昆侖雪菊核桃乳飲料配方優化及香氣成分分析

董慶飛 夷 娜 白冰瑤 李 勝 宋麗軍 張 麗*

（1塔里木大學生命科學學院，新疆 阿拉爾843300）

（2阿克蘇職業技術學院，新疆 阿克蘇843000）

（3南疆特色農產品深加工兵團重點實驗室，新疆 阿拉爾843300）

（4克拉瑪依市中品田源食品有限公司，新疆 克拉瑪依834000）

核桃（Juglans regia L.），又稱胡桃，羌桃，屬胡桃科植物［1］。現代研究表明，核桃仁含蛋白15%～20%、脂類50%～60%、碳水化合物15%左右；還含有銅、鐵、鈣等金屬元素及多種維生素，脂肪酸以棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸為主，其中不飽和脂肪酸含量達90%以上［2］。此外，核桃仁中還含有谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、燕麥甾醇等甾體類化合物，多酚、黃酮類化合物等多種生物活性物質，是健腦益智、增強細胞活力和預防心血管疾病的天然保健食品，被譽為“萬歲子”、“長壽果”［3-5］。雪菊在我國新疆地區產量較高，學名兩色金雞菊（Coreopsis tinctoria）。現代研究表明，昆侖雪菊含有的活性成分高達八類，包括黃酮類、酚酸、脂肪油等，具有降血糖、降血壓、降血脂、抗氧化、抗炎和其他功效等［6］。

截止2016 年，新疆核桃種植面積達到35 萬公頃，總產量69.28 萬噸［7］，是中國僅次于云南的第二大核桃產區。核桃特殊的營養結構成為制約其產品開發的瓶頸［8］，深加工產品種類少，利用程度低，仍處于起步階段。本文以新疆阿克蘇溫185核桃為原料，在單因素實驗的基礎上，采用正交試驗優化昆侖雪菊核桃乳飲料的最佳配方，為新疆核桃資源創新利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

溫185薄皮核桃采集于新疆阿拉爾市；雪菊花采集于新疆和田市；食鹽為市售。檸檬酸、單甘酯、羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉、黃原膠、小蘇打均為食品添加劑，購于上海真唐食品有限公司；硫酸銅、硫酸鉀、二氯甲烷、乙醚、石油醚均為分析純，購于天津市致遠化學試劑有限公司。

1.2 儀器設備

電熱恒溫水浴鍋（DZKW-S-6）：北京市光明醫療儀器廠；全自動凱氏定氮儀（KDY9830）：科拓公司；臺式離心機（TDL-5-A）：上海安亭科學儀器廠；電熱鼓風干燥箱（101-5ARS）：北京市光明醫療儀器廠；阿貝折光儀（SK3088）：上海智電儀器儀表有限公司；電子天平（FA2004N）：上海精密科學儀器有限公司；石墨消解儀（SH220N）：濟南海能儀器股份有限公司；氣相色譜質譜聯用儀（塞默飛-DSQ）：美國賽默飛世爾科技。

1.3 雪菊核桃乳飲料工藝流程和操作要點

1.3.1工藝流程核桃仁→預處理→兌水磨漿→過濾→調配→均質→裝瓶→排氣→殺菌→冷卻→檢驗→成品

1.3.2操作要點

（1）核桃仁預處理：揀選、去殼。選擇核桃仁飽滿、干燥新鮮、無發霉變質、顆粒完整的果仁作為原料，去皮，120 ℃烘烤10 min，以增加核桃仁的香味［9］。

（2）兌水磨漿：烘烤后的果仁以1:8（m/v）的水浸泡4 h后打漿2～3次，使顆粒變得細微［10］，過濾得到核桃漿。

（3）雪菊汁的制備：雪菊以1:10 的料液比在100 ℃下浸提10 min，8層濾布過濾得雪菊汁。

（4）調配：按照配方的比例準確稱量食鹽、穩定劑，均以固體粉末加入且充分混合。過濾完的核桃漿在80 ℃～100 ℃下煮沸3 min，并不斷攪拌。加入10%核桃乳，2%雪菊汁，0.4%食鹽，沸騰后得到核桃乳［11］。

（5）均質：調配完成后，為了雪菊核桃乳飲料的口感細膩，避免脂肪顆粒懸浮，提高產品穩定性，用高壓均質機在壓力35 MPa-50 MPa，溫度70 ℃的條件下均質兩次。

（6）排氣：防止營養物質的氧化和色澤的改變，抑制微生物的生長繁殖，保證產品質量的穩定，110 ℃排氣10 min［12］。

（7）殺菌冷卻：排氣完成后，趁熱密封，100 ℃高溫滅菌20 min，冷卻即得成品。

1.4 實驗方法

1.4.1單因素實驗

（1）研究核桃乳的添加量（以質量計）對雪菊核桃乳飲料品質影響：雪菊汁的添加量為2%，食鹽的添加量為0. 4%的條件下，設置核桃乳的添加量為:5%，10%，15%，20%，25%。

（2）研究食鹽的添加量（以質量計）對雪菊核桃乳飲料品質影響：核桃乳的添加量為10%，雪菊汁的添加量為2%的條件下，設置食鹽的添加量:0. 2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%。

（3）研究雪菊汁的添加量（以質量計）對雪菊核桃乳飲料品質影響：核桃乳的添加量為10%，食鹽的添加量為0.4%的條件下，設置雪菊汁的添加量:1%，2%，3%，4%，5%。

1.4.2 正交試驗

在單因素實驗的基礎上，通過正交試驗法確定雪菊核桃乳飲料的最佳配方。選用黃原膠、單甘酯、羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉組成復合穩定劑，以昆侖雪菊核桃乳飲料的效果為評價指標，確定穩定劑的最佳配比。在單因素實驗的基礎上，確定以A（核桃乳添加量）、B（食鹽添加量）、C（雪菊汁添加量）為條件的三因素三水平的正交試驗L9（34），通過感官評分，選擇最佳配方，生產工藝優化正交試驗因素水平表見表1；穩定劑正交試驗因素水平表見表2。

表1 雪菊核桃乳飲料生產工藝優化正交試驗因素水平表

表2 復配穩定劑正交試驗因素水平表

2 實驗內容

2.1理化指標的測定

2.1.1 蛋白質含量的檢測

按凱氏定氮法［13］測定。

2.1.2 脂肪含量的檢測

參照GB 5009.6—2016［14］測定。

2.1.3 總糖的檢測

按直接滴定法測定。

2.1.4 固形物含量的檢測

參照GB/T 12143-2008［15］測定。

2.1.5 酚類物質的測定

2.1.5.1 游離態酚類物質測定

參照徐元元等［16］的方法略有改動，準確稱取成品飲料1. 00 g，按料液比1:50(m/v)與80% 的丙酮溶液混勻，超聲波輔助提取5 min，再3 000 r/min 離心10 min 取上清液，重復提取3 次，收集上清液于45 ℃真空旋轉蒸發后用甲醇溶解并定容至50 ml，得自由態酚類提取液(簡稱自由酚)。

2.1.5.2 結合態酚類物質測定

參照徐元元等的方法略有改動，游離酚提取后的沉淀在BHT 保護下，沉淀1.00 g 按料液比1：3（m/v）加入2 mol/L NaOH 溶液，恒溫震蕩1 h 后用濃鹽酸中和終止反應，加入20 mL 正己烷振蕩反應5 min 后在4 000 r/min 離心10 min，棄上清，再加入20 mL 乙酸乙酯振蕩5 min 在4 000 r/min 離心6 min 收集上清液，重復3 次。合并上清液于45 ℃旋轉蒸發后用甲醇溶解并定容10 mL，得結合態酚類提取液（簡稱結合酚）。游離態酚類物質與結合態酚類物質均采用福林—酚法［17］測定。總多酚包括游離態酚類物質和結合態酚類物質，即總多酚含量是游離態酚類物質含量和結合態酚類物質含量之和。

2.1.5.3 黃酮物質的測定

準確稱取成品飲料2.00 g，置于50 mL 圓底燒瓶中，加入50 mL 70%乙醇，于50 ℃超聲輔助提取30 min，冷卻后過濾，重復3 次提取，并用提取液洗滌濾渣，合并濾液，定容至100 mL。采用三氯化鋁比色法［18］測定。

2.1.6呈香物質的檢測

采用二氯甲烷提取法對樣品（成品飲料）進行前處理［19］，首先吸取20 mL 樣液于50 mL 離心管，并加入20 mL 二氯甲烷溶液和適量氯化鈉，混勻后5 000 r/min 離心10 min，離心后吸出上清液過濾，收集濾液，再加入20 mL二氯甲烷，重復操作。合并濾液，蒸發至濾液為1 mL，過濾，收集濾液備用。

采用呂世懂等人的方法［20］，利用塞默飛-DSQ GC-MS 檢測雪菊核桃乳飲料中的呈香物質，機器工作條件為：進樣量1μL，進樣口溫度280 ℃，載氣為高純氦氣。柱流量1. 5 mL/min；升溫程序：初始溫度40 ℃，保持1 min，以3 ℃/min 升至180 ℃，保持2 min，再以8 ℃/min升至230 ℃；不分流進樣，不分流時間為2 min。離子源溫度為280 ℃，傳輸線溫度為280 ℃，轉接口溫度為280 ℃。

由氣質分析得到的質譜數據在工作站中處理，根據質譜匹配度進行核對，然后再從特征離子、相對豐度、實際成分和保留指數等方面進行綜合比較，確定其化學成分，同時采用歸一化法得到各組分的相對含量。

2.2 雪菊核桃乳飲料的評定標準

聘請10名有感官評定經驗的專業人員對雪菊核桃乳的色澤、風味、口感、組織狀態等進行綜合評價［21，22］。滿分為100 分，評分標準見表3。

表3 感官評定表

3 結果分析

3.1 雪菊核桃乳飲料單因素的研究

表4 核桃乳添加量對雪菊核桃乳飲料的影響

由表4 可知：隨著核桃乳的添加量逐漸增加，雪菊核桃乳的感官評分越來越高，當核桃乳添加量達到10%時，感官評分最高，隨著核桃乳的添加量繼續增加，感官評分呈現下降的趨勢。

表5 食鹽添加量對雪菊核桃乳飲料的影響

由表5 可知：隨著食鹽的添加量逐漸增加，雪菊核桃乳的感官評分越來越高，當食鹽添加量達到0. 4%時，感官評分最高，隨著食鹽的添加量繼續增加，感官評分呈現下降的趨勢。

表6 雪菊汁添加量對雪菊核桃乳飲料的影響

由表6 可知：隨著雪菊汁的添加量逐漸增加，雪菊核桃乳的感官評分越來越高，當雪菊添加量達到2%時，感官評分最高，隨著雪菊汁的添加量繼續增加，感官評分呈現下降的趨勢。

3.2 雪菊核桃乳飲料的配方研究

雪菊核桃乳配方L9（34）正交試驗結果見表7；穩定劑正交試驗結果見表8。

表7 雪菊核桃乳配方L9（34）正交試驗

表8 L9（34）復配穩定劑正交試驗結果

由表7 可知，比較本實驗中的A，B，C，三個因素的R 值的大小，可以看出對雪菊核桃乳飲料感官影響最大的是核桃乳添加量，其次是雪菊汁添加量，最后是食鹽添加量，即核桃乳10%，雪菊汁2%，食鹽0. 4%，按此組合生產的雪菊核桃乳的評分為90 分，感官效果最佳。

由表8 可知，比較本實驗A，B，C，D 四個因素的R 值的大小，可以看出對雪菊核桃乳飲料感官影響最大的是海藻酸鈉，其次是黃原膠，接著是單甘酯，最后是羧甲基纖維素鈉，即海藻酸鈉0. 05%，黃原膠0. 05%，單甘酯0. 15%，羧甲基纖維素鈉0. 10%，按此組合生產的雪菊核桃乳的評分為95 分，感官效果最佳。

對最優工藝進行驗證試驗：得出感官評價為95±1，顏色為乳白色，潤滑醇厚，口感細膩，核桃味與雪菊味協調適中，具有典型性。與實驗預測值幾乎一致，所以可以作為雪菊核桃乳的最優生產工藝。

3.3 理化指標的測定結果

3.3.1理化指標測定結果（見表9）

表9 雪菊核桃乳飲料理化指標測定結果

3.3.2呈香物質測定結果

圖1 雪菊核桃乳飲料總離子流色譜圖

由圖1、表10 可以看出，在雪菊核桃乳飲料中，共檢出呈香物質34 種。所檢測出的呈香物質占總提取物的31. 55%，從呈香物質的含量以及類別分析，主要為酯類15.39%（12 種）、醛類2.35%（4 種）、醇類1.91%（5 種）、酮類4.83%（3 種）、酸類2.48%（5種）、其他類4. 59%（5 種）。酯類香氣成分主要是三乙基磷酸酯帶有的水果香味，肉桂酸乙酯具有甜橙和葡萄的香味及底蘊，棕櫚酸乙酯呈微弱蠟香、果爵和奶油的香氣，異丁酸乙酯用作食品香精的原料，磷酸三乙酯微帶水果氣味。醛類組分香氣成分主要是壬醛具有玫瑰、柑橘等香氣，有強的油脂氣味。醇類組分香氣成分主要是用作香料的金合歡醇。其他類的香氣成分主要是呈微弱月桂油香味的月桂酸。其中酚酞二甲酯含量最高，達4.36%。

表10 雪菊核桃乳飲料香氣成分

圖2 雪菊核桃乳飲料香氣成分含量對比

圖2 表明，雪菊核桃乳飲料中呈香物質含量由高到低依次為酯類（15. 39%）、酮類（4. 83%）、其他類（4. 59%）、酸類（2. 48%）、醛類（2. 35%）、醇類（1.91%）。呈香物質中起主要作用的是酯類。

4 結論

本實驗以核桃為主要原料，研究雪菊核桃乳飲料的加工工藝，并優化其配方。通過單因素試驗和正交試驗得出雪菊核桃乳飲料的最佳配方（以質量計）為：核桃乳10%，雪菊汁2%，食鹽0.4%，最佳穩定劑的配比為海藻酸鈉0.05%，黃原膠0.05%，單甘酯0.15%，羧甲基纖維素鈉0.10%。核桃磨漿的最佳條件為：核桃與水的比例為1:10，適宜磨漿溫度為80 ℃。雪菊汁的最佳條件：雪菊以1:10 的料液比在100 ℃下浸提10 min，過濾得雪菊汁。測定出雪菊核桃乳飲料香氣成分34 種（31. 55%），并且通過對比發現酯類含量最高，達15.39%，其次是酮類，醇類含量最低，僅有1.91%。其中酚酞二甲酯含量最高，達4.36%。應用上述工藝與配方制得的雪菊核桃乳飲料風味獨特，細膩爽口，組織狀態良好，營養豐富，是一種老少皆宜的純天然復合型保健飲料，具有廣闊的市場前景。