叶黄素酯CWS微囊粉在饮料和酸奶中的应用

高江涛 ，张笑颖 ，贾新超 ，高伟，薛强，徐建中

1.河北省植物天然色素产业技术研究院（曲周 057250）；2.晨光生物科技集团股份有限公司（曲周 057250）

叶黄素酯是一种重要的类胡萝卜素脂肪酸酯，广泛存在于万寿菊花、南瓜、甘蓝、苜蓿等植物体内。天然叶黄素酯可替代化学合成着色剂应用于食品、饮料、化妆品等领域，不仅可以起到着色作用，还可作为营养强化剂，提高人们的健康水平[1]。但由于叶黄素酯易氧化且难溶于水的性质，这些限制其在食品等领域的应用[2]。若将叶黄素酯制备成水溶性的微囊粉，不仅可以减缓其氧化速率，还可以直接应用于水基质的多种食品、饮料当中，扩大其应用范围[3]。

试验将叶黄素酯CWS微囊粉应用到饮料和酸奶中，制备出符合质量标准且货架期稳定的产品，为叶黄素酯的应用发展提供一定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设备

白砂糖；果葡糖浆；阿斯巴甜；抗坏血酸；柠檬酸钠；苹果酸；山梨酸钾；葡萄香精；菊粉；柠檬粉；低聚果糖；甜菊糖（上述材料厂家为河北润赢）；叶黄素酯CWS微囊粉（晨光生物科技集团股份有限公司）；凤梨浓浆；新鲜牛乳；蔗糖；发酵剂（嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌）；稳定剂（羟丙基二淀粉磷酸酯；琼脂（上述材料厂家为西安华之瑞）。

L5T剪切乳化机（英国Silverson公司）；GIPP-2000微型喷雾干燥机（上海继谱）；GYB40-10S均质机（上海东华）；CM-3600A分光测色计（柯尼卡美能达）；THZ-98C全温振荡培养箱（上海一恒）；PHS-3C酸度计（上海雷磁）；MGC-350HP人工气候箱；MCSN-02酸奶发酵机（诸城美川）；DZ-932B袋装封口机（北京吉奥德）；HHS-21-4水浴锅（上海博讯）；HYC-310S冰箱（海尔）。

1.2 试验方法

1.2.1 饮料

1.2.1.1 制备方法

1) 固体饮料

将叶黄素酯微囊粉及其他固体饮料所需辅料按配方比例混合均匀后制粒，并在50~60 ℃条件下干燥2.5~3.0 h，过一定目数的筛子整粒制成叶黄素酯微囊粉固体颗粒。

配方：菊粉60 g、柠檬粉30 g、低聚果糖6.6 g，甜菊糖2.2 g、叶黄素酯微囊粉1.2 g。

2) 液体饮料

按配方将材料溶解调配后，经过高压均质、巴氏杀菌（85 ℃）10 min后，热灌装于PET瓶中冷却备用。

配方：白砂糖10 g、果葡糖浆10 g、阿斯巴甜0.05 g、抗坏血酸1 g、柠檬酸钠0.5 g、山梨酸钾0.25 g、柠檬酸0.4 g、苹果酸0.3 g、葡萄香精1 g、叶黄素酯微囊粉0.012 g、凤梨浓浆40 g。

1.2.1.2 感官评价

参考GB 7101—2015《食品安全国家标准 饮料》，各指标应符合表1规定的饮料品质要求。

表1 饮料品质要求

1.2.1.3 流动性

以颗粒休止角作为流动性的评价指标，取半径R为60 mm的培养皿作为颗粒接受容器，将漏斗固定在铁架台上，使得漏斗下端针对培养皿中心，且距离培养皿高度为60 mm。使所制备的颗粒缓慢从漏斗上自然流下，至椎体周边到培养皿边缘为止，检测所形成椎体的高度H，休止角[4]按式（1）计算。

1.2.1.4 溶解性

取10 g所制备的固体饮料，加200 mL热水，用玻璃棒匀速搅拌（搅拌速度以不产生气泡为宜）。以颗粒全部溶化的时间作为颗粒溶化性的评价指标。观察液体表面有无晶体和油圈浮出[5]。

1.2.1.5 吸湿性

以颗粒增重百分率作为颗粒引湿性的评价指标。取干燥的具塞玻璃称量瓶，精密称定质量（m1）。取适量所制备的颗粒，平铺于上述称量瓶中，厚度约1 mm，精密称定质量（m2）。将称量瓶敞口，并与瓶盖同置于25 ℃、75%恒温恒湿条件下24 h。盖好称量瓶盖子，精密称定质量（m3）。增重百分率按式（2）计算。

1.2.1.6 货架期稳定性

将制备好的叶黄素酯饮料分别贮藏在25 ℃、6 000 Lux条件下，测定其货架期色调值和吸光度的变化规律[6]。

1.2.2 酸奶

1.2.2.1 制备方法

纯牛奶、蔗糖、稳定剂→溶解→杀菌（90 ℃，15 min）→冷却（40 ℃）→发酵剂→发酵（43 ℃、8~12 h）→发酵过程测pH→4 ℃冷藏12 h以上→每100 g酸奶加入0.012 g叶黄素酯微囊粉→搅拌均匀→罐装

1.2.2.2 感官评价

参考GB 19302—2010《食品安全国家标准 发酵乳》，各指标应符合表2规定的发酵乳品质要求。

表2 发酵乳品质要求

1.2.2.3 理化指标测定

根据GB 19302—2010《食品安全国家标准 发酵乳》中的指标要求，对酸奶中pH进行测定：参照GB 5009.237—2016《食品pH值的测定》。

1.2.2.4 稳定性评价

将上述制备好的酸奶放于4 ℃冰箱中，冷藏3周，期间每隔1周监测其色调、感官、风味和pH的变化，对应用过程中产品品质的稳定性进行综合评价。

2 结果与分析

2.1 叶黄素酯微囊粉在固体饮料中的应用

2.1.1 感官评价

该产品为白色固体，无异味，无异臭，无见外来异物，无结块。

分别将10 g添加叶黄素酯微囊粉的固体饮料冲溶制备200 mL样品。选取20名志愿者，服用前用饮用水漱口3次，对叶黄素酯固体饮料的口感按甜、酸、苦、涩的程度进行评价，并将结果以0~10分的形式量化。口感评价结果见表3。

饮料冲溶后呈均匀混悬液，酸甜适中，口感清爽。由表3结果可知，添加微囊粉与未添加微囊粉固体饮料产品口感评分相近，添加微囊粉对固体饮料口感无明显影响。

表3 叶黄素酯固体饮料口感评价表

2.1.2 理化性质

产品流动性好，18.67 s后可在水中完全溶解。其他理化性质详见表4。

表4 叶黄素酯固体饮料理化指标

2.1.3 卫生指标

产品微生物指标符合标准，详见表5。

表5 叶黄素酯固体饮料卫生指标

2.2 叶黄素酯微囊在液体饮料中的应用

2.2.1 口感评价

对叶黄素酯饮料进行整体口感评价，主要包括甜度、酸度、口感、色泽及香味。图1为评分雷达图，饮料整体（风味、气味）评分为81分，评价较好[7]。

图1 叶黄素酯饮料口感评价雷达图

2.2.2 稳定性评价

模拟饮料货架期储存条件，在25 ℃、6 000 Lux条件下贮存60 d，并测定叶黄素酯饮料的色调ΔE值和吸光度，计算色调ΔE值和吸光度保持率，间接反映饮料中叶黄素酯的含量变化[8]。

货架期条件下叶黄素酯饮料的色调ΔE值和吸光度保持率变化见图2和图3。在货架期储藏60 d后ΔE值＜10且吸光度保持率＞90%，保持率变化很小。因此，该饮料在货架期内叶黄素酯有效成分含量和颜色可持久保持[9]。

图2 叶黄素酯饮料货架期色调变化规律

图3 叶黄素酯饮料货架期吸光度保持率变化规律

2.3 叶黄素酯微囊粉在酸奶中的应用

2.3.1 质量评价（见表6）

表6 叶黄素酯酸奶质量评价表

2.3.2 稳定性评价

模拟酸奶货架期储存条件，在4 ℃条件下贮存21 d，并测定叶黄素酯酸奶的色调ΔE值和pH变化。货架期条件下叶黄素酯酸奶的色调ΔE值和pH变化见图4和图5。在货架期储藏21 d后ΔE值＜4且pH无明显变化，产品质量稳定。因此，该酸奶在货架期可保证产品质量符合标准[10]。

图4 叶黄素酯酸奶货架期色调变化规律

图5 叶黄素酯酸奶货架期pH变化规律

3 结论

通过将叶黄素酯CWS微囊粉添加到饮料和酸奶中，制备获得叶黄素酯终端产品，并对其产品进行系统的质量评价，结果均符合质量标准。结果表明，叶黄素酯微囊粉可适宜在液体饮料、固体饮料和酸奶等领域进行应用，且在货架期产品质量稳定[11]。