蘋果豌豆復合飲料的研制

馬井喜，何建新，吳淑清，*

（1.長春大學食品科學與工程學院，吉林長春130022；2.浙江李子園食品股份有限公司，浙江金華321000）

蘋果是人們經常食用的水果之一，是一種低熱量的食品，果實營養豐富，味道甜美，富含糖類、有機酸、纖維素、礦物質、維生素等營養物質，具有降血脂、降血壓、抗氧化、強化骨骼、維持人體酸堿平衡等多種保健功能[1-2]。豌豆為豆科植物的種子，富含多種營養成分，其鮮品所含的維生素C，在豆類作物中名列榜首；所含的銅、鉻等微量元素較多，其中，銅有利于造血以及骨骼和腦的發育，鉻有助于糖和脂肪的代謝[3]。此外，豌豆中含有的植物血球凝集素能凝集人體的紅細胞，促進有絲分裂，能激活腫瘤病人的淋巴細胞，有防治腫瘤的作用[4]。

近來年，將水果與蔬菜進行合理配伍制成的復合果汁飲料成為市場的一個焦點，水果與蔬菜都有各自不同的營養價值，根據營養特點將兩者混合食用可以使營養更加均衡，又可豐富口味。本試驗以蘋果和豌豆為原料，經過科學加工與合理配置，綜合兩者的營養功能，通過感官鑒評確定最佳的工藝參數，旨在研制一種口感滑爽、風味獨特、營養豐富的復合果汁飲料。

1 材料與方法

1.1 材料

豌豆、蘋果：市售；白砂糖、檸檬酸、卡拉膠、海藻酸鈉：市售，食品級。

1.2 試驗儀器

UH-220電子天平：上海分析儀器廠；PHS-3C數字酸度計：上海精密儀器科學有限公司；TG16-WS低速離心機：安徽中科中佳科學儀器有限公司；722分光光度計：上海光譜儀器有限公司；MASTER-20M阿貝折射儀：上海光學儀器廠；TD-92手持糖度儀：廣州華智儀器儀表有限公司；JJ-2組織搗碎機：江蘇金壇榮華制造。

1.3 方法

1.3.1 復合飲料的工藝流程

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 蘋果汁的制備

選用新鮮、成熟度好的蘋果洗凈后去皮，切塊后以料水比2∶1（質量比）進行榨汁，同時加入0.02%焦亞硫酸鈉，防止蘋果褐變，減少VC損失。將果渣攪拌均勻后再榨汁一次，離心過濾得蘋果汁。

1.3.2.2 豌豆汁的制備

選用顆粒飽滿、無蟲眼、無霉變的新鮮豌豆，去葉后用流水清洗；將洗過的豌豆加入10倍的純凈水中，70℃常壓浸泡6 h～8 h。然后將豌豆與水按質量比1∶5進行打漿，漿汁用濾布反復過濾得到豌豆汁。

1.3.2.3 調配

按最佳比例混合蘋果汁與豌豆汁，然后將白砂糖、檸檬酸、復合穩定劑（卡拉膠與海藻酸鈉質量比為1∶1）用適量水混合后加入。

1.3.2.4 灌裝、殺菌

料液先預熱至80℃，灌裝，常壓殺菌，85℃～90℃，20 min[5]。

1.3.3 蘋果豌豆復合飲料工藝單因素試驗

1.3.3.1 蘋果汁與豌豆汁體積比對飲料感官評分的影響

以蘋果汁與豌豆汁體積比對飲料感官評分的影響為研究對象，選擇蘋果汁∶豌豆汁為1∶1、2∶1、3∶1、1∶2、1∶3，白砂糖添加量為6%，檸檬酸添加量為0.3%，復合穩定劑添加量為0.4%來調配飲料，根據飲料的感官評分確定最佳的蘋果汁與豌豆汁配比。

1.3.3.2 白砂糖添加量對飲料感官評分的影響

以蘋果汁和豌豆汁的體積比2∶1，檸檬酸添加量0.3%，復合穩定劑添加量0.4%，選擇白砂糖添加量3%、4%、5%、6%、7%來調配飲料，根據飲料的感官評分確定最佳的白砂糖添加量。

1.3.3.3 檸檬酸添加量對飲料感官評分的影響

以蘋果汁和豌豆汁的體積比2∶1，白砂糖添加量6%，復合穩定劑添加量0.4%，選擇檸檬酸添加量0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%來調配飲料，根據飲料的感官評分確定最佳的檸檬酸添加量。

1.3.3.4 復合穩定劑添加量對飲料感官評分影響

以蘋果汁和豌豆汁的體積比2∶1，白砂糖添加量6%，檸檬酸添加量0.3%，選擇復合穩定劑添加量0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%來調配飲料，根據飲料的感官評分確定最佳的復合穩定劑添加量。

1.3.4 響應面試驗設計

根據單因素試驗優化的結果，選取對蘋果豌豆復合飲料調配工藝有影響的蘋果汁與豌豆汁的體積比、白砂糖添加量、檸檬酸添加量、復合穩定劑添加量為因素，采用Box-Benhnken中心組合試驗設計，進行四因素三水平響應面法（response surface method，RSM）分析試驗，確定最佳工藝參數，然后用響應面分析法對試驗結果進行分析。因素水平表見表1。

表1 Box-Benhnken試驗設計的因素水平Table 1 Levels of factors tested in Box-Benhnken design

1.3.5 測定方法

1.3.5.1 感官質量評定方法

復合飲料加工后，常溫放置1 d，隨機抽取10名經過食品感官技能培訓的教師組成評分小組，根據復合飲料的色、香、味及組織形態進行評分（見表2），測3次取其平均值作為評分結果[6]。

表2 復合飲料感官評分標準Table 2 Sensory estimation standard of compound beverage

續表2 復合飲料感官評分標準Continue table 2 Sensory estimation standard of compound beverage

1.3.5.2 pH值的測定

使用pH計測定[5]。

1.3.5.3 總酸的測定

參照GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》[6]。

1.3.5.4 總糖含量的測定

蒽酮比色法[5]。

1.3.5.5 可溶性固形物的測定

手持折光儀測定[6]。

2 結果與分析

2.1 各因素對復合飲料感官評分的影響

2.1.1 蘋果汁與豌豆汁體積比對復合飲料感官評分的影響

蘋果汁與豌豆汁體積比對復合飲料感官評分的影響見圖1。

圖1 蘋果汁與豌豆汁體積比對復合飲料感官評分的影響Fig.1 Effects of the volume ratio of apple juice and pea juice on sensory score of compound beverage

從圖1中可以看出，蘋果汁與豌豆汁體積比不同，復合飲料的感官評分也不同，當蘋果汁∶豌豆汁為2∶1時，飲料的感官評分最高，此配比的飲料口感適宜、色澤均勻、香氣宜人。隨著蘋果浸提液的增加，蘋果的味道過濃；同樣，當豌豆汁添加量過大時，則復合汁味道過淡，失去蘋果的香味，口感不佳，感官得分下降。

2.1.2 白砂糖添加量對復合飲料感官評分的影響

白砂糖添加量對復合飲料感官評分的影響見圖2。

圖2 白砂糖添加量對復合飲料感官評分的影響Fig.2 Effects of white sugar addition on sensory score of compound beverage

糖度主要影響復合飲料的口感。從圖2可以看出，當白砂糖添加量小于6%時，飲料甜味較淡，感官得分偏低；若添加量過大，則口感變膩，甚至掩蓋蘋果獨有的味道。因此選用白砂糖的添加量6%，此時，飲料甜味適宜、口感清爽。

2.1.3 檸檬酸添加量對復合飲料感官評分的影響

檸檬酸添加量對復合飲料感官評分的影響見圖3。

圖3 檸檬酸添加量對復合飲料感官評分的影響Fig.3 Effects of citric acid addition on sensory score of compound beverage

從圖3中可看出，感官評分隨著檸檬酸添加量的增加，呈現先升高后降低的趨勢。當檸檬酸的添加量為0.3%時，復合飲料的感官評分達到最大值。添加檸檬酸可使飲料中pH值降低，抑制腐敗微生物的繁殖，同時用檸檬酸調節食品的pH值還可以達到改善品質和風味的目的[7-8]。當檸檬酸的添加量小于或大于0.3%時，都會影響到復合飲料的酸味效果，口感欠佳。

2.1.4 復合穩定劑添加量對復合飲料感官評分的影響

復合穩定劑添加量對復合飲料感官評分的影響見圖4。

圖4 復合穩定劑添加量對復合飲料感官評分的影響Fig.4 Effects of compound additive addition on sensory score of compound beverage

復合調配的飲料存在一些如細小纖維、大分子物質等不穩定因素，需添加穩定劑來解決。有些穩定劑具有協同增效作用，在單一穩定劑不能解決問題的情況下可使用復合穩定劑[9-10]。如圖4所示，隨著復合穩定劑用量的增加，產品均勻懸浮，口感流暢，沉淀率下降。當添加量大于0.4%時，飲料感官品質降低，因此選用0.4%為最佳用量。

2.2 響應面分析法優化試驗設計

2.2.1 模型的建立及顯著性檢驗

根據單因素試驗結果，采用Box-Benhnken中心組合試驗設計，考察各因素對飲料感官評分的影響，進行四因素三水平的RSM分析試驗。以感官評分為評價指標，考察蘋果汁與豌豆汁體積比、白砂糖添加量、檸檬酸添加量、復合穩定劑添加量對感官評分的影響，試驗方案及結果見表3，方差分析見表4。

表3 響應面分析試驗設計及結果Table 3 Experimental design for response surface analysisi and corresponding experimental data

續表3 響應面分析試驗設計及結果Continue table 3 Experimental design for response surface analysisi and corresponding experimental data

表4 方差分析Tbale 4 Analysis of variance

對表3數據進行多元回歸分析，得蘋果豌豆復合飲料制備工藝的預測回歸模型為：Y=82.52+1.28A+1.30B+1.63C-1.67D+2.73AB+1.93AC-4.35AD-3.68BC-1.80BD+2.50CD-6.51A2-1.83B2-6.26C2-2.46D2

根據表4響應面試驗方差分析可知，由此建立的回歸方程模型極顯著（P＜0.01）；而方程失擬項P值為0.202 5＞0.05，模型失擬項不顯著，能充分反映實際情況；試驗模型決定系數R2=0.890 9，說明感官得分的結果與模型預測結果有良好的一致性，校正系數R2adj=0.881 9，說明試驗結果有88.19%受試驗因素影響，此模型可以對感官評分結果進行分析和預測。回歸模型的二次項AD、A2、C2對復合飲料感官評分的影響達到極顯著水平（P＜0.01），BC、D2達到顯著水平（P＜0.05）。由F值可得各因素對蘋果豌豆復合飲料感官評分的影響從大到小為：復合穩定劑添加量＞檸檬酸添加量＞蘋果汁：豌豆汁＞白砂糖添加量。

2.2.2 響應面分析

圖5反映了蘋果汁：豌豆汁、白砂糖添加量、檸檬酸添加量、復合穩定劑添加量4個因素之間的交互作用對復合飲料感官評分的影響。

圖5 交互因素對感官評分的影響響應面曲線圖Fig.5 Response surface plots showing the effects of interactions of factors on the yield of sensory scores

響應面中曲線坡度越陡，表明該因素對感官評分的影響越大；反之則影響較小。由方差分析及響應面可知，蘋果汁：豌豆汁和復合穩定劑添加量因素之間的響應面曲線坡度較陡，說明其具有極顯著的交互作用；白砂糖添加量和檸檬酸添加量的交互作用對感官評分的影響顯著，其余因素之間的交互作用未達到顯著影響。

2.2.3 驗證試驗

采用Design-Expert8.05軟件對回歸模型進行分析，得到預測的蘋果豌豆復合飲料的最佳工藝參數為：蘋果汁與豌豆汁的體積比為1∶1，白砂糖添加量3.146%，檸檬酸添加量0.526%，復合穩定劑添加量0.762%，在此條件下，回歸方程預測的感官得分最大為85.8。為檢驗試驗結果是否與真實情況一致，進行近似驗證試驗。考慮實際操作條件，將蘋果豌豆復合飲料的最佳工藝參數定為：蘋果汁與豌豆汁的體積比為1∶1，白砂糖添加量3%，檸檬酸添加量0.5%，復合穩定劑添加量0.7%，在此工藝條件下經3次平行驗證試驗所得飲料的感官得分為86.3，與預測值85.8相近，證明所得試驗結果具有可靠性。

2.3 成品的理化結果

蘋果豌豆復合飲料理化分析結果見表5。

表5 蘋果豌豆復合飲料理化分析結果Table 5 Physicochemical ananlysis of compound beverage of apple and pea

3 結論

本文以蘋果、豌豆為原料研制復合果汁飲料，通過單因素試驗和Box-Behnken設計試驗，采用響應面分析法優化了蘋果豌豆復合飲料的最佳風味調配工藝條件，得出最佳的工藝參數為：蘋果汁與豌豆汁的體積比為1∶1，白砂糖添加量3%，檸檬酸添加量0.5%，復合穩定劑添加量0.7%。經檢測，復合飲料的總酸含量0.44%，總糖含量10.23%，可溶性固形物11.50%，pH 4.70。此時的飲料具有蘋果與豌豆的香氣，色澤柔和明亮，口感酸甜適中。本工藝開辟了新型水果蔬菜復合飲料生產方向，進一步提高了蘋果和豌豆的利用價值。