龙滩珍珠李饮料加工工艺优化

黄展文，李明娟，游向荣，张雅媛，王 颖，周 葵，卫 萍

（1.广西农业科学院花卉研究所，广西 南宁 530007；2.广西农业科学院农产品加工研究所，广西 南宁 530007；3.广西果蔬贮藏与加工新技术重点实验室，广西 南宁 530007）

龙滩珍珠李是广西农产品地理标志水果，集晚熟丰产、外观亮丽、口感脆爽、营养丰富等优点于一身，具有“广西第一李”和“李族皇后”的美誉[1-3]，可鲜食，可加工，是一种极具发展前景的广西优势特色水果[4-5]。近年来，广西各级党委政府把龙滩珍珠李作为广西贫困山区实施产业扶贫工程重点产业，已成为石山地区农民脱贫致富和地方经济发展的重点产业，种植面积和产量逐年增加[6]。

由于龙滩珍珠李地域性和季节性很强，于每年7月底至8月中旬成熟，果期短，且成熟期正值高温天气，加上龙滩珍珠李果实属呼吸跃变型水果，采后生理活动旺盛，不耐贮运。龙滩珍珠李基本以鲜食为主，精深加工产品甚少，目前只有龙滩珍珠李果脯相关研究报道[7]。如何加大对龙滩珍珠李原料的加工利用、提升产品附加值、延长产业链等难题亟待解决。本文以龙滩珍珠李为原料制备饮料，在单因素试验的基础上，采用正交试验对其护色、酶解、调配配方、稳定剂及均质等关键加工工艺条件进行了优化，旨在为龙滩珍珠李饮料加工提供技术参考，为龙滩珍珠李加工利用开辟新途径。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

龙滩珍珠李，采自广西天峨县；D-异抗坏血酸钠、L-半胱氨酸盐、抗坏血酸、柠檬酸、果胶酶、黄原胶、羧甲基纤维素钠和β-环糊精（均为食品级），郑州市富泰程化工产品有限公司产品；NaOH、酚酞、无水乙醇、培养基，广西南宁泰诺生物工程有限公司产品。

1.1.2 仪器与设备

JYL-Y92破壁机，九阳股份有限公司；WJ-3A恒温水浴锅，常州市伟嘉仪器制造有限公司；SN2105T电磁炉，广东美的集团股份有限公司；GYB60-6S高压均质机，上海东华高压均质机厂；TU-1810紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；TG16-WS台式高速离心机，湖南湘仪离心机仪器有限公司；6350酸度计，上海任氏电子有限公司；PAL-1数显糖度计，日本Atago公司；SW-CJ-2FD净化工作台，上海博迅实业有限公司医疗设备厂。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 原料挑选、清洗、去核

选择新鲜、无病虫害、无腐烂变质的龙滩珍珠李果实，清洗干净后，用不锈钢刀切半、去核。

1.2.2.2 护色、打浆

添加复合护色剂后，打浆3 min。

1.2.2.3 酶解

向龙滩珍珠李果浆中添加果胶酶，搅拌均匀，置于一定温度的水浴锅中进行酶解。

1.2.2.4 灭酶、过滤

酶解后加热煮沸10 min灭酶，然后用200目滤布过滤，收集滤液即为原果汁。

1.2.2.5 调配

按原果汁∶水=1∶5（g/g）的比例添加水，同时添加一定比例的白砂糖、蜂蜜和柠檬酸调配成龙滩珍珠李饮料。

1.2.2.6 复配稳定剂的添加

向“1.2.2.5”制成的龙滩珍珠李饮料中添加黄原胶、羧甲基纤维素钠和β-环糊精复配稳定剂。

1.2.2.7 均质、杀菌、灌装采用高压均质机对龙滩珍珠李饮料进行均质，然后煮沸灭菌10 min再灌装，即得成品。

1.2.3 试验设计

1.2.3.1 复合护色剂优化试验设计

在前期单因素试验的基础上，以护色效果较好的D-异抗坏血酸钠、L-半胱氨酸盐和抗坏血酸3种护色剂添加量（均以占果肉质量的百分比计）为主要影响因素进行L9(34)正交试验（因素水平见表1），以果汁褐变度为考察指标，对龙滩珍珠李果汁复合护色剂配方进行优化。

表1 复合护色剂配方优化正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels in orthogonal test of compound color protectants formula 单位：%

采用果胶酶对龙滩珍珠李果浆进行酶解处理，在前期单因素试验的基础上，对果胶酶用量（以占果浆质量百分比计）、酶解温度、酶解时间进行L9(34)正交试验（因素水平见表2），以龙滩珍珠李果实出汁率为考察指标，确定最佳酶解条件。

表2 酶解工艺优化正交试验因素水平表Table 2 Factors and levels in orthogonal test of enzymolysis technology

1.2.3.3 饮料调配配方试验设计

以龙滩珍珠李原果汁为主要原料，按照饮料加工工艺，初步选定白砂糖添加量8%，蜂蜜添加量5%，柠檬酸添加量0.08%为基础条件，以饮料感官品质描述及感官评分为考察指标，筛选白砂糖（6%、8%、10%）、蜂蜜（3%、5%、7%）和柠檬酸（0.06%、0.08%、0.10%）3种辅料添加量（均以辅料质量占原果汁质量百分比计），确定龙滩珍珠李饮料调配配方。

1.2.3.4 复配稳定剂正交优化试验

在前期单因素试验的基础上，以黄原胶、羧甲基纤维素钠和β-环糊精为复配稳定剂添加量（均以占原果汁质量百分比计）为主要影响因素进行L9(34)正交试验，以离心沉淀率为考察指标，对龙滩珍珠李饮料复配稳定剂进行优化，正交试验因素水平表见3。

1.2.3.5 饮料均质工艺条件试验设计

初步选定均质压力20 MPa，均质次数2次为基础条件，考察均质压力（10、20、30、40、50 MPa）和均质次数（1、2、3、4次）对龙滩珍珠李饮料离心沉淀率的影响，进一步增加饮料稳定性。

妊娠是女性一生中的一个特殊生理阶段， 妊娠期妇女全身环境和口腔局部环境都会发生变化，导致口腔疾病的发生或原有口腔疾病的加重，在妊娠各期都会出现。二孩政策实行以来，高龄孕妇比例上升，各种妊娠并发症的发病率也相对增加。为更有效地开展孕妇口腔保健工作，提高孕妇的生活质量，本研究对长春市989名孕妇进行了问卷调查，现报道如下。

表3 复配稳定剂正交试验因素水平表Table 3 Factors and levels in orthogonal test of compound stability 单位：%

1.2.4 测定项目与方法

1.2.4.1 褐变度

取护色打浆后的龙滩珍珠李果浆，用200目滤布过滤，收集滤液，8 000 r/min离心15 min，取上清液，以在420 nm波长处测定的吸光度值表示褐变度[8]，每个样品重复3次。

1.2.4.2 出汁率

取一定量的龙滩珍珠李果实，清洗、去核、护色打浆、酶解后，用200目滤布过滤，称量滤液质量即为原果汁质量，计算出汁率，重复3次。

1.2.4.3 龙滩珍珠李饮料感官品质评价

由经过专门培训的10人组成评价小组，对龙滩珍珠李饮料感官品质进行评价，去掉1个最高分和1个最低分，取8个评分的平均值为最终得分，具体评分标准见表4。

表4 龙滩珍珠李饮料感官评分标准Table 4 Sensory scoring standards of‘Longtan’pearl plum beverage

1.2.4.4 离心沉淀率

准确称取龙滩珍珠李饮料500.00 g放入离心管中，4 000 r/min离心15 min，弃去上清液，称量管内沉淀质量，每个样品重复3次[9]。

1.2.4.5 龙滩珍珠李饮料品质指标

总酸：参照GB 12456—2021[10]的方法进行测定；可溶性固形物：使用糖度计测定；pH值：使用酸度计测定；菌落总数：参照GB 4789.2—2016[11]中的方法进行测定；大肠杆菌：参照GB 4789.3—2016[12]中的第二法进行测定；霉菌、酵母：参照GB 4789.15—2016[13]中的方法进行测定；沙门氏菌：参照GB 4789.4—2016[14]中的方法进行测定；金黄色葡萄球菌：参照GB 4789.10—2016[15]中的第二法进行测定。

1.2.5 数据处理

采用DPS和Excel软件对试验数据进行处理、分析并制图。

2 结果与分析

2.1 龙滩珍珠李饮料复合护色剂优化结果

褐变度显示果肉色泽的褐变程度，吸光度越小，表明果肉褐变程度越小，护色效果越好。龙滩珍珠李果汁复合护色剂正交试验结果见表5。由表5可知，极差R值大小排序为A＞B＞C，即D-异抗坏血酸钠对果汁色泽影响最大，其次为L-半胱氨酸盐，最后是抗坏血酸；由于褐变度越小说明护色效果越好，因此依据k的最小值确定最优水平为A2B2C3，即D-异抗坏血酸钠0.15%、L-半胱氨酸盐0.12%、抗坏血酸0.20%，该组合即为试验设计中的试验号5，在此工艺条件下制备的龙滩珍珠李果汁褐变度最低，为1.37，显著优于其他试验号褐变度值（P＜0.05）。

表5 复合护色剂正交试验结果Table 5 The orthogonal experiment results of compound color protectors

2.2 龙滩珍珠李饮料酶解工艺优化结果

出汁率直接影响着果实制汁的质量和产量，出汁率越高越有利于果汁饮料产品的开发。龙滩珍珠李果实酶解工艺条件正交优化试验结果见表6。由表6可知，极差R值大小排序为A＞C＞B，表明对龙滩珍珠李果实出汁率的影响因素大小顺序为果胶酶用量＞酶解时间＞酶解温度；根据k值大小确定最优组合为A2B3C1，该组合即为试验设计中的试验号6，即龙滩珍珠李果实酶解最佳条件为果胶酶用量0.03%、酶解温度55℃、酶解时间60 min，在此工艺条件下制备的龙滩珍珠李果汁出汁率为68.75%，显著高于其他试验号出汁率（P＜0.05）。

表6 酶解工艺正交试验结果Table 6 The orthogonal experiment results of enzymolysis technology

2.3 龙滩珍珠李饮料调配配方确定

龙滩珍珠李饮料调配配方确定试验结果见表7。由表7可知，8%白砂糖+5%蜂蜜+0.08%柠檬酸调配出来的龙滩珍珠李饮料为亮丽的玫红色，酸甜适中、口感好，风味协调，感官评分最高为86.75分。

表7 龙滩珍珠李饮料配方调配试验结果Table 7 The formula deployment experiment results of‘Longtan’pearl plum beverage

2.4 龙滩珍珠李饮料复配稳定剂优化结果

离心沉淀率是反映饮料稳定性的一个重要指标，离心沉淀率越低，产品稳定性越好[16]。龙滩珍珠李饮料复配稳定剂优化正交试验结果见表8。由表8可知，极差R值大小依次为B＞A＞C，说明复合稳定剂中羧甲基纤维素钠对龙滩珍珠李果汁饮料离心沉淀率影响最大，其次为黄原胶，然后是β-环糊精；据k的最小值确定最优水平为A2B2C3，即为试验号5，最佳复配稳定剂为0.08%黄原胶、0.06%羧甲基纤维素钠和0.06%β-环糊精，在此工艺条件下制备的龙滩珍珠李果汁饮料的离心沉淀率最小，为0.67%。

表8 复配稳定性正交试验结果Table 8 The orthogonal experiment results of compound stability

2.5 龙滩珍珠李饮料均质工艺条件研究结果

由图1可知，随着均质压力的不断增加，饮料离心沉淀率均呈不断减小的变化趋势，当均质压力增加到30 MPa以上时，离心沉淀率下降幅度很小，且差异不显著。由图2可知，在30 MPa压力下均质1次的龙滩珍珠李饮料离心沉淀率为0.69%，显著高于其他均质次数的离心沉淀率（P＜0.05）；均质次数超过2次以上时，离心沉淀率维持在0.63%～0.64%之间，基本保持不变。因此，将饮料在30 MPa压力下均质2次为宜。

图1 均质压力对龙滩珍珠李饮料离心沉淀率的影响Fig.1 Effects of homogenization pressure on centrifugation precipitating rates of‘Longtan’pearl plum beverage

图2 在30 MPa压力下均质次数对珍珠李饮料离心沉淀率的影响Fig.2 Effects of homogenization times on centrifugation precipitating rates of‘Longtan’pearl plum beverage

2.6 龙滩珍珠李饮料品质检测分析

由表9可知，经检测，在以上优化加工工艺条件下制备的龙滩珍珠李饮料产品总酸为2.30 g/L，可溶性固形物含量为13.30%，pH值为2.86，各项微生物指标均达到相关国家标准（见表9）。

表9 龙滩珍珠李饮料品质指标检测结果Table 9 Determination results of quality indicators of‘Longtan’pearl plum beverage

3 讨论与结论

龙滩珍珠李果实花青素含量丰富，但极不稳定，其饮料产品中花青素稳定性对产品感官品质及抗氧化活性功能极为重要。该研究表明，单一护色剂对龙滩珍珠李果汁的护色效果并不理想，可能是由于引起果汁褐变的因素较复杂，单一护色剂较难解决其褐变问题；本研究发现，采用0.15%D-异抗坏血酸钠、0.12%L-半胱氨酸盐、0.20%抗坏血酸为复合护色可达到最佳护色效果。D-异抗坏血酸钠能阻止醌类物质聚合形成褐色物质，抗坏血酸具有钝化多酚氧化酶和还原酚类物质的作用，L-半胱氨酸盐具有抗氧化和防止非酶褐变的作用，能与酚类物质形成复合物，从而对龙滩珍珠李果汁具有护色功能[17-18]。李明娟等[7]在龙滩珍珠李果脯中的研究也证明，这3种护色剂复配使用对产品护色效果最佳，而王嘉楠等[19]研究发现，三华李果汁最佳护色配方为0.4%D-异抗坏血酸钠，0.5%柠檬酸，0.5%抗坏血酸。可见，李果产品护色剂受李果品种、产品种类的影响。

龙滩珍珠李果实中大量的果胶物质影响了果实的出汁率及澄清度，因此果汁饮料酶解工艺优化是生产优质龙滩珍珠李饮料的关键。研究发现，当果胶酶用量少时，由于果胶无法完全分解，出汁率受到影响，用量过多则由于酶蛋白的存在使果汁产生浑浊；酶解温度会使酶活力大小受到影响从而影响酶解效果；当酶解达到一定时间后，果实中的果胶质和纤维素等分解为小分子果胶酸和葡萄糖，细胞基本被破坏，细胞中内容物全部释放，酶解基本完全。经正交优化试验得出，龙滩珍珠李果汁最佳酶解工艺条件为：果胶酶用量0.03%，酶解温度55℃，酶解时间60 min。

饮料的感官品质及市场价值通常由其组织状态、口感、风味、色泽、稳定性等多指标综合决定。本试验采用白砂糖、蜂蜜和柠檬酸调配饮料，以提高产品感官品质。研究表明，8%白砂糖+5%蜂蜜+0.08%柠檬酸调配出来的龙滩珍珠李饮料为亮丽的玫红色，酸甜可口，风味协调，饮料感官评分最高，为86.75分，pH值在2.86～3.03之间，在此pH值范围里，可保证饮料的颜色呈特有的玫红色，色泽相对稳定，利于储藏。

稳定性是衡量饮料品质的一项重要指标，同时也是影响产品口感、质地和货架期的关键因素[20-21]。利用复配稳定剂之间的协同互作效应，不但可大大降低产品大分子物质的重力沉降作用[22]，还能够增加饮料口味的丰富性和饱满感[23]。高压均质可通过强大的剪切力﹑撞击力和空穴作用，破坏饮料中的大分子物质和悬浮颗粒[24]，使饮料颗粒细化、均匀，从而达到提高饮料稳定性和改善口感，使口感更佳细腻的目的。均质压力和次数直接影响着均质效果，随着均质压力和均质次数的增加，饮料中的大颗粒物质被粉碎得越小，沉降速度越慢，体系越稳定；但当压力和均质次数增加到一定程度，饮料中的颗粒大小变化较小，颗粒间相互碰撞发生絮凝的机会变大[25]，呈现出饮料体系基本稳定甚至下降的现象。本研究结果显示：添加0.08%黄原胶，0.06%羧甲基纤维素钠，0.06%β-环糊精，均质压力30 MPa，均质2次的龙滩珍珠李饮料稳定性较好。

本研究以广西贫困山区优势特色产业龙滩珍珠李为主要原料，开发风味独特、口感新颖、稳定性好的饮料产品，为龙滩珍珠李的加工利用提供了新思路，该思路可延长扶贫产业链，提高其经济效益，对当地农民增收、农村脱贫致富具有重要意义。