花青素复合饮料的研制及其抗氧化性评价

张嘉莉，梁智铬，徐幸炜，吴警芊，梁玉幸，王 硕

（广州工商学院工学院，广东 广州 510850）

在食品工业中，选择富含天然营养成分的原材料逐渐成为新宠。目前，美国已有60%的产品采用微胶囊技术，英国、意大利和德国在2010 年推出一批富含天然抗氧化成分的饮品。国内外以复合壁材包埋的花青素微胶囊为基础进行功能性饮品研发的综合性研究较少，对抗氧化功能性成分的筛选及抗氧化性评价研究缺乏，针对这种现状进行新产品开放并对产品配方进行工艺优化。花青素微胶囊功能性饮品的市场空缺大，为响应市场号召，研发出具有抗氧化能力和良好风味的饮品是未来功能性饮品发展趋势。

微胶囊在饮料产品应用推广较少主要考虑成本问题，产品已有一体化微胶囊包埋机设计为基础，将原本繁杂的包埋试验及所需的众多仪器改良为1台机器操作，一体化微胶囊包埋机可实现壁材对芯材的完全包埋，所制微胶囊颗粒均匀，生物利用率高。降低了仪器成本，同时有较高的微胶囊生产效率，产品原辅料可进行多配方筛选和优化，提升性价比和感官指标。

以酪蛋白与海藻酸钠复合壁材包裹的花青素微胶囊为主要功能性原料，以花青素微胶囊用量、豆奶用量、胡萝卜汁用量、复合糖浆用量为单因素，以感官评价为考查指标，通过正交试验确定最佳配方，进一步对抗氧化值进行评价[1]。

1 基于酪蛋白包埋花青素的复合果蔬汁的研制

1.1 试验材料

酪蛋白粉，沈阳奥派奇食品有限公司提供；原花青素粉，西安圣青生物科技有限公司提供；纯黄豆浆粉，广西梧州冰泉实业股份有限公司提供；低聚果糖、白砂糖、胡萝卜，均为市售。

1.2 试验仪器

ES500-1B 型电子天平，沈阳亮衡天平仪器有限公司产品；磁力搅拌器；DGJ-10C 型真空冷冻干燥机，上海博登生物科技有限公司产品；V1000 型分光光度计；打浆机，德国博朗公司产品；1 000 mL透明量杯、200 mL 透明量杯、均质机；TD5 型台式高速离心机，上海利鑫坚离心机有限公司产品；电磁炉，广东美的厨房电器制造有限公司产品。

1.3 工艺流程

1.3.1 花青素微胶囊的制备

称取花青素粉和酪蛋白粉（花青素粉∶酪蛋白粉= 1∶9） →混合溶于蒸馏水→搅拌均匀→倒入托盘内→预冻处理24 h→放入冷冻干燥箱内进行干燥处理48 h→制得花青素微胶囊粉末[2]。

1.3.2 饮料调配

①胡萝卜→清洗、去皮→切碎→预煮→打浆→过滤；

②花青素粉→溶解（1%）；

③豆浆粉→溶解；

④甜味剂（低聚果糖∶白砂糖=1∶1）；

①+②+③+④→调配→定容→均质→成品。

1.4 操作要点

1.4.1 称量

用电子天平精确称取各种原料和辅助材料，并单独放置备用。

1.4.2 原料预处理

挑选出优质的胡萝卜，并将称量好的胡萝卜清洗干净、去皮，将切丁置于沸腾的锅中，煮沸5 min后沥水捞出备用[3]。

1.4.3 豆浆的制备

为了防止凝聚，在杯中加入少量的纯净水。取出纯黄豆浆粉，倒入放有少量去纯净水中的杯中，淹没过黄豆浆粉。用搅拌工具将杯中的水和黄豆浆粉混合，防止结块。加入热水，彻底搅拌均匀水和黄豆浆粉备用[4]。

1.4.4 胡萝卜汁的制备

胡萝卜预煮，预煮5 min 后，待组织充分软化后，用打浆机打浆，然后用60 目绢布过滤，残渣加适量纯净水清洗，合并，最后定量至400 mL，备用。

1.4.5 花青素溶液的制备

取酪蛋白包裹的花青素粉0.5 g，溶于50 mL 纯净水中备用。

1.4.6 甜味剂的复配

取白砂糖和低聚果糖各10 g，完全溶解于100 mL纯净水备用[5]。

1.4.7 调配

用量杯对原料进行称量，并按试验比例进行调配均匀。

1.4.8 定容

将调配完的果蔬汁加入纯净水定容至1 000 mL。

1.4.9 均质

为保证饮料稳定性，用均质机均质处理，均质物料温度为50 ℃，均质压力为20 MPa，均质2 次。

2 试验方法

2.1 单因素试验

通过预试验了解到花青素用量、甜味剂用量、胡萝卜汁用量、豆奶用量对花青素复合饮料口感影响最大。通过单因素试验确定花青素用量、甜味剂用量、胡萝卜汁用量、豆奶用量，以感官评分标准测定成品的综合得分，确定花青素复合饮料的最佳配方。

2.1.1 花青素用量对花青素复合饮料感官的影响

确定其他因素用量，精确称量豆奶40 mL，胡萝卜汁80 mL，甜味剂20 mL，适量蒸馏水。花青素用量分别为150，200，250，300，350 mL，分5 组以相同的制作工艺制成花青素复合饮料。20 名评分员以感官评分标准进行评分，确定花青素的最佳用量。

2.1.2 甜味剂用量对花青素复合饮料感官的影响

确定其他因素用量，精确称量豆奶40 mL，胡萝卜汁80 mL，花青素200 mL，适量蒸馏水。甜味剂用量分别为10，15，20，25，30 mL，分5 组以相同的制作工艺制成花青素复合饮料。20 名评分员以感官评分标准进行评分，确定甜味剂的最佳用量。

2.1.3 豆奶用量对花青素复合饮料感官的影响

确定其他因素用量，精确称量胡萝卜汁80 mL，花青素200 mL，甜味剂20 mL，适量蒸馏水。豆奶用量分别为20，30，40，50，60 mL，分5 组以相同的制作工艺制成花青素复合饮料。20 名评分员以感官评分标准进行评分，确定豆奶的最佳用量。

2.1.4 胡萝卜汁用量对花青素复合饮料感官的影响

确定其他因素用量，精确称量豆奶40 mL，花青素200 mL，甜味剂20 mL，适量蒸馏水。胡萝卜汁用量分别为60，80，100，120，140 mL，分5 组以相同的制作工艺制成花青素复合饮料。20 名评分员以感官评分标准进行评分，确定胡萝卜汁的最佳用量。

2.2 正交试验

以单因素试验为基础，确定基本考查因素为胡萝卜汁、豆奶、花青素、复配甜味剂，以花青素天然植物复合饮料的感官评定为主要鉴定标准，选用L9（34）四因素三水平正交试验确定花青素天然植物复合饮料的最佳制作工艺参数。

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

2.3 感官评价方法

花青素天然植物复合饮料的品质用感官评定的形式，选择10 人组成品鉴小组，为了保证结果的准确性和客观性，这10 人从不同专业随机抽调。花青素天然植物复合饮料的感官评定总分为100 分，分别从饮料的色泽（满分20 分）、口感（满分30 分）、香气（满分20 分）、组织状态（满分30 分） 进行评定。其中，100～90 分评为优、89～80 分评为良、79～70 分评为中等、69～60 分评为合格、60 分以下为不合格。

感官评分见表2。

表2 感官评分

3 结果与分析

3.1 单因素试验结果

3.1.1 胡萝卜汁用量的确定

胡萝卜汁中含有丰富的胡萝卜素，而胡萝卜素是维A 的主要来源，胡萝卜素在肠道中经酶的作用后可变成人体所需的维A，还具有明目、美容、增强免疫力等多种功效。

胡萝卜汁用量对饮料品质的影响见图1。

图1 胡萝卜汁用量对饮料品质的影响

由图1 可知，当胡萝卜汁用量逐渐增多时，感官评分先升高后降低，由于随着胡萝卜汁用量的增加会增添胡萝卜的土腥味，从而影响产品的感官评分。当胡萝卜汁用量为100 mL 时，感官评分最高。

3.1.2 豆奶用量的确定

豆奶含有丰富的营养成分，其中蛋白质及微量元素镁较为丰富。此外，还含有维B1、维B2等。

豆奶用量对饮料品质的影响见图2。

图2 豆奶用量对饮料品质的影响

由图2 可知，当豆奶用量逐渐增多时，感官评分先降低后略升高，可能是因为随着豆奶用量的增加豆腥味加重。当豆奶用量为20 mL 时，感官评分最高。

3.1.3 花青素用量的确定

花青素又称花色素，是一种天然的抗氧化剂，能起到清除人体内自由基的作用，可以作为营养强化剂。目前，花青素在食品中可作为营养强化剂、食品防腐剂代替苯甲酸等合成防腐剂，且可作为食品着色剂应用于日常饮料和食品。

花青素用量对饮料品质的影响见图3。

图3 花青素用量对饮料品质的影响

由图3 可知，当花青素用量逐渐增多时，感官评分先升高后降低，可能是由于随着花青素用量的增加而略带苦涩味，而呈现先升高后降低的情况。当花青素用量为200 mL 时，感官评分最高。

3.1.4 甜味剂用量的确定

甜味剂配方为白砂糖和低聚果糖各10 g 并完全溶解于100 mL 纯净水中。白砂糖是食糖的一种，是日常生活中最广泛使用的食糖，也是最常用的甜味剂。低聚果糖具有低热值、无龋齿、促进双歧杆菌增殖、降血糖，改善血清脂质，促进微量元素吸收等优良生理功能[6]。

甜味剂用量对饮料品质的影响见图4。

图4 甜味剂用量对饮料品质的影响

由图4 可知，当甜味剂用量逐渐增多时，感官评分先降低再升高后降低。当甜味剂用量为20 mL 时，感官评分最高。

3.2 正交试验结果分析

在单因素试验的基础上，采用感官评分作为考核指标并结合营养价值的综合考虑，以500 mL 来定容，在外部条件与机器设备一定的情况下，将胡萝卜汁用量（A）、豆奶用量（B）、花青素用量（C）、甜味剂用量（D） 作为正交试验因素进行试验以确定饮料的最佳制作工艺参数。根据单因素试验的结果，在正交试验中胡萝卜汁用量（A） 试验号1，2，3 的用量分别为80，100，120 mL；豆奶用量（B） 试验号1，2，3 的用量分别为20，30，40 mL；花青素用量（C） 试验号1，2，3 的用量分别为150，200，250 mL；甜味剂用量（D） 试验号1，2，3 的用量分别为15，20，25 mL。由表3 分析可知，4 个因素对饮料品质影响强度的顺序为A＞D＞B＞C，即胡萝卜汁用量＞甜味剂用量＞豆奶用量＞花青素用量；9 组正交试验中感官评分最高的组合为A3B1C3D2，评分为76.2 分，即胡萝卜汁用量（A） 为120 mL，豆奶用量（B） 为20 mL，花青素用量（C） 为250 mL，甜味剂用量（D） 为20 mL；由K 值得，胡萝卜汁用量（A） 最优水平为，评分为70.70 分，即胡萝卜汁用量（A） 为120 mL；豆奶用量（B） 最优水平为，评分为69.53 分，即豆奶用量（B） 为20 mL；花青素用量（C） 最优水平为，评分为67.67 分，即花青素用量（C） 为150 mL；甜味剂用量（D） 最优水平为，评分为68.60 分，即甜味剂用量（D）为25 mL。各因素最优水平所得组合为A3B1C1D3，即胡萝卜汁用量（A） 为120 mL，豆奶用量（B） 为20 mL，花青素用量（C） 为150 mL，甜味剂用量（D） 为25 mL。感官评分最高的组合与各因素最优水平所得组合不一致，需进一步进行验证试验。在3 组平行试验后，得出最终最佳配方组合为A3B1C1D3。

基于酪蛋白包埋花青素功能性饮品工艺优化正交试验结果与分析见表4。

表4 基于酪蛋白包埋花青素功能性饮品工艺优化正交试验结果与分析

由表4 方差分析可知，p 值小于0.05，所以对产品有显著性影响，即以产品定容至1 000 mL 计，胡萝卜汁用量（A） 为120 mL，豆奶用量（B） 为20 mL，花青素用量（C） 为150 mL，甜味剂用量（D） 为25 mL。

3.3 总抗氧化能力评价

该饮料产品总抗氧化能力测定应用FRAP 法，以饮料配方花青素添加量为变量进行总抗氧化性测定。而FRAP 法常用于血浆、血清、唾液、尿液等各种体液，细胞或组织等裂解液、植物或中草药抽提液或各种抗氧化物溶液的总抗氧化能力的检测。

吸光度及抗氧化能力测定试验结果见图5。

图5 吸光度及抗氧化能力测定试验结果

由图5 可知，该饮料总抗氧化性与花青素浓度呈正相关。