芒果带皮果汁饮料的工艺研究

尚朝杰,王维民,张晓迪,刘俊围

(广东海洋大学食品科技学院,广东湛江 524088)

芒果带皮果汁饮料的工艺研究

尚朝杰,王维民*,张晓迪,刘俊围

(广东海洋大学食品科技学院,广东湛江 524088)

以芒果带皮果肉为原料,酶法制成芒果果汁饮料。在单因素实验的基础上,利用正交实验确定了芒果带皮果汁饮料最佳配方和最佳复合稳定剂。结果表明:最佳配方为芒果原汁添加量90%,蜂蜜添加量6%,白砂糖添加量5%,柠檬酸添加量0.02%;最佳复合稳定剂为PGA用量0.09%,黄原胶用量0.06%。该工艺生产的芒果带皮果汁具有芒果香气、色泽,质地均匀,口感爽口。

芒果汁,饮料,配方,稳定性

芒果是世界五大水果之一,它肉质细嫩、香甜,营养丰富,富含抗氧化维生素、芒果苷等物质,具有提高人体免疫机能和延缓衰老等药理功能,深受人们的喜爱。我国芒果资源丰富,是世界第二大芒果生产国。但芒果采收期短、贮运困难、损耗大,因此,芒果除作鲜果食用外,主要加工成为芒果汁、芒果原浆和芒果罐头等。

目前,研究较多的芒果汁均是以果肉为原料,果皮被当作废物弃掉。据估计,芒果果皮占芒果全重的9%～16%[1],且芒果皮中含有多种活性成分和有用物质。Hana Kim等[2]研究发现芒果皮提取物具有抗氧化和抗肿瘤活性,黄敏琪[3]等研究发现芒果皮提取物具有止咳化痰和抗炎作用。另外,还可从芒果皮中提取丝氨酸蛋白酶[4]、膳食纤维[5],多酚[6]和黄色素[7]等有用物质。因此去皮压榨不仅浪费资源、污染环境,还使得果汁成本提高,制约了芒果果汁的发展。

本论文对芒果带皮果汁饮料的配方及稳定性进行研究,旨在充分利用芒果果皮资源,生产出色、香、味俱全,稳定性好的芒果带皮果汁,为芒果饮料的生产实践提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

金煌芒芒果(九成熟) 购自广东湛江水果市场;果胶酶(酶活力105U/g)和纤维素酶(酶活力105U/g) 和氏璧生物技术有限公司;蜂蜜 上海冠生园蜂制品有限公司;幼白砂糖(一级) 大佳食品有限公司;柠檬酸、羟甲基纤维素钠(CMC)、海藻酸丙二醇酯(PGA)、黄原胶、瓜尔豆胶、卡拉胶均为食品级;其他试剂均为分析纯。

UX420H、AUW120型电子天平 日本岛津;DH2230型打浆机 蒙达电器有限公司;HHS型电热恒温水浴锅 上海博迅实业有限公司医疗设备厂;TDZ5-WS台式低速离心机 湖南赫西仪器装备有限公司;722S可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公司;GJJ超高压均质泵 上海诺尼轻工机械有限公司;KQ-500DB 型数控超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司;MASTER-53α手持折射仪 日本ATAGO;PHS-25C酸度计 深圳市力源检测仪器有限公司。

1.2 实验方法

表1 芒果带皮果汁感官评分标准Table 1 Flavor sensory standard of whole mango juice beverage

注:果汁风味配方研究时,暂不考虑组织状态,组织状态均为10分。

1.2.1 工艺流程 芒果原汁→调配(白砂糖、蜂蜜、柠檬酸、稳定剂)→均质→脱气→灌装→杀菌→冷却→成品

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 芒果原汁的制备 挑选成熟度高(九成熟)、无病害的芒果清洗、热烫、去核,将带皮果肉切成1cm左右的方块按m(果肉)∶m(水)=1∶2加水打浆[8];取100.0g果浆加入0.007%的果胶酶和0.001%的纤维素酶,用保鲜膜密封,40.6℃酶解60min;酶解结束后立刻放入100℃热水中灭酶2min,然后迅速冷却至室温;最后用200目的滤布进行压榨过滤取汁,即为芒果原汁[9-10]。

1.2.2.2 均质 为使果汁中的颗粒微细化,改善饮料的口感,同时防止果汁分层沉淀,将调配好的芒果果汁加热到50℃左右,在25MPa的工作压力下均质10min,可得到口感细腻,组织状态良好的果汁。

1.2.2.3 脱气 果汁中存在的氧气,不仅会使果汁中的VC受破坏,而且氧气还能与果汁中的其他成分反应,会使香气和色泽恶变,本实验采用超声波进行脱气,超声条件为400W,40kHz,脱气时间30min。

1.2.2.4 灭菌 灌装密封后的果汁在85℃条件下保持10min,进行灭菌,冷却贮藏。

1.2.3 感官评定 由10名经过培训的研究生同学进行感官评分(按照香气25%、色泽25%、滋味40%、组织状态10%的权重,计算果汁综合评分,评分标准见表1),取平均值。

1.2.4 指标测定 果汁悬浮稳定性的测定参考李硕[11-13]等并改进:取芒果果汁20mL,在4000r/min下离心15min,测定果汁在660nm处离心前吸光度A0和离心后上清液吸光度A1,以蒸馏水做空白。计算稳定性(R),R值越大,说明稳定性越好。

总酸:酸碱滴定法;菌落总数:GB 4789.2-2010菌落总数测定;大肠杆菌:GB 4789.3-2010大肠菌群计数。

1.3 实验设计

1.3.1 芒果带皮果汁饮料配方工艺单因素实验

1.3.1.1 芒果原汁添加量的确定 分别取芒果原汁添加量为50%、60%、70%、80%、90%、100%的100.0g果汁,进行果汁感官评分,确定最适原汁添加量。

1.3.1.2 蜂蜜添加量的确定 在原汁添加量80%条件下,选取蜂蜜添加量2%、4%、6%、8%、10%、12%,进行感官评分,确定蜂蜜最适添加量。

1.3.1.3 白砂糖添加量的确定 在芒果原汁添加量80%,蜂蜜添加量6%条件下,选取白砂糖添加量1%、3%、5%、7%、9%,进行感官评分,确定白砂糖最适添加量。

1.3.1.4 柠檬酸添加量的确定 在芒果原汁添加量80%,蜂蜜添加量6%,白砂糖添加量3%条件下,选取柠檬酸添加量0、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%,进行感官评分,确定柠檬酸最适添加量。

1.3.2 芒果带皮果汁饮料配方的正交优化实验 在单因素实验的基础上,选取芒果原汁添加量,蜂蜜添加量,白砂糖添加量,柠檬酸添加量四个因素,设计4因素3水平的正交实验,通过感官评分确定芒果带皮果汁饮料的最佳配方,因素与水平见表2。

表2 芒果带皮果汁风味配方正交实验因素与水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment for flavor formula of whole mango juice beverage

1.3.3 芒果带皮果汁饮料的稳定性研究 分别将0.1%的羟甲基纤维素钠(CMC)、海藻酸丙二醇酯(PGA)、黄原胶、瓜尔豆胶、卡拉胶加入到100.0g果汁中,计算它们的悬浮稳定性,比较稳定性效果。选取3种稳定效果较好的稳定剂PGA(0、0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%)、黄原胶(0、0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%)、CMC(0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%)进行单因素实验,在单因素实验的基础上设计3因素3水平的正交实验,进行复合稳定剂的优化,因素与水平见表3。

表4 芒果原汁添加量对饮料感官评分的影响Table 4 Effect of mango juice concentration on sensory quality of whole mango juice beverage

表5 蜂蜜添加量对饮料感官评分的影响Table 5 Effect of honey concentration on sensory quality of whole mango juice beverage

表3 芒果带皮果汁稳定剂配方正交实验因素与水平表Table 3 Factors and levels of orthogonal experiment for stabilizer formula of whole mango juice beverage

1.4 数据处理方法

采用origin 8.5软件作图,正交实验结果采用正交设计助手3.1进行分析处理。每个实验重复3次,数据用“平均数±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 果汁配方单因素实验结果

2.1.1 芒果原汁添加量的确定 芒果原汁添加量是影响果汁品质的重要因素。由表4可以看出,当添加量在80%之前时,随芒果原汁添加量的增加,综合评分逐渐增高,当原汁添加量为80%时,果汁的综合评分最高,添加量大于80%后,评分略微下降。这是因为果汁添加量少,香气和色泽不好,口感也较差;添加量过多,虽香气突出,但使色泽加深(暗黄),影响感官,而且使果汁成本提高,因此综合考虑选取80%为适宜芒果原汁添加量。

2.1.2 蜂蜜添加量的确定 蜂蜜是工蜂经过唾液腺内淀粉酶作用而酿成的一种天然的甜味食品,具有抗炎、抗菌、抗氧化等作用,它不仅可以单独服用,还广泛用于各种食品添加辅料[14-15]。在果汁中添加蜂蜜不仅可以增加营养保健成分还能掩盖某些不良气味和滋味,提高产品品质。由表5可知,随着蜂蜜添加量的增加,综合评分呈先升高后下降趋势,这是因为蜂蜜添加量少,效果不明显,添加量多,蜂蜜味太重,掩盖芒果特有香气,还会使果汁颜色变暗。其中蜂蜜添加量为8%时评分最高,但此时蜂蜜味偏重,影响芒果香气,且蜂蜜添加量多使成本提高,综合考虑,选取6%为适宜蜂蜜添加量。

2.1.3 白砂糖添加量的确定 糖度对果汁的色泽和香气并无太大影响,主要影响口感。白砂糖是果汁重要的甜味剂,糖酸比是衡量果汁口感的重要指标。由表6可知,当白砂糖添加量3%时,果汁综合评分最高,添加量超过3%时,评分逐渐下降,这是因为糖添加量过多,甜味太重,酸甜不协调。综合考虑,选取3%为适宜白砂糖添加量。

2.1.4 柠檬酸添加量的确定 柠檬酸可使饮料的pH降低,抑制腐败微生物的繁殖,同时用柠檬酸调节食品的pH还可以达到改善品质和风味的目的[16]。由表7可知,随柠檬酸添加量的增加pH逐渐下降,柠檬酸添加量在0.02%时,果汁综合评分最高,当添加量大于0.02%后,随着柠檬酸添加量的增加,综合评分逐渐下降。这是因为酸添加量多,使果汁酸味太重,果汁的口感不协调。因此选取0.02%为果汁适宜柠檬酸添加量。

表6 白砂糖添加量对饮料感官评分的影响Table 6 Effect of white granulated sugar concentration on sensory quality of whole mango juice beverage

表7 柠檬酸添加量对饮料pH和感官评分的影响Table 7 Effect of citric acid concentration on sensory quality and pH of whole mango juice beverage

2.2 果汁配方正交实验结果

在单因素实验的基础上进行芒果带皮果汁风味配方的正交实验,正交实验结果见表8。由于极差R值越大,因素对指标的影响越显著,由表8可知,在选取的4个因素中,对芒果果汁感官评分影响的主次顺序依次为:A>D>C>B,即芒果原汁添加量>柠檬酸添加量>白砂糖添加量>蜂蜜添加量。由上述正交实验结果分析可知芒果带皮果汁配方的最佳组合为:A3B2C3D2,即芒果原汁添加量90%,蜂蜜添加量6%,白砂糖添加量5%,柠檬酸添加量0.02%。由于正交实验中不存在此实验组合,按照该组合做三次验证实验,综合评分为82.06±1.01,此时芒果果汁饮料的色泽、香气、口感质量最好。

表8 芒果带皮果汁风味配方正交实验结果Table 8 Results of orthogonal experiment for flavor formula of whole mango juice beverage

2.3 果汁稳定性结果

2.3.1 不同稳定剂稳定性大小的实验结果 果汁的分层、沉淀现象是果汁在储藏过程中的一个常见的问题,尤其是浑浊果汁,不仅影响果汁感观,还会影响果汁品质。工业上主要采用添加亲水性胶体来稳定和悬浮果汁颗粒,防止果汁分层和沉淀,其中用于食品工业的亲水性胶体已有40余种[17]。由图1可知,选取的五种稳定剂在0.1%用量下,PGA的稳定性最好,瓜尔豆胶的稳定性最差。其中稳定性较好的三种稳定剂是PGA、黄原胶和卡拉胶,但由于卡拉胶会使果汁产生凝胶状,而且有不愉快的气味,不宜选用,因此选取PGA、黄原胶和CMC进行果汁稳定性单因素实验。

图1 不同稳定剂的稳定性大小比较Fig.1 The comparison of stability of different stabilizer

2.3.2 芒果果汁稳定剂正交实验结果 单一的稳定剂往往达不到理想的稳定效果,因此在单因素实验的基础上选取最优水平进行正交实验,正交实验结果见表9。

由表9中极差(R)大小可知,在选取的3个因素(PGA用量、黄原胶用量和CMC用量)中,对芒果果汁稳定性影响的主次顺序依次为:A>B>C,即PGA用量>黄原胶用量>CMC用量。由上述正交实验结果分析可知芒果果汁最佳复合稳定剂组合为:A3B2C1,即PGA用量0.09%,黄原胶用量0.06%,CMC不添加,为表9中实验8,此时悬浮稳定性最高为72.92%。

2.4 产品质量指标

2.4.1 感官指标 色泽:浅黄色至黄色,均匀一致;香味:清香怡人,具有芒果、蜂蜜的混合香气;口感:酸甜适中,不黏口,口感协调,无异味;组织形态:浑浊度均匀一致,无肉眼可见沉淀及悬浮物,无杂质,长期静置后允许有少量沉淀。

表9 芒果带皮果汁稳定剂配方正交实验结果Table 9 Results of orthogonal experiment for stabilizer formula of whole mango juice beverage

2.4.2 理化指标 可溶性固形物含量:12%;pH:3.81;总酸含量(以柠檬酸计):0.28%。

2.4.3 微生物指标 菌落总数:<100 cfu/mL;大肠菌群数:<3 MPN/100 mL;致病菌:未检出。

3 结论

芒果带皮果汁的最佳配方为芒果原汁添加量90%,蜂蜜添加量6%,白砂糖添加量5%,柠檬酸添加量0.02%,此时综合感官评分最高为82.06;最佳复合稳定剂为PGA用量0.09%,黄原胶用量0.06%,此时悬浮稳定性最高为72.92%。可得到一种质地均匀、色泽纯正,具有芒果特征香气,酸甜适中,口感协调的芒果带皮果汁。

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超细粉碎技术研究仍在继续

现在消费者不仅关注食品安全也在乎食品口感。这就要求现代生产不仅要追求生产高效和食品安全，还要注重品质。而粉碎机作为食品设备领域的重要机型，产品的好坏决定原材料研磨效果，超细粉碎技术因此得以广泛应用于食品加工中。

纵观现代社会生产力的要求，我国物料超细粉碎技术的总体发展趋势是向着低成本、高效率、可控性强、分散性好、质量稳定的方向发展，对各类型超细粉碎设备提出了更高的技术要求。因此，各设备生产企业都在加大自身研发力度，不断完善设备在超细粉碎工作时的粉碎力度、粒度分布、粒型晶型等调节控制技术，以求达到更高效的生产。

这就要求各机械生产企业要对超细粉加工生产设备的环保低耗性能进行具有针对性的改进，力争在我国超细粉碎技术上达到低耗能、高产出、无污染，成品物料粒性好，分散性好等独特的性能优势，提高我国超细磨粉设备的竞争力和占有率。

来源：慧聪食品工业网

Study on the processing technology of a whole mango juice beverage

SHANG Chao-jie,WANG Wei-min*,ZHANG Xiao-di,LIU Jun-wei

(College of Food Science and Technology,Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088,China)

A mango juice beverage was made with mango pulp and peel by enzymolysis. On the basis of single factor experiment,the optimal formula and stabilizer were determined by orthogonal test. The results showed that the optimum formula of the mango juice beverage was 90% mango juice,6% honey,5% white granulated sugar,0.02% citric acid and the optimum compound stabilizer was composed of 0.09% PGA and 0.06% xanthan gum. Under these conditions,the whole mango juice beverage had smooth taste,even texture,nice aroma and color of mango.

mango juice;beverage;formula;stability

2014-05-28

尚朝杰(1988-)，男，在读硕士，研究方向：农产品加工及高效利用。

*通讯作者:王维民(1958-)，男，本科，教授，研究方向：食品加工与贮藏。

广东省科技计划项目(2012NL036)。

TS255.1

B

1002-0306(2015)01-0263-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.01.046