長白楤木果實玫瑰花復合飲料的研制

王丹丹，段紅梅，王順余，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321031）

長白楤木（Aralia continentalis kitagwa）藥名東北土當歸，又稱作草本刺嫩芽、土當歸、狗苦龍芽、牛尾大活等，與藥王人參同屬五加科宿根草本植物。其含有豐富的營養成分和很高的藥用價值，現已分離得到8 種三萜皂苷，其中1 種具有很強的降糖活性[1]；分離得到的二萜成分有貝殼烯酸、貝殼杉醇酸、海松酸等有鎮靜作用[2]；分離出的兩種有機酸具有抗炎活性[3]；分離得到黃酮類及苷類化合物具有較強的抗氧化活性[4]。長白楤木果實，為紫黑色漿果，果肉細膩，風味獨特，富含維生素、糖類、花青素、礦物質等多種營養成分，具有較高的營養保健功效[5]，是一種珍貴的食藥兼備的植物資源。

玫瑰花是一種薔薇科屬植物，又名刺客、穿心玫瑰等，其色澤艷麗，香氣濃郁，富含大量的維生素、氨基酸、多糖、揮發油、花青素、生物堿、多酚類等營養成分[6]。此外，玫瑰花具有一定的藥用價值，研究表明，玫瑰花具有通經活血、養顏美容、消炎潤喉、緩減神經疲勞、抗氧化的功效[7]。中醫認為，玫瑰花味甘微苦、性溫，具有理氣解郁、活血散淤和調經止痛的作用，同時對心腦血管、心臟病、高血壓等疾病具有顯著療效[8]，因此玫瑰花有藥膳之功，是佳肴中的珍品[9]。

目前，國內外對長白楤木果實玫瑰花復合飲料的研制尚未報道，市場上也未見與長白楤木果實相關飲料的產品，因此，本試驗將兩種天然植物性的原料有機結合，研制出一種營養與保健于一體的天然復合飲料，滿足消費者對綠色天然食品的追求，不僅使飲品種類多元化，同時，也為進一步開發長白楤木產品提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

長白楤木果實：采摘于長春大學園林學院試驗基地；玫瑰花：市售，產地為山東省濟南市；果膠酶（酶活力50 000 U/g）：上海源葉生物科技有限公司；蜂蜜：上海冠生園蜂制品有限公司；卡拉膠、瓜爾豆膠、黃原膠、維生素C、檸檬酸均為食品級：市售。

1.2 主要設備與儀器

HH-2 數顯恒溫水浴鍋：江蘇金壇市江南儀器廠；MINI 離心機：張家港市離心機制造廠；PHS-3C 精密PH 酸度計、FA-N 電子精密天平：上海精密科學儀器有限公司；APV-1000 高壓均質機：上海順儀實驗設備有限公司；TYL-C012 榨汁機：九陽股份有限公司；way-2w 阿貝折射儀：上海光學儀器廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 長白楤木果實玫瑰花復合飲料生產工藝流程

①玫瑰花→預處理→清洗→瀝干→粉碎→浸提→過濾→殺菌→冷藏備用[10]

②長白楤木果實→清洗→瀝干→護色→打漿→浸提→過濾→殺菌

①+②→混合調配→均質→澄清→精濾→灌裝→滅菌→冷卻→成品

1.3.2 操作要點

1）玫瑰花液的制備：選取優質的玫瑰花清洗、瀝干、搗碎，按料液比 1 ∶60（g/mL）配制，置于 80 ℃水浴鍋中，浸提2.5 h，用200 目紗布過濾得到玫瑰花浸提液，冷藏備用。

2）長白楤木果實漿液的制備：首先挑選成熟度良好、大小均一、無雜質的長白楤木果實，清洗干凈后撈出瀝干水分，按其果實與水的質量比1 ∶4（g/mL），同時加入0.02%維生素C 護色，再加入0.01%果膠酶，提高其出汁率，用榨汁機將其研磨成長白楤木果實漿液，于50 ℃水浴鍋內浸提1 h，將漿液用300 目紗布進行粗濾濾除果籽和果皮，再用4 層300 目紗布過濾備用。

3）調配：將長白楤木果實漿液與玫瑰花浸提液按一定比例混合，再加入蜂蜜、檸檬酸及穩定劑進行混合調配，通過響應面試驗確定最佳工藝配方[11]。

4）均質：將經過調配的料液加熱至70 ℃，在30 MPa 的壓力下均質2 次～3 次。

5）滅菌：采用玻璃瓶熱灌裝，通過水浴殺菌方式，在溫度95 ℃的條件下進行殺菌15 min。

6）冷卻：采用自然冷卻方式冷卻，即可得到成品。

1.3.3 單因素試驗設計

采用感官評分的評價手段，分別考察不同長白楤木果實漿液添加量（5%、10%、15%、20%、25%），不同玫瑰花浸提液添加量（35%、40%、45%、50%、55%），不同檸檬酸添加量（0.02%、0.04 %、0.06 %、0.08 %、0.10%），不同蜂蜜添加量（4%、6%、8%、10%、12%）對復合飲料感官質量的影響。

1.3.4 響應面試驗設計

以長白楤木果實漿液添加量、玫瑰花浸提液添加量、檸檬酸添加量、蜂蜜添加量為影響因素，采用Box-Behnken 中心組合試驗設計，進行四因素三水平響應曲面設計方法（response surface methodology，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-Behnken 試驗設計的因素水平Table 1 Levels of factors tested in Box-Behnken design

1.3.5 檢測方法

1.3.5.1 感官評價

將制作的復合飲料常溫放置1 d 后，采用感官評價方法對其感官質量進行評分，即隨機抽取10 名經過食品感官技能培訓的教師組成評分小組，對試驗樣品從色澤、香氣、口感、組織狀態進行產品評價，滿分為100 分，試驗評價標準表見表2。

1.3.5.2 微生物檢測

參照GB/T 4789.3-2010《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數》進行檢測。

表2 復合飲料的感官評價標準Table 2 Sensory estimation standard of compound beverage

1.3.5.3 理化檢測

參照GB/T 12143-2008《飲料通用分析方法》進行檢測。

1.3.6 穩定性研究

1.3.6.1 穩定劑復配

由于單一的穩定劑所制備的復合飲料，會出現水析、上浮和沉淀等現象[12]，長白楤木果實玫瑰花復合飲料穩定劑的復配選擇對產品穩定性具有顯著影響，以產品的感官評價為指標，通過單因素與響應面試驗方法確定長白楤木果實玫瑰花復合飲料穩定劑添加量的最佳復合配比，試驗因素水平表見表3。

表3 Box-Behnken 試驗設計的因素水平Table 3 Levels of factors tested in Box-Behnken design

1.3.6.2 穩定性評價

采用離心法測定復合飲料的沉淀率[13]，將樣品攪拌均勻，準確稱取一定質量M1（g）放入50 mL 離心管中，以4 000 r/min 的轉速離心15 min 后，除去上清液，稱取沉淀質量M2（g），沉淀率按下列公式計算。沉淀率越小，說明復合飲料的穩定性越高。

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 長白楤木果實漿液添加量對復合飲料感官評分的影響

長白楤木果實漿液添加量對復合飲料感官評分的影響見圖1。

圖1 長白楤木果實漿液添加量對復合飲料感官評分的影響Fig.1 Effect of fruit juice content of Aralia continentalis on sensory score of composite beverage

從圖1 中可以看出，長白楤木果實漿液添加量的不同，復合飲料的感官評分也不同，當長白楤木果實漿液添加量為15%時，飲料的感官評分最高，該配比的飲料口感適宜、色澤均勻、香氣宜人。隨著長白楤木果實漿液添加量的增加，復合飲料口感變差，顏色過深，感官評分呈下降趨勢。

2.1.2 玫瑰花浸提液添加量對飲料感官評分的影響

玫瑰花浸提液添加量對飲料感官評分的影響見圖2。

圖2 玫瑰花浸提液添加量對復合飲料感官評分的影響Fig.2 Effects of rose extract content on sensory score of composite beverage

從圖2 中可以看出，玫瑰花浸提液添加量小于45%時，復合飲料的感官評分隨玫瑰花浸提液添加量的增加而升高，當玫瑰花浸提液添加量為45%時，復合飲料的感官評分達到最高，此配比的飲料口感適宜、色澤均勻、香氣宜人。隨著玫瑰花浸提液添加量的增加，復合飲料口感變差，玫瑰花的香味過濃，掩蓋了長白楤木果實的香味，感官評分開始下降。

2.1.3 檸檬酸添加量對飲料感官評分的影響

檸檬酸添加量對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 content on sensory score of composite 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0.08%時，復合飲料的感官評分達到最大值。添加檸檬酸不僅能使復合飲料中pH 值降低，抑制腐敗微生物的繁殖，還能調節食品的pH 值以達到改善品質和風味的目的。當檸檬酸的添加量小于或大于0.08%時，都會影響到復合飲料的酸味效果，口感欠佳。

2.1.4 蜂蜜添加量對飲料感官評分的影響

蜂蜜添加量對飲料感官評分的影響見圖4。

圖4 蜂蜜添加量對復合飲料感官評分的影響Fig.4 Effects of honey content on sensory score of composite beverage

從圖4 中可看出，感官評分隨著蜂蜜添加量的增加，呈現先升高后降低的趨勢。當蜂蜜添加量小于6%時，飲料甜味較淡，感官得分偏低；若添加量過大，則口感變差，甚至掩蓋長白楤木和玫瑰花獨有的味道。因此蜂蜜添加量為6%是最適宜的，此時，飲料甜味適宜、口感清爽。

2.2 響應面分析法優化試驗設計[14]

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-Behnken 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，考察長白楤木果實漿液添加量、玫瑰花浸提液添加量、檸檬酸添加量、蜂蜜添加量對感官評分的影響，試驗方案及結果表見表4，方差分析表見表5。

表4 響應面分析試驗設計及結果Table 4 Experimental design for response surface analysis and corresponding experimental data

對表4 數據進行多元回歸分析，得長白楤木果實玫瑰花復合飲料制備工藝的預測回歸模型為：Y=87.18+2.17A+1.84B+5.48C－1.56D－2.85AB－0.30AC+0.13AD－2.48BC+2.75BD+2.35CD－5.84A2－4.44B2－2.99C2－4.24D2。

根據表5 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0.543 1＞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=0.926 4，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=0.852 7，說明試驗結果有85.27%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 A2、B2、C2、D2對復合飲料感官評分的影響達到極顯著水平（P＜0.01），AB、BD 達到顯著水平（P＜0.05）。

表5 方差分析Table 5 Analysis of variance

2.2.2 響應面分析

長白楤木果實漿液添加量、玫瑰花浸提液添加量、檸檬酸添加量、蜂蜜添加量4 個因素之間的交互作用對復合飲料感官評分的影響曲線圖見圖5。

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

等高線的形狀可以反映出各因素間交互作用的強弱，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；若等高線為橢圓形或者鞍形，則表示兩個因素交互作用顯著，若等高線為圓形，則說明兩個因素交互作用不顯著。由方差分析及響應面可知，長白楤木果實漿液添加量和玫瑰花浸提液添加量因素之間的響應面曲線坡度較陡，等高線圖呈橢圓形，說明其具有顯著的交互作用；玫瑰花浸提液添加量和蜂蜜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水平。

2.3 產品穩定劑的復配優化試驗

2.3.1 模型的建立及顯著性檢驗

根據單因素試驗結果，采用Box-Behnken 中心組合試驗設計，考察各因素對飲料感官評分的影響，進行三因素三水平的RSM 分析試驗，以感官評分為評價指標，考察卡拉膠添加量、瓜爾豆膠添加量、黃原膠添加量對感官評分的影響，試驗方案及結果見表6，方差分析見表7。

表6 響應面分析試驗設計及結果Table 6 Experimental design for response surface analysis and corresponding experimental data

續表6 響應面分析試驗設計及結果Continue table 6 Experimental design for response surface analysis and corresponding experimental data

表7 方差分析Tbale 7 Analysis of variance

對表6 數據進行多元回歸分析，得出長白楤木果實玫瑰花復合飲料復合穩定劑配比的預測回歸模型為：Y=83.58+0.24A-0.62B-0.063C+0.050AB-0.68AC+0.30BC-1.28A2-1.50B2-1.18C2。

根據表7 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0.751 0＞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=0.997 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=0.995 1，說明試驗結果有99.51%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 A2、B2、C2、AB、AC、BC 對復合飲料感官評分的影響達到極顯著水平（P＜0.01）。

由方差分析結果可以看出，AB、AC、BC 的交互作用都顯著，交互因素對感官評分的影響響應面曲線圖見圖6。

圖6 交互因素對感官評分的影響響應面曲線圖Table 6 Response surface plots showing the effects of interactions of factors on the yield of sensory scores

2.4 驗證試驗

采用Design-Expert8.05 軟件對回歸模型進行分析，得到預測的長白楤木果實玫瑰花復合飲料的最佳工藝參數為：長白楤木果實漿液添加量為15.5%，玫瑰花浸提液添加量45.8%，檸檬酸添加量0.08%，蜂蜜添加量8.3%，在此條件下，回歸方程預測的感官得分最大為89.8。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，將長白楤木果實玫瑰花復合飲料的最佳工藝參數定為：長白楤木果實漿液添加量為15%，玫瑰花浸提液添加量45%，檸檬酸添加量0.06%，蜂蜜添加量8%，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88.7，與預測值89.8 相近，證明所得試驗結果具有可靠性。

通過響應面試驗獲得最佳穩定劑組合，在長白楤木果實漿液添加量15%、玫瑰花浸提液添加量45%、蜂蜜添加量8%和檸檬酸添加量0.06%，卡拉膠添加量0.04%、瓜爾豆膠添加量0.07%和黃原膠添加量0.10%的條件下進行3 次重復驗證試驗，綜合評價產品的最終得分為91.2，且所得產品質地均勻，口感細膩，無分層和沉淀。

2.5 產品品質指標

2.5.1 感官品質指標

色澤：呈紫紅色，色澤均勻一致；風味：具有長白楤木果實和玫瑰花特有的滋味和香氣，無異味；口感酸甜適中；組織狀態：均勻細膩、穩定性良好，無分層和沉淀現象。

2.5.2 微生物指標

菌落總數（CFU/mL）≤100 CFU/mL，大腸桿菌（CFU/mL）≤3 個，致病菌未檢出。

2.5.3 理化指標

pH 值：4.2～6.7；可溶性固形物含量：8.5%～12.5%。

3 結論

通過Design-Expert8.05 軟件對回歸模型進行分析和感官評定確定了長白楤木果實玫瑰花復合飲料的最佳配方及穩定劑組合，即長白楤木果實漿液添加量15%、玫瑰花浸提液添加量45%、蜂蜜添加量8%和檸檬酸添加量0.06%，卡拉膠添加量0.04%、瓜爾豆膠添加量0.07%和黃原膠添加量0.10%。按此配方及穩定劑組合條件下制備的長白楤木果實玫瑰花復合飲料顏色呈紫紅色，具有長白楤木果實特有的清香味，玫瑰花香氣明顯，組織狀態均勻細膩，是一款純天然的復合型保健飲料，同時產品各項指標均符合國家相應標準要求。