復合飲料加工工藝論文范文

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1材料與方法

1.1材料與儀器天麻(烏天麻)產自重慶市萬州區天城鎮老巖村天麻種植基地，土中挖出后挑選中等大小、無明顯蟲害和腐爛的天麻塊莖1h內運回實驗室，用蒸餾水仔細洗凈平鋪風干；特級無霉變和病蟲害的干制玫瑰花茶和茉莉花茶，購自福建春倫茶葉集團；綠茶品種為黃山毛峰，購自黃山市歙縣徽茗茶廠。果膠酶：深圳市綠微康生物工程有限公司；ZTC1+1-II型澄清劑：北京正天成澄清技術有限公司；蔗糖(白砂糖)、檸檬酸、卡拉膠均為食品級；高通量組織研磨機：Scientz-192型，寧波新芝生物科技股份有限公司；小型高壓均質機：APV1000型，APV公司；立式滅菌鍋：YXQ-LS-30S型，上海精密儀器儀表有限公司；三合一灌裝機：JBJX-12-12-1型，河南鄭州九博灌裝機械有限公司；pH計：PHS-25B型，鄭州市滎陽華盛儀器廠；高效液相色譜儀：LC-20A型，日本島津公司；分光光度計：UV-1600型，上海美譜達儀器有限公司。

1.2試驗方法

1.2.1工藝流程

1.2.2操作要點(1)天麻汁制備方法：將新鮮天麻洗凈去皮仔細切成小塊后用蒸餾水浸泡，隨后取浸泡過的天麻加入蒸餾水后用榨汁機打漿至無明顯顆粒，按比例分別加入0.25%、0.5%、0.75%和0.1%的果膠酶并用恒溫水浴鍋在30~40℃下保溫1~2h；將酶解過的天麻漿在80℃下水浴保溫1h以鈍化果膠酶活性；最后將滅酶的天麻漿離心(4000r/min，10min)后用3層紗布過濾，取淺白色天麻汁冷藏備用。以天麻汁中天麻素為指標設計混合正交試驗L8(4×24)來確定最適宜果膠酶添加量及酶解條件，混合正交試驗因素水平見表1。(2)花草茶浸提液的制備：按1:1:1的比例稱取干制玫瑰花茶、茉莉花茶和綠茶并仔細粉碎。為防止風味物質的揮發，先將混合干制茶按1:60的液料比用10℃蒸餾水冷浸30min，隨后用200目篩網過濾；將濾渣按1:40的液料比用85℃熱水浸泡20~60min，用200目篩網過濾后合并2次濾液，冷藏備用。以總酚含量和DPPH•自由基清除率為指標選擇最優復提時間。(3)混合調配：以上述天麻汁和花草茶浸提液的制備方法為基礎，將天麻汁、花草茶浸提液、蔗糖、檸檬酸和卡拉膠作為因素設計L16(45)正交試驗，以綜合感官分數為評價指標，尋找最優調配方案。復合飲料調配工藝的正交試驗因素水平見表2。(4)澄清：用ZTC1+1-II型綠色澄清劑對調配飲料進行澄清操作。根據朱丹等[11]的方法制備A和B組分黏膠液。以澄清劑濃度配比、澄清溫度和時間為因素設計L9(34)正交試驗，以澄清度為依據確定最適澄清工藝。澄清工藝的正交試驗因素水平見表3。(5)均質、脫氣：用均質機在20~22Mpa、50~60℃的條件下對復合飲料進行均質化處理后用真空泵抽真空至0.05~0.2MPa脫氣1h。(6)精濾、灌裝、消毒：脫氣后的復合飲料用中空纖維絲材質的超濾膜進行精濾；隨后用250mL玻璃瓶進行灌裝，經巴氏消毒后即得成品，4℃下冷藏。

1.3指標測定

1.3.1天麻素的測定天麻素的提取和測定根據吳春敏等[12]的方法進行，修改如下：取10mL樣液加入20mL50%冷乙醇溶液后小心振蕩，隨后冷凍離心10min(4000r/min、4℃)以析出蛋白質及多糖，取上清液用50%冷乙醇定容至50mL，隨后在40℃的條件下回流提取2.5h，共提取3次，合并提取液后于40℃下旋轉蒸發直至乙醇全部揮發，殘留組分用乙腈溶液定容至50mL，再經0.45μm孔徑纖維膜微濾，濾液用于HPLC分析。島津LC-20A型高效液相色譜儀測定天麻素含量，Nova-PakC18(250mm×4.6mm，10μm)色譜柱，柱溫40℃，進樣量15μL，流動相10%乙腈，在流速0.8mL/min下洗脫60min，在220nm下測定天麻素含量。

1.3.2總酚的測定取10mL樣液加入15mL冷丙酮并振蕩混勻，冷凍離心后取上清液過C18Sep-Pak小柱后定容至25mL，根據Flion-Ciocalteu法測定樣液總酚含量。

1.3.3DPPH•自由基清除率的測定以DPPH•自由基清除率來評價復合飲料抗氧化活性。DPPH•自由基清除率根據Duan等的方法進行測定，結果以DPPH•自由基清除百分率來表示。

1.3.4澄清度的測定根據朱丹等[11]的方法測定復合飲料的澄清度，結果以215nm下透光度表示。

1.3.5感官評定選擇20名年齡在20~40歲的經過訓練的檢驗員(男女各10名)，分別在獨立檢驗室(統一白色光線)內對復合飲料進行感官評定。評定內容依據GB/T21733—2008茶飲料國標，從滋味、風味、色澤和澄清度等4個方面進行打分，結果以平均數表示，標準及分值分布見表4。

1.3.6質量指標測定分別按GB/T4789.2—2010、GB/T4789.3—2010、GB/T4789.15—2010和GB4789.18—2010方法檢測復合飲料中細菌總數、大腸桿菌、酵母菌和霉菌以及致病菌數量；按GB5009.11—2010、GB5009.12—2010和GB5009.13—2010測定復合飲料中砷、鉛和銅含量；用手持WYT-4型折光儀測定復合飲料中可溶性固形物含量；用PHS-25B型pH計測定pH值。

1.4數據統計運用SAS8.2軟件進行統計分析，用鄧肯法進行顯著性檢驗，5%為顯著水平，1%為極顯著水平。

2結果與分析

2.1天麻汁制備工藝的優化天麻在粉碎、打漿和榨汁的過程中，其功能性成分天麻素會有較大損失。采用合適的酶解工藝可最大限度提取粗物料中的天麻素，維持天麻汁中天麻素含量的相對穩定。酶解效果主要受加酶量、酶解溫度、時間和液料比等因素的影響，其中加酶量是影響酶解效果的首要因素。因此，本試驗將加酶量設定為4個水平來設計混合正交試驗，以酶解后的天麻素含量為依據對酶解工藝進行分析，其結果見表5。通過表5中的極差R值可知，各酶解因素對天麻素含量的影響順序是：加酶量>酶解溫度>時間>液料比；而從實際測定值的分析可知，天麻汁酶解工藝的最優條件組合為：A4B2C2D2，即加酶量0.1%、酶解溫度50℃、酶解時間2h、料液比1:60。由于該最優的酶解工藝組合不包括在表5中的8組試驗設計中，因此以相同試驗條件并采用最優工藝重復進行5次驗證試驗，得出天麻素提取量為23.1mg/L，高于8組試驗最大值21.9mg/L，因此驗證A4B2C2D2為最優酶解工藝。

2.2花草茶浸泡時間的優化浸泡是有效提取花草茶多酚類物質的手段，低溫初提和高溫復提的二次提取法是現行提取效率較高的方法，本研究中低溫初提溫度為10℃而高溫復提溫度85℃；但考慮到高溫復提對于提取液中茶多酚含量影響更大，因此以花草茶浸提液中總酚含量和DPPH自由基清除率為依據對高溫復提時間進行優化。如圖1所示，花草茶浸提液中總酚含量和DPPH自由基清除率均隨高溫復取時間的延長而呈現先上升后下降趨勢，當浸泡時間在40min內時，花草茶浸提液中總酚含量和DPPH自由基逐漸上升并達到峰值；而當浸泡時間超過40min后，總酚含量和DPPH自由基逐漸下降。因此，花草茶最佳高溫復提時間為40min，此時提取液中酚類物質含量和抗氧化活性最高。

2.3天麻花草茶復合飲料調配工藝的優化基于天麻汁和花草茶制備工藝優化的基礎上，添加增加風味的蔗糖和檸檬酸以及改善穩定性的卡拉膠，以復合飲料的感官分數為指標，設計相關正交實驗來進行優化調配方案，其結果見表6。從表中極差R值可知，天麻汁加入量對復合飲料感官分數的影響最大，其次分別為檸檬酸、花草茶浸提物、蔗糖和卡拉膠。各因素添加水平的最優工藝組合為：A1B3C2D2E3，即天麻提取物40mL、花草茶浸提液100mL、蔗糖10g、卡拉膠0.002g、檸檬酸0.2g。由于該最優的工藝組合不包含在表6中的16組試驗設計中，在以上相同試驗條件下采用最優配方重復進行5次驗證試驗，得出復合飲料的感官評定平均分數為93.3，高于16組試驗最大值92.4，因此驗證A1B3C2D2E3為最優調配組合。

2.4最優澄清工藝的選擇表7為天麻花草茶復合飲料澄清工藝的正交試驗結果，通過極差R值可知，ZTC天然澄清劑配比對復合飲料澄清效果影響最大，其次為澄清時間和溫度。各因素的最優工藝組合為A2B2C3：即先加入2%濃度的澄清劑A組分，40℃水浴2.5h，隨后加入4%濃度的澄清劑B組分并在30°C水浴保溫3h。按此工藝進行澄清處理后，復合飲料澄清度為0.954，符合飲料的澄清度標準(高于95%)。

2.5天麻花草茶復合飲料質量指標

2.5.1產品質量指標按優化工藝試制的天麻花草茶復合飲料呈均勻淺粉色、透明澄清、無絮狀沉淀和分層現象，無雜質；口感圓潤、酸甜適中，茶香濃郁且略帶天麻特有的清爽香氣；無異味。2.5.2理化指標：可溶性固形物含量12.8%；pH4.91；砷、鉛、銅殘留量均小于國標GB/T19296—2003規定。

2.5.3微生物指標測定結果按照國標GB/T4789方法對滅菌后的復合飲料的衛生狀態進行評價。檢測結果顯示：細菌總數≤100cfu/mL；大腸菌群≤6MPN/100mL；霉菌≤10cfu/100mL；酵母≤10cfu/100mL；致病菌：未檢出。因此，本產品的衛生狀態滿足國標GB/T19296—2003規定。

2.6天麻花草茶復合飲料功能性評價如表8所示，本試驗所制得的天麻花草茶復合飲料富含天麻素，且總酚含量和DPPH自由基清除率顯著(P<0.05)高于市售主要綠茶或茉莉花飲料，由于酚類物質和天麻素均有較強保健效果，因此本產品功能性明顯高于市售主要綠茶或茉莉花飲料。同時，天麻花草茶復合飲料中天麻素和總酚含量與天麻汁中天麻素和花草茶中總酚含量分別相比無顯著(P>0.05)差別，說明在本復合飲料加工過程未造成明顯的功能性成分損失。

3結論

本研究通過單因素試驗和正交試驗對花草茶浸泡時間、天麻汁的酶解條件、復合飲料調配和澄清工藝進行了優化。天麻汁最優酶解條件為：加酶量0.1%、酶解溫度50℃、酶解時間2h、料液比1:60；花茶草在85℃下的最優浸提時間為40min；復合飲料調配最優工藝為：天麻提取物40mL、花草茶浸提液100mL、蔗糖10g、卡拉膠0.002g、檸檬酸0.2g；復合飲料最優澄清工藝：加入2%濃度的澄清劑A組分在40℃下水浴2.5h，隨后加入4%濃度的澄清劑B組分并在30℃水浴保溫3h。澄清后的產品在20~22MPa、50~60℃的條件進行均質化處理后脫氣，再經精濾、灌裝和巴氏消毒，即得成品。制得的天麻花草茶復合飲料色澤呈均勻淺粉色，風味獨特，清新怡人，較好的保留了天麻清爽的口感和花草茶固有的天然香氣；且本復合飲料富含天麻素和多酚類等功能性成分，具有較高的抗氧化活性和生物活性(總酚含量為653.2mg/L、天麻素含量為22.19mg/L、DPPH自由基清除率為95.8%)，因而具有一定的保健價值。

作者：汪開拓夏情燕馬莉甄卓敏單位：昆明地質勘查院