沙棘蘋果復合飲料的研制及品質分析

◎ 王曉雨，裴龍英，劉 偉，尉鵬博，劉璐萍，徐 恒

（新疆理工學院 食品科學與工程學院，新疆 阿克蘇 843000）

沙棘（Hippophae rhamnoidesL.），又名沙棗，屬于胡頹子科、沙棘屬植物，是一種落葉性灌木[1]。沙棘果實屬于藥食同源植物，富含多種微量元素、氨基酸、原花青素及不飽和脂肪酸等生物活性物質[2]。此外，沙棘含有的黃酮類化合物在治療心臟疾病、高血壓、高血脂等方面具有良好的作用[3]，且維生素具有提高人體免疫力和抗氧化等功效，有益于人體健康[4]。

蘋果富含多種營養成分，如膳食纖維、維生素和槲皮素等，有助于保護人體細胞免受氧化損傷[5]。因其營養豐富，甜度較高，且無其他不良氣味，研究者們常常將其與各類水果復配，以提高產品風味。目前，關于沙棘的研究多集中在種植技術和原漿上，其食用價值還未被充分開發利用。近年來，沙棘復合果汁飲品廣泛受到消費者的喜愛，因沙棘與其他水果調配后，不僅營養價值得到提高，還能夠消除沙棘原漿帶來的苦澀不適，利于消費者飲用。若將沙棘與蘋果復配，開發一種具有較多營養成分且風味獨特的復合飲料，對于提高產品附加值具有重要作用。

因此，本研究對沙棘蘋果復合飲料工藝進行優化，并對優化后的產品進行各項品質指標及微生物指標的測定。旨在研制一款口感佳、營養豐富的復合飲料，對于提高沙棘和蘋果的深加工技術具有重要意義，可為沙棘飲料的開發及實際生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

沙棘，新疆阿克蘇烏什縣；蘋果汁，可羅食品（中國）有限公司。山梨酸鉀，江蘇彩蝶食品有限公司；D-異抗壞血酸鈉、黃原膠，河南萬邦化工科技有限公司；羥甲基纖維素鈉，上海申光食用化學品有限公司；單雙甘油脂肪酸酯，佳力士添加劑（海安）有限公司。

恒溫培養箱，上海一恒科學儀器有限公司；恒溫鼓風干燥箱，上海博迅醫療生物儀器股份有限公司；脂肪測定儀，上海纖檢儀器有限公司；酶標分析儀，北京普朗新技術有限公司；全自動定氮儀蒸餾器，上海精密儀器儀表有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 沙棘蘋果復合飲料的制備

工藝流程為沙棘→挑選→清洗→榨汁→過濾→（凝膠制備）調配→均質→殺菌→冷卻→成品。操作要點如下。①過濾。將沙棘漿過100 目紗布，得濾液。②凝膠制備。羧甲基纖維素鈉與黃原膠1 ∶1 混合后加水，放入80 ℃的水浴鍋中攪拌溶解，得膠體溶液。③調配。稱取白糖加入適量的水，使其溶解；量取沙棘汁、蘋果汁倒入杯中，加入融化的白糖，加入食品添加劑，不斷攪拌，使其充分混勻。④均質。常溫下4 000 r·min-1均質5 min。⑤滅菌。將混合液加熱至75 ℃，殺菌時間為10 min。⑥冷卻。梯度降溫至常溫，得到成品。

1.2.2 單因素試驗

分別選取沙棘汁添加量為8%、9%、10%、11%和12%；蘋果汁添加量為4.0%、4.5%、5.0%、5.5%和6.0%；白砂糖添加量為4%、5%、6%、7%和8%；凝膠劑質量比為2 ∶1、3 ∶2、1 ∶1、2 ∶3 和1 ∶2，以每100 mL 飲料為基準，其中包含蘋果汁和水，對配方進行優化。

1.2.3 響應面優化試驗

以沙棘汁添加量、蘋果汁添加量和白砂糖添加量為自變量，以感官評分為響應值，進行3 因素3 水平的響應面優化試驗，試驗因素水平見表1。

表1 響應面試驗因素和水平表 單位：%

1.2.4 理化指標及微生物指標測定蛋白質測定參考《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》（GB 5009.5 2016）；脂肪測定參考《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》（GB 5009.6 2016）；菌落總數的檢測參照《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》（GB 4789.2 2022）；大腸桿菌的檢測參照《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗大腸菌群計數》（GB 4789.3 2016）；致病菌的檢測參照《食品衛生微生物學檢驗 冷凍食品、飲料檢驗》（GB 4789.21 2003）。

圖6(b)(c)為劇烈變形階段，隨著外力加載增加，該階段巷道圍巖拱部與底板巖層產生劇烈斷裂，產生大的位移量，進而導致巷道頂部及幫部圍巖隨拱部與底板變形而發生變形。該變形階段較劇烈，破壞范圍向深部傳遞較快，頂底板最大破壞深度達到34mm。圖6(d)為嚴重變形階段，該階段頂板巖層大面積冒落，底板鼓起量大幅度增加，兩幫出現不同程度移近，出現頂底板相接現象，表明該階段巷道圍巖發生大范圍失穩破壞，巷道圍巖失去承載能力，巷道空間完全封閉。

1.2.5 黃酮的測定

采用硝酸鋁顯色法[6]。

1.2.6 多酚的測定

采用福林酚法[7]。

1.2.7 感官評價

評分標準參照《食品安全國家標準 飲料》（GB 7101 2022）的感官要求以及沙棘蘋果復合飲料本身特性制定，由15 名食品專業的學生進行感官評價。感官評分標準見表2。

表2 沙棘蘋果復合飲料感官評分標準表

1.3 數據處理

采用Design Expert 12 軟件進行響應面設計，采用Origin 2019b 進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 沙棘汁添加量對沙棘蘋果復合飲料感官評分的影響如圖1 所示，當沙棘汁添加量為11%時，其感官評分最高。沙棘添加量過低會導致復合飲料的口味較淡，沙棘風味不明顯，蘋果和白砂糖的口感突出，復合飲料的顏色也較淡，整體感官不佳。添加量在12%時，開始呈下降趨勢，因為沙棘汁添加過多會導致復合飲料酸度增加，復合飲料口感偏酸，有澀味和沙棘異味，掩蓋了蘋果的風味。因此，選擇沙棘汁添加量為11%作為響應面優化試驗的中心點。

圖1 沙棘汁添加量對沙棘蘋果復合飲料的感官評分影響圖

如圖2 所示，當蘋果汁添加量為5.5%時，復合飲料的感官評分最高；若添加量過低，飲料感官不佳，蘋果汁添加量少，會導致復合飲料中沙棘的風味濃郁，苦澀味較重，蘋果風味較弱；當蘋果汁添加量為6.0%時，感官評分開始呈下降趨勢，蘋果汁添加過多，導致復合飲料中蘋果的味道掩蓋了沙棘的味道，飲料的甜度較高，使得整體感官不佳。因此，選擇蘋果汁添加量為5.5%作為響應面優化試驗的中心點。

圖2 蘋果汁添加量對沙棘蘋果復合飲料的感官評分影響圖

2.1.3 白砂糖添加量對沙棘蘋果復合飲料的感官評分影響

如圖3 所示，當白砂糖添加量為7%時，復合果汁飲料的感官評分最高；添加量過低時，其感官不佳，復合飲料中的沙棘汁和蘋果汁混合的酸味過于濃郁，影響口感；白砂糖添加量在8%時，感官評分開始呈下降趨勢，白砂糖添加過多導致復合飲料甜度較高，整體感官不佳。因此，選擇白砂糖添加量為7%作為響應面優化試驗的中心點。

圖3 白砂糖添加量對沙棘蘋果復合飲料的感官評分影響圖

2.1.4 凝膠劑質量比對沙棘蘋果復合飲料的感官評分影響

探究黃原膠與羥甲基纖維素鈉按照不同比例添加對產品感官評分的影響，結果如圖4 所示。當二者比例為2 ∶1 或1 ∶2 時，產品沉淀較多，狀態不均勻，口感不柔和；當二者比例為3 ∶2 或2 ∶3 時，產品少量沉淀，狀態較濃稠。當二者比例為1 ∶1 時，其感官評分最高，產品無沉淀，狀態均勻，口感較好。羥甲基纖維素鈉能與其他各種穩定劑（如黃原膠、瓜爾膠、卡拉膠等）進行復配使用，有協同增效作用[8]。因此，最終選擇凝膠劑比例為1 ∶1。

圖4 凝膠劑質量比對沙棘蘋果復合飲料的感官評分影響圖

2.2 響應面法優化試驗設計及結果分析

在單因素試驗基礎上，以感官評分為指標，采用響應面優化試驗確定飲料的最佳工藝參數，試驗設計方案及結果見表3。

表3 響應面優化實驗方案及結果表

通過多元非線性回歸擬合分析，得到沙棘蘋果復合飲料的二次多項回歸模型為Y=80.3+0.3A-0.05B+0.95C+0.75AB-1.1AC-1.25BC-4.78A2-0.38B2+0.87C2。由方差分析可知，決定系數R2=0.914 1，校正系數R2adj=0.803 7，表明誤差較小，該模型的方差分析結果見表4。

表4 回歸方程方差分析表

方差分析結果顯示，該模型p值為0.005 4，p＜0.01，差異極顯著，表明此回歸方程的試驗模型具有實際參考價值。失擬項p值為0.162 0，p＞0.05，差異不顯著，表明試驗模型的擬合度高，能充分反映實際情況，可反映出因素與響應值的變化關系[9]。

響應面的3D 圖可充分反映出兩個因素間的相互作用，以此判斷各因素對沙棘蘋果復合飲料感官的影響[10]。如圖5 所示，通過觀察三維曲面圖，可確定3 個因素間的相互作用程度。根據Design-Expert 軟件中回歸模型的預測，可以得到沙棘蘋果復合飲料的最佳工藝為沙棘汁添加量10.99%、蘋果濃縮汁添加量5.50%、白砂糖添加量7.05%。按照最佳工藝制得的沙棘蘋果復合飲料的感官評分為78.3 分。

圖5 3 個因素間的交互作用對復合飲料感官評分影響的響應面圖

2.3 最佳工藝條件試驗驗證

為驗證回歸模型的預測值與試驗真實值間的擬合程度，對最佳工藝進行驗證試驗。考慮到試驗的操作性，將工藝條件調整為沙棘汁添加量11.0%、蘋果汁添加量5.5%、白砂糖添加量7.1%。最終沙棘蘋果復合飲料的綜合感官評分為80.3 分。與預測值相差較小，表明該試驗方法可靠。

2.4 理化指標測定結果

對最佳工藝下的沙棘蘋果復合飲料的相關理化指標進行測定，可評估該產品的營養特性。由表5可知，其蛋白質含量為1.6 mg/100 mL，脂肪含量為0.71 g/100 mL，黃酮含量為41 mg/100 mL，多酚含量為0.74 g·L-1，可溶性固形物為14.9%，是一款口感酸甜、營養豐富的飲品。

表5 沙棘蘋果復合飲料的理化指標表

2.5 微生物指標測定結果

對最佳工藝下的沙棘蘋果復合飲料的微生物相關指標進行測定，可評估該產品的衛生安全。檢測結果如表6 所示，其菌落總數、致病菌和大腸桿菌經檢測均符合國家標準，該產品安全性較高。

表6 沙棘蘋果復合飲料的微生物指標表 單位：CFU·mL-1

3 結論

本文通過單因素及響應面優化試驗，得到沙棘蘋果復合飲料的最佳制作工藝條件為沙棘汁添加量11.0%、蘋果濃縮汁添加量5.5%、白砂糖添加量7.1%，凝膠劑質量比1 ∶1。該條件下的復合飲料色澤均勻，沙棘香味和蘋果香味協調，感官品質較好。此外，其蛋白質含量為1.6 g/100 mL，脂肪含量為0.71 g/100 mL，黃酮含量41 mg/100 mL，多酚含量0.74 mg·L-1、可溶性固形物14.9%。在微生物檢測中，其菌落總數、致病菌和大腸桿菌均符合國家標準。綜上所述，該產品是一款富含沙棘、蘋果風味，營養豐富，且安全性較高的飲料，該研究可增加沙棘深加工產業的經濟效益，也為今后沙棘飲料的新產品開發提供新思路。