蘋果玫瑰復合果醋飲料配方優化及營養成分測定

張霽紅,康三江,李玉梅,曾朝珍,張海燕

(甘肅省農業科學院農產品貯藏加工研究所,甘肅省果蔬貯藏加工技術創新中心,甘肅蘭州 730070)

蘋果醋兼有醋的酸味和蘋果的香味,以其為主料調配而成的蘋果醋飲料,酸甜適口,風味清爽。蘋果醋中含有豐富的有機酸[1]、氨基酸[2]、酚類物質[3]和礦質元素,具有促進食欲、軟化血管、調節血壓、減肥降脂等功效[4-5]。

玫瑰是一種藥食兩用的植物,花色鮮艷,芳香濃郁,富含人體必須的氨基酸、蛋白質、槲皮苷、鞣質、脂肪、揮發油、維生素、色素、黃酮[6]等成分,具有較強的抗氧化活性和自由基清除能力[7-9],可作為功能性食品原料。

目前,國內對于多種果蔬制成的復合型功能性飲料已經有很多的研究和報道,但蘋果醋飲料的研究主要集中在單一水果原料的開發,工藝[10]、配方優化,營養物質分析[11]以及檢測方法研究[12]等方面。在蘋果醋飲料中添加具有美容、養顏功效的藥食兩用植物玫瑰提取液,制取蘋果玫瑰復合保健飲料及開發果醋復合飲料方面研究報道較少。故本文以飲料用蘋果醋、玫瑰水提物、蘋果濃縮汁為主料,優化配方,生產蘋果玫瑰醋復合飲料,并對產品進行理化指標、微生物指標和營養物質的測定,探索玫瑰天然色素、香精、營養物質與蘋果醋飲料的互補優化情況,以期為復合蘋果醋飲料的開發研制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蘋果 甘肅靜寧產紅富士;玫瑰 甘肅苦水玫瑰;果酒釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae) 安琪酵母股份有限公司;巴氏醋桿菌(Acetobacterpasteurianus) 中國微生物菌種保存中心;飲料用蘋果醋(總酸含量≥4%)、玫瑰提取液(可溶性固形物≥2%) 甘肅省農業科學院農產品貯藏加工研究所制備提供;蔗糖 市售食品級;濃縮蘋果汁(可溶性固形物70%) 甘肅通達果汁有限公司;無水乙醇、氫氧化鈉、硫酸鋅、鹽酸、亞鐵氰化鉀、甲醇、乙腈異硫氰酸苯酯 均為分析純,天津市興復科技發展有限公司;L-蘋果酸、檸檬酸、乳酸、乙酸、沒食子酸、香草酸、咖啡酸、阿魏酸、兒茶酚、槲皮苷、蘆丁 均為標準品,色譜純(純度≥99.5%),北京北納創聯生物技術研究院。

BSA224S-CW電子天平 賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;TGL-16MC冷凍離心機 長沙維爾康湘鷹離心機有限公司;PAL-1數顯糖度計 日本愛拓數顯糖度計;Agilent 1100高效液相色譜儀 美國安捷倫儀器公司;Rigol L3000高效液相色譜儀 蘇州普源精電科技有限公司;AFS-830 雙道原子熒光光度計 北京吉天儀器有限公司;ML204型萬分之一天平 梅特勒-托利多國際貿易(上海)有限公司;ICAP 6300 ICP電感耦合等離子發射光譜儀 美國熱電集團。

1.2 實驗方法

操作要點:

飲料用蘋果醋制備:選用新鮮完好無腐爛、病蟲害的蘋果,清洗榨汁,調整果汁可溶性固形物含量至14 °Brix后,接種蘋果汁總質量8%的活化果酒釀酒酵母,25 ℃酒精發酵7 d,糖度不再下降時,接種蘋果汁總質量10%的巴氏醋桿菌,32 ℃ 醋酸發酵8 d,殺菌、陳釀后得到飲料用蘋果醋,總酸含量≥4%。

玫瑰提取液的制備:將玫瑰花蕾粉與水混合(玫瑰花蕾粉的質量和水的體積比為1 g∶40 mL),在80 ℃下提取30 min后過濾,將濾渣在85 ℃下再次提取30 min,將兩次提取液混合,得到可溶性固形物含量大于2 °Brix的玫瑰提取液。

調配:飲料用蘋果醋、玫瑰提取液、蔗糖、濃縮蘋果汁以一定比例在水中混合后,調整總酸含量至3～8 g/L,得到成品。

過濾、殺菌、灌裝:采用硅藻土過濾機過濾后,于121 ℃下滅菌10 min,冷卻后灌裝,制得蘋果玫瑰復合果醋飲料。

1.2.2 蘋果玫瑰復合果醋飲料配方優化 參考趙敏等[10]的實驗結果,選擇蘋果醋原液添加量、玫瑰提取液添加量、濃縮蘋果汁、蔗糖添加量4個因素進行正交實驗,以口感、香氣、色澤、形態等綜合評價為試驗指標,因素水平見表1。

表1 正交實驗的因素水平Table 1 Factor level of orthogonal test

1.3 測定方法

1.3.1 感官評定 按照正交實驗原料配比,制得9組樣品。然后邀請10位視覺、嗅覺、味覺良好的專業人員組成感官評價小組,對醋飲料產品口感、香氣、形態、色澤進行綜合評分,評定標準見表2(滿分100分),每組樣品的感官評分取平均值。

表2 感官評定標準 Table 2 Standard for sensory evaluation

1.3.2 理化指標檢測 飲料中可溶性固形的測定方法:折光計法;總酸測定:根據GB/T 12456-2008[13](酸堿滴定法)規定的方法測定;蘋果酸、檸檬酸按GB/T 5009.157[14]規定的方法測定;乳酸按SN/T 2007-2007[15]規定的方法測定;游離礦酸按GB/T 5009.41[16]規定的方法測定。

1.3.3 微生物限量指標檢測 參照GB/T 4789[17]中規定的方法測定。

表3 微生物限量指標及檢測方法Table 3 Microbial limit indicators and detection methods

1.3.4 營養成分分析

1.3.4.1 氨基酸的測定 參照陳蓉等[18]的柱前衍生-高效液相色譜法測定蘋果玫瑰醋中的17種氨基酸含量。取待測樣品200 μL以及氨基酸標準品溶液200 μL,分別置于1.5 mL EP管中,每管準確加入正亮氨酸內標溶液20 μL,分別加入三乙胺乙腈溶液200 μL,異硫氰酸苯酯乙腈溶液100 μL,混勻后25 ℃下放置1 h,然后加入正己烷400 μL至離心管,搖晃后放置10 min,取下層溶液,0.45 μm針式過濾器過濾。 采用Kromasil C18反相色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),柱溫43 ℃,流動相A為0.1 mol/L 醋酸鈉緩沖液∶乙腈(93∶7),流動相B為乙腈∶水(4∶1),進行梯度洗脫,流速1.0 mL/min,檢測波長254 nm。

1.3.4.2 單體酚測定 參照李曉嬌等[19]的方法略有改動。

a.標準溶液制備:分別稱取沒食子酸等標準品2.5 mg,配制成4500 mg/L母液,再配制成在5～100 mg/L范圍內的7個不同質量濃度梯度的7種單體酚的單個或混合標準溶液,-30 ℃保存備用。

b.樣品前處理:取30 mL蘋果玫瑰醋復合飲料樣品,用NaOH調節pH8.0,正丁醇等量萃取3次,合并有機相,水相用檸檬酸調節pH2.0,同樣乙酸乙酯萃取3次,合并所有有機相,氮吹,殘渣溶于3 mL色譜甲醇中,置于-20 ℃避光保存,待液相分析用。測定樣品前經0.45 μm微孔濾膜過濾。

c.色譜柱:Kromasil C18反相色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流速0.8 mL/min;柱溫30 ℃。檢測波長280 nm。梯度洗脫:流動相 A,水∶乙酸(98∶2);流動相B,乙腈。

1.3.4.3 礦質元素含量的測定 經硝酸-雙氧水消解后,采用火焰光度計測定樣品中的金屬元素含量。吸取樣液2.5 mL,加入聚四氟乙烯消解罐中,加入5 mL濃硝酸,2 mL過氧化氫,微波消解20 min,待溶液澄清后,定容至50 mL,過濾,上機測定各元素含量[20]。

1.4 數據分析

單因素試驗每組重復3次,實驗結果以平均值±標準差表示,采用SPSS 19.0軟件進行方差分析,正交實驗采用極差分析。

2 結果與分析

2.1 蘋果玫瑰復合果醋飲料配方優化結果

從表4可以看出,影響蘋果玫瑰醋復合飲料感官評價的主次因素關系為 C>A>B>D,即蔗糖添加量>蘋果醋添加量>玫瑰提取液添加量>濃縮蘋果汁添加量。最優組合為A2B2C2D3,即蘋果醋原液添加8 mL/100 mL,玫瑰提取液添加20 mL/mL,蔗糖添加5 g/100 mL,濃縮蘋果汁添加量3 g/100 mL。通過驗證實驗,優化后的蘋果棗醋復合飲料感官評分為96分。以此工藝配方進行蘋果玫瑰醋飲料中試生產,所得產品進一步進行理化指標及營養成分測定。

表4 正交試驗結果Table 4 The results of orthogonal test

2.2 蘋果玫瑰醋復合飲料理化指標測定結果

根據2.1中所得的較優配方生產蘋果玫瑰醋飲料,根據蘋果醋飲料國家標準GB/T 30884-2014[21]中理化指標要求對產品進行檢測,結果見表5。

表5 各指標含量Table 5 Index content

表5蘋果玫瑰醋復合飲料中可溶性固形物、總酸、蘋果酸、檸檬酸、乳酸和游離礦酸測定結果符合國標要求,說明較優工藝配方可用于中試生產并進一步研究。

2.3 微生物限量指標檢測結果

產品微生物限量檢測委托甘肅中商食品質量檢驗檢測有限公司進行,檢測結果如表6所示,該中試產品蘋果玫瑰醋復合飲料中微生物限量指標符合食品衛生要求。

表6 微生物限量指標檢測結果 Table 6 Limit index test results of microbial

2.4 蘋果玫瑰復合果醋飲料中氨基酸含量

對蘋果玫瑰復合果醋飲料、蘋果醋飲料中的氨基酸進行測定,結果見表7。

表7 氨基酸含量(μg/mL FW)Table 7 Contents of free amino acid(μg/mL FW)

從表7檢測結果中可以看出蘋果玫瑰復合果醋飲料較單一蘋果醋飲料氨基酸種類豐富,含量較高,且必需氨基酸含量比例較大。蘋果玫瑰復合果醋飲料中共檢測出16種氨基酸,7種必需氨基酸,單一蘋果醋飲料中共檢出15種氨基酸,7種必需氨基酸。復合果醋中氨基酸總量為441.47 μg/mL,必需氨基酸總量為273.35 μg/mL,占總氨基酸含量的61.92%;單一蘋果醋飲料中氨基酸總量為103.94 μg/mL,必需氨基酸總量為20.88 μg/mL,占總氨基酸含量的20.09%;在復合果醋飲料中異亮氨酸、脯氨酸、天冬氨酸的含量較高,分別達到233.10、68.06、47.84 μg/mL。

2.5 蘋果玫瑰復合果醋飲料中單體酚類物質含量

對蘋果醋復合飲料及蘋果醋飲料中的沒食子酸、香草酸、咖啡酸、兒茶酚、槲皮苷、蘆丁等單體酚類物質進行測定結果如表8。

表8 單體酚含量(μg/mL)Table 8 The content of mono-phenol(μg/mL)

李曉嬌等[19]研究指出蘋果醋中咖啡酸含量較高,沒食子酸含量相對較低,本試驗結果顯示蘋果醋飲料中單體酚類各物質含量均較低,主要是因為蘋果醋飲料配制過程中原醋稀釋物質濃度降低所致,而蘋果玫瑰復合果醋飲料中7種單體酚總量達266.97 μg/mL,物質濃度提高164倍。其中沒食子酸含量162.42 μg/mL、香草酸含量97.09 μg/mL,咖啡酸含量3.06 μg/mL,且其它單體酚類物質濃度都比單一蘋果醋飲料中高,進一步說明蘋果玫瑰復合果醋飲料中單體酚類物質含量豐富。

2.6 蘋果醋飲料中礦物質含量的測定

礦質元素是人體必須的常量元素,蘋果醋飲料及復合飲料中礦質元素含量結果見表9。

表9 礦質元素含量(μg/mL)Table 9 Content of mineral elements(μg/mL)

表9中實驗結果顯示:蘋果玫瑰醋復合飲料與單一蘋果醋飲料相比較礦質元素鈣、鉀、鈉、鐵含量差異不顯著(P>0.05)。說明在蘋果醋飲料調配過程中添加適量的玫瑰提取液并不改變蘋果醋飲料中常量元素鈣、鉀、鈉、鐵的含量。

3 結論

本實驗對蘋果玫瑰復合果醋飲料配方進行優化,在L9(34)正交實驗基礎上得到蘋果玫瑰復合果醋飲料的較優配方為蘋果醋原液添加 8 mL/100 mL,玫瑰提取液添加20 mL/100 mL,蔗糖添加5 g/100 mL,蘋果濃縮汁添加量3 g/100 mL。以該配方生產的蘋果玫瑰復合果醋飲料產品,按照GB/T 30884-2014的要求進行理化指標、微生物指標的檢測,測定結果顯示產品理化指標、微生物指標符合國家標準要求。

與單一蘋果醋飲料對比分析,研究結果顯示復合蘋果醋飲料中氨基酸種類及含量較單一蘋果醋豐富,必需氨基酸含量及比例較高。復合果醋飲料中氨基酸總量達到441.47 μg/mL,必需氨基酸總量為273.35 μg/mL,占總氨基酸含量的61.92%。對果醋飲料中的單體酚類物質含量進行分析,結果顯示蘋果玫瑰復合果醋飲料中單體酚類物質含量較單一蘋果醋飲料中物質濃度明顯提高,7種單體酚總量達266.97 μg/mL,物質濃度提高164倍。其中沒食子酸含量達到162.42 μg/mL、香草酸含量達到97.09 μg/mL,咖啡酸含量達到3.06 μg/mL。對果醋飲料中礦質元素鈣、鐵、鉀、鈉含量進行分析,結果顯示復合配比工藝并不影響幾種礦質元素的含量。以上這些結論可為蘋果醋飲料復合加工及新產品開發提供理論依據。本實驗研究過程中因受實驗條件限制,單體酚種類測定較少,特別是蘋果醋中含量較高的綠原酸、根皮苷等物質,將在今后的實驗中進一步補充研究。