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%的異抗壞血酸鈉。

4）混合

將石斛汁、紅棗汁按試驗(yàn)設(shè)定的比例混合。

5）酶解

將混合的石斛紅棗汁添加纖維素酶、果膠酶復(fù)合酶進(jìn)行澄清，對(duì)影響酶促反應(yīng)的各因子進(jìn)行分析，確定酶解的最佳工藝條件。

6）滅酶

反應(yīng)結(jié)束后將石斛紅棗汁在90℃滅酶處理10 min，使復(fù)合酶失活，然后冷卻至室溫。

7）離心

將酶解澄清后樣品于3 000 r/min條件下離心5 min，取上清液備用。

8）裝罐、滅菌、冷卻

將澄清的石斛紅棗汁進(jìn)行裝罐、封口，在90℃條件下殺菌20 min，冷卻至室溫后即為成品。

1.3.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.3.3.1 鐵皮石斛和紅棗添加比例確定

將鐵皮石斛（35 g/L）和紅棗分別以0.5∶1、1∶1、1.5∶1、2∶1、2.5∶1質(zhì)量比進(jìn)行打漿混合，對(duì)混合石斛紅棗汁進(jìn)行感官測定。

1.3.3.2 石斛紅棗汁澄清工藝優(yōu)化試驗(yàn)1）復(fù)合酶添加量對(duì)澄清效果的影響

取配制好的石斛紅棗汁200 mL，分別添加0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07 g/L 的復(fù)合酶（纖維素酶質(zhì)量 ∶果膠酶質(zhì)量=1.5∶1），充分溶解后在40℃酶解45 min。酶解結(jié)束后，取樣品離心測透光率、褐變度。

2）復(fù)合酶質(zhì)量比對(duì)澄清效果的影響

取配制好的石斛紅棗汁200 mL，添加纖維素酶和果膠酶質(zhì)量比分別為 0.5 ∶1、1 ∶1、1.5 ∶1、2 ∶1、2.5 ∶1、3∶1的復(fù)合酶0.05 g/L，充分溶解后在4℃酶解45 min。酶解結(jié)束后，取樣品離心測透光率、褐變度。

3）酶解時(shí)間對(duì)澄清效果的影響

取配制好的石斛紅棗汁200 mL，添加質(zhì)量比為2.5∶1的復(fù)合酶0.05 g/L，充分溶解后在40℃分別酶解 15、30、45、60、75、90 min。酶解結(jié)束后，取樣品離心測透光率、褐變度。

4）酶解溫度對(duì)澄清效果的影響

取配制好的石斛紅棗汁200 mL，添加質(zhì)量比為2.5∶1的復(fù)合酶0.05 g/L，充分溶解后分別在20、30、40、50、60、70℃酶解 60 min。酶解結(jié)束后，取樣品離心測透光率、褐變度。

1.3.3.3 澄清工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了確定最佳澄清條件，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以透光率、褐變度為試驗(yàn)指標(biāo)，設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)，對(duì)復(fù)合酶的添加量、復(fù)合酶中纖維素酶與果膠酶的配比、酶解時(shí)間和酶解溫度4個(gè)因素在3個(gè)不同水平上進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，因素與水平見表1。

1.3.4 測定項(xiàng)目及方法

1）透光率：以蒸餾水為參比，在720 nm處測定石斛紅棗汁透光率。

表1 酶解澄清工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for clarifying conditions optimization

2）褐變度：以蒸餾水為參比，在420 nm處測定石斛紅棗汁吸光度值表示褐變程度。

3）感官評(píng)定

感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of Dendrobium officinale and red dates juices

紅棗石斛汁的口感、色澤采用感官評(píng)定方法。每次10為成員（5男5女）分別對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行品嘗評(píng)分，評(píng)分采用百分制，其中口感30分，氣味30分，色澤10分，組織狀態(tài)30分。

2 結(jié)果與分析

2.1 鐵皮石斛和紅棗添加比例的確定

紅棗和石斛不同配比對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響見表3。

表3 紅棗和石斛不同配比對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響Table 3 Impact of the mass ratio of Dendrobium officinale and red dates juices on sensory quality of products

如表3所示，當(dāng)石斛∶紅棗質(zhì)量比為1∶1（即石斛35 g/L，紅棗35 g/L）時(shí)，紅棗石斛汁品質(zhì)最佳，此時(shí)果汁顏色為紅色，具有石斛和紅棗的風(fēng)味，且味道協(xié)調(diào)，口感醇正。因此本研究選用石斛35 g/L，紅棗35 g/L來制作石斛紅棗飲料。

2.2 復(fù)合酶法澄清單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 酶添加量對(duì)紅棗石斛汁澄清效果的影響

復(fù)合酶添加量對(duì)石斛紅棗汁澄清效果的影響見圖1。

圖1 復(fù)合酶添加量對(duì)石斛紅棗汁澄清效果的影響Fig.1 Impact of complex enzyme dosage on clarification effect of Dendrobium officinale and red dates juices

由圖1可知，酶添加量在0～0.05 g/L范圍內(nèi)，隨著復(fù)合酶添加量的增加，果膠和纖維素等大分子物質(zhì)逐漸被分解為可溶性小分子物質(zhì)，紅棗石斛汁透光率隨著混合酶添加量的增加而升高，褐變度則隨酶添加量的增加而下降。此后，繼續(xù)增加復(fù)合酶的添加量，透光率和褐變度變化不顯著。因此，復(fù)合酶用量選擇0.05 g/L較為適宜，該條件的石斛紅棗汁具有較好的澄清度和色澤。

2.2.2 復(fù)合酶質(zhì)量比對(duì)石斛紅棗汁澄清效果的影響

復(fù)合酶質(zhì)量比對(duì)石斛紅棗汁澄清效果的影響見圖2。

圖2 復(fù)合酶質(zhì)量比對(duì)石斛紅棗汁澄清效果的影響Fig.2 Impact of complex enzyme proportion on clarification effect of Dendrobium officinale and red dates juices

由圖2可知，混合酶質(zhì)量比在0.5∶1～2.5∶1范圍內(nèi)，隨著酶比例的增加，透光率呈現(xiàn)升高的趨勢而褐變度呈下降趨勢。此后繼續(xù)增加復(fù)合酶質(zhì)量比，透光率降低而褐變度上升。因此，選擇復(fù)合酶質(zhì)量比為2.5∶1較為合適，此時(shí)透光率87.8%，褐變度為0.469。

2.2.3 酶解時(shí)間對(duì)石斛紅棗汁酶解效果的影響

酶解時(shí)間對(duì)石斛紅棗汁澄清效果的影響見圖3。

圖3 酶解時(shí)間對(duì)石斛紅棗汁澄清效果的影響Fig.3 Impact of hydrolysis time on clarification effect of Dendrobium officinale and red dates juices

由圖3可知，酶解時(shí)間在15 min～90 min范圍內(nèi)，透光率隨酶解時(shí)間延長呈先增加后穩(wěn)定趨勢，褐變度隨酶解時(shí)間延長呈先下降后穩(wěn)定趨勢。在15 min～60 min時(shí)紅棗石斛汁中果膠和纖維素含量豐富，隨酶解時(shí)間的延長可引起透光率和褐變度快速變化，60 min后果膠和纖維素基本完全分解，透光率和褐變度趨于平穩(wěn)。因此，選擇酶解時(shí)間60 min為最適酶解時(shí)間。

2.2.4 酶解溫度對(duì)石斛紅棗汁酶解效果的影響

酶解溫度對(duì)石斛紅棗汁澄清效果的影響見圖4。

圖4 酶解溫度對(duì)石斛紅棗汁澄清效果的影響Fig.4 Impact of hydrolysis temperature on clarification effect of Dendrobium officinale and red dates juices

由圖4可知，石斛紅棗汁的透光率隨溫度的升高呈先增加后降低的趨勢，褐變度隨溫度的升高呈先降低后升高的趨勢。在20℃～50℃，隨著溫度的增加酶活性增加，紅棗石斛汁中的果膠和纖維素被降解，透光率升高；在50℃～70℃，隨著溫度的增加酶活性受到抑制，透光率降低。因此，酶解溫度50℃為復(fù)合酶活性最佳溫度，澄清和色澤效果最好。

2.3 澄清工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

為確定最佳澄清條件，在單因素的基礎(chǔ)上，研究復(fù)合酶添加量、復(fù)合酶比例、酶解溫度和酶解時(shí)間對(duì)石斛紅棗汁澄清效果和色澤的影響，以透光率和褐變度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)結(jié)果見表4，方差分析結(jié)果見表5、表6。

表4 澄清工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 4 Results and analysis of orthogonal experiments for clarifying conditions optimization

表5 透光率正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 5 Variance analysis of orthogonal experiments results for light transmittance

表6 褐變度正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 6 Variance analysis of orthogonal experiments results for browning degree

通過表4中復(fù)合酶澄清后透光率和褐變度的極差分析結(jié)果可知，影響透光率的各因素主次順序?yàn)閺?fù)合酶添加量>復(fù)合酶比例>酶解時(shí)間>酶解溫度，影響褐變度的各因素主次順序?yàn)槊附鈺r(shí)間>復(fù)合酶添加量>復(fù)合酶比例=酶解溫度。試驗(yàn)指標(biāo)透光率越大越好，從k值得出使紅棗石斛汁澄清度最佳的工藝條件為A3B2C1D3；試驗(yàn)指標(biāo)褐變度越小越好，從k值得出使紅棗石斛汁色澤最佳的工藝條件為A2B2C1D2和A3B2C1D3。綜合分析得出使紅棗石斛汁澄清度和色澤最佳的工藝條件為A3B2C1D3，即復(fù)合酶添加量為0.05 g/L，復(fù)合酶質(zhì)量比為2.5∶1，酶解時(shí)間為45 min，酶解溫度為60℃，在此條件下酶解得到的石斛紅棗汁紅色清亮，澄清透明，具有石斛和紅棗的香味，口味柔和，口感醇正，其透光率為89.87%，褐變度為0.476。由表5方差分析結(jié)果可知，因素A、B、C、D對(duì)石斛紅棗汁澄清效果均有極顯著影響（P<0.01），對(duì)澄清效果影響的主次順序?yàn)锳>B>C>D，即復(fù)合酶添加量>復(fù)合酶比例>酶解時(shí)間>酶解溫度，與直觀分析結(jié)果一致。由表6方差分析結(jié)果可知，因素A、C對(duì)石斛紅棗汁褐變度有極顯著影響（P<0.01），因素B、D對(duì)石斛紅棗汁褐變度有顯著影響（P<0.05），對(duì)褐變度影響的主次順序?yàn)镃>A>D>B，即酶解時(shí)間>復(fù)合酶添加量>酶解溫度>復(fù)合酶比例。

3 結(jié)論

利用纖維素酶-果膠酶復(fù)合酶能夠顯著澄清石斛紅棗汁。各因素影響石斛紅棗汁透光率的主次順序?yàn)椋簭?fù)合酶添加量>復(fù)合酶比例>酶解時(shí)間>酶解溫度。通過單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)確定的酶法澄清最佳工藝條件為：復(fù)合酶添加量0.05 g/L，復(fù)合酶質(zhì)量比2.5∶1，酶解時(shí)間45 min，酶解溫度60℃。在此條件下生產(chǎn)的石斛紅棗汁紅色清亮，澄清透明，具有石斛和紅棗的香味，口味柔和，口感醇正。

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Study on the Technique of Clarification Compound Fruit Beverage of Dendrobium officinale and Red Dates

MIAO Yuan-xin1，LIAO Ming-xing2，CHEN Qing-chan1，JIAN Qing-mei1，LI Rong1，*
（1.School of Biological Engineering，Jingchu University of Technology，Jingmen 448000，Hubei，China；2.Animal Husbandry and Veterinary Bureau of Jingmen City，Jingmen 448000，Hubei，China）

The processing technology of a clarified Dendrobium officinale and red dates compound fruit beverage was studied.The result of single factor experiment showed that the sensory quality of the compound juice was optimal for Dendrobium officinale of 35 g/L and red dates of 35 g/L.The compound fruit beverage was treated by pectinase and cellulose.Based on single-factor experiment，orthogonal design was used to research the influences of complex enzyme dosage，enzyme proportion，enzymolysis time and temperature on light transmittance and browning degree.The results indicated that the optimum technical parameters was enzyme dosage of 0.05 g/L，enzyme proportion of 2.5 ∶1（mass ratio），enzymolysis time of 45 min and enzymolysis temperature of 60 ℃.Under above conditions，light transmittance of the clarified compound juice was 89.87%and browning degree was 0.476.After clarification，the clarified Dendrobium officinale and red dates compound fruit beverage had transparent color and good flavor.

Dendrobium officinale；red dates；enzymatic hydrolysis；clarification

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.23.022

荊楚理工學(xué)院湖北省新農(nóng)村發(fā)展研究院項(xiàng)目（2016Z004）作者簡介：繆園欣（1988—），女（漢），講師，博士，研究方向：食品質(zhì)量與安全。

*通信作者：李蓉（1988—），女（漢），講師，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工。

2017-04-19