龍灘珍珠李飲料加工工藝優化

黃展文，李明娟，游向榮，張雅媛，王 穎，周 葵，衛 萍

（1.廣西農業科學院花卉研究所，廣西 南寧 530007；2.廣西農業科學院農產品加工研究所，廣西 南寧 530007；3.廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室，廣西 南寧 530007）

龍灘珍珠李是廣西農產品地理標志水果，集晚熟豐產、外觀亮麗、口感脆爽、營養豐富等優點于一身，具有“廣西第一李”和“李族皇后”的美譽[1-3]，可鮮食，可加工，是一種極具發展前景的廣西優勢特色水果[4-5]。近年來，廣西各級黨委政府把龍灘珍珠李作為廣西貧困山區實施產業扶貧工程重點產業，已成為石山地區農民脫貧致富和地方經濟發展的重點產業，種植面積和產量逐年增加[6]。

由于龍灘珍珠李地域性和季節性很強，于每年7月底至8月中旬成熟，果期短，且成熟期正值高溫天氣，加上龍灘珍珠李果實屬呼吸躍變型水果，采后生理活動旺盛，不耐貯運。龍灘珍珠李基本以鮮食為主，精深加工產品甚少，目前只有龍灘珍珠李果脯相關研究報道[7]。如何加大對龍灘珍珠李原料的加工利用、提升產品附加值、延長產業鏈等難題亟待解決。本文以龍灘珍珠李為原料制備飲料，在單因素試驗的基礎上，采用正交試驗對其護色、酶解、調配配方、穩定劑及均質等關鍵加工工藝條件進行了優化，旨在為龍灘珍珠李飲料加工提供技術參考，為龍灘珍珠李加工利用開辟新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

龍灘珍珠李，采自廣西天峨縣；D-異抗壞血酸鈉、L-半胱氨酸鹽、抗壞血酸、檸檬酸、果膠酶、黃原膠、羧甲基纖維素鈉和β-環糊精（均為食品級），鄭州市富泰程化工產品有限公司產品；NaOH、酚酞、無水乙醇、培養基，廣西南寧泰諾生物工程有限公司產品。

1.1.2 儀器與設備

JYL-Y92破壁機，九陽股份有限公司；WJ-3A恒溫水浴鍋，常州市偉嘉儀器制造有限公司；SN2105T電磁爐，廣東美的集團股份有限公司；GYB60-6S高壓均質機，上海東華高壓均質機廠；TU-1810紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；TG16-WS臺式高速離心機，湖南湘儀離心機儀器有限公司；6350酸度計，上海任氏電子有限公司；PAL-1數顯糖度計，日本Atago公司；SW-CJ-2FD凈化工作臺，上海博迅實業有限公司醫療設備廠。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 原料挑選、清洗、去核

選擇新鮮、無病蟲害、無腐爛變質的龍灘珍珠李果實，清洗干凈后，用不銹鋼刀切半、去核。

1.2.2.2 護色、打漿

添加復合護色劑后，打漿3 min。

1.2.2.3 酶解

向龍灘珍珠李果漿中添加果膠酶，攪拌均勻，置于一定溫度的水浴鍋中進行酶解。

1.2.2.4 滅酶、過濾

酶解后加熱煮沸10 min滅酶，然后用200目濾布過濾，收集濾液即為原果汁。

1.2.2.5 調配

按原果汁∶水=1∶5（g/g）的比例添加水，同時添加一定比例的白砂糖、蜂蜜和檸檬酸調配成龍灘珍珠李飲料。

1.2.2.6 復配穩定劑的添加

向“1.2.2.5”制成的龍灘珍珠李飲料中添加黃原膠、羧甲基纖維素鈉和β-環糊精復配穩定劑。

1.2.2.7 均質、殺菌、灌裝采用高壓均質機對龍灘珍珠李飲料進行均質，然后煮沸滅菌10 min再灌裝，即得成品。

1.2.3 試驗設計

1.2.3.1 復合護色劑優化試驗設計

在前期單因素試驗的基礎上，以護色效果較好的D-異抗壞血酸鈉、L-半胱氨酸鹽和抗壞血酸3種護色劑添加量（均以占果肉質量的百分比計）為主要影響因素進行L9(34)正交試驗（因素水平見表1），以果汁褐變度為考察指標，對龍灘珍珠李果汁復合護色劑配方進行優化。

表1 復合護色劑配方優化正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels in orthogonal test of compound color protectants formula 單位：%

采用果膠酶對龍灘珍珠李果漿進行酶解處理，在前期單因素試驗的基礎上，對果膠酶用量（以占果漿質量百分比計）、酶解溫度、酶解時間進行L9(34)正交試驗（因素水平見表2），以龍灘珍珠李果實出汁率為考察指標，確定最佳酶解條件。

表2 酶解工藝優化正交試驗因素水平表Table 2 Factors and levels in orthogonal test of enzymolysis technology

1.2.3.3 飲料調配配方試驗設計

以龍灘珍珠李原果汁為主要原料，按照飲料加工工藝，初步選定白砂糖添加量8%，蜂蜜添加量5%，檸檬酸添加量0.08%為基礎條件，以飲料感官品質描述及感官評分為考察指標，篩選白砂糖（6%、8%、10%）、蜂蜜（3%、5%、7%）和檸檬酸（0.06%、0.08%、0.10%）3種輔料添加量（均以輔料質量占原果汁質量百分比計），確定龍灘珍珠李飲料調配配方。

1.2.3.4 復配穩定劑正交優化試驗

在前期單因素試驗的基礎上，以黃原膠、羧甲基纖維素鈉和β-環糊精為復配穩定劑添加量（均以占原果汁質量百分比計）為主要影響因素進行L9(34)正交試驗，以離心沉淀率為考察指標，對龍灘珍珠李飲料復配穩定劑進行優化，正交試驗因素水平表見3。

1.2.3.5 飲料均質工藝條件試驗設計

初步選定均質壓力20 MPa，均質次數2次為基礎條件，考察均質壓力（10、20、30、40、50 MPa）和均質次數（1、2、3、4次）對龍灘珍珠李飲料離心沉淀率的影響，進一步增加飲料穩定性。

妊娠是女性一生中的一個特殊生理階段， 妊娠期婦女全身環境和口腔局部環境都會發生變化，導致口腔疾病的發生或原有口腔疾病的加重，在妊娠各期都會出現。二孩政策實行以來，高齡孕婦比例上升，各種妊娠并發癥的發病率也相對增加。為更有效地開展孕婦口腔保健工作，提高孕婦的生活質量，本研究對長春市989名孕婦進行了問卷調查，現報道如下。

表3 復配穩定劑正交試驗因素水平表Table 3 Factors and levels in orthogonal test of compound stability 單位：%

1.2.4 測定項目與方法

1.2.4.1 褐變度

取護色打漿后的龍灘珍珠李果漿，用200目濾布過濾，收集濾液，8 000 r/min離心15 min，取上清液，以在420 nm波長處測定的吸光度值表示褐變度[8]，每個樣品重復3次。

1.2.4.2 出汁率

取一定量的龍灘珍珠李果實，清洗、去核、護色打漿、酶解后，用200目濾布過濾，稱量濾液質量即為原果汁質量，計算出汁率，重復3次。

1.2.4.3 龍灘珍珠李飲料感官品質評價

由經過專門培訓的10人組成評價小組，對龍灘珍珠李飲料感官品質進行評價，去掉1個最高分和1個最低分，取8個評分的平均值為最終得分，具體評分標準見表4。

表4 龍灘珍珠李飲料感官評分標準Table 4 Sensory scoring standards of‘Longtan’pearl plum beverage

1.2.4.4 離心沉淀率

準確稱取龍灘珍珠李飲料500.00 g放入離心管中，4 000 r/min離心15 min，棄去上清液，稱量管內沉淀質量，每個樣品重復3次[9]。

1.2.4.5 龍灘珍珠李飲料品質指標

總酸：參照GB 12456—2021[10]的方法進行測定；可溶性固形物：使用糖度計測定；pH值：使用酸度計測定；菌落總數：參照GB 4789.2—2016[11]中的方法進行測定；大腸桿菌：參照GB 4789.3—2016[12]中的第二法進行測定；霉菌、酵母：參照GB 4789.15—2016[13]中的方法進行測定；沙門氏菌：參照GB 4789.4—2016[14]中的方法進行測定；金黃色葡萄球菌：參照GB 4789.10—2016[15]中的第二法進行測定。

1.2.5 數據處理

采用DPS和Excel軟件對試驗數據進行處理、分析并制圖。

2 結果與分析

2.1 龍灘珍珠李飲料復合護色劑優化結果

褐變度顯示果肉色澤的褐變程度，吸光度越小，表明果肉褐變程度越小，護色效果越好。龍灘珍珠李果汁復合護色劑正交試驗結果見表5。由表5可知，極差R值大小排序為A＞B＞C，即D-異抗壞血酸鈉對果汁色澤影響最大，其次為L-半胱氨酸鹽，最后是抗壞血酸；由于褐變度越小說明護色效果越好，因此依據k的最小值確定最優水平為A2B2C3，即D-異抗壞血酸鈉0.15%、L-半胱氨酸鹽0.12%、抗壞血酸0.20%，該組合即為試驗設計中的試驗號5，在此工藝條件下制備的龍灘珍珠李果汁褐變度最低，為1.37，顯著優于其他試驗號褐變度值（P＜0.05）。

表5 復合護色劑正交試驗結果Table 5 The orthogonal experiment results of compound color protectors

2.2 龍灘珍珠李飲料酶解工藝優化結果

出汁率直接影響著果實制汁的質量和產量，出汁率越高越有利于果汁飲料產品的開發。龍灘珍珠李果實酶解工藝條件正交優化試驗結果見表6。由表6可知，極差R值大小排序為A＞C＞B，表明對龍灘珍珠李果實出汁率的影響因素大小順序為果膠酶用量＞酶解時間＞酶解溫度；根據k值大小確定最優組合為A2B3C1，該組合即為試驗設計中的試驗號6，即龍灘珍珠李果實酶解最佳條件為果膠酶用量0.03%、酶解溫度55℃、酶解時間60 min，在此工藝條件下制備的龍灘珍珠李果汁出汁率為68.75%，顯著高于其他試驗號出汁率（P＜0.05）。

表6 酶解工藝正交試驗結果Table 6 The orthogonal experiment results of enzymolysis technology

2.3 龍灘珍珠李飲料調配配方確定

龍灘珍珠李飲料調配配方確定試驗結果見表7。由表7可知，8%白砂糖+5%蜂蜜+0.08%檸檬酸調配出來的龍灘珍珠李飲料為亮麗的玫紅色，酸甜適中、口感好，風味協調，感官評分最高為86.75分。

表7 龍灘珍珠李飲料配方調配試驗結果Table 7 The formula deployment experiment results of‘Longtan’pearl plum beverage

2.4 龍灘珍珠李飲料復配穩定劑優化結果

離心沉淀率是反映飲料穩定性的一個重要指標，離心沉淀率越低，產品穩定性越好[16]。龍灘珍珠李飲料復配穩定劑優化正交試驗結果見表8。由表8可知，極差R值大小依次為B＞A＞C，說明復合穩定劑中羧甲基纖維素鈉對龍灘珍珠李果汁飲料離心沉淀率影響最大，其次為黃原膠，然后是β-環糊精；據k的最小值確定最優水平為A2B2C3，即為試驗號5，最佳復配穩定劑為0.08%黃原膠、0.06%羧甲基纖維素鈉和0.06%β-環糊精，在此工藝條件下制備的龍灘珍珠李果汁飲料的離心沉淀率最小，為0.67%。

表8 復配穩定性正交試驗結果Table 8 The orthogonal experiment results of compound stability

2.5 龍灘珍珠李飲料均質工藝條件研究結果

由圖1可知，隨著均質壓力的不斷增加，飲料離心沉淀率均呈不斷減小的變化趨勢，當均質壓力增加到30 MPa以上時，離心沉淀率下降幅度很小，且差異不顯著。由圖2可知，在30 MPa壓力下均質1次的龍灘珍珠李飲料離心沉淀率為0.69%，顯著高于其他均質次數的離心沉淀率（P＜0.05）；均質次數超過2次以上時，離心沉淀率維持在0.63%～0.64%之間，基本保持不變。因此，將飲料在30 MPa壓力下均質2次為宜。

圖1 均質壓力對龍灘珍珠李飲料離心沉淀率的影響Fig.1 Effects of homogenization pressure on centrifugation precipitating rates of‘Longtan’pearl plum beverage

圖2 在30 MPa壓力下均質次數對珍珠李飲料離心沉淀率的影響Fig.2 Effects of homogenization times on centrifugation precipitating rates of‘Longtan’pearl plum beverage

2.6 龍灘珍珠李飲料品質檢測分析

由表9可知，經檢測，在以上優化加工工藝條件下制備的龍灘珍珠李飲料產品總酸為2.30 g/L，可溶性固形物含量為13.30%，pH值為2.86，各項微生物指標均達到相關國家標準（見表9）。

表9 龍灘珍珠李飲料品質指標檢測結果Table 9 Determination results of quality indicators of‘Longtan’pearl plum beverage

3 討論與結論

龍灘珍珠李果實花青素含量豐富，但極不穩定，其飲料產品中花青素穩定性對產品感官品質及抗氧化活性功能極為重要。該研究表明，單一護色劑對龍灘珍珠李果汁的護色效果并不理想，可能是由于引起果汁褐變的因素較復雜，單一護色劑較難解決其褐變問題；本研究發現，采用0.15%D-異抗壞血酸鈉、0.12%L-半胱氨酸鹽、0.20%抗壞血酸為復合護色可達到最佳護色效果。D-異抗壞血酸鈉能阻止醌類物質聚合形成褐色物質，抗壞血酸具有鈍化多酚氧化酶和還原酚類物質的作用，L-半胱氨酸鹽具有抗氧化和防止非酶褐變的作用，能與酚類物質形成復合物，從而對龍灘珍珠李果汁具有護色功能[17-18]。李明娟等[7]在龍灘珍珠李果脯中的研究也證明，這3種護色劑復配使用對產品護色效果最佳，而王嘉楠等[19]研究發現，三華李果汁最佳護色配方為0.4%D-異抗壞血酸鈉，0.5%檸檬酸，0.5%抗壞血酸。可見，李果產品護色劑受李果品種、產品種類的影響。

龍灘珍珠李果實中大量的果膠物質影響了果實的出汁率及澄清度，因此果汁飲料酶解工藝優化是生產優質龍灘珍珠李飲料的關鍵。研究發現，當果膠酶用量少時，由于果膠無法完全分解，出汁率受到影響，用量過多則由于酶蛋白的存在使果汁產生渾濁；酶解溫度會使酶活力大小受到影響從而影響酶解效果；當酶解達到一定時間后，果實中的果膠質和纖維素等分解為小分子果膠酸和葡萄糖，細胞基本被破壞，細胞中內容物全部釋放，酶解基本完全。經正交優化試驗得出，龍灘珍珠李果汁最佳酶解工藝條件為：果膠酶用量0.03%，酶解溫度55℃，酶解時間60 min。

飲料的感官品質及市場價值通常由其組織狀態、口感、風味、色澤、穩定性等多指標綜合決定。本試驗采用白砂糖、蜂蜜和檸檬酸調配飲料，以提高產品感官品質。研究表明，8%白砂糖+5%蜂蜜+0.08%檸檬酸調配出來的龍灘珍珠李飲料為亮麗的玫紅色，酸甜可口，風味協調，飲料感官評分最高，為86.75分，pH值在2.86～3.03之間，在此pH值范圍里，可保證飲料的顏色呈特有的玫紅色，色澤相對穩定，利于儲藏。

穩定性是衡量飲料品質的一項重要指標，同時也是影響產品口感、質地和貨架期的關鍵因素[20-21]。利用復配穩定劑之間的協同互作效應，不但可大大降低產品大分子物質的重力沉降作用[22]，還能夠增加飲料口味的豐富性和飽滿感[23]。高壓均質可通過強大的剪切力﹑撞擊力和空穴作用，破壞飲料中的大分子物質和懸浮顆粒[24]，使飲料顆粒細化、均勻，從而達到提高飲料穩定性和改善口感，使口感更佳細膩的目的。均質壓力和次數直接影響著均質效果，隨著均質壓力和均質次數的增加，飲料中的大顆粒物質被粉碎得越小，沉降速度越慢，體系越穩定；但當壓力和均質次數增加到一定程度，飲料中的顆粒大小變化較小，顆粒間相互碰撞發生絮凝的機會變大[25]，呈現出飲料體系基本穩定甚至下降的現象。本研究結果顯示：添加0.08%黃原膠，0.06%羧甲基纖維素鈉，0.06%β-環糊精，均質壓力30 MPa，均質2次的龍灘珍珠李飲料穩定性較好。

本研究以廣西貧困山區優勢特色產業龍灘珍珠李為主要原料，開發風味獨特、口感新穎、穩定性好的飲料產品，為龍灘珍珠李的加工利用提供了新思路，該思路可延長扶貧產業鏈，提高其經濟效益，對當地農民增收、農村脫貧致富具有重要意義。