香橙柠檬饮料稳定性的研究

孟秀梅，赵文超，左军霞，李明华，张 兰，田晶静

(1.江苏食品药品职业技术学院，江苏 淮安 223003；2.江苏食品加工工程技术研究开发中心，江苏 淮安 223003)

香橙为芸香科植物香橙的果实，色橙黄，皮厚且有皱纹，果实味酸而香气浓烈。香橙含有橙皮苷、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、糖类、果胶和维生素C等营养物质[1]。香橙果肉酸甜适度、香气浓郁、营养丰富，具有调节人体新陈代谢、增强人体抵抗力等生理功能[2]。

柠檬，又称柠果、洋柠檬、益母果等[3]。柠檬含有钙、磷、铁等多种矿物质以及维生素B1、维生素B2、烟酸等多种维生素，因富含柠檬酸而被称为“柠檬酸仓库”[4]。鲜柠檬含水分87.3%、蛋白质0.8%、碳水化合物10.8%、维生素C 67 mg/100 g。

随着生活质量的不断提高，人们对营养型产品的需求日益增加[5]。将香橙与柠檬合理搭配制备香橙柠檬混浊型饮料，不仅能补充人体每日所需的膳食纤维、维生素及矿物质，还具有美容、增强免疫力等功效，有益于人体健康。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 原辅料

新鲜香橙、柠檬、蜂蜜，购自城南超市；魔芋胶、结冷胶、果胶、黄原胶、海藻酸钠、CMC-Na、果糖、三氯蔗糖、柠檬酸钠、异抗坏血酸钠、磷酸氢二钠、食盐，均为食用级。

1.1.2 仪器设备

AL204分析天平：梅特勒-托利多(上海)有限公司；JYL-CI6T榨汁机：九阳股份有限公司；TDL-5A离心机：常州市金坛勒普仪器有限公司；HH-2恒温水浴锅：常州国华电器有限公司；WZ110手持折光仪：北京九合仪器仪表有限公司；WXG-1温度计：河北省武邑县松垒仪器厂；WFZ UV-2802PC型紫外可见分光光度计：尤尼柯(上海)仪器有限公司；FJ-200S高速均质机：杭州齐威仪器有限公司；ZKTQ01-1真空罐：上海伊本轻工机械有限公司；TPG-100配料罐：温州市龙强轻工机械有限公司；UHT-超高温瞬时杀菌机：上海伊本轻工机械有限公司；GFP-12负压灌装机：张家港三兴帅飞饮料机械厂。

1.2 工艺流程

香橙柠檬饮料制作工艺流程见图1。

1.3 操作要点

1.3.1 香橙汁的制备

挑选新鲜多汁的香橙，清洗后沥干，轻轻按压后去皮，撕去表面经络以除去苦味[6]，切块去核后放入原汁机榨汁，经100目过滤得香橙汁。

1.3.2 柠檬汁的制备

挑选新鲜饱满、色泽亮黄、完整的柠檬，浸泡于35 ℃的纯净水中，用洁净的毛刷刷洗[7-8]。将清洗好的柠檬沥干，去皮、去籽，切块后放入原汁机榨汁，经100目过滤得柠檬汁。

1.3.3 香橙柠檬饮料的制备

按照香橙汁10%、柠檬汁5%、果糖5%、蜂蜜1%、三氯蔗糖0.0035%、柠檬酸钠0.03%、异抗坏血酸钠0.025%、磷酸钠0.05%、氯化钠0.01%[9]称取原辅料。将果蔬汁混匀后，依次加入溶解好的甜味物质、钠盐、稳定剂，进行均质脱气[10]，均质压力20 MPa，温度70 ℃，均质2次。均质可改善饮料的口感和稳定性[11]。将均质后的饮料泵入真空脱气罐，温度40 ℃、真空度80 MPa、脱气30 min[12]。然后将饮料泵入超高温瞬时杀菌机，温度137 ℃，10 s 后泵入高位罐，负压灌装于无菌的200 mL塑料瓶中，自动封盖，梯度冷却至常温，即得成品。

1.4 不同稳定剂对香橙柠檬饮料稳定性的影响

香橙柠檬饮料是将香橙和柠檬压榨后进行调配制备而成的产品，其中原果汁含量为15%，因此会有少许沉淀。为了使饮料处于稳定的状态，加入魔芋胶、果胶、海藻酸钠及黄原胶等增稠剂增加体系的黏度，提高产品的稳定性，赋予产品良好的外观，延长饮料的货架期[13]。

1.4.1 魔芋胶对产品稳定性的影响

精确称取5份已加入调味物质的香橙柠檬饮料，分别添加0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的魔芋胶进行实验，通过稳定性评定和感官评价，筛选魔芋胶添加量。

1.4.2 果胶对产品稳定性的影响

精确称取5份已加入调味物质的香橙柠檬饮料，分别添加0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的果胶进行实验，通过稳定性评定和感官评价，筛选果胶添加量。

1.4.3 海藻酸钠对产品稳定性的影响

精确称取5份已加入调味物质的香橙柠檬饮料，分别添加0.01%、0.03%、0.05%、0.07%、0.09%的海藻酸钠进行实验，通过稳定性评定和感官评价，筛选海藻酸钠添加量。

1.4.4 黄原胶对产品稳定性的影响

精确称取5份已加入调味物质的香橙柠檬饮料，分别添加0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%的黄原胶进行实验，通过稳定性评定和感官评价，筛选黄原胶添加量。

1.5 评价指标

1.5.1 感官评价

感官评价小组由10名经过选拔并接受过培训的评价员组成，采用分级检验中的加权评分法，从色泽、香气、滋味和组织状态四个方面进行感官评价，具体评价标准见表1。

表1 香橙柠檬饮料感官评价标准

1.5.2 稳定性评定

取饮料10 mL，在5000 r/min下离心10 min，测定在660 nm处离心前吸光度A1和离心后上清液吸光度A0，以蒸馏水做空白。

根据R= A0/A1计算稳定性，式中：A0为离心后上清液在660 nm处的吸光度；A1为离心前饮料在660 nm处的吸光度；R为离心前后吸光度的比值，表示稳定性，R值越大，稳定性越好[14]。

2 结果与分析

2.1 魔芋胶对产品稳定性的影响

由图2可见，随着魔芋胶添加量的增加，香橙柠檬饮料的感官评分呈先上升后下降的趋势，稳定性呈逐渐上升趋势。当魔芋胶添加量低于0.03%时，稳定性上升速度较快，达到0.03%时，稳定性上升趋于平缓。当添加0.03%、0.04%、0.05%魔芋胶时，饮料状态稳定，但添加量为0.05%时，饮料变得具有一定的黏度，入口的清爽度下降；当添加0.01%、0.02%魔芋胶时，离心后可见离心管下端沉淀较多，饮料的稳定性较差。

图2 魔芋胶对产品稳定性的影响

2.2 果胶对产品稳定性的影响

由图3可见，随着果胶添加量的增加，香橙柠檬饮料的感官评分呈先上升后下降的趋势，稳定性呈逐渐上升的趋势，当果胶添加量达到0.03%时，稳定性上升趋于平缓。果胶可与果汁中的阳离子发生凝胶反应, 将不溶性的颗粒悬浮在液体中使果汁不分层[15-16]。当添加0.03%、0.04%果胶时，香橙柠檬饮料状态均匀、稳定；当添加0.05%果胶时，饮料较黏稠，入口性较差。

图3 果胶对产品稳定性的影响

2.3 海藻酸钠对产品稳定性的影响

由图4可见，随着海藻酸钠添加量的增加，香橙柠檬饮料的感官评分和稳定性均呈略有上升后下降的趋势。对于特定黏度海藻酸钠而言，在一定范围内随着浓度增加，饮料稳定性增强；但超过一定值后，随着浓度增加，饮料稳定性变弱[17]。当添加0.03%海藻酸钠时，饮料稳定，无分层，离心后底层沉淀较少；当添加量高于0.05%时，饮料黏度增加，入口不清爽。

图4 海藻酸钠对产品稳定性的影响

2.4 黄原胶对产品稳定性的影响

由图5可见，随着黄原胶添加量的增加，香橙柠檬饮料的感官评分呈先上升后下降的趋势，稳定性呈逐渐升高的趋势。当添加0.06%、0.08%、0.1%黄原胶时，在黄原胶优良的流变学特性和良好的增稠作用下，饮料处于稳定状态[18]。但添加量为0.08%和0.1%时，饮料黏稠度稍大，入口的清爽度下降；当添加量为0.06%时，饮料酸甜适口，清凉爽口。

图5 黄原胶对产品稳定性的影响

2.5 复合稳定剂对香橙柠檬饮料稳定性的影响

2.5.1 响应面试验及结果分析

根据单因素实验结果，使用Design Expert 8.0.6.1软件，对稳定剂的用量进行优化。海藻酸钠稳定性能非常好，但黏稠度较大，影响口感。因此选择魔芋胶、果胶及黄原胶进行复配，发挥它们的协同作用[19-20]。以感官评分为响应值进行响应面优化，确定稳定剂的最优组合[21]。响应面试验因素水平和结果见表2、表3。

表2 响应面试验的因素和水平

表3 响应面试验的结果

利用Design Expert 8.0.6.1软件，对表2数据进行二次多项回归拟合，获得香橙柠檬饮料感官评分(Y)对自变量魔芋胶添加量(A)、果胶添加量(B)和黄原胶添加量(C)的多元回归方程：Y=91.80+0.75×A-2×B+2.5×C-0.25×A×B-2.25×A×C-0.75×B×C-6.275×A2-4.775×B2-4.275×C2。回归分析结果见表4。

表4 回归分析结果

2.5.2 复合稳定剂对产品感官指标的影响

由图6可见，当黄原胶添加量不变时，随着魔芋胶和果胶添加量的增加，感官评分先上升后下降。魔芋胶和果胶两种稳定剂具有一定的交互作用，且果胶添加量对感官指标的影响比魔芋胶大。

图6 魔芋胶和果胶对香橙柠檬饮料感官指标的交互影响

由图7可见，当果胶添加量不变时，随着魔芋胶和黄原胶添加量的增加，感官评分先上升后下降。魔芋胶和黄原胶添加量对香橙柠檬饮料感官指标有交互影响，且两者的交互作用影响显著。

图7 魔芋胶和黄原胶对香橙柠檬饮料感官指标的交互影响

由图8可见，当魔芋胶添加量不变时，随着果胶和黄原胶添加量的增加，感官评分先略有升高而后下降。果胶和黄原胶添加量对香橙柠檬饮料感官指标有交互影响，但影响不显著。

综上所述，黄原胶添加量对香橙柠檬饮料感官指标的影响最大，果胶添加量的影响次之，魔芋胶添加量的影响最弱。

2.6 验证实验

通过响应面优化，得出香橙柠檬饮料最佳稳定剂用量：魔芋胶0.04%、果胶0.03%、黄原胶0.07%。在此条件下，香橙柠檬饮料的感官评分预测值为92.4256分。为了验证预测值与真实值之间的拟合程度，采用感官评分最大响应值对应的响应因素值进行验证实验。经过3组平行实验，感官评分均值为92.5分，与预测结果92.4256分高度相符，因此该模型是合适有效的。

3 结论

通过单因素实验和响应面试验，确定香橙柠檬饮料的配方：香橙汁10%、柠檬汁5%、魔芋胶0.04%、果胶0.03%、黄原胶0.07%。以此配方制得饮料，感官评分为92.5分，稳定性为78.2%。香橙柠檬饮料色泽橙黄，富含维生素和矿物质，具有香橙、柠檬的复合香气，酸甜适口。