桦树汁椰子水复合果汁饮料的研制

范广菊

承德九龙醉酒业股份有限公司（承德 067000）

桦树（Betula platyphyllaSuk），为桦木科桦木属落叶乔木，树皮白色光滑，可分层拨下。其适应能力强，喜欢阳光，耐严寒，在我国主要分布于东北（大兴安岭、小兴安岭、长白山等）地区，华北地区的河北省承德市丰宁满族自治县分布也很广。桦树汁是每年初春时节在成年桦树的树干上钻孔而自然流出来的新鲜汁液，呈透明无色或浅黄色，无沉淀及杂质，具有淡淡的桦树清香[1]。桦树汁苦、平、无毒[2]，营养价值高，素有“血液的清道夫”“人类健康的保护神”等美誉，富含人体所需的多种氨基酸、维生素、脂肪酸，钙、镁、钾、钠、磷、锗、硒等矿物质元素[3-5]，以及桦脂醇、脂肪酸、鞣质、多糖类、皂苷[6]、桦木苷、桦木素[7]、桦皮脑[8]等成分，具有止咳、化痰、平喘、消炎[6]、清热利湿、消肿解毒[9]、利尿[7]，治疗贫血、外伤、肺结核、浮肿、膀胱炎、湿疹、关节炎、肾结石等[10]，促进生长发育、消除自由基、调节神经系统[11]、抗疲劳[12]等功效。

椰子水为椰子（Cocos nuciferaL.）腔内的液体胚乳，占全果质量的22%~25%[13]，是一种营养丰富的天然饮料[14]，主要成分有碳水化合物、矿物质和氨基酸[15]，极易被消化吸收[16]，具有增强肾脏血液循环、利尿[14]等作用。

赤藓糖醇为白色、光亮粉末或结晶，属于填充型甜味剂，甜度是蔗糖的60%~70%。其吸湿性低、结晶性好，对热和酸十分稳定。赤藓糖醇甜味纯正、特性好，与蔗糖的甜味特性接近，无不良后苦味[17]。因为赤藓糖醇不被人体酶系列代谢，因此不会影响正常的糖代谢，是国际上非常受欢迎的一种天然甜味剂。甜菊糖苷是从甜叶菊中提取的一类高甜度、低热量、对人体无不良反应的天然产物，甜度是蔗糖的200~300倍，热值只有蔗糖的1/300[18]，对肥胖、高血压、糖尿病、心脏病等有一定辅助治疗作用。

桦树汁和椰子水均是营养价值较高的天然饮料，且口感清爽、风味独特但不浓郁。同时，复合果汁饮料及无蔗糖饮料是近年来饮料行业的主要发展趋势之一。因此，试验以桦树汁为主要原料，椰子水、赤藓糖醇、甜菊糖苷、一水柠檬酸、柠檬酸钠等为辅料，研发一款酸甜可口、色泽清爽、风味独特的桦树汁椰子水复合果汁饮料，以满足消费者的饮食需求，为桦树汁的应用和复合果汁饮料的研发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

桦树汁，承德九龙醉酒业股份有限公司提供，在0~5 ℃下低温贮存；椰子水，海南越王头生椰水；赤藓糖醇，食品级，购自诸城东晓生物科技有限公司；甜菊糖苷（200倍），食品级，购自武汉市华甜生物科技有限公司；一水柠檬酸、柠檬酸钠，食品级，购自潍坊英轩实业有限公司；水，符合国家饮用水标准。

1.2 仪器与设备

ME204E-02电子天平[梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司]；PHS-3CW pH酸度计（上海般特仪器制造有限公司）；2WA-J阿贝折光仪（上海光学仪器五厂）；DC-UHT-20实验型超高温杀菌机（上海达程实验设备有限公司）；DL-1电磁炉（电子万用炉，北京市永光明医疗仪器有限公司）；RPL-10高速搅拌罐（天河轻工设备阀门厂）。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

赤藓糖醇、甜菊糖苷、柠檬酸钠→溶解→混合→ 桦树汁、椰子水↗

过滤→加酸（一水柠檬酸）→定容→过滤→超高温（UHT）瞬时灭菌→灌装→成品

1.3.2 操作要点

在高速搅拌罐中加入85~90 ℃纯水，加入赤藓糖醇、甜菊糖苷和柠檬酸钠，搅拌溶解5~10 min，至无肉眼可见颗粒为止；按比例加入桦树汁和椰子水，混合搅拌2~3 min，经0.075 0 mm（200目）孔筛过滤，泵入配料罐。调酸：配料罐中料液以常温水定容至90%，搅拌5 min；将一水柠檬酸用常温纯净水配成10%左右溶液，缓慢加入调配罐（3~5 min）。定容：加入常温纯水定容至刻度，搅拌5 min。过滤：料液经0.048 mm（300目）孔筛过滤。UHT杀菌：118 ℃，10 s。灌装：25 ℃无菌罐装。

1.4 试验设计

1.4.1 单因素试验设计

在前期试验基础上，固定试验条件：甜菊糖苷添加量0.1%、柠檬酸钠添加量0.03%，杀菌条件118 ℃、10 s。选取影响产品质量的4个因素，即桦树汁与椰子水质量比、复合果汁与水质量比、一水柠檬酸添加量、赤藓糖醇添加量，按照以下配方设计单因素试验，以确定各个因素最适宜的范围值。

1.4.1.1 复合果汁（桦树汁+椰子水）组分质量比对饮料品质的影响

在复合果汁与水质量比3︰7，赤藓糖醇添加量5.0%，一水柠檬酸添加量0.1%，甜菊糖苷添加量0.1%，柠檬酸钠添加量0.03%，杀菌条件118 ℃，10 s条件下，按照桦树汁与椰子水质量比1︰1，2︰1，3︰1，4︰1，5︰1制作复合果汁，按照工艺流程进行单因素试验。通过感官评价，分析并确定复合果汁各组分质量比对饮料品质的影响及最适宜的质量比范围。

1.4.1.2 复合果汁与水质量比对饮料品质的影响

在桦树汁与椰子水质量比2︰1，赤藓糖醇添加量5.0%，一水柠檬酸添加量0.1%，甜菊糖苷添加量0.1%，柠檬酸钠添加量0.03%，杀菌条件118 ℃，10 s条件下，按照复合果汁与水质量比1︰9，2︰8，3︰7，4︰6和5︰5制作复合果汁，按照工艺流程进行单因素试验。通过感官评价，分析并确定复合果汁与水质量比对饮料品质的影响及最适宜的质量比范围。

1.4.1.3 一水柠檬酸添加量对饮料品质的影响

在桦树汁与椰子水2︰1质量比，复合果汁与水质量比3︰7，赤藓糖醇添加量5.0%，甜菊糖苷添加量0.1%，柠檬酸钠添加量0.03%，杀菌条件118 ℃、10 s条件下，按照一水柠檬酸添加量0.06%，0.08%，0.10%，0.12%和0.14%制作复合果汁，按照工艺流程进行单因素试验。通过感官评价，分析并确定一水柠檬酸添加量对饮料品质的影响及最适宜的添加量范围。

1.4.1.4 赤藓糖醇添加量对饮料品质的影响

在桦树汁与椰子水质量比2︰1，复合果汁与水质量比3︰7，柠檬酸添加量0.1%，甜菊糖苷添加量0.1%，柠檬酸钠添加量0.03%，杀菌条件118 ℃，10 s条件下，按照赤藓糖醇添加量2.0%，3.0%，4.0%，5.0%和6.0%制作复合果汁，按照工艺流程进行单因素试验。通过感官评价，分析并确定赤藓糖醇添加量对饮料品质的影响及最适宜的添加量范围。

1.4.2 正交试验

在单因素试验结果的基础上，选择合适的因素水平进行L9(34)的正交试验。以感官品质评价标准为依据，以影响桦树汁椰子水复合果汁饮料质量的4个因素设计正交试验，正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计

1.5 感官品质评分标准

根据感官评价标准，随机选取嗅觉和味觉敏感、无不良嗜好的食品专业人士男、女5人组成评审小组，采用盲样评定法对复合果汁饮料的组织状态、色泽、风味及口感进行评分

1.6 理化指标检测

可溶性固形物含量的测定（阿贝折光计法），测定具体参照 GB/T 12143—2008；pH的测定，使用pH 计测定；总酸的测定，总酸测定采用酸碱指示剂滴定法。测定具体参照 GB 12456—2021。

1.7 微生物菌落总数的测定

菌落总数、大肠菌群、霉菌、酵母菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌的检测按着GB 4789—2016食品微生物学检验规定进行，

1.8 数据分析

单因素试验每个处理组重复3次，正交试验每个处理组重复3次，采用Microsoft Excel进行数据整理、分析。

2 结果与分析

2.1 果汁原汁理化指标的测定

按1.6小节的方法，对桦树汁、椰子水的可溶性固形物含量、总酸和pH进行测定。果汁原汁理化指标见表2。

表2 果汁原汁理化指标

由结果可知，桦树汁可溶性固形物含量为0.25%，总酸为0.04 g/kg，pH为5.51。椰子水可溶性固形物含量为5.2%，总酸为0.75 g/kg，pH为4.54。两种果汁原汁均为酸性。

2.2 单因素试验

由图1可知，随着桦树汁与椰子水质量比增加，感官评分呈先上升后下降的趋势。当桦树汁与椰子水质量比为1︰1时，桦树汁的风味较弱，以椰子水的风味为主。随着桦树汁比例增加，质量比为2︰1，桦树汁与椰子汁的独特风味较为协调，感官评分最高，为86.1分。当质量比增至3︰1以上时，饮料风味逐渐失调，椰子水的风味逐渐不明显。

图1 复合果汁各组分质量比对饮料品质的影响

由图2可知，随着复合果汁与水质量比增加，感官评分呈先上升后下降的趋势。当复合果汁占比较低时，饮料的果汁风味较弱，风味清淡。随着复合果汁的比例增加，达到3︰7，桦树汁与椰子汁的独特风味较为协调，感官评分最高，为88.6分。当复合果汁的占比继续增加时，饮料风味逐渐失调，果汁风味太过于浓郁，产生不愉快的感受。

图2 复合果汁与水质量比对饮料品质的影响

由图3可知，随着一水柠檬酸添加量的增加，感官评分呈先上升后下降的趋势。当柠檬酸添加量比较低时，整体风味偏甜。随着柠檬酸添加量增加，达到0.08%，饮料的酸甜适中，滋味可口，风味协调，感官评分最高，为84.2分。当柠檬酸添加量继续增加时，整体风味偏酸。

图3 一水柠檬酸添加量对饮料品质的影响

由图4可知，随着赤藓糖醇添加量的增加，感官评分呈先上升后下降的趋势。当赤藓糖醇添加量比较低时，整体风味偏酸。随着赤藓糖醇添加量增加，达到5.0%，饮料的酸甜适中，滋味可口，风味协调，感官评分最高，为86.1分。当赤藓糖醇添加量继续增加时，整体甜味略重，掩盖了饮料本身的独特风味。

图4 赤藓糖醇添加量对饮料品质的影响

2.3 优化试验

2.3.1 正交试验

通过单因素试验确定每个因素的取值范围及水平数，以感官评分为指标，进行L9(34)正交试验，正交试验极差结果见表3。

表3 L9(34)正交试验结果分析表

由极差分析结果可知，影响饮料感官评分的因素主次顺序为一水柠檬酸添加量（C）＞桦树汁和椰子水配比（A）＞复合果汁和水的配比（B）＞赤藓糖醇添加量（D），最优水平组合为A2B2C3D1，即桦树汁与椰子水质量比2︰1，复合果汁与水质量比3︰7，一水柠檬酸添加量0.1%，赤藓糖醇添加量5.0%。

2.4 成品品质检测

2.4.1 感官指标

外观组织状态：质地良好，均匀一致；无沉淀，无杂质，无分层，无絮状物。

色泽：浅白色，半透明，明亮有光泽。

风味：具有桦树汁和椰子水特有的香气，无异味，无不适感，清新宜人。

口感：口感细腻，酸甜适中，滋味可口。

2.4.2 理化指标

按1.6小节的方法，对桦树汁椰子水复合果汁饮料的可溶性固形物含量、总酸和pH进行测定。成品理化指标见表4。

表4 桦树汁椰子水复合果汁饮料理化指标

由结果可知，桦树汁椰子水复合果汁饮料的可溶性固形物含量为5.6%，总酸为1.1 g/kg，pH为3.72。

2.4.3 微生物指标

菌落总数未检出，符合国标要求。

3 结论

通过单因素试验及正交试验，以组织状态、色泽、风味和口感4个指标进行综合评分，在研制过程中优化配比，确定桦树汁椰子水复合果汁饮料的最佳工艺配方：桦树汁与椰子水质量比2︰1，复合果汁与水质量比3︰7，即桦树汁、椰子水、水质量比2︰1︰7；其他原料添加量，按桦树汁、椰子水和水的总质量为标准，赤藓糖醇添加量（按质量比算）5.0%，甜菊糖苷添加量（按质量比算）0.1%，一水柠檬酸添加量（按质量比算）0.1%，柠檬酸钠添加量（按质量比算）0.03%，118 ℃杀菌10 s，25 ℃无菌罐装。通过该工艺配方制得的产品感官评分最高，营养丰富、口感柔和细腻、酸甜可口、无异味，有桦树汁和椰子水特有的风味和香气。该饮料中可溶性固形物含量5.6%，总酸1.1 g/kg，pH 3.72。此款桦树汁椰子水复合果汁饮料能够符合现代人健康的饮食需求，具有广阔的市场前景和开发价值，为桦树汁资源的深加工和开发利用，以及桦树汁饮料的工业化生产提供一定技术参考，也为消费者对天然、健康、绿色饮品的需求提供新选择。