功能性低糖饮料的研制

郭楠楠，张如意，琚媛媛

（郑州科技学院食品科学与工程系，河南郑州450064）

功能性低糖饮料的研制

郭楠楠，张如意，琚媛媛

（郑州科技学院食品科学与工程系，河南郑州450064）

探讨用柠檬、百合花、木糖醇研制出功能性低糖饮料的最佳工艺条件。采用单因素试验、正交试验获得柠檬汁、百合花汁、木糖醇、羧甲基纤维素钠的最佳配比；以口感、气味和色泽为感官指标，得出柠檬、百合花的最佳浸提条件。结果表明：产品最佳工艺配方为柠檬汁与百合花汁的质量比是3∶2，木糖醇的添加量为5.5%，羧甲基纤维素钠的添加量为0.09%。柠檬汁的最佳浸提条件为温度50℃，时间30min，料液质量比为1∶70；百合花汁的最佳浸提条件为温度80℃，时间1 h，料液质量比1∶50。采用该工艺和配方生产的产品呈棕黄色，澄清透明，鲜艳而有光泽，柠檬汁、百合花汁、木糖醇味道相融洽，带有百合花淡淡的清香。

功能性；低糖饮料；柠檬；百合花

随着人们对健康的日益关注，人们对清新自然、低糖、低热量，具有免疫、防病、美容和抗衰老等特殊功能的功能性饮料普遍感兴趣，其市场潜力极大。功能性饮料就是通过调整饮料中天然营养素的成分和含量的比例以适应某些特殊人群营养需要的制品。包括营养素饮料，运动饮料，其他特殊用途饮料。其中其他特殊用途饮料是为适应特殊人群的包括抗疲劳在内的需要而调制的饮料[1]。本研究就以三高类特殊人群为目标，研制功能性低糖饮料。

1 材料与方法

1.1 原辅材料

干柠檬：市售；干百合花：张仲景大药房；木糖醇：安徽丰原发酵技术工程研究有限公司；食品级羧甲基纤维素钠：上海申光食用化学品有限公司。

1.2 仪器设备

千分之一电子分析天平：上海浦春；HH-4数显恒温水浴锅：金坛市鸿科仪器厂；JYC-21ES55C型电磁炉：九阳股份有限公司；WAY型阿贝折光仪：上海仪电物理光学仪器有限公司；JML-50型胶体磨：温州市科信轻工机械有限公司。

1.3 工艺流程图

用柠檬、百合花、木糖醇等制作功能性低糖饮料的工艺流程图，见图1。

图1 工艺流程图Fig.1 The process floWdiagram

1.4 产品的感官评价指标

采用感官评定，对柠檬百合低糖饮料根据其色泽、滋味、气味、组织状态进行综合评分，样品提供给10位有经验的师生，分别打分，取其平均分为总感官评分。感官评分标准见表1。

1.5 产品理化指标的检测

1.5.1 总糖的检测

样品经处理除去蛋白质等杂质后，加入盐酸，在加热条件下使蔗糖水解为还原性单糖，以直接滴定法测定水解后样品中的还原糖总量（以转化糖计）。

表1 功能性低糖饮料的感官指标评分标准Table1 The sensory indicatorsscoring criteria of functional loWsugar beverage

1.5.2 总酸的检测

参照GB/T12456-2008《食品中总酸的测定》采用酸碱滴定法测定（以柠檬酸计）。

1.5.3 固形物含量的检测

采用阿贝折光仪法测定。

1.6 产品的微生物检验

1.6.1 菌落总数的检验

参照GB4789.2-2010《食品安全国家标准食品卫生微生物学检验菌落总数测定》，琼脂凝固后，将平板翻转，于（36±1）℃恒温培箱内培养（48±2）h后取出，采用平板菌落计数法计数。

1.6.2 大肠菌群的检验

参照GB4789.3-2010《食品安全国家标准食品卫生微生物学检验大肠菌群计数》测定。

2 结果与分析

2.1 柠檬浸提条件的确定

2.1.1 料液比对柠檬汁品质的影响

称取相同质量的柠檬片，在浸提温度50℃、浸提时间30min的条件下，选择料液质量比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70、1∶80 8个水平，通过单因素试验，考察料液比对柠檬汁品质的影响。以柠檬汁的口感，色泽、气味为感官指标，确定最佳的浸提料液比。试验结果见表2。

表2 料液比对柠檬汁品质的影响Table2 Effectof solid-liquid ratio on thequality of lemon juice

从表2可知，当浸提料液质量比小于1∶70时，柠檬酸味偏重，苦味较突出；当浸提料液质量比大于1∶70时，又由于加水量过多导致柠檬酸味不足，香气变淡，色泽也随之变浅，影响整体的柠檬汁品质；当料液质量比为1∶70时，柠檬酸味适中，带有怡人的柠檬香气，色泽为浅黄色。故选择1∶70为柠檬浸提的最佳料液质量比。

2.1.2 浸提时间对柠檬汁品质的影响

只有达到一定的浸提时间，柠檬汁的滋味才丰满，香气才足。但浸提时间过长，一些不良风味成分会过多溶出，使柠檬汁的滋味变差，香气逸失。在浸提温度50℃、料液质量比1∶70的条件下，选择浸提时间15、20、30、40、50、60min 5个水平，通过单因素试验，考察浸提时间对柠檬汁品质的影响，确定最佳的浸提时间。试验结果见表3。

表3 浸提时间对柠檬汁品质的影响Table3 Effectof extraction timeon thequality of lem on juice

从表3可知，当浸提时间小于30min时，柠檬酸味偏淡，柠檬清香不足，色泽较淡；当浸提温度大于30min时，柠檬酸味偏重，柠檬香气不正，色泽较深，影响整体的柠檬汁品质；当浸提时间为30min时，柠檬酸味适中，柠檬香气十足，色泽为浅黄色。因此，选择30min为柠檬浸提最佳时间。

2.1.3 浸提温度对柠檬汁品质的影响

在料液质量比为1∶70、浸提时间30min的条件下研究浸提温度对柠檬汁品质的影响。温度过高，柠檬的营养素特别是VC损失较大，而温度过低，柠檬风味物质又不易溶出，导致浸提汁香气不足，风味不佳，影响浸提汁品质。因此，选择浸提温度50、60、70、80、90℃5个水平，通过单因素试验，以柠檬汁的口感，色泽，气味为感官指标，考察浸提时间对柠檬汁品质的影响，确定最佳的浸提温度。试验结果见表4。

表4 浸提温度对柠檬汁品质的影响Table4 Effectof extraction tem peratureon thequality of lem on juice

从表4可知，当浸提温度小于50℃，柠檬酸味不足，风味不佳，颜色较浅；当浸提温度大于50℃，柠檬酸味偏重，香气不正，色泽偏深；当浸提温度为50℃，柠檬酸味适中，带有清新的柠檬味，色泽适宜。因此，选择50℃为柠檬最佳浸提温度。

综上所述，确定柠檬汁制备的适宜工艺条件为料液质量比1∶70，浸提时间30min，浸提温度50℃。

2.2 百合花浸提条件的确定

2.2.1 料液比对百合花汁品质的影响

称取相同质量的百合花，在浸提温度80℃、浸提时间30min的条件下，选择料液质量比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70个水平，通过单因素试验，考察料液比对百合花汁品质的影响。以百合花汁的口感，色泽，气味为感官指标，确定最佳的浸提料液比。试验结果见表5。

表5 料液比对百合花汁品质影响Table5 Effectof solid-liquid ratio on thequality of lily juice

从表5可知，料液质量比在1∶10～1∶30之间时，百合花汁强烈的苦涩味，掩盖了百合的花香，色泽过深，严重影响了百合花汁的品质；当料液质量比大于1∶50时，百合花香味又不足，色泽变浅，口感显得稀薄；当料液质量比1∶50时，无论从口感、色泽，气味都是最佳的。因此，选择1∶50为浸提最佳料液质量比。

2.2.2 浸提时间对百合花汁品质的影响

称取相同质量的百合花，在浸提温度80℃、浸提料液质量比1∶50的条件下，选择浸提时间15、30、60、90、120min 5个水平，通过单因素试验，以百合花汁的口感，色泽，气味为感官指标，考察浸提时间对百合花汁品质的影响。试验结果见表6。

表6 浸提时间对百合花汁品质的影响Table6 Effectof extraction timeon thequality of lily juice

从表6可知，浸提时间在15min～45min之间时，百合花香味不足，偏淡，色泽较浅；浸提时间大于60 min时，由于浸提时间偏长，导致百合花汁风味不佳，香气过浓，色泽较深，影响整体的感官品质；浸提时间为60min时，百合花香味适宜，并有一股淡淡的药香，色泽为棕黄色。因此，选择60min为最佳浸提时间。

2.2.3 浸提温度对百合花汁品质的影响

称取相同质量的百合花，在浸提时间60min，浸提料液质量比1∶50的条件下，选择浸提温度50、60、70、80、90℃5个水平，通过单因素试验，以百合花汁的口感，色泽，气味为感官指标，考察浸提时间百合花汁品质的影响，确定最佳的浸提温度。试验结果见表7。

表7 浸提温度对百合花汁品质的影响Table7 Effectof extraction tem peratureon thequality of lily juice

综合以上的3要素，确定百合花汁制备的适宜工艺条件为料液质量比1∶50，浸提时间60 min，浸提温度80℃。

2.3 柠檬汁、百合花汁添加比例的确定

柠檬百合花为配方的主要原料，柠檬汁与百合花汁添加比例是影响饮料品质的重要因素，在木糖醇添加量3%，羧甲基纤维素钠添加量0.1%条件下，改变柠檬汁与百合花汁的比例，选取1∶3、1∶2、2∶3、1∶1、2∶1、3∶1（质量比）做单因素试验。

表8 柠檬汁、百合花汁添加比例试验结果Table8 The test resultsof ratio of lem on juiceand lily juice addition

试验结果表明，柠檬汁∶百合花汁为2∶1（质量比）时产品感官评分最高，品质最佳。此时柠檬酸味适宜，香气清新，带有百合淡淡的花香，柠檬与百合花香味协调，色泽为棕黄色。以柠檬汁∶百合花汁比例2∶1（质量比）为界，柠檬汁添加量过少时，百合苦味突出，严重影响产品的感官品质，随着柠檬汁比例的增加，百合苦味减弱，柠檬汁添加比例过大时，酸味过重，掩盖了百合花淡香味，影响产品感官品质，因此，选择柠檬汁与百合花汁的比例为2∶1（质量比）。

2.4 木糖醇添加量的确定

木糖醇是产品获得甜味的主要成分，还可改善饮料后味、质体和清凉感受。在柠檬汁：百合花汁（质量比）2∶1，羧甲基纤维素钠添加量0.1%条件下，选取木糖醇的添加量为柠檬汁、百合花汁总重的1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%做单因素试验。对产品进行感官评价，根据产品的甜酸度、产品味道是否融洽，选出木糖醇的最佳添加量。结果见表9。

表9 木糖醇添加量试验结果Table9 The test resultsofxylitoladdition

试验结果表明，当木糖醇添加量为5%时，评分最高，此时产品甜味适中，略带柠檬酸味，木糖醇的甜味增加了混合汁的清甜，有百合花淡淡的花香，柠檬汁、百合花汁、木糖醇的味道很好的融合到一起；当添加木糖醇量低于5%时，产品甜味较淡，酸味稍显突出、略带百合花的苦味；当木糖醇添加量高于5%时，产品较甜，柠檬汁、百合花汁、木糖醇的味道没有融合到一起，因此选择木糖醇的添加量为5%。

2.5 羧甲基纤维素钠添加量的确定

在柠檬汁与百合花汁质量比2∶1，木糖醇添加量5%条件下，选择羧甲基纤维素钠添加量为产品总重0.01%、0.04%、0.07%、0.10%、0.13%5个水平做单因素试验。根据其对产品黏稠度的影响，评选出羧甲基纤维素钠的最佳添加量。

相对来说我国是一个淡水资源比较缺乏的国家，为世界13个赤水国家之一。在我国的农业的生产中，我国每年的农业灌溉用水量约4 00多亿m3。我国淡水资源比较缺乏，但是农业用水占总用水量比重比较多，在农业灌溉方面浪费情况严重。在我国的现有的水资源基础上，满足我国农业生产所需灌溉用水需求，对于农业提出了一个更高的要求。

表10 羧甲基纤维素钠添加量试验结果Table10 The test resultsof sodium carboxym ethylcellulose addition

试验结果表明，羧甲基纤维素钠添加量为0.07%时，感官评分最高，此时，产品的黏稠度适宜，口感爽滑。添加量过少时，饮料口感稀薄，而添加量过多时，产品黏度又过大，影响产品的品质，所以选择羧甲基纤维素钠的添加量为0.07%。

2.6 产品配方的正交试验

柠檬汁、百合花汁赋予产品清新、怡人的柠檬香味与淡淡的百合花香。木糖醇是产品甜味的主要成分，给产品带来特有的清凉感，羧甲基纤维素钠增加产品的黏稠度，改善产品的口感与组织形态。根据上述分析，为使产品达到最佳品质，本研究在单因素试验的基础上，以柠檬汁与百合花汁比例、木糖醇添加量、羧甲基纤维素钠添加量为主要因素，设计L9（33）正交试验，产品由感官评分员进行综合评定。试验因素水平见表11。

表11 正交因素水平表Table11 Orthogonal factor level Table

表12 正交试验Table12 Orthogonal test

由表12可知：影响产品感官评价的3个主要因素排列顺序为：A＞B＞C，即柠檬汁与百合花汁比例对产品品质影响最大，羧甲基纤维素钠添加量对产品品质影响相对较小。因此此柠檬百合低糖饮料的最佳配方组合为：A1B3C3，即柠檬汁∶百合花汁=3∶2，木糖醇添加量为5.5%，羧甲基纤维素钠添加量为0.09%。此时混合汁呈棕黄色，澄清透明，带有柠檬的清香，略带百合花淡淡的花香，甜味适中，口感清凉、爽滑。

2.7 感官检验结果

色泽：呈棕黄色，产品澄清透明，鲜艳而有光泽；

滋味：柠檬汁、百合花汁、木糖醇味道相融洽，甜味适中，略带柠檬酸味。带有百合花淡淡的花香；

气味：有清新怡人的柠檬香气，还带有百合花淡淡的清香；

组织状态：黏稠度适中，无杂质，无异物。

2.8 理化指标

根据1.5产品理化检测指标测得产品的总糖、总酸等见表13。

表13 功能性低糖饮料的理化检验指标及结果Table13 Thephysical test indicatorsand resultsof functional loWsugar beverage

由表13可知产品总糖含量为5.2%（以转化糖计），总酸含量为0.085%（以柠檬酸计），固形物含量为7%。

2.9 微生物指标

根据1.6微生物检测指标测得产品的菌落总数、大肠菌群数见表14。

表14 功能性低糖饮料的微生物检验Table14 Them icrobiological testing of functional loWsugar beverage

由表14可知产品菌落总数为20，大肠菌群未检出，符合国家卫生标准。

3 结论

本试验通过单因素试验和正交试验确定了柠檬、百合花功能性低糖饮料的工艺配方，其工艺流程为将柠檬汁与百合花汁按3∶2比例混合，加入混合汁总质量5.5%的木糖醇，产品总质量0.09%的羧甲基纤维素钠，木糖醇与羧甲基纤维素钠预先混合均匀，用一部分混合汁溶解，然后在边加入边搅拌的情况下加入至饮料中，搅拌均匀。倒入不锈钢锅中，将料液温度升温至60℃～70℃左右，用胶体磨在磨盘间隙10μm下均质3min～5min。将饮料迅速加热至98℃～100℃，杀菌时间1min～3min。杀菌后汁液密闭冷却至89℃～91℃时进行满瓶灌装，然后迅速旋盖密封，将饮料瓶倒置保温5min进行倒置杀菌。用冷水将饮料迅速冷却至20℃左右，成品完成。

本研究通过对产品进行感官检验、理化检验和微生物检验证明了此产品在质量上不存在问题，不会对人体造成伤害，可放心食用。

用柠檬、百合花、木糖醇研制出的新型功能性低糖饮料，符合消费者对清新、自然、健康、低糖饮料的需求，适合三高特殊人群饮用，随着人们健康意识的增强，柠檬百合功能性低糖饮料将具有很大的发展前景。

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Study on the Functional LoWSugar Beverage

GUONan-nan，ZHANGRu-yi，JUYuan-yuan
（Departmentof Food Engineering，Zhengzhou University of Scienceand Technology，Zhengzhou 450064，Henan，China）

The technology and processingof functional loWsugarbeveragewere discussed，with lemon，lily and xylitolas the raWmaterial.Through the single factor testand orthogonal test，the best ratio of lemon juice，lily juice，xylitoland sodium carboxymethyl cellulose are gained.The optimal extraction conditions are determined using taste，smell and color of the product as sensory indicators.The resultswere as follows：themass ratio of lemon juice and lily juicewas3∶2；the addition of xylitolwas5.5%；Sodium carboxymethyl cellulose addition was0.09%.The bestextraction conditions of lemon juice for temperature 50℃，time 30min，ratio ofmaterialto liquid 1∶70；The bestextraction conditionsof lily juice for temperature 80℃，time 1h，ratio ofmaterial to liquid 1∶50.The productof the technology and formulawas claybank，clearand transparent，brightand shiny. Lemon juice，lily juiceand xylitol tastesharmony，with a faint fragranceof lily.

functional；loWsugardrink；lemon；lily

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.07.019

2016-07-18

郭楠楠（1986—），女（汉），讲师，硕士研究生，从事精细食品加工及高新食品分析技术的研究。