芹菜刺梨复合功能性饮料的研制

谢曼曼，李保国，*，黄海欣，万剑啸，万剑真，李新新

（1.上海理工大学医疗器械与食品学院，上海200093；2.上海健鹰食品科技研究所，上海201802）

芹菜刺梨复合功能性饮料的研制

谢曼曼1，李保国1，*，黄海欣1，万剑啸2，万剑真2，李新新1

（1.上海理工大学医疗器械与食品学院，上海200093；2.上海健鹰食品科技研究所，上海201802）

通过响应面试验对芹菜刺梨复合饮料进行调配，以感官评价得分为响应值得到在固定芹菜汁添加量为40％时芹菜刺梨复合饮料的最优口感的配方为柠檬酸、白砂糖、刺梨原浆添加量分别为0.13％、9.5％、7.0％。在此基础上进行复合饮料的稳定性研究，通过正交试验得到黄原胶、海藻酸钠、CMC的添加量均为0.1％时，溶液的稳定性较好。

芹菜；刺梨；功能饮料

近年来，随着国内消费水平的不断提高，人们对营养与健康越来越关注，果蔬饮料亦从原来的单一品种向口感多样化和更注重营养与健康方向发展。充分利用和发展国内外可利用的丰富资源优势，遵循天然、营养、回归自然的发展方向，研制“三无”即无防腐剂、无色素和无香精产品，适应消费者对饮料多口味的需求，将成为未来果汁饮料发展的一个方向［1］。

芹菜资源丰富，是一种典型的绿色蔬菜，由于芹菜的根、茎、叶都可作药用故有药芹之称。芹菜的营养价值高，有较高含量的蛋白质、氨基酸、维生素和多种人体必需的矿物元素［2］。近年来更多的研究证明，芹菜富含的芹菜素具有抗氧化、抗癌、消炎的作用［3-4］。刺梨是一种具有较高价值的药食两用野生植物，富含VC，其含量居各类水果之冠，此外，还富含SOD、糖类物质、胡萝卜素、蛋白质、氨基酸和人体所需的其他营养物质。研究发现，刺梨具有抗氧化、抗癌防癌、降低重金属负荷等作用［5］。芹菜和刺梨都具有抗癌和抗氧化的作用，但芹菜汁的有辛味导致在单一的果蔬汁中芹菜添加量受到限制，而刺梨可以对这种味道进行调和，复配也使得功能性成分含量提高。本文研究了一种以芹菜，刺梨原浆为原料的复合功能性饮料制作工艺，探究其口感，稳定性问题，最终研发出一种口感好，均一稳定的复合饮料。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

新鲜芹菜购于超市；刺梨原浆由上海健鹰食品科技研究所提供；黄原胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠（CMC）、柠檬酸、白砂糖由上海健鹰食品科技研究所提供，均为食品级。

离心机：上海振禹仪器有限公司；乳化机：上海索维机电设备有限公司；料理机：广东美的生活电器制造有限公司。

1.2方法

1.2.1芹菜汁的制备

选择新鲜、无病虫害的芹菜，去除黄叶、烂叶。清洗整理后沸水漂烫3min以钝酶护绿，捞起、冷却、沥干。加入2倍于芹菜的水于料理机中榨汁，过100目筛后倒入玻璃瓶中放在4℃冰箱中保存备用。

1.2.2复配饮料的制备工艺

白砂糖、柠檬酸、稳定剂混匀→加入刺梨原浆、芹菜汁→定容→均质→罐装→杀菌→成品

1.2.3响应面设计与感官评价

在预试验的基础上，选择柠檬酸（A）、白砂糖（B）和刺梨原浆（C）等的添加量为试验因素，采用Design-Expert8.0软件随机产生Box-behnken Design试验方案。通过感官评定，对各配比饮料样品进行分析评价，从而选出最佳配方。感官评价由上海健鹰食品科技研究所10名专业人员组成感官评价小组，对芹菜刺梨复合饮料进行感官评价，感官评价指标设定为：风味、气味、酸甜度，每指标分为4个等级，响应面因素水平设计见表1，感官评价标准见表2。

表1　响应面试验因素水平表Table1 Factorsand levelsof responsesurfaceexperim ents

表2　感官评价标准Table2 Sensory evaluation standard

1.2.4稳定性研究

芹菜中含有纤维素较多，均质后期会产生浆状沉淀，所以需要采用稳定剂，维持其稳定均一的状态［6］。成品灭菌冷却后，取10 mL置于离心管中，在转速4 000 r/min，经10min离心，计算离心沉淀率。离心沉淀率越低，离心出来的沉淀物越少，所得的溶液越稳定。试验在单因素试验的基础上，采用正交试验设计确定稳定剂的复配方案。稳定剂正交试验因素水平见表3。

表3　稳定剂正交试验因素水平表Table3 Factorsand levelsoforthogonal testof stabilizers

2　结果与分析

2.1芹菜刺梨复合饮料感官分析

根据Box-behnken Design试验方案，进行制备芹菜刺梨复合饮料配方试验以及感官评价结果见表4。

表4　芹菜刺梨复合饮料感官评价结果Table4 Resultsof sensory evaluation

对实验结果进行回归和方差分析结果见表5。

回归模型为：感官评分=81.80-2.50A+2.13B-1.38C-2.50AB-1.00AC-0.25BC-4.53A2-8.28B2-5.77C2。由表5可知，回归模型的P＜0.000 1（P＜0.05），决定系数R2=0.983 1表明该模型拟合程度良好，能较准确预测配方对口感的影响。对模型系数的显著性分析结果表明一次项A（柠檬酸添加量）和B（糖添加量）极显著、C（刺梨原浆添加量）显著，二次项A2、B2、C2均极显著；交互项AB极显著，BC、AC不显著；且3个因素对感官的影响大小次序为A＞B＞C。对回归模型在试验水平范围内寻求最优解，得到A、B、C的最佳值为0.13％、9.36％、7.26％，该条件下模型预测的结果为94。考虑到实际操作的局限性，将理论值修订为柠檬酸添加量为0.13％，糖添加量9.5％，刺梨原浆添加量7.0％，进行验证试验，得到的感官评分为92，与理论值接近，说明该模型能较好的预测感官评分。

表5　回归方程方差分析表Table5 Analysis resultof regression and variance

2.2芹菜刺梨饮料稳定性分析

2.2.1单因素试验结果与分析

图1为稳定剂添加量对芹菜刺梨复合饮料离心沉淀率的影响。

图1　稳定剂对离心沉淀率的影响Fig.1 Effectof stabilizerson centrifugalsedim entation rate

由图1可看出，随着黄原胶添加量的增加，离心沉淀率减少，溶液的稳定性增加；而CMC和海藻酸钠随其添加量的增加，溶液的离心沉淀率开始下降，超过0.15％和0.1％后上升。理论上，分散体系的悬浮颗粒稳定性是靠大分子间的空间排斥作用和静电排斥作用保持，而亲水胶体能形成的三维立体网状结构支撑果浆微粒悬浮，同时也可以增加悬浮颗粒的净电荷来维持体系稳定［7-8］。黄原胶因其分子结构特点具有低浓度高黏度的特性［9］，在溶液里，黄原胶分子的螺旋共聚体可以构成类似蜂窝状的结构，支持固相颗粒，溶解气泡［10］，所以随着浓度的增加溶液的离心沉淀率从添加量为0时的8.87％减少到添加量为0.20％时的1.89％，稳定性增强。海藻酸钠是从褐藻中提取的多糖类物质，由葡糖醛酸（G）和甘露糖醛（M）羧酸单元形成M、G集团或者是MG交替集团。溶液中存在的二价阳离子优先与G集团相结合使得可溶性的海藻酸钠变成了不溶性的海藻酸盐［11］，当添加的浓度小于0.1％时，随着海藻酸钠浓度的增加，离心沉淀率降低；当海藻酸钠浓度大于0.10％时，由于其与芹菜、刺梨中的二价阳离子（如Ca2+、Mg2+）结合形成不溶性的胶体物质，在离心作用下溶液分离产生上清液与下层的胶体和悬浮颗粒的混合物，离心沉淀率由添加量为0.10％时的5％显著上升到0.20％时的46.34％。CMC是具有异质分子结构阴离子多糖，分子中有两个两亲无水葡萄糖和亲水性CM单位。CMC结构的亲水性和疏水性组分使其具有较强的稳定作用［12］。而在添加量为0.20％时离心沉淀率升高为7.89％，可能是因为浓度高，离心作用下分子间相互作用加强出现聚沉而导致。

2.2.2正交试验结果与分析

研究证明，复配胶间的协同作用能使颗粒间的静电斥力增大，增加其静电稳定性［7］，试验用3种胶体的水溶液均带负电荷。在单因素试验的基础，进行稳定剂复配正交试验结果见表6。

表6　复合稳定剂正交试验结果Table6 Orthogonal test resu ltsof compound stabilizers

续表6复合稳定剂正交试验结果Continue table6 Orthogonal test resultsof compound stabilizers

由表6可知，影响复合饮料稳定性的各因素的主次顺序为D（黄原胶添加量）＞E（海藻酸钠添加量）＞F（CMC添加量）。从平均值可以看出各因素的最优水平分别为D3、E3、F3。在此条件下进行验证试验，所得溶液的离心沉淀率均值为0.33％，稳定性好。所以，稳定剂的最佳组合为D3E3F3，即黄原胶、海藻酸钠、CMC的添加量均为0.1％。

3　结论

通过响应面试验设计对芹菜刺梨复合饮料进行调配，以感官评价得分为响应值得到芹菜刺梨复合饮料的最佳口感的配方为在芹菜汁的添加量为40％基础上柠檬酸、白砂糖、刺梨原浆添加量分别为0.13％、9.5％、7.0％。在此基础上进行该复合饮料的稳定性研究，通过正交试验结果表明：在黄原胶、海藻酸钠、CMC的添加量均为0.1％时，溶液的稳定性较好。通过试验研发出了一种口感好，均一稳定，无防腐剂、无色素和无香精的芹菜刺梨复合功能性饮料。

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Development of Celery and Prickly Pear Functional Drink

XIE Man-man1，LI Bao-guo1，*，HUANG Hai-xin1，WAN Jian-xiao2，WAN Jian-zhen2，LI Xin-xin1
（1.School of Medical Instrumentand Food Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China；2.Shanghai Jianying Institute of Food Scienceand Technology，Shanghai 201802，China）

Response surface experiments conducted on celery-prickly pear beverage in response to sensory evaluation score.The results showed that the optimum taste of celery-prickly pear beverage presented when added amountofcitric acid，sugar，prickly pearpureewere0.13％，9.5％，7.0％respectivelywhen the celery juice added a fixed amountof40％.Orthogonalexperimentofstability carried outon the basisof the former，getting the optimum stabilitywith the adding amountofxanthan gum，sodium alginate，CMCwere0.1％.

celery；pricklypear；functionaldrinks

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.014

上海教委科研创新项目（14ZZ133）；上海市联盟计划（LM201337）；上海理工大学创新基金

谢曼曼（1988—），女（汉），硕士研究生，研究方向：食品加工。

李保国（1961—），男（汉），教授，博导，研究方向：食品农产品加工新技术、食品和药品微胶囊化技术。

2015-01-15