核桃油营养胡萝卜汁的开发

孟凡德，戴姝琰，李欢康，魏长庆，刘文玉*

1. 新疆兵团第五师农业科学研究所/第五师科技局（博乐 833400）；2. 石河子大学食品学院/新疆植物药资源利用教育部重点实验室（石河子 832000）

核桃油具有多不饱和脂肪酸高的特点[1]，被广泛应用于国内食品市场，常见有核桃油包装食用油，适用于孕妇及婴幼儿等特殊群体，同时企业研发出核桃油特种食品，如核桃油微咀嚼片、核桃油健脑软胶囊，可作为保健食品食用。此外，核桃油药物制剂及其营养制剂，如碘油、核桃油脂肪乳静脉注射、滴耳液[2]也被用于制药领域。

胡萝卜汁也被广泛研究。童军茂等[3]提出复合胡萝卜汁的加工技术研究；杨勇等[4]采用芦荟和胡萝卜为原料，研制出一种口味独特又具有保健功能的复合饮料；曾献春等[5]开发研制新疆地产胡萝卜汁乳酸菌发酵饮料，用鲜榨胡萝卜原汁作原料，同时将保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌与之结合发酵胡萝卜汁，制得一款口感良好、营养丰富的乳酸菌饮品；徐辉艳[6]指出由胡萝卜和柑橘复合制得的保健饮品的最佳配方；赵辉[7]指出胡萝卜汁添加量25%、苹果汁添加量20%、绵白糖添加量5%、柠檬酸添加量0.07%时，胡萝卜苹果复合饮料感官评分最高，达到87.82分。

市场上有多种复合饮品，如核桃花生牛奶、南瓜胡萝卜汁等[8]，但结合脂溶性营养素和水溶性营养素的复合饮品还未出现。基于此，试验研究一款油类和果蔬汁复合饮品，为使油相与水相很好地结合并稳定保藏，需添加一定量的乳化剂，乳化剂的选择和使用根据产品的口感和黏稠度决定[9]，在果蔬汁中添加核桃油，使其更具特色、营养，加大消费者购买力，在满足营养需求的同时，也能为核桃油的开发利用和饮料企业的良好发展铺路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

核桃油（实验室压榨制得）；新鲜胡萝卜（市售）；蔗糖酯（食品级，新疆恒朝生物技术有限公司）；聚甘油脂肪酸酯（食品级，新疆恒朝生物技术有限公司）；羧甲基纤维素钠（食品级，江苏采薇生物科技有限公司）；黄原胶（食品级，南京松冠生物科技有限公司）；无水柠檬酸（食品级，新疆恒朝生物技术有限公司）；三氯甲烷（分析纯，新疆中泰化学股份有限公司）；冰乙酸（分析纯，河北利华生物科技有限公司）；碘化钾（分析纯，武汉远城科技发展有限公司）；硫代硫酸钠（分析纯，济南欧密生物科技有限公司）。

1.2 仪器与设备

万分之一电子天平（杭州艾普仪器设备有限公司）；磁力搅拌器（上海力辰邦西仪器有限公司）；榨汁机（九阳股份有限公司）；DK-8D数显恒温水浴锅（金坛市医疗仪器厂）；X7多功能酶标仪（上海闪谱生物科技有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程与操作要点

1.3.1.1 工艺流程

1.3.1.2 操作要点

1) 原材料预处理。胡萝卜经过清洗、切分后，为防褐变并提高出汁率，在水浴锅中100 ℃预煮5 min，榨汁后用4层纱布进行过滤，得到胡萝卜汁，备用。

2) 乳化。将核桃油与复合乳化剂混合均匀，在70 ℃下边搅拌边加入温水（温水应纯净无杂质[10]）直至形成均匀乳化体系。

3) 混合、调配。将白砂糖、柠檬酸、复合稳定剂加水溶解，缓慢加入乳化好的饮料中并充分搅拌。

4) 杀菌、冷却及检测。将饮料灌装、封口于洁净处理的玻璃瓶中，然后于水浴锅中杀菌处理10 min，逐级冷却，检验、贮藏[11]。

1.3.2 核桃油添加量的确定

初步确定以蒸馏水质量计，白砂糖6%、柠檬酸0.2%、复合稳定剂0.3%、复合乳化剂0.5%[12]的添加量保持不变，结合人体每日正常摄入的油量分析添加合理的核桃油量，分别添加5%，6%，7%，8%和9%的核桃油。核桃油与乳化剂在70 ℃均匀搅拌下缓慢加入温水，达到很好的乳化状态，乳化后加入胡萝卜汁中混合均匀。选取10名经过培训的品评员（5男5女，年龄30～45岁），进行感官品质评定，初步确定核桃油的添加量[13]。

1.3.3 乳化剂的确定

试验选用蔗糖酯和聚甘油脂肪酸酯，按一定比例将2种乳化剂混合并均质，发挥2种乳化剂的增效作用和优势。添加6%白砂糖、7%核桃油、0.2%柠檬酸、0.3%复合稳定剂，分别按一定添加量比例（0.15∶0.35，0.2∶0.3，0.25∶0.25，0.3∶0.2和0.35∶0.15）加入到饮料，确定最优的乳化剂添加比后，以0.40%，0.45%，0.50%，0.55%和0.60%的添加量添加复合乳化剂，通过感官评定等方式确定最佳添加量。

1.3.4 稳定剂的确定

样品属于酸性饮料，因此选择羧甲基纤维素钠与黄原胶作为复合稳定剂，更好地增强饮料的稳定性。添加6%白砂糖、7%核桃油、0.2%柠檬酸、0.5%复合乳化剂，在0.05∶0.25，0.1∶0.2，0.15∶0.15，0.2∶0.1和0.25∶0.05中确定最佳羧甲基纤维素钠与黄原胶的添加比，确定最佳稳定剂添加比后，分别以0.20%，0.25%，0.30%，0.35%和0.40%的添加量添加羧甲基纤维素钠与黄原胶，通过感官评定的方式确定最佳添加量。在140 ℃条件下测定其热稳定性。

1.3.5 白砂糖添加量的确定

砂糖用作甜味剂，增加饮料的甜味，以获得良好的口感。白砂糖添加量过少时，饮料甜味不足；添加量过多会腻，掩盖饮料的原味。因此，确定白砂糖的添加量很重要。查阅文献确定白砂糖添加范围，选取5个添加量作单因素，分别是4%，5%，6%，7%和8%，进行感官评定。

1.3.6 柠檬酸添加量的确定

柠檬酸作为酸度调节剂，调节饮料的酸度，同时还具有护色的作用[14]，但柠檬酸添加量过高会导致饮料的pH降低，若不注意添加量，会导致稳定性变差。参照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》[15]，添加合适的量以达到最优糖酸比，选取0.10%，0.15%，0.20%，0.25%和0.30%作为添加量，进行感官评定。

1.3.7 正交试验

在单因素试验基础上，进行正交优化试验，以A（白砂糖添加量）、B（柠檬酸添加量）、C（复合乳化剂添加量）、D（复合稳定剂添加量）为试验因素，采用L9(34)正交试验对核桃油胡萝卜汁复合饮料的配方进行优化[16]。

表1 L9(34)正交试验因素与水平 单位：%

1.3.8 稳定性及理化指标检测

1.3.8.1 光稳定性测定

光照试验是稳定性研究中的重要组成部分，考察样品对光的敏感性，对于产品的开发具有重要的指导意义，是产品包装选择和存储条件的依据之一。放置于太阳光下一段时间后，对比其颜色变化并观察稳定情况，用酶标仪测其吸光度，对比在510 nm暗处与光照下检测到的吸光度变化。

1.3.8.2 热稳定性测定

根据GB 5009.23—2016《食品安全国家标准 食品酸度的测定》中的pH计法测定，平行3次以减小误差。热稳定性检测考察样品是否能在高温条件下保持稳定不变质，设定不同温度将样品置于水浴锅中30 min，进行感官评分并观察是否发生明显变化，如颜色改变、出现明显分层、产生沉淀等。

1.3.8.3 过氧化值（POV）的测定

参照GB 5009.227—2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》[17]。

1.3.8.4 酸价的测定

参照GB 5009.229—2016《食品安全国家标准 食品中酸价的测定》[18]。

1.3.9 感官评定标准

表2 感官评定标准表

1.3.10 数据处理

试验平行重复3次（n=3），利用Origin 2018进行数据处理及绘图。

2 结果与分析

2.1 核桃油添加量的确定

如图1所示，10名品评员中有4名认为7%核桃油添加量为最佳，有3名对核桃油添加量为6%核桃油胡萝卜汁给予高分，有2名认为核桃油添加量8%的核桃油胡萝卜汁具有良好的风味，1名认为5%核桃油胡萝卜汁较好。通过评定初步确定核桃油添加量为7%，此时乳化状态达到最佳，饮料油香味及口感适中，并且结合人体每日摄入正常油量，该添加量符合添加标准。

图1 10名品评员认为的核桃油最优添加量

2.2 基本配方单因素试验

2.2.1 乳化剂添加量及添加比对饮料感官品质的影响

为达到更好的乳化体系，根据核桃油初步确定的添加量来确定乳化剂添加量及添加比例。2种乳化剂复合具有增效作用，能更好地发挥乳化剂乳化效果，保持溶液均匀无杂质。乳化剂的添加量影响乳化效果，添加量不够，溶液依旧呈现分层的状态，添加量过大会产生杂质。

从图2可看出，复合乳化剂添加量0.5%时，溶液均匀无杂质，乳化效果最佳。乳化剂添加量大于0.5%，虽将核桃油与胡萝卜汁乳化完全，却有不溶白色小颗粒；乳化剂添加量小于0.5%，乳化不完全，表面依旧有油滴存在。由图3可知，蔗糖酯添加量0.3%、聚甘油脂肪酸酯添加量0.2%时，乳化效果最明显，其他添加组合略差。

图2 复合乳化剂的添加量对饮料感官评分的影响

图3 蔗糖酯和聚甘油脂肪酸酯的添加比对饮料感官评分的影响

2.2.2 稳定剂添加量及添加比对饮料感官品质的影响热稳定性与光稳定性是考察饮料品质的重要标准[19]。添加稳定剂可增大饮料的黏度，从而减少沉淀，使饮料的稳定性得到大幅提升。使用2种稳定乳化剂复配有增效作用，能更好地增加稳定性，保持溶液均匀无杂质。从图4看出，稳定性随添加量增加呈先上升后下降趋势。复合稳定剂添加量0.3%时，稳定性较高；添加量高于0.3%时，稳定性虽增强，但口感较差；添加量低于0.3%时，稳定性变差，饮料出现沉淀。羧甲基纤维素钠添加量0.2%、黄原胶添加量0.1%时，饮料稳定性达到最佳；若黄原胶添加量增加，会导致饮料变黏稠，口感下降，甚至出现些许沉淀。

图4 复合稳定剂添加量对饮料感官评分的影响

图5 羧甲基纤维素钠与黄原胶添加比对饮料感官评分的影响

2.2.3 白砂糖添加量对饮料感官品质的影响

由图6可知，随着白砂糖添加量增加，饮料的感官品质呈现先上升后下降趋势。白砂糖添加量6%时，饮料甜度适中，感官评分最高；白砂糖添加量高于6%时，饮料口感过甜，香味被掩盖；添加量少于6%时，甜味不足，达不到最佳口感。

图6 白砂糖添加量对饮料感官评分的影响

2.2.4 柠檬酸添加量对饮料感官品质的影响

由通过确认的最优糖酸比和图7中数据可看出，柠檬酸添加量最优为0.2%，此时的复合饮品风味独特，具有酸甜可口的口感。当添加量大于0.2%时，酸味过重，影响口感；当添加量小于0.2%时，酸味不够，也达不到最佳糖酸比，口感欠佳。

图7 柠檬酸的添加量对饮料感官评分的影响

2.3 正交优化试验

由表3可知，A、B、C、D共4个因素对核桃油胡萝卜汁饮料的感官评分具有显著影响，它们对感官品质的影响程度为B＞A＞C=D，最优组合为A2B2C2D2，选择白砂糖添加量6%，柠檬酸添加量0.2%，复合稳定剂添加量0.3%，其中羧甲基纤维素钠添加量0.2%、黄原胶添加量0.1%，复合乳化剂添加量0.5%，其中蔗糖酯添加量0.3%、聚甘油脂肪酸酯添加量0.2%。此时的核桃油胡萝卜汁色泽鲜艳明亮，口感酸甜可口，并且有较好的稳定性。

表3 正交试验结果分析

2.4 最佳参数验证试验

根据正交试验优化结果得到的最佳配方进行试验，重复3次试验，进行感官评分，所得到的结果如表4所示。

表4 正交试验结果验证

与正交试验所得结果进行对比，验证试验所得到的感官评分高于正交试验，说明正交试验得到的最佳参数具有可行性。

2.5 稳定性检测结果与分析

2.5.1 光稳定性

将放置于太阳光下的核桃油胡萝卜汁与室内暗处存放的样品对比，结果发现颜色几乎无差别，放置1个月，设置对照组，用酶标仪测其吸光度，每隔2 d测1次，对比数据。

由图8可知，吸光度从3.0上升到4.0左右，吸光度变化很小，因此核桃油胡萝卜汁复合饮品光稳定性良好。

图8 吸光度随存放时间的变化

2.5.2 热稳定性

考虑到运输及存放过程中温度变化，设定不同温度于冰箱及水浴锅中放置30 min，观察现象并进行感官评分。

从图9可以看出，随着温度上升，感官评分会下降，如果温度过高，会出现煮烂的胡萝卜味，在现实情况下温度不会过高，因此在10～45 ℃下不会发生太大的变化，并观察现象无明显变化，因此热稳定性良好。

图9 温度对饮料感官评分的影响

2.6 理化指标检测结果与分析

2.6.1 过氧化值

经过放置一段时间后的观察和检测，国标中要求其过氧化值应≤0.15 g/100 g，测量其中3组消耗硫代硫酸钠标准溶液0.40，0.50和0.60 mL，计算其过氧化值，结果为0.016 8，0.022 5和0.028 5 g/100 g，根据放置不同时间的样品测定结果发现范围在0.016 8～0.041 5 g/100 g，不同时间的所有样品过氧化值均小于0.15 g/100 g，因此核桃油胡萝卜汁符合国标中过氧化值的要求。

2.6.2 酸价

根据滴定所需标准溶液的体积2.60 mL，试样添加量5.22 g，NaOH标准溶液浓度0.1 mol/L，NaOH摩尔质量39.996 g/moL。计算出酸价，结果为2.0 mg/g，参照GB 2716—2018《食品安全国家标准 植物油》，食用植物油酸价应≤3 mg/g，在标准范围之内，因此符合国标要求。

3 结论

以蒸馏水质量计，7%核桃油、6%白砂糖、0.2%柠檬酸、0.2%羧甲基纤维素钠、0.1%黄原胶、0.3%蔗糖酯、0.2%聚甘油脂肪酸酯为最佳配方。该饮料色泽鲜艳明亮呈橘红色；口感清爽，酸甜可口，无异味；经过对其稳定性与理化指标的测定，光稳定性、热稳定性良好，过氧化值与酸价也符合国家标准要求。