樺樹汁椰子水復合果汁飲料的研制

范廣菊

承德九龍醉酒業股份有限公司（承德 067000）

樺樹（Betula platyphyllaSuk），為樺木科樺木屬落葉喬木，樹皮白色光滑，可分層撥下。其適應能力強，喜歡陽光，耐嚴寒，在我國主要分布于東北（大興安嶺、小興安嶺、長白山等）地區，華北地區的河北省承德市豐寧滿族自治縣分布也很廣。樺樹汁是每年初春時節在成年樺樹的樹干上鉆孔而自然流出來的新鮮汁液，呈透明無色或淺黃色，無沉淀及雜質，具有淡淡的樺樹清香[1]。樺樹汁苦、平、無毒[2]，營養價值高，素有“血液的清道夫”“人類健康的保護神”等美譽，富含人體所需的多種氨基酸、維生素、脂肪酸，鈣、鎂、鉀、鈉、磷、鍺、硒等礦物質元素[3-5]，以及樺脂醇、脂肪酸、鞣質、多糖類、皂苷[6]、樺木苷、樺木素[7]、樺皮腦[8]等成分，具有止咳、化痰、平喘、消炎[6]、清熱利濕、消腫解毒[9]、利尿[7]，治療貧血、外傷、肺結核、浮腫、膀胱炎、濕疹、關節炎、腎結石等[10]，促進生長發育、消除自由基、調節神經系統[11]、抗疲勞[12]等功效。

椰子水為椰子（Cocos nuciferaL.）腔內的液體胚乳，占全果質量的22%~25%[13]，是一種營養豐富的天然飲料[14]，主要成分有碳水化合物、礦物質和氨基酸[15]，極易被消化吸收[16]，具有增強腎臟血液循環、利尿[14]等作用。

赤蘚糖醇為白色、光亮粉末或結晶，屬于填充型甜味劑，甜度是蔗糖的60%~70%。其吸濕性低、結晶性好，對熱和酸十分穩定。赤蘚糖醇甜味純正、特性好，與蔗糖的甜味特性接近，無不良后苦味[17]。因為赤蘚糖醇不被人體酶系列代謝，因此不會影響正常的糖代謝，是國際上非常受歡迎的一種天然甜味劑。甜菊糖苷是從甜葉菊中提取的一類高甜度、低熱量、對人體無不良反應的天然產物，甜度是蔗糖的200~300倍，熱值只有蔗糖的1/300[18]，對肥胖、高血壓、糖尿病、心臟病等有一定輔助治療作用。

樺樹汁和椰子水均是營養價值較高的天然飲料，且口感清爽、風味獨特但不濃郁。同時，復合果汁飲料及無蔗糖飲料是近年來飲料行業的主要發展趨勢之一。因此，試驗以樺樹汁為主要原料，椰子水、赤蘚糖醇、甜菊糖苷、一水檸檬酸、檸檬酸鈉等為輔料，研發一款酸甜可口、色澤清爽、風味獨特的樺樹汁椰子水復合果汁飲料，以滿足消費者的飲食需求，為樺樹汁的應用和復合果汁飲料的研發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

樺樹汁，承德九龍醉酒業股份有限公司提供，在0~5 ℃下低溫貯存；椰子水，海南越王頭生椰水；赤蘚糖醇，食品級，購自諸城東曉生物科技有限公司；甜菊糖苷（200倍），食品級，購自武漢市華甜生物科技有限公司；一水檸檬酸、檸檬酸鈉，食品級，購自濰坊英軒實業有限公司；水，符合國家飲用水標準。

1.2 儀器與設備

ME204E-02電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]；PHS-3CW pH酸度計（上海般特儀器制造有限公司）；2WA-J阿貝折光儀（上海光學儀器五廠）；DC-UHT-20實驗型超高溫殺菌機（上海達程實驗設備有限公司）；DL-1電磁爐（電子萬用爐，北京市永光明醫療儀器有限公司）；RPL-10高速攪拌罐（天河輕工設備閥門廠）。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

赤蘚糖醇、甜菊糖苷、檸檬酸鈉→溶解→混合→ 樺樹汁、椰子水↗

過濾→加酸（一水檸檬酸）→定容→過濾→超高溫（UHT）瞬時滅菌→灌裝→成品

1.3.2 操作要點

在高速攪拌罐中加入85~90 ℃純水，加入赤蘚糖醇、甜菊糖苷和檸檬酸鈉，攪拌溶解5~10 min，至無肉眼可見顆粒為止；按比例加入樺樹汁和椰子水，混合攪拌2~3 min，經0.075 0 mm（200目）孔篩過濾，泵入配料罐。調酸：配料罐中料液以常溫水定容至90%，攪拌5 min；將一水檸檬酸用常溫純凈水配成10%左右溶液，緩慢加入調配罐（3~5 min）。定容：加入常溫純水定容至刻度，攪拌5 min。過濾：料液經0.048 mm（300目）孔篩過濾。UHT殺菌：118 ℃，10 s。灌裝：25 ℃無菌罐裝。

1.4 試驗設計

1.4.1 單因素試驗設計

在前期試驗基礎上，固定試驗條件：甜菊糖苷添加量0.1%、檸檬酸鈉添加量0.03%，殺菌條件118 ℃、10 s。選取影響產品質量的4個因素，即樺樹汁與椰子水質量比、復合果汁與水質量比、一水檸檬酸添加量、赤蘚糖醇添加量，按照以下配方設計單因素試驗，以確定各個因素最適宜的范圍值。

1.4.1.1 復合果汁（樺樹汁+椰子水）組分質量比對飲料品質的影響

在復合果汁與水質量比3︰7，赤蘚糖醇添加量5.0%，一水檸檬酸添加量0.1%，甜菊糖苷添加量0.1%，檸檬酸鈉添加量0.03%，殺菌條件118 ℃，10 s條件下，按照樺樹汁與椰子水質量比1︰1，2︰1，3︰1，4︰1，5︰1制作復合果汁，按照工藝流程進行單因素試驗。通過感官評價，分析并確定復合果汁各組分質量比對飲料品質的影響及最適宜的質量比范圍。

1.4.1.2 復合果汁與水質量比對飲料品質的影響

在樺樹汁與椰子水質量比2︰1，赤蘚糖醇添加量5.0%，一水檸檬酸添加量0.1%，甜菊糖苷添加量0.1%，檸檬酸鈉添加量0.03%，殺菌條件118 ℃，10 s條件下，按照復合果汁與水質量比1︰9，2︰8，3︰7，4︰6和5︰5制作復合果汁，按照工藝流程進行單因素試驗。通過感官評價，分析并確定復合果汁與水質量比對飲料品質的影響及最適宜的質量比范圍。

1.4.1.3 一水檸檬酸添加量對飲料品質的影響

在樺樹汁與椰子水2︰1質量比，復合果汁與水質量比3︰7，赤蘚糖醇添加量5.0%，甜菊糖苷添加量0.1%，檸檬酸鈉添加量0.03%，殺菌條件118 ℃、10 s條件下，按照一水檸檬酸添加量0.06%，0.08%，0.10%，0.12%和0.14%制作復合果汁，按照工藝流程進行單因素試驗。通過感官評價，分析并確定一水檸檬酸添加量對飲料品質的影響及最適宜的添加量范圍。

1.4.1.4 赤蘚糖醇添加量對飲料品質的影響

在樺樹汁與椰子水質量比2︰1，復合果汁與水質量比3︰7，檸檬酸添加量0.1%，甜菊糖苷添加量0.1%，檸檬酸鈉添加量0.03%，殺菌條件118 ℃，10 s條件下，按照赤蘚糖醇添加量2.0%，3.0%，4.0%，5.0%和6.0%制作復合果汁，按照工藝流程進行單因素試驗。通過感官評價，分析并確定赤蘚糖醇添加量對飲料品質的影響及最適宜的添加量范圍。

1.4.2 正交試驗

在單因素試驗結果的基礎上，選擇合適的因素水平進行L9(34)的正交試驗。以感官品質評價標準為依據，以影響樺樹汁椰子水復合果汁飲料質量的4個因素設計正交試驗，正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計

1.5 感官品質評分標準

根據感官評價標準，隨機選取嗅覺和味覺敏感、無不良嗜好的食品專業人士男、女5人組成評審小組，采用盲樣評定法對復合果汁飲料的組織狀態、色澤、風味及口感進行評分

1.6 理化指標檢測

可溶性固形物含量的測定（阿貝折光計法），測定具體參照 GB/T 12143—2008；pH的測定，使用pH 計測定；總酸的測定，總酸測定采用酸堿指示劑滴定法。測定具體參照 GB 12456—2021。

1.7 微生物菌落總數的測定

菌落總數、大腸菌群、霉菌、酵母菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌的檢測按著GB 4789—2016食品微生物學檢驗規定進行，

1.8 數據分析

單因素試驗每個處理組重復3次，正交試驗每個處理組重復3次，采用Microsoft Excel進行數據整理、分析。

2 結果與分析

2.1 果汁原汁理化指標的測定

按1.6小節的方法，對樺樹汁、椰子水的可溶性固形物含量、總酸和pH進行測定。果汁原汁理化指標見表2。

表2 果汁原汁理化指標

由結果可知，樺樹汁可溶性固形物含量為0.25%，總酸為0.04 g/kg，pH為5.51。椰子水可溶性固形物含量為5.2%，總酸為0.75 g/kg，pH為4.54。兩種果汁原汁均為酸性。

2.2 單因素試驗

由圖1可知，隨著樺樹汁與椰子水質量比增加，感官評分呈先上升后下降的趨勢。當樺樹汁與椰子水質量比為1︰1時，樺樹汁的風味較弱，以椰子水的風味為主。隨著樺樹汁比例增加，質量比為2︰1，樺樹汁與椰子汁的獨特風味較為協調，感官評分最高，為86.1分。當質量比增至3︰1以上時，飲料風味逐漸失調，椰子水的風味逐漸不明顯。

圖1 復合果汁各組分質量比對飲料品質的影響

由圖2可知，隨著復合果汁與水質量比增加，感官評分呈先上升后下降的趨勢。當復合果汁占比較低時，飲料的果汁風味較弱，風味清淡。隨著復合果汁的比例增加，達到3︰7，樺樹汁與椰子汁的獨特風味較為協調，感官評分最高，為88.6分。當復合果汁的占比繼續增加時，飲料風味逐漸失調，果汁風味太過于濃郁，產生不愉快的感受。

圖2 復合果汁與水質量比對飲料品質的影響

由圖3可知，隨著一水檸檬酸添加量的增加，感官評分呈先上升后下降的趨勢。當檸檬酸添加量比較低時，整體風味偏甜。隨著檸檬酸添加量增加，達到0.08%，飲料的酸甜適中，滋味可口，風味協調，感官評分最高，為84.2分。當檸檬酸添加量繼續增加時，整體風味偏酸。

圖3 一水檸檬酸添加量對飲料品質的影響

由圖4可知，隨著赤蘚糖醇添加量的增加，感官評分呈先上升后下降的趨勢。當赤蘚糖醇添加量比較低時，整體風味偏酸。隨著赤蘚糖醇添加量增加，達到5.0%，飲料的酸甜適中，滋味可口，風味協調，感官評分最高，為86.1分。當赤蘚糖醇添加量繼續增加時，整體甜味略重，掩蓋了飲料本身的獨特風味。

圖4 赤蘚糖醇添加量對飲料品質的影響

2.3 優化試驗

2.3.1 正交試驗

通過單因素試驗確定每個因素的取值范圍及水平數，以感官評分為指標，進行L9(34)正交試驗，正交試驗極差結果見表3。

表3 L9(34)正交試驗結果分析表

由極差分析結果可知，影響飲料感官評分的因素主次順序為一水檸檬酸添加量（C）＞樺樹汁和椰子水配比（A）＞復合果汁和水的配比（B）＞赤蘚糖醇添加量（D），最優水平組合為A2B2C3D1，即樺樹汁與椰子水質量比2︰1，復合果汁與水質量比3︰7，一水檸檬酸添加量0.1%，赤蘚糖醇添加量5.0%。

2.4 成品品質檢測

2.4.1 感官指標

外觀組織狀態：質地良好，均勻一致；無沉淀，無雜質，無分層，無絮狀物。

色澤：淺白色，半透明，明亮有光澤。

風味：具有樺樹汁和椰子水特有的香氣，無異味，無不適感，清新宜人。

口感：口感細膩，酸甜適中，滋味可口。

2.4.2 理化指標

按1.6小節的方法，對樺樹汁椰子水復合果汁飲料的可溶性固形物含量、總酸和pH進行測定。成品理化指標見表4。

表4 樺樹汁椰子水復合果汁飲料理化指標

由結果可知，樺樹汁椰子水復合果汁飲料的可溶性固形物含量為5.6%，總酸為1.1 g/kg，pH為3.72。

2.4.3 微生物指標

菌落總數未檢出，符合國標要求。

3 結論

通過單因素試驗及正交試驗，以組織狀態、色澤、風味和口感4個指標進行綜合評分，在研制過程中優化配比，確定樺樹汁椰子水復合果汁飲料的最佳工藝配方：樺樹汁與椰子水質量比2︰1，復合果汁與水質量比3︰7，即樺樹汁、椰子水、水質量比2︰1︰7；其他原料添加量，按樺樹汁、椰子水和水的總質量為標準，赤蘚糖醇添加量（按質量比算）5.0%，甜菊糖苷添加量（按質量比算）0.1%，一水檸檬酸添加量（按質量比算）0.1%，檸檬酸鈉添加量（按質量比算）0.03%，118 ℃殺菌10 s，25 ℃無菌罐裝。通過該工藝配方制得的產品感官評分最高，營養豐富、口感柔和細膩、酸甜可口、無異味，有樺樹汁和椰子水特有的風味和香氣。該飲料中可溶性固形物含量5.6%，總酸1.1 g/kg，pH 3.72。此款樺樹汁椰子水復合果汁飲料能夠符合現代人健康的飲食需求，具有廣闊的市場前景和開發價值，為樺樹汁資源的深加工和開發利用，以及樺樹汁飲料的工業化生產提供一定技術參考，也為消費者對天然、健康、綠色飲品的需求提供新選擇。