黑果枸杞功能性飲料制作工藝及穩定性研究

馬秀花，曹麗萍，肖明，，*，孫小鳳，崔明明

（1.青海大學農牧學院農林部農產品質量安全風險評估實驗室，青海西寧810016；2.青海大學農林科學院，土壤肥料研究所，青海西寧810016）

黑果枸杞（Lycium Ruthenicum Murr.）為茄科（Solanaceae）枸杞屬（Lycium）的灌木植物，其具有耐鹽、耐堿、抗旱等特性，被稱為生活中的“軟黃金”，主要分布在我國陜西北部的地區[1-3]。黑果枸杞的果味甘甜，含有豐富的花青素、原花青素、多糖等功能性成分，鈣、鐵、鎂、硒、鋅等元素較豐富，是一種高鉀低鈉的天然植物[4-5]。黑果枸杞具有清除自由基、抗脂質過氧化、抗輻射、增強免疫力、明目、預防糖尿病等生理功能，因此在食品中有一定的利用價值[6-7]。

近年來，國內外學者對黑果枸杞的營養成分、理化性質、功能作用等作了大量的研究，但對于黑果枸杞的深加工方面報道較少，致使黑果枸杞在市場上的數量越來越多，使其出現生產數量遠遠大于消費者需求量的現象，主要原因可能是消費者對未進行加工的黑果枸杞產生了視覺及味覺疲勞，因此生產以黑果枸杞為主要原料的新產品極其重要[8-9]。目前，黑枸杞飲料一般以復合飲料為主，以單一的黑果枸杞為原料的飲料研究較少[10-11]。本試驗以黑果枸杞為主要原材料進行研究，旨在堅持利用原材料獨特特性，充分利用其功能性成分，開發新產品，提高黑果枸杞利用率。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黑果枸杞：采集于青海省柴達木，挑選新鮮飽滿，成熟度一致，種類一致的果實，除去枝葉。檸檬酸：食品級，濰坊英軒有限公司；食用鹽：食品級，大連復州灣海鹽科技有限公司；木糖醇：食品級，南京甘汁園糖業有限公司；葡萄糖：分析純，阜豐生物科技有限公司；甲基紅：分析純，廣州臻萃質檢有限公司；酒石酸銅、氫氧化鈉、酚酞：分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

電子分析天平（FA2204B）：上海越平科學儀器有限公司；電熱手提高壓消毒器（KG-SX-500）：上海鼎謙生物科技有限公司；pH計（PHS-3C型）、分光光度計（L3S）：上海儀電分析儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 黑果枸杞飲料工藝流程

黑果枸杞→清洗→浸泡→過濾（濾渣→浸提過濾）→濾液→合并濾液→調配（加入檸檬酸、木糖醇、食用鹽）→均質→高溫滅菌→罐裝→成品

1.2.2 操作要點

黑果枸杞選擇：黑果枸杞應挑選無腐爛、有光澤、無蟲害的為佳。浸泡：按1%稱取量稱取黑果枸杞，浸泡于常溫的無菌水中。過濾：將浸泡好的黑果枸杞水用200目濾布進行過濾。均質：將以不同比例混合的原料用均質機進行均質，壓力為25 MPa。滅菌：采用高壓滅菌，滅菌條件為121℃，20 min，滅菌后進行冷卻罐裝。

1.3 黑果枸杞飲料的工藝條件確定

1.3.1 單因素試驗

黑果枸杞進行預處理后進行浸泡，浸泡時間為1、2、3、4、5、6、7 h，通過吸光值確定最佳浸泡時間，再用200目濾布進行過濾，濾液備用。將備用濾液進行0、2、4、6、8倍稀釋，通過吸光值及感官評價分數評價，當稀釋倍數為0、2、4、6、8倍時，檸檬酸添加量為0.08%、0.1%、0.12%、0.14%、0.16%、0.18%時，食用鹽添加量為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%時，木糖醇添加量為2%、4%、6%、8%、10%時對飲料品質色澤及穩定性的影響[12]。

1.3.2 黑果枸杞飲料正交試驗

在單因素試驗基礎上，選用黑果枸杞飲料的稀釋倍數、檸檬酸添加量、食鹽添加量、木糖醇添加量4個因素，3種不同用量為三水平的正交試驗，選用L9（34）正交試驗表進行配方優選試驗。黑果枸杞飲料的最佳工藝條件的正交試驗因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factor level table of orthogonal experiment

1.4 指標分析

1.4.1 理化指標測定

可溶性固形物的測定：參照GB/T 12143-2008《飲料通用分析方法》中規定的方法進行測定[13-14]。

總酸的測定：參照GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》中規定的方法進行測定。

1.4.2 微生物指標測定

細菌總數檢測參照GB/T 4789.2-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》中規定的方法檢測，大腸菌群檢測參照GB/T 4789.3-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸桿菌計數》中規定的方法檢測，致病菌檢測參照SN/T 2641-2010《食品中常見致病菌檢測PCR-DHPLC法》中規定的方法進行檢測。

1.5 感官評定

采用感官綜合評分，由5名同學組成評分小組，對飲料的甜度、酸度、香味、口感、色澤等指標進行感官評分[15]，見表 2。

表2 黑果枸杞飲料感官評定標準Table 2 Sensory evaluation criteria of black fruit wolfberry beverage

續表2 黑果枸杞飲料感官評定標準Continue table 2 Sensory evaluation criteria of black fruit wolfberry beverage

1.6 數據處理與分析

數據處理采用Excel 2007軟件及DPS 5.0數據分析軟件，試驗結果計算平均值及繪制圖表。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 黑果枸杞最佳浸泡時間的確定

黑果枸杞最佳浸泡時間結果見圖1。

圖1 浸泡時間對浸泡液吸光值的影響Fig.1 Effect of soaking time on the absorption value of soaking solution

如圖1所示，黑果枸杞浸泡液吸光值隨著浸泡時間的增加呈現先增加后降低的趨勢。當浸泡時間較短（＜4 h）時，花青素釋放較少，浸泡液顏色較淡，呈淡紫色，顏色分布不均勻，從而吸光值較小。當浸泡時間在4h時，花青素釋放較多，浸泡液顏色鮮艷，呈暗紫色，顏色分布較均勻，吸光值較高。當浸泡時間較長時（＞4 h）時，花青素隨著時間增加開始降解，浸泡液顏色變淡，吸光值變小。因試驗需要，需將浸泡液進行稀釋，因此黑果枸杞浸泡時間為4 h的浸泡液符合試驗需求，4 h為最合適的黑果枸杞浸泡的時間，且浸泡時間為4 h時，吸光值差異較顯著（P＜0.05）[16]。

2.1.2 稀釋倍數的單因素試驗結果

浸泡液稀釋倍數對飲料吸光值的影響見圖2。

圖2 浸泡液稀釋倍數對飲料吸光值的影響Fig.2 Effect of dilution ratio of immersion solution on absorption value of beverage

如圖2所示。將最適浸泡時間下得到的濾液，用0、2、4、6、8 倍的方式進行稀釋，每一倍數做 3 個平行，稀釋倍數為0倍時，吸光值差異較顯著（P＜0.05）。浸泡液稀釋倍數對感官評價分數的影響見圖3。

圖3 浸泡液稀釋倍數對感官評價分數的影響Fig.3 Effect of immersion solution dilution ratio on sensory evaluation score

如圖3所示，發現隨著黑果枸杞浸泡液稀釋倍數的增加其感官評價分數呈現先增加后降低的趨勢。當稀釋倍數為2倍時，飲料顏色鮮艷，呈紫色，顏色分布均勻，色澤較好，感官評分較高。而且當浸泡液的稀釋倍數從2倍增加到4倍時，感官評價分數并沒有顯著性的差異（P＞0.05），因此選擇稀釋倍數為2倍進行考察后續試驗因素對飲料品質的影響。通過顯著性分析可以看出，稀釋倍數對飲料品質的影響程度為2倍＞4倍＞0倍，所以選用稀釋倍數為0、2、4倍進行正交試驗。

2.1.3 檸檬酸添加量的單因素試驗結果

檸檬酸添加量對飲料吸光值的影響見圖4。

如圖4所示，發現飲料吸光值隨檸檬酸含量的增加而增大，檸檬酸量為0.08%、0.1%、0.12%的飲料色澤較均勻可觀，檸檬酸量為0.12%時，吸光值差異較顯著（P＜0.05）。

圖4 檸檬酸添加量對飲料吸光值的影響Fig.4 Citric acid content on the absorption value of beverage

檸檬酸添加量對感官評價分數的影響見圖5。

圖5 檸檬酸添加量對感官評價分數的影響Fig.5 Effect of citric acid addition on sensory evaluation scores

如圖5所示，隨著檸檬酸量的增加感官評分呈現先增加后降低的趨勢?？梢钥闯鰴幟仕崽砑恿繌?.08%增加到0.1%時，感官評分具有顯著性的差異（P＜0.05），這是因為檸檬酸量為0.1%時，飲料酸度適中，口感較好，色澤均勻，穩定性較好，因此感官評分較高。通過顯著性分析可以看出，檸檬酸添加量對飲料品質的影響程度為0.1%＞0.08%＞0.12%，所以選用檸檬酸量為0.08%、0.1%、0.12%進行正交試驗。

2.1.4 食用鹽添加量的單因素試驗結果

食用鹽添加量對飲料吸光值的影響見圖6。

圖6 食用鹽添加量對飲料吸光值的影響Fig.6 Effect of added dietary salt on light absorption value of beverage

如圖6所示，發現飲料吸光值隨食用鹽含量的增加而減小，添加量為0.1%、0.2%、0.3%時飲料色澤均勻，護色效果較好，食用鹽量為0.1%時，吸光值差異較顯著（P＜0.05）。食用鹽添加量對感官評價分數的影響見圖7。

圖7 食用鹽添加量對感官評價分數的影響Fig.7 Effects of dietary salt addition on sensory evaluation scores

如圖7所示，隨著食用鹽量的增加感官評分呈現先增加后降低的趨勢。當食用鹽添加量從0.1%增加到0.2%時，感官評分具有顯著性的差異（P＜0.05），這是因為食用鹽量為0.2%時,飲料色澤均勻，口感較好，無苦澀味，穩定性較好，從而感官評分較高。因此選擇食用鹽的添加量為0.2%。通過顯著性分析可以看出，食用鹽添加量對飲料品質的影響程度為0.2%＞0.1%＞0.3%，所以選用食用鹽量為0.1%、0.2%、0.3%進行正交試驗。

2.1.5 木糖醇添加量的單因素試驗結果

木糖醇添加量對飲料吸光值的影響見圖8。

圖8 木糖醇添加量對飲料吸光值的影響Fig.8 Effect of xylitol on light absorption of beverage

如圖8所示，發現飲料吸光值隨木糖醇含量的增加而減小，木糖醇量為2%時，吸光值差異較顯著（P＜0.05）。木糖醇添加量對感官評價分數的影響見圖9。

如圖9所示，隨著木糖醇量的增加感官評分呈現先增加后降低的趨勢。當木糖醇添加量從4%增加到6%時，感官評分具有顯著性的差異（P＜0.05），這是因為木糖醇量為6%時，甜度適中，口感較好，色澤均勻，從而感官評分較高。因此選擇木糖醇的添加量為6%。通過顯著性分析可以看出，木糖醇添加量對飲料品質的影響程度為6%＞4%＞8%，因此選用木糖醇量為4%、6%、8%進行正交試驗。

圖9 木糖醇添加量對感官評價分數的影響Fig.9 Effect of xylitol on sensory evaluation scores

2.2 正交試驗結果

2.2.1 正交試驗結果

根據表2進行感官綜合評分，黑果枸杞飲料正交試驗結果見表3。

表3 正交試驗設計與結果Table 3 Orthogonal experimental design and results

從表3可知，影響飲料品質的因素主次為D＞A＞C＞B，最優組合為A2B2C1D2，因此飲料的最佳工藝為：稀釋倍數為2倍，檸檬酸添加量為0.1%，食用鹽添加量為0.1%，木糖醇添加量為6%。最佳工藝與單因素試驗結果最優組合（稀釋倍數為2倍，檸檬酸添加量為0.1%，食用鹽添加量為0.2%，木糖醇添加量為6%）和正交試驗感官評分最優組合（稀釋倍數為2倍，檸檬酸添加量為0.12%，食用鹽添加量為0.1%，木糖醇添加量為6%）結果不一致，因此需要進行驗證試驗以確定最優組合含量配比[17]。

2.2.2 驗證試驗結果

驗證試驗結果見表4。

表4 驗證試驗Table 4 Validation test

由表4的3組合分析可得，試驗結果具有顯著性差異，組別3平均分均高于組別1、2，因而最優組合為：稀釋倍數為2倍，檸檬酸添加量為0.1%，食用鹽添加量為0.1%，木糖醇添加量為6%。

2.3 穩定性試驗

經過研究發現，黑果枸杞浸泡于水中，在無添加劑的情況下，浸泡時間達到4 h之后會出現持續降解的現象，而在最適配比下的黑果枸杞飲料在未進行高溫滅菌時，一星期后會出現管中長滿菌，且飲料色澤極不均勻，花青素降解快，顏色開始持續變淺，在27℃放置時間達到6個月時，其顏色變為無色，飲料表面有明顯菌群生成。為了提高飲料穩定性，延長保質期，需對其進行滅菌處理，采用高溫高壓滅菌法，滅菌條件為121℃、20 min，這樣既不影響飲料品質，又可以保證保質期內達到規定的微生物指標要求，高溫處理后飲料在27℃條件下可放置12個月，花青素降解速度慢，色澤均勻，澄清透亮，穩定性較好，保質期可達到12 個月[18-20]。

2.4 產品質量標準

2.4.1 感官指標

本文對最佳工藝條件下的飲料進行了感官評定，結果見表5。

表5 感官評定Table 5 Sensory evaluation

2.4.2 理化指標

最佳工藝條件下飲料的理化指標結果見表6。

2.4.3 微生物指標

最佳工藝條件下飲料的微生物指標結果見表7。

表6 理化指標Table 6 Physical and chemical indexes

表7 微生物指標Table 7 Microbiological indicator

3 結論

通過對黑果枸杞飲料的配方比例進行單因素試驗和正交試驗，對飲料進行感官評分，得到黑果枸杞飲料的最佳配方為：稀釋倍數為2倍，檸檬酸添加量為0.1%，食用鹽添加量為0.1%，木糖醇添加量為6%。通過穩定性試驗，得到黑果枸杞飲料保質期可達到12個月。飲料呈紫色，澄清液體，酸甜可口，具有黑果枸杞該有的香味[21-22]。