绿茶-猕猴桃复合饮料制取工艺研究

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(1.太原科技大学化学与生物工程学院,山西太原 030021； 2.山西省级化学与生物工程实验教学示范中心,山西太原 030021； 3.山西省水土保持科学研究所,山西太原 030045； 4.浙江大学农业与生物技术学院,浙江杭州 310029)

绿茶-猕猴桃复合饮料制取工艺研究

孙红艳1,2,王小云3,+,刘文星4

(1.太原科技大学化学与生物工程学院,山西太原 030021； 2.山西省级化学与生物工程实验教学示范中心,山西太原 030021； 3.山西省水土保持科学研究所,山西太原 030045； 4.浙江大学农业与生物技术学院,浙江杭州 310029)

为优化绿茶-猕猴桃饮料的制取工艺,以绿茶、猕猴桃为主要原料,辅以一定的脱脂奶、柠檬酸、蔗糖,配制出营养丰富风味独特的猕猴桃-绿茶饮料。设计单因素实验确定正交实验各因素筛选水平范围,结合正交实验分析结果和感官综合评分,探讨猕猴桃绿茶饮料的生产工艺和操作要点。结果表明：复合饮料料比为绿茶与猕猴桃汁3∶1,脱脂奶添加量为12%,柠檬酸添加量为0.2%,蔗糖添加量为10%；该生产工艺条件下,所得产品口感佳、稳定性良好,蛋白质含量为12.74mg/mL,VC含量为493μg/mL,总糖含量为3.69%,可在实际生产中加以应用。

绿茶,猕猴桃,复合饮料,加工工艺

茶是我国古老而文明的饮料,几千年来一直受到我国人民的喜爱,是世界公认的健康饮品。西湖龙井茶,因产于中国杭州西湖的龙井茶区而得名,是中国十大名茶之一；特级西湖龙井茶扁平光滑挺直,色泽嫩绿光润,香气鲜嫩清高,滋味鲜爽甘醇,叶底细嫩呈朵,集名山、名寺、名湖、名泉和名茶于一体。然而,市场以调味茶为销售热点[1],单纯的茶缺少一些水果类食品的天然营养素,纯茶饮料口味单一。猕猴桃(Kiwi fruit)又叫奇异果,素有“水果之王”之美称,原产我国,分布极广；因其风味别具一格,被誉为上等营养珍果[2]。猕猴桃是一种低热量高营养的果品,并含有维生素B、维生素P、氨基酸、类胡萝卜素以及钙、磷、铁等多种营养成分[3]。猕猴桃果实不仅风味鲜美,而且还具有降低血液中的胆固醇及甘油三酯的保健功能,可防治消化不良、维生素缺失症、肝炎、呼吸道疾病等,对防治坏血病、动脉粥样硬化、冠心病、高血压均有功效[4-5],并且有降血脂、抗脂质氧化、消除活性自由基、预治肿瘤细胞、提高免疫功能等方面的药理活性[6-7]。可见,猕猴桃对广大消费者尤其是高血脂患者来说是一种较理想的保健及防癌食品。因此,本文选用西湖龙井茶叶与猕猴桃进行混合配制饮料,以感官评价为指标,通过单因素实验筛选最佳风味配方,并进行相关营养指标的测定,以期开发一种新型的适合当今人们生活需要的绿色保健饮料,并为猕猴桃和绿茶的加工和消费寻找一条新的途径。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

本实验所选用茶叶、猕猴桃(林果类) 均购买于集市,为家庭日常生活中经常食用的饮品和新鲜水果；全脂奶粉 市售雀巢全脂奶(含蛋白质24%)；白砂糖 市售太古白砂糖,食用级；果胶酶 购自上海佳和生物科技有限公司；其他试剂等 均为国产分析纯。

LZ-1.5双螺旋榨汁机 张家港市百沃机械有限公司；HT-2型超高温瞬时灭菌机 武汉昊特流体设备有限公司；GGF型高速液体灌装机 南通博琅南虹机械科技有限公司；YLK-1B连续式喷淋杀菌机 江苏科威机械有限公司；TQ-2.5型真空脱气机 张家港市宏润机械有限公司；HH-2 恒温水浴锅 金坛市科兴仪器厂；UV754N紫外可见分光光度计 苏州江东精密仪器有限公司；FA2004电子天平 上海舜宇恒平科技仪器有限公司；阿贝折光仪2WAJ 上海索光光电技术有限公司。

1.2实验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 原料选择 挑选成熟度适中、无病虫害及机械损伤的新鲜猕猴桃；挑选从外形上看匀整、鲜绿有光泽、白毫明显,冲后香气持久,滋味浓醇,回甘生津,汤色明亮清澈的茶叶。

1.2.2.2 绿茶汁的制备 待水温升至80℃时按照茶叶与水比例为1∶30(g/mL)加入茶叶萃取15min,期间每3min搅拌一次；之后采用滤布过滤即得绿茶汁,冷却后备用。

1.2.2.3 猕猴桃汁的制备 先将猕猴桃清洗,去掉最外层的毛和皮,切片、去掉核和籽；用质量分数为0.02%的抗坏血酸浸泡护色处理半小时后,与水按1∶5(kg/L)的比例混合,采用双螺旋榨汁机进行榨汁,注意调节螺杆之间的间距,以提高出汁率；采用八层滤布过滤即得猕猴桃汁。

1.2.2.4 脱脂奶的制备 将全脂奶粉用40～50℃温水充分溶解以后,加热至80～85℃,保温20～25min,用玻璃棒把上层脂脱去,过滤备用。

1.2.2.5 超高温瞬时灭菌 采用超高温瞬时灭菌机杀灭猕猴桃汁和胡萝卜汁中的微生物,灭菌温度115～125℃,灭菌时间3～5s,泵入无菌罐中贮藏备用。

1.2.2.6 调配 将已经配制好的绿茶汁和猕猴桃汁按预先设计好的比例调配,同时添加脱脂奶、并加入适量果胶酶作用于混合汁液中的不稳定因素,再添加适量的柠檬酸和蔗糖,用无菌水定容、搅匀。

1.2.2.7 脱气 调配好的料液经真空脱气机在80kPa压力下脱气30min,以减少溶解氧对维生素、香味物质等营养成分的氧化损失。

1.2.2.8 灌装封盖 控制灌装温度80～85℃,灌装后迅速封盖。

1.2.2.9 喷淋杀菌 灌装好的瓶装饮料送入喷淋杀菌机杀菌,杀菌温度85℃,杀菌时间25～30min。

1.2.2.10 冷却 喷淋冷水将成品温度迅速降至40℃以下。

1.2.3 单因素实验 在预实验基础上,固定绿茶与猕猴桃料比为3∶1,脱脂奶添加量为12%,柠檬酸添加量为0.2%,蔗糖添加量为10%的条件下,分别将绿茶猕猴桃料比定为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1,脱脂奶的加量定为6%、12%、18%和24%,柠檬酸添加量定为0.1%、0.15%、0.2%和0.25%,蔗糖添加量定为4%、8%、12%、16%和20%进行单因素实验,研究各因素不同添加量对复合饮料评价指标的影响。

1.2.4 最佳复合饮料配方的确定 在单因素实验的基础上,各因素分别选定两个水平进行正交实验,如表1所示。

表1 正交实验因素水平

1.2.5 主要评价指标测定

1.2.5.1 总酸的测定 总酸用NaOH滴定法进行测定。

1.2.5.2 可溶性固形物含量(SSC)测定 手持折光仪测定[8]。

1.2.5.4 感官评价 从饮料的色泽、香味、滋味、组织状态四个方面给与绿茶-猕猴桃复合饮料的评价,方法是选择20人对饮料进行感官评定,最后通过分析测定理化指标及感官评定,并结合正交实验的结果确定饮料的最佳配方。具体评分标准如表2。

表2 猕猴桃-绿茶复合饮料感官评定标准

表4 料比对感官的影响

1.2.6 复合饮料主要指标评价

1.2.6.1 蛋白质含量的测定 蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝法[10]。

1.2.6.2 VC含量的测定 采用2,4-二硝基苯肼比色法测定VC含量[11]。

1.2.6.3 总糖含量的测定 采用蒽酮比色法测定饮料中总糖含量[12]。

1.2.7 数据统计 实验设3次重复,利用Excel和DPS软件对数据进行计算和差异显著性分析[13]。

2 结果与分析

2.1单因素实验

2.1.1 料比对绿茶-猕猴桃复合饮料的影响 对于复合饮料来说,不同的料比会影响饮料的色泽、口感、香味等。

随着绿茶添加量的增加,复合饮料变得澄清,透光率和总酸逐渐增大,呈线性增加趋势；但可溶性固形物含量SSC呈下降的趋势(见表3)。其中,透光率在料比变为2∶1、3∶1和4∶1时依次比前一个增大20.5%、12.5%和5.9%,故透光率应选择在69.04%和77.65%之间；而酸度的增幅最大值出现在料比为3∶1时,增长百分比为13.3%,显著高于其他两组,合适的酸度应为料比应为2∶1或3∶1时对应的值；同时,可溶性固形物含量SSC的下降百分比最大值也出现在料比为3∶1时,此时SSC值为4.13%。故确定料比2∶1～3∶1为正交实验筛选水平范围。

表3 料比对复合饮料的影响

由表4可知,随着绿茶汁添加量的增加,猕猴桃香味逐渐变淡直至被绿茶风味所掩盖,复合饮料颜色由黄绿色逐渐变为翠绿色,组织状态逐渐稳定,酸味变淡。其中在料比为3∶1时复合饮料颜色呈现亮翠绿色,具典型绿茶香味和猕猴桃味,色泽鲜亮,组织状态稳定,稍带奶味和酸味,口感良好。本研究以绿茶特有口感及香味为主,以猕猴桃为辅助风味协调口感,故再次确定料比的正交实验筛选水平范围为2∶1～3∶1,此时绿茶的固有香味可以和猕猴桃味很好的结合起来,同时兼具绿茶和水果的营养。

2.1.2 脱脂奶添加量对绿茶-猕猴桃复合饮料的影响 脱脂奶的多少会影响饮料的风味,添加量过多会掩盖部分绿茶和猕猴桃的香气,过少则起不到牛奶特有的保健作用。

随着脱脂奶添加量的增加,对于复合饮料起到增稠的作用,随着脱脂奶添加量的增加,使其透光率和总酸逐渐减小,而折光率逐渐增大(表5)。其中,透光率降低百分比在脱脂奶添加量为18%时最大,为48.7%,若再添加脱脂奶,透光率将很低,不符合饮料的要求；总酸在脱脂奶添加量为12%时降低百分比达最大值,为5.4%,之后依次减小,此时总酸含量为4.76g/L；SSC值增长百分比也在脱脂奶添加量为12%时较大,为2.8%,此时SSC值为4.43%。

表5 脱脂奶添加量对复合饮料的影响

由表6可知,随着脱脂奶添加量逐渐增大到12%,复合饮料的色泽逐渐变为浅绿色,透光率适中,口味丰富,绿茶味浓而富有猕猴桃味,又略带奶味,感官评价较好；之后再添加脱脂奶量则复合饮料奶味过浓,失去了绿茶和猕猴桃固有的香味,色泽偏淡,口感不适,综合以上结果,拟定脱脂奶添加量正交实验筛选水平范围为12%～18%。

表6 脱脂奶添加量对感官的影响

表8 柠檬酸添加量对感官的影响

表10 蔗糖添加量对感官的影响

2.1.3 柠檬酸的添加量对绿茶—猕猴桃复合饮料的影响 经预实验表明,柠檬酸浓度的增大会掩盖绿茶—猕猴桃的经典口味,酸味有明显变大趋势,对饮料的香味基本无影响,但酸度过大会使饮料口感欠佳,导致感官不佳。

表7 柠檬酸添加量对复合饮料的影响

随着柠檬酸添加量的增加,复合饮料的总酸呈上升趋势；增加百分比在柠檬酸添加量为0.15%和0.25%时明显高于0.20%,分别为16.7%和20.0%,在0.20%时增幅为9.9%。SSC在4.215%～4.44%之间波动,没有明显的规律性。透光率总体来说是随着柠檬酸添加量逐渐降低,但在小于0.20%范围内变化不明显,有稍微增加的趋势,但无统计学差异；在柠檬酸添加量为0.25%时明显降低(表7)。

由表8可知,随着柠檬酸添加量的增大,复合饮料的酸味逐渐增强,口感变得酸甜可口,而进一步加大柠檬酸添加量,酸味过重；同时,透光率降低,并有组织分层现象,影响感官效果,故综合考虑,柠檬酸添加量的正交实验筛选水平范围为0.15%～0.20%。

2.1.4 蔗糖添加量对绿茶-猕猴桃复合饮料的影响 蔗糖的添加量增大会使饮料的粘度增大,掩盖绿茶及猕猴桃的经典口感,但对饮料的香味基本无影响,总体来说蔗糖添加量对感官影响比较明显。

表9 蔗糖添加量对复合饮料的影响

随蔗糖添加量的增大,饮料的酸度变化不是很明显,折光率总体呈上升趋势,这是因为复合饮料中蔗糖浓度的加大增加了其中的折光率(SSC),但由于蔗糖浓度的增大,又使饮料透光率在降低,在蔗糖添加量为20%时达到最低值,但透光率下降百分比在蔗糖浓度为15%时达最大值3.0%(表9)。

由表10可以看出,随着蔗糖添加量的加大,复合饮料的口感渐佳,酸甜适合,各种香味比例合理,无突出味道,感官评分在蔗糖添加量为10%时达到最高,之后再添加蔗糖,则复合饮料的口味偏甜,透光率下降,复合饮料变得浑浊,综合考虑拟定蔗糖添加量的正交实验筛选水平范围为10%～15%。

2.2饮料配方的确定

表11 正交实验结果

通过上述单因素实验,确定各个正交实验水平,按表1重复进行3次正交实验取平均值,根据透光率、总酸、可溶性固形物含量(SSC)分析测定结果以及感官综合评分,并用DPS数据处理系统对正交实验结果进行极差分析来确定复合饮料的最佳配方,结果见表11。

由表11可以看出,影响饮料透光率的因素为：B>A>D>C；影响总酸的因素为：A>C>B>D；影响SSC的因素为：A>D>B>C；影响感官综合评分的因素为：C>D>B>A。综合各因素各水平均值k及直观比较,得出最佳配方为：A2B1C2D1,即料比为3∶1,脱脂奶添加量为12%,柠檬酸添加量为0.20%,蔗糖添加量为10%。

2.3最佳配比复合饮料主要指标评价

按照上述复合饮料的最佳配比结果配饮料,即每100mL饮料取绿茶汁66mL,猕猴桃汁22mL调配均匀,同时添加脱脂奶12mL,并加入适量果胶酶,再添加柠檬酸0.2g,蔗糖10g,用无菌水定容、搅匀；调配好的料液经真空脱气机在80kPa压力下脱气30min,在80～85℃条件下灌装后迅速封盖；85℃喷淋杀菌25～30min后,喷淋冷水将成品温度迅速降至40℃以下。

配制好复合饮料,测定其主要指标：总酸含量为4.8g/L,透光率为77.56%,SSC值为4.23；对复合饮料的感官评价指标级别为一级,饮料为翠绿色,具有绿茶味及猕猴桃香味,酸甜适合,整体均匀一致无分层现象。同时,测定结果显示,复合饮料的蛋白质含量为12.74mg/mL,VC含量为493μg/mL,总糖含量为3.69%。

3 结论

根据以上实验可知绿茶、猕猴桃复合饮料的最佳配方为：绿茶猕猴桃料比为3∶1(绿茶与猕猴桃汁的比例),脱脂奶添加量为12%,柠檬酸添加量为0.2%,蔗糖添加量为10%；产品为翠绿色,颜色明亮,无杂质,均匀一致,流动性好,久置无分层和沉淀,滋味酸甜可口,口感细腻柔和,风味协调,具有绿茶和猕猴桃为主的复合风味,奶味明显。该最佳配方通过试制和评品是合理和满意的,生产方法简单可行,可以在生产中加以应用。

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Optimization of processing technology and formulation of green tea-kiwi fruits compound beverage

SUNHong-yan1,2,WANGXiao-yun3,+,LIUWen-xing4

(1.College of Chemical and Biological Engineering,Taiyuan University of Science and Technology,Taiyuan 030021,China; 2.Shanxi Provincial Demonstration Center of Experiment Teaching in Chemical and Biological Engineering, Taiyuan 030021,China;3.Institute of Shanxi Soil and Water Conservation,Taiyuan 030045,China; 4.Department of Agronomy,College of Agriculture and Biotechnology, Zijingang Campus,Zhejiang University,Hangzhou 310029,China)

This study aimed at developing a new green tea and kiwi fruits compound beverage with unique flavor,with green tea and kiwi fruits as the main raw material,supplemented by some skim milk,citric acid and sucrose. Single factor experiment was adopted to determine the screening level range of orthogonal experiment,then combined the orthogonal experiment analysis results and comprehensive sensory score to optimize the processing technology and formulation of the beverage. The result showed that the best technological parameters of optimum green tea-kiwi fruits compound beverage were as follows:green tea to kiwi fruits ratio of 3∶1,the skimmed milk concentration of 12%,citric acid addition of 0.2%,sugar addition of 10%. Under these conditions,the product obtained good taste and excellent stability with the content of protein was 12.74mg/mL,the Vccontent was 493μg/mL,the total sugar content was 3.69%,and this processing technology will provide academic and theoretic ground for fruit composite beverage production.

green tea;kiwi fruits;compound beverage;processing technology

2013-07-26+并列第一作者

孙红艳(1983-)，女，博士，讲师，研究方向：食品生物工程研究。 王小云(1980-)，男，博士，工程师，研究方向：天然产物成分研究、环境分析。

山西省青年科技研究基金(2013021031-4)；太原科技大学博士启动基金项目(HY201301)。

TS275.5

：B

：1002-0306(2014)01-0227-06