红树莓薏米复合保健饮料的研制及稳定性研究

易美君 姚丽敏 孙宏伟 旷慧 王金玲

（东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150040）

树莓又称木莓、托盘、马林、覆盆子等，蔷薇科悬钩子属(Rubus)落叶灌木[1]。树莓的主要功能成分有花色苷、树莓酮、鞣花酸、SOD、黄酮、多酚等，抗氧化活性很强，具有抗衰老、抗炎症、抗肿瘤、抗辐射等功能[2-5]。

薏米又叫薏苡、薏仁米等。其营养成分齐全，被誉为“世界禾本科植物之王”[6]。薏米脂肪占7.6%，且油中多为不饱和脂肪酸；蛋白质占17.6%，并含有18种氨基酸；淀粉占62.4%；同时还含有钙、磷、铁等多种微量元素及维生素 B、E[7]。薏米中的薏苡素、薏苡酯（0.25%左右）、薏苡内酯及特有的三萜类化合物等保健因子，具有消食、利尿、降血糖、镇痛、消肿、抗癌、美容、除疲劳、防治高血压等功效[8-9]。薏米中黄酮和多酚化合物含量丰富，总抗氧化能力指数也很高[10]。

本实验通过将红树莓汁和薏米汁进行混合调配、均质、杀菌处理，研制出一种既保持红树莓、薏米原有营养价值和保健作用，又有独特风味和口感的复合型饮料，为红树莓及薏米的开发利用提供了新方向。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

红树莓、薏米、白砂糖 市购；瓜尔豆胶 郑州天洋食品配料有限公司；黄原胶 内蒙古阜丰有限公司；卡拉胶 郑州超凡化工有限公司；羧甲基纤维素钠(CMC) 郑州龙生化工有限公司；果胶酶、α-淀粉酶 哈美望试剂公司；柠檬酸 山东中创柠檬生化有限公司。

YP2001N型电子天平 上海精密科学仪器有限公司；DK-S12型电热恒温水浴锅 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；DFL-24型远红外线食品烘炉 广州市白云区宝源厨房设备厂；PW-100型高速多功能粉碎机 浙江省永康市金穗机械制造厂；GYB60-6S型高压均质机 上海东华高压均质机厂。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 复合饮料配方

1.2.2.1 单因素实验 选择红树莓汁、薏米汁、白砂糖为配方实验的单因素，单因素实验水平见表1。采用渐变式优化法，初始配方设定红树莓汁40g，薏米汁40g，白砂糖6g，加水使总质量为200g，请10名经过感官评价培训的品尝者打分，以感官评价分值判断配方优劣，感官评价标准见表2。

表1 单因素配方实验因素及水平表Table1 Factors and levels of single-factor experiment

表2 感官评价标准Table2 Sensory evaluation standards

1.2.2.2 三因素二次回归正交组合设计 在单因素实验基础上，以红树莓汁、薏米汁、白砂糖为实验因素，进行三因素二次回归正交组合实验，以感官评价分值为判断依据，优化复合饮料的配方。优化最佳配方的三因素二次回归正交组合设计因素水平见表3。

表3 三因素二次回归正交组合实验因素及水平表Table3 Factors and levels of quadratic regression orthogonal combination test

1.2.3 复合饮料稳定性

1.2.3.1 单一稳定剂的选择 根据复合饮料pH3.0左右，选择瓜尔豆胶、黄原胶、海藻酸钠、CMC为稳定剂，在稳定剂添加量为0.2%的条件下，分别取10m L加入了稳定剂的复合饮料于试管中，置于100℃水浴加热2h，以相同水浴时间后分层絮状物及颜色变化情况筛选稳定剂，剔除其中一种。

1.2.3.2 稳定剂的复配 选择剩余三种稳定剂进行两两复配实验，在稳定剂添加总量为0.2%的条件下，按照1:1添加两种稳定剂，分别取10m L加入了复合稳定剂的复合饮料于试管中，置于100℃水浴加热2h，以相同水浴时间后分层絮状物生成量为考察指标，同时，取100m L加入了复合稳定剂的复合饮料于烧杯中，常温下静置 24h，以相同时间后复合饮料分层为考察指标。综合考虑两项指标，筛选出复配效果最佳的两种稳定剂。

1.2.3.3 复配稳定剂添加量的确定 设定稳定剂 A添加量为0.1%，稳定剂 B水平为0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%，同时做空白实验；按1.2.3.2的方法筛选最佳水平。再固定稳定剂B所得最适添加量，稳定剂A水平为0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%，同时做空白实验，优化稳定剂A最适添加量。

1.3 数据处理与分析

每个实验3次重复，数据以平均值±标准误差显示，采用Design Expert 7.0软件进行数据分析与处理。

2 结果与分析

2.1 复合饮料配方实验结果

2.1.1 单因素实验

2.1.1.1 红树莓汁添加量对复合饮料的影响 红树莓汁状态较稠，鲜红色，对复合饮料的颜色和组织状态有很大影响。不同红树莓汁添加量下感官评价结果如图1所示。

图1 红树莓汁添加量对复合饮料的影响Fig.1 Effect of red raspberry juice on compound beverage

由图1可知，红树莓汁添加量低于40g时，感官评价分值随着红树莓汁添加量增加而呈上升趋势，当红树莓汁添加量达到40g时，感官评价分值最高；随着红树莓汁添加量继续增加，饮料过酸，感官评价分值下降。因此，最佳的红树莓汁添加量为40g。

2.1.1.2 薏米汁添加量对复合饮料的影响 薏米汁是乳黄色液体，有薏米特有香味，含有少量不溶于水的薏米粉末。因此，薏米汁含量对复合饮料的组织状态也有很大影响。不同薏米汁添加量下感官评价结果如图2所示。

图2 薏米汁添加量对复合饮料的影响Fig.2 Effect of coix kernel juice on compound beverage

由图2可知，薏米汁添加量低于25g时，感官评价分值变化不大，之后随着薏米汁添加量增加而上升；当薏米汁添加量达40g时，感官评价分值最大；随着薏米汁添加量继续增加，感官评价分值逐渐下降。因此，最佳的薏米汁添加量为40g。

2.1.1.3 白砂糖添加量对复合饮料的影响 添加白砂糖以调节复合饮料的糖酸比。红树莓汁酸味浓，薏米汁口味清淡，需加适量的白砂糖调整复合饮料的糖酸比，使达到酸甜适口的效果。不同白砂糖添加量下感官评价结果如图3所示。

图3 白砂糖添加量对复合饮料的影响Fig.3 Effect of sugar on compound beverage

由图3可知，白砂糖添加量低于6g时，感官评价分值随白砂糖添加量增加而上升，达到6g时，感官评价分值最大；之后随着白砂糖添加量增加，感官评价分值呈缓慢下降趋势。说明白砂糖最佳添加量为6g。

2.1.2 三因素二次回归正交设计 优化最佳配方的三因素二次回归正交组合设计因素水平见表3，实验设计及结果与方差分析分别见表4，表5。

表4 三因素二次回归正交组合设计及实验结果Table4 Design and results of quadratic regression orthogonal combination test

6-1 1-1 60.49 7-1-1 1 75.34 8-1-1-1 76.23 9 1.414 0 0 62.65 10-1.414 0 0 73.22 11 0 1.414 0 66.24 12 0-1.414 0 69.34 13 0 0 1.414 61.45 14 0 0-1.414 71.29 15 0 0 0 74.35 16 0 0 0 79.66 17 0 0 0 81.29 18 0 0 0 77.12

表5 回归关系方差分析表Table5 Variance analysis of regression relationship

由表5可见，失拟项p=0.3938，说明失拟性不显著，即回归方程对实验点拟合较好。回归方程的显著性检验p=0.0005<0.01，说明总的回归关系达到极显著水平。复合饮料感官评价分值与红树莓汁添加量、薏米汁添加量及白砂糖添加量的相关指数R2=回归平方和/总平方和=0.9415，表明该数学模型三个因素对复合饮料感官评价的影响占94.15%，其他因素的影响和误差占5.85%。除x1x3外，其余各项因子都达到了显著或者极显著，说明本实验设计的因素、水平选择是成功的。

通常，将在0.05水平上不显著的项从回归方程中剔除，但在回归正交实验设计的分析检验中，显著水平可放宽到 0.25。因此，x1x3在 0.25水平上不显著，可剔除，所得二次回归方程为：Y=78.11-2.40x1-4.07x2-3.52x3+6.50x1x2-3.39x2x3-5.09 x-5.16x-5.87x

对所得方程求导，可得出，当x1、x2、x3分别为-0.7961、-0.8541、-0.1275时，感官评价分值最高，预测为81.02，实际值为红莓汁最适量25.92g，薏米汁最适量24.90g，白砂糖最适量5.64g，水143.54g。

在此正交实验结果的基础上进行了验证实验，采用得到的最佳配方进行复合饮料的调配，进行了3次平行实验。结果感官评价分值为84.57，进一步验证了实验结果的可靠性。

红树莓属于东北特产小浆果，红树莓汁色泽鲜艳，营养丰富；薏米加工成薏米汁具有特殊清香味，也属于功能性饮品[13]；有报道树莓乳饮料复合饮品、树莓花草饮品、树莓发酵饮品、薏米红枣复合饮品、薏米芦荟饮品、薏米猕猴桃饮品等产品[14-18]，但是树莓和薏米复合未见报道。本研究将二者进行混合调配，融合树莓和薏米的营养，再加入白砂糖调整糖酸比，获得了一款色泽诱人、营养丰富、功能性强、口感佳的新型保健饮品，为浆果加工及米饮料开发提供了全新的方向。

2.2 复合饮料的稳定性

2.2.1 单一稳定剂的筛选 添加了瓜尔豆胶、黄原胶、卡拉胶、CMC的复合饮料100℃水浴加热2h，除添加黄原胶的复合饮料外，其余相继有沉淀生成，同时伴有颜色变化。结果见表6。

表6 单一稳定剂筛选结果Table6 Results of single stabilizer screening

由表6可知，添加黄原胶、瓜尔豆胶和 CMC的复合饮料沉淀少，稳定效果好，添加卡拉胶的复合饮料沉淀较多，稳定效果相对较差；但是，CMC对复合饮料的颜色影响很大，使复合饮料原有的鲜红色褪至粉色透明；因此，剔除稳定剂CMC。

2.2.2 稳定剂复配 选择黄原胶、瓜尔豆胶和卡拉胶进行复配实验，烧杯常温静置24h和试管加热2h后，添加不同复合稳定剂的复合饮料出现了不同结果，见表7、表8。

表7 复合稳定剂的常温静置结果Table7 Normal temperature results of compound stabilizer

表8 复合稳定剂的加热结果Table8 Heating results of compound stabilizer

由表7和表8可知，在常温和加热条件下，黄原胶和卡拉胶复配，及卡拉胶和瓜尔豆胶复配，都有胶状物质生成，说明稳定效果差；黄原胶和瓜尔豆胶复配，溶液稳定，无沉淀生成，稳定效果好。因此，选择0.1%黄原胶和0.1%瓜尔豆胶复配，效果最佳。

在稳定剂筛选实验时，沉淀法[18,19]被排除，因为液体与沉淀难以分离，沉淀质量无法准确测出；静置分层法[17]也被排除，因部分絮状物悬浮在饮料中，无法精确测出沉淀部分高度；最后选择以饮料常温静置现象和试管加热现象为判断依据，进行稳定剂的筛选。

2.2.3 复配稳定剂添加量的确定

2.2.3.1 黄原胶对复合饮料稳定性影响 选择最适的黄原胶和瓜尔豆胶添加量，保证复合饮料中的薏米沉淀悬浮在液体中，使复合饮料的品质协调均一，口感一致。在瓜尔豆胶添加量0.1%条件下，以加热条件下复合饮料产生絮状物高度为实验指标，得出黄原胶对复合饮料的稳定效果见表9。

表9 黄原胶添加量对复合饮料的影响Table9 Effect of xanthan gum on compound beverage

由表9可知，0.09%黄原胶作用效果较好。低于0.09%时，饮料上浮物高度明显增加，而高于0.09%时，饮料沉淀明显增加，稳定效果下降。黄原胶添加量为0的对比实验的饮料沉淀较多。

2.2.3.2 瓜尔豆胶对复合饮料稳定性影响 确定黄原胶最适添加量 0.09%，观察不同浓度瓜尔豆胶下复合饮料的组织状态变化。以加热条件下复合饮料现象为指标，得出瓜尔豆胶的稳定效果对复合饮料的影响见表10。

表10 瓜尔豆胶添加量对复合饮料的影响Table1 0 Effect of guar gum on compound beverage

由表10可知，0.03%瓜尔豆胶作用效果较好。高于0.03%时，复合饮料易产生胶状物，出现了不同程度的胶状化现象，表明增稠剂加入过多，使饮料由液态转化成凝胶态，饮料质感下降。不添加瓜尔豆胶的试验饮料有少量沉淀，感官品质下降。

综合可得，由0.03%的瓜尔豆胶和0.09%的黄原胶组成的复合稳定剂稳定效果最佳；所得产品在4℃保存 30d，未见状态改变；由于本产品为浊汁饮品，所以在不产生分层的情况下，允许少量薏米粉沉淀存在。

3.结论

红树莓薏米复合保健饮料最佳配方为，红树莓汁25.92g，薏米汁24.90g，白砂糖5.64g，水143.54g；稳定剂组成及添加量为，瓜尔豆胶0.03%，黄原胶0.09%。

所得的红树莓薏米复合保健饮料呈纯正协调的鲜红色，有本产品特有的香味，口感酸甜适中，清爽可口，品质均匀稳定。

[1] 刘建华, 张志军.树莓产业化开发与展望[J].天津农业科学, 2004, 10(3):45-47.

[2] Bobinaitė R, Viškelis P, Venskutonis PR.Variation of total phenolics, anthocyanins, ellagic acid and radical scavenging capacity in various raspberry (Rubus spp.) cultivars[J].Food Chemistry, 2012, 132(3):1495-1501.

[3] God J, Tate PL, Larcom LL.Red raspberries have antioxidant effects that play a minor role in the killing of stomach and colon cancer cells [J].Nutrition Research, 2010, 30(11):777-782.

[4] 孙金旭, 魏淑珍, 朱会霞, 等.树莓饮料的研制[J].现代食品科技, 2007, 23(11):44-46.

[5] 马殿君, 张黎斌.红树莓的医疗保健作用及红树莓饮料的开发[J].实验报告与理论研究, 2008, 11(2):19-22.

[6] Wu TT, Charles AL, Huang TC.Determination of the contents of the main biochemical compounds of Adlay (Coxi lachrymal-jobi) [J].Food Chemistry, 2007, 104(4):1509-1515.

[7] 刘月好.薏米的营养及其在食品中的开发应用[J].食品科技, 2003(9):47-49.

[8] 李素芬, 贾庄德.薏米乳酸菌发酵饮料的研究[J].饮料工业, 2007, 10(7):28-30.

[9] Lu XY, Liu W, Wu JH, et al.A polysaccharide fraction of adlay seed (Coix lachryma-jobi L.) induces apoptosis in human non-small cell lung cancer A549 cells[J].Biochemical and Biophysical Research Communications, 2013, 430(2):846-851.

[10] Tseng YH, Yang JH, Chang HL, et al.Antioxidant properties of methanolic extracts from monascal adlay[J].Food Chemistry, 2006, 97(3): 375-381.

[11] 姚丽敏, 易美君, 旷慧, 等.酶解法提高红树莓汁出汁率的工艺优化[J].中国林副特产, 2013, 125(4):3-6.

[12] 旷慧, 姚丽敏, 易美君, 等.酶解法制备薏米汁的工艺优化[J].食品工业科技, 2013, (出版中).

[13] 李存芝, 黄雪松, 胡长鹰, 等.酶解薏米饮料的研制[J].粮油加工, 2011, 14(05):124-127.

[14] 李罗飞, 徐晓明, 赵娜, 等.红树莓调配型酸性乳饮料乳化稳定性研究[J].食品与机械, 2011, 27(2):141-144.

[15] 李明, 张敬哲.新型薏米猕猴桃复合饮料的研制[J].农业与技术, 2012, 32(9):25-26.

[16] 王晓杰, 吴志明, 刘玮, 等.霞草红树莓复合饮料的研制[J].安徽农业科学, 2010, 38(11):5831-5833, 5847.

[17] 王喜萍, 姜晓坤.薏米芦荟复合饮料的工艺研究[J].食品与机械，2013, 29(3):234-2237.

[18] 金鑫, 赖凤英, 程肖霞.薏米仙人掌复合饮料的研制[J].食品工业科技, 2005, 26(11):120-121.

[19] 余斌.含乳果汁体系稳定性研究进展[J].食品工业科技, 2010, 31(1):436-439.