椰子水饮料配方及加工技术研究

杨慧敏，周文化，张 群，2，李维敏

(1.中南林业科技大学a.稻谷及副产物深加工国家工程实验室；b.食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004；2.湖南省农业科学院 农产品加工研究所，湖南 长沙 410125；3.广州市艾可生物科技有限公司，广东 广州 516898)

椰子(Coconut)是棕搁科椰属植物，为常绿乔木，属于典型的热带经济林植物。海南是我国椰子集中分布的地区[1-2]。椰子可供食用的部分是椰肉和椰子水，可用以加工成各种各样的经济林绿色产品[3-5]。其中，椰子水(Coconut water)学术上称为液态胚乳，存在于椰子的果腔中，椰子水占全果质量的22％～25％[6]。有关研究结果[7]表明，椰子水是一种营养价值和保健价值都很高的果汁，完好椰果内的椰子水含有多种碳水化合物、矿物质和氨基酸，新鲜椰子水甘甜解渴，易被消化吸收，还有重要的药用价值[8-11]。

目前，椰子水的利用率很低，大多数椰子加工厂在加工椰子时,除少量椰子水被利用为清凉饮料外，大部分作为废物被倒掉了，这造成了环境的污染和资源的浪费。所谓椰子水饮料，就是以新鲜椰子水为原料，经过去壳、调配、杀菌等工序，制备而成的具有热带风味的清凉饮料。目前，有关新型保健饮料的研究备受关注，许多学者认为，瓶装椰子水饮料很有发展前途[12-15]；国外市场上也有加入防腐剂或高温加压灭菌的瓶装椰子水饮料，其保存期达半年之久[16]。但是，关于椰子水饮料的研究，到目前为止，还没有人提出能大规模成功处理椰子水的方法。为了改善椰子水的风味，提高产品质量和延长产品的保质期，本试验研究了椰子水饮料的配方和加工技术，并加入适宜的保鲜剂，研究出了一种营养丰富、风味良好、便于携带并具有海南特色的椰子水饮料产品，这对于椰子水的综合利用，丰富椰子产品的种类，拓宽椰子原料的消化渠道，促进椰子产业蓬勃发展及开发海南特产资源具有重要的意义[17]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜椰子为海南文昌产的九成熟椰子，其外观完好，无破损，无腐烂；蔗糖、柠檬酸、抗坏血酸、异抗坏血酸、柠檬酸钠，均为市售食品级；邻苯二甲酸氢钾、混合磷酸盐、四硼酸钠、氢氧化钠、抗坏血酸、葡萄糖、盐酸，均为分析纯。

1.2 试验仪器

试验用的仪器设备及其生产厂家分别如下：SHJ系列洁净工作台，上海江龙仪表电子有限责任公司；SPX-250C型恒温恒湿箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂生产；DSX-280A型不锈钢手提式灭菌锅，上海中安医疗机械厂；TD型电子天平，天津市天马仪器厂；WAY-2S数字阿贝折光仪，上海精密科学仪器有限公司；MY-1T型手持式折光仪，成都青羊华瑞光学仪器厂；SHP-250生化培养箱，上海树立仪器仪表有限公司；PHS-3C 型实验室pH计，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 生产工艺流程

椰子水饮料的生产工艺流程如图1所示。

图1 椰子水饮料的生产工艺流程Fig.1 Production processing fl ow of coconut water drink

1.3.2 操作要点

原料选择：我国椰子的主要产区是海南，因为椰子很容易被氧化，所以要调选新鲜、成熟、含水量多的椰果，果粒要完整且无腐烂、霉变、病虫害和机械损伤，以免影响成品的质量。

椰子破壳、取水：将一批成熟椰子剥去椰衣，用破壳机将椰子从中间切割开，破壳后立即收集椰子水。

过滤：用300目纱布过滤椰子水2次,除去溶液中悬浮物、胶体等不溶性杂质及一部分微生物，以保证饮料的质量与安全。

调配：调配是椰子水加工过程中的一个重要步骤，通过调配可以改善成熟椰子水的风味，使之接近于嫩椰子的水平。在加工椰子水饮料的过程中，生产配方中要求用椰子水与一定量的水进行配比，这会使椰子水原汁中的糖酸降低而失去原有的风味，通过调整糖度和酸度，可在短时间内防止椰子水发酵，延长产品的存放期，使产品具有良好的风味。在调配前，应先将蔗糖融化成糖液，过滤后才进行调配。

脱气：脱气可以防止维生素C的损失、香味和色泽的变化，防止好氧细菌的繁殖，防止悬浮物悬浮在饮料上部，防止杀菌或装填时发生气泡。所以，经细化处理后的混合料液，均应进行脱气处理，以除去椰子水中的空气，抑制其褐变及色素、Vc及芳香类物质的氧化；去除悬浮微粒上的气体，以保持其良好的外观，减少瓶装和杀菌时产生的泡沫，以保证产品的品质，防止饮料氧化变质，延长产品的货架期。采用真空脱气罐，脱气温度为65～68℃，脱气真空度为60 kPa。

高温短时杀菌：椰子水饮料的杀菌是产品得以长期保藏的关键。椰子水饮料中存在着各种微生物，它们会使产品腐败变质；同时还存在着各种酶，它们会使制品的色泽、风味和体态发生变化。杀菌时，一方面需要杀灭椰子水饮料中的有害微生物，以达到商业无菌的目的，同时应考虑产品的质量不要受到太大的影响。由于椰子水中存在一些热敏性营养保健成分和挥发性物质，采用高温短时杀菌处理，能防止这些物质遭破坏和损失，还能有效杀死饮料中的细菌和致病菌，能最大限度地保留产品中的营养元素和活性成分，使得饮料的香甜成分和风味也能得到较好的保存[18]。

热灌装：将杀菌处理后处于热状态的椰子水饮料进行灌装处理，并立即密封好，利用椰子水饮料的热量对容器内壁进行杀菌处理。如密封完好，使瓶内形成一定的真空，防止涨罐，就能继续保持无菌状态。适用于热灌装的容器有马口铁罐和玻璃瓶包装容器，本试验采用玻璃瓶进行灌装。在灌装前，应清洗玻璃瓶，使包装达到无菌的要求。具体的工艺为：选瓶，清洗前必须要进行人工选瓶，将破损的玻璃瓶选出；洗瓶，洗瓶又有4个阶段(首先，用45℃的温水预泡，目的是去除残余物及预热，使附在瓶上的脂肪溶解乳化；其次，用80℃的碱水浸泡，再喷洗，目的是去除瓶内污物，达到洗瓶效果，碱水浓度为0.8％，浸洗10min，使蛋白质、脂肪在高温长时间的碱液接触下得到充分溶解；然后，用55℃的温水喷洗，目的是洗去碱液并使瓶子初步降温，喷淋水的压力为115kg/cm；最后，用55℃的温水喷洗，同样洗去残余碱液，使瓶再降温)。通常采用的洗瓶剂为NaOH或 NaOH与碳酸钠的混合液。

倒瓶：倒瓶是利用物料的自身高温对玻璃瓶瓶口和瓶盖内壁进行杀菌处理。

冷却：冷却后在玻璃瓶的顶隙会形成一定的真空度，这样可以较好地保持椰子水饮料的品质。冷却时要把椰子水饮料的温度迅速降低到38℃左右，以抑制椰子水饮料中残留细菌的繁殖，延长产品的保存期，也可防止因温度高使黏度降低而致脂肪球膨胀、聚合上浮。

成品检验：要检测各瓶灌装量和密封情况，剔除异型瓶、变形瓶(瓶子漏液)，旋盖不严密，瓶内有肉眼可见的异物、色泽不良，液位不足；贮藏一段时间后应检验产品的理化指标和微生物指标，这些指标均达到合格标准后即可得到成品。

1.4 试验设计

1.4.1 单因素试验设计

试验选取影响椰子水饮料质量的4个因素，即椰子水与水的比例、糖度、pH值、杀菌温度和时间，按照以下配方设计单因素试验，以确定各个因素最适宜的范围值。

1.4.1.1 糖度对椰子水饮料的影响 试验用蔗糖的糖度可分别调整为2％、3％、4％、5％和6％，椰子水与水的比例设为2∶1，pH值调为4.6，杀菌的温度、时间条件分别设为100℃、15min，严格按照上述工艺流程进行单因素试验。以感官评分为评判指标，分析确定椰子水饮料中最适宜的糖度范围。

1.4.1.2 pH值对椰子水饮料的影响 椰子水饮料的pH值可分别调整为4.2、4.4、4.6和4.8，椰子水与水的比例设为2∶1，用糖度为5％的蔗糖配制椰子水饮料，杀菌的温度、时间条件分别设为100℃、15min，严格按照上述工艺流程进行单因素试验。以感官评分为评判指标，分析确定椰子水饮料中的最适宜的pH值范围。

1.4.1.3 杀菌条件对椰子水饮料的影响 根据如下椰子水饮料生产的暂定配方进行试验：糖度为5％，pH值为4.6，椰子水与水的比例为2∶1。严格按照上述工艺流程进行单因素试验，杀菌条件分别设为：100℃、15min，100℃、30min，100℃、45min和121℃、10min。待冷却检验成品后，通过感官评价可确定适宜的杀菌条件。

1.4.1.4 椰子水与水的比例对椰子水饮料的影响 试验设椰子水与水的比例分别为1.0∶1.0、1.5∶1.0、2.0∶1.0和3.0∶1.0，其他条件(糖度为5％，pH值为4.6，杀菌的温度、时间条件分别设为100℃、15min)相同，严格按照上述工艺条件进行单因素试验，通过感官评分来确定椰子水与水的适宜比例。

1.4.2 正交试验设计

在单因素试验的基础上，考虑到各因素间的交互效应对椰子水饮料质量的影响问题，结合感官测评，选择对椰子水饮料感官品质影响较大的4个因素即椰子水与水的比例、糖度、pH值和杀菌条件进行L9(34)正交试验，对产品的风味、口感、色泽、组织状态进行感官测评，以感官评定结果为考察指标，以确定各因素的最佳值。

1.4.3 保鲜剂的对比试验

添加保鲜剂能提高椰子水饮料的品质和稳定性，可以减少大量的沉淀物，为了验证保鲜剂对椰子水饮料品质的影响情况，特又设计了下述的对比试验。

试验样品分为A、B组。A组为空白样品，其配方为：糖度调为5％，pH值调为4.6，水与椰子水的比例为1∶2，杀菌条件分别设为100℃、15min，不添加保鲜剂。B组为对照样品，其配方为：糖度调为5％，pH调为4.6，水与椰子水的比例为1∶2，杀菌条件为100℃，时间为15min，添加保鲜剂。保鲜剂及其添加量分别为：柠檬酸0.04％，VC0.02％，异抗坏血酸0.01％。保鲜剂的添加量以饮料重量的百分比计。

严格按照上述工艺流程进行试验，以感官评分来判定保鲜剂对椰子水饮料是否有显著的影响。

1.5 测试指标

采用GB 12143.1中的折光计法，用手持糖度仪测定可溶性固形物的含量；用pHS-3C精密pH计直接测定pH值；采用GB/T12456-2008中的酸碱中和滴定法测定总酸含量；采用紫外快速测定法测定维生素C的含量；按照GB/T4789.2-2008采用稀释平板计数法测定菌落总数。

1.6 感官评定

由10位感官品评员组成评价小组，对椰子水饮料进行感官质量评定。品评员的培训及实验室的要求参照GB/T13838和GB/T14195[19]中的相关要求，评定项目包括风味、口感、色泽、组织状态，满分为100分，取10人评分的平均值作为评分结果，评判等级为优、良、中、差4级。产品感官质量的评分标准参见饮料评分标准，详见表1。

表1 感官质量的评分标准(100分)Table 1 Evaluation standard of sensory quality (100 points)

2 结果与分析

2.1 正交试验结果与分析

根据单因素试验结果确定了制备椰子水饮料的适宜的糖度、pH值、椰子水与水的比例和杀菌条件，然后以感官品质评价标准为依据，以影响椰子水饮料质量的4个主要因素即糖度、pH值、椰子水与水的比例和杀菌条件设计正交试验，正交试验因素与水平见表2，正交试验和感官品质测评的结果见表3。

表2 正交试验因素与水平Table 2 Factors and levels of the orthogonal test

从表3中可以很明显地看出，影响椰子水饮料质量的各因素的主次顺序为：椰子水与水的比例(C)＞糖度(A)＞杀菌条件(D)＞pH(B)，即影响椰子水饮料感官品质的最重要因素是椰子水与水的比例，其次是糖度，然后是杀菌条件，影响程度最小的是pH值。由此得到的椰子水饮料的最佳配方组合为A2B2C3D1，即椰子水与水的体积比为2∶1，糖度为5％，pH值为4.6，杀菌条件为100℃、15min。按此配方制备得到的椰子水饮料产品的口感、风味、色泽和组织状态都优于其他配方组合，其感官品质的综合评分最高，这与试验结果完全相符。

表3 L9(34)正交试验设计与结果分析Table 3 Result and analysis of the L9(34)orthogonal test

对正交试验结果进行了方差分析，结果见表4。由表4可知，椰子水与水的比例、糖度和杀菌条件对椰子水饮料产品质量的影响都显著，而pH值对其影响不显著。

表4 正交试验结果的方差分析结果†Table 4 Variance analysis of the orthogonal test result

2.2 对比试验结果与分析

通过试验制备得到了产品A(不添加保鲜剂的椰子水饮料)和产品B(添加了保鲜剂的椰子水饮料)，对这两种产品进行了感官评价，评分结果见表5。

表5 对比试验结果Table 5 Results of the contrast test

对产品A和产品B进行感官评价分析，从外观来看，空白A组有较多的絮状物，放置一段时间后会有沉淀物出现，饮料里面会有小颗粒，口感较差；试验B组没有沉淀物，基本没有絮状物，放置一段时间后没有沉淀物，液体澄清，口感良好，没有任何异味。由此可见，添加保鲜剂对椰子水饮料有比较好的保鲜效果，对祛除沉淀及絮状物的效果都比较明显。

3 椰子水饮料产品质量的评价标准

3.1 感官指标

产品组织状态均匀一致，无沉淀物和悬浮物；色泽鲜明，清澈，半透明，无黄色；具有椰子水独特的风味，无焦糖味；酸甜适宜，细腻柔和。

3.2 理化指标

可溶性固形物含量(以折光计测定)为5％，pH值为4.6，VC浓度为2.47 µg/mL，总酸含量(以柠檬酸计测定)为1.01g/L。

3.3 微生物指标

细菌菌落总数≤100 cfu/mL，大肠菌群≤3 MPN/100mL，未检出致病菌。

4 结 论

根据单因素试验和正交试验结果，再按照感官评定标准对制备的椰子水饮料产品质量进行了评价，最后确定得到的制备椰子水饮料产品的最佳加工技术参数为：糖度为5％，pH值为4.6，椰子水与水的比例为2∶1(w∶w)，杀菌条件为100℃、15min。

试验中还以添加了保鲜剂柠檬酸、抗坏血酸、异抗坏血酸的椰子水饮料作为对照进行了对比试验，结果表明，添加0.04％的柠檬酸、0.02％的抗坏血酸、0.01％的异抗坏血酸，可以改善椰子水饮料的口感和新鲜度，能提高椰子水饮料产品的品质，延长其保质期。经测定，添加了保鲜剂的椰子水饮料的营养指标为：可溶性固形物含量为5％，pH值为4.6，总酸含量为1.01g/L，Vc含量为2.47mg/L。试验制得的椰子水饮料营养丰富、酸甜可口，是一种新型热带风味的饮品。

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