山楂为蔷薇科山楂属植物,是我国的特产果树, 栽培历史悠久,利用其鲜食、入药和加工的历史已近3 000年。山楂种质资源丰富,中药多用山里红(Crataegus pinnatfida Bge.Var.major N.E.Br.) 及山楂(Crataegus pinnatifida Bge.)的干燥成熟果实,含有酸类、蛋白质、糖类、黄酮类化合物、三萜类化合物、维生素C等化学成分,其中山楂黄酮类成分能增强机体抗氧化能力,一直以来被认为是对心血管疾病具有保护作用的主要物质[1-2],具有较强的清除自由基、抗氧化、健胃消炎、降血脂、降血压、改善微循环、扩张血管等功效[3-8]。红枣(Zizyphus jujuba),是鼠李科(Rhamnaceae)枣属植物枣树(Ziziphus jujube Mill)的果实。我国红枣的种植历史可追溯至约8 000年前,其药用价值早在《名医别录》、《本草纲目》、《齐民药术》、《百华子本草》等中就有记载,味甘性温,入心、脾、胃经,久食有补气、养血、益脾胃、通九窍、和百药、润肤养颜、益智延年、养生保健等功效[9-10]。
超微粉碎技术是利用特殊的粉碎设备,对物料进行碾磨、冲击、剪切等,将粒径3 mm以上的物料粉碎至粒径为10 μm~25 μm以下的微细颗粒,这种新的物料加工方法将推动我国食品科学的快速发展,从而给人类的生活带来深远影响[11-12]。经超微粉碎后的食品原料,细胞壁破坏,胞内有效成分尽可能多地暴露出来,提高了原料再加工和成品食用过程中溶出速率和溶出总量,体现在营养成分的溶出率会不同程度地增加,相关的营养性能增强、功能成分的变化以及蛋白质的高级结构发生改变[13-14]。而固体饮料具有便于携带、易于保存、饮用方便和营养丰富等特点[15]。显然,与传统的液体饮料相比,固体饮料的质量与体积显著减少,速溶性好,应用范围广;包装简易,运输方便。
近年来,高血脂的发生率呈明显上升趋势[16-17],同时人们对山楂与红枣的营养保健价值予以认可,山楂和红枣均为药食两用的果品。本文采用山楂与红枣超微果粉,通过单因素和正交试验得出最佳工艺参数,本品酸甜适中、养胃消食,经常饮用会起到一定的营养保健作用[18-19]。
新鲜山楂:购于翠施农家产地,个体饱满,酸甜可口;加州原野和田枣、白砂糖:天津市家乐福超市;柠檬酸:廊坊英轩实业有限公司;麦芽糊精、羧甲基纤维素钠(carboxy methyl cellulose sodium,CMC-Na)卡拉胶:商丘耕道电子商务有限公司。
FA2004型电子天平:北京塞多利斯仪器有限公司;FW100型高速万能粉碎机:天津市泰斯特仪器有限公司;DHG-9245A型电热鼓风干燥箱:上海一恒科学仪器有限公司;CW0500型超微粉碎机:江阴市康和机械制造有限公司。
1.3.1 工艺流程
山楂、红枣→清洗→去核、切片→干燥→粗粉碎→超微粉碎→配料→过筛→杀菌→包装→成品
1.3.2 操作要点
1)原料的挑选与清洗:选择无变霉新鲜的山楂、红枣进行清洗,晾干。
2)去核、切片、干燥:将山楂、红枣切片去核后放置于干燥箱中,在60℃恒温条件下烘干。
3)粗粉碎:将干燥的山楂片与红枣片分别放置于高速万能粉碎机进行研磨,功率460 W,每次打粉15 s,间隔 2 min,共打粉 3次。
4)超微粉碎:将经粗粉碎的山楂粉与红枣粉分别放置于超微粉碎机进行粉碎,粉碎10 min~25 min。
5)配料、过筛:将原辅料按单因素和正交试验配方比例充分混合,过60目筛。
6)杀菌:将配比好的粉末在紫外光下灭菌。7)包装:密封包装得到成品。
1.3.3 产品的感官评定标准
取产品12 g左右,加入150 mL热水,搅拌均匀后饮用。
选取色泽、口感、组织状态、风味4个指标最为产品感官评定的考察指标。(以100分为满分)见表1。
表1 感官评定标准
Table 1 Standard of sensory evaluation
项目 评分标准 得分色泽(30) 深色,色泽均匀 30~20颜色过深或过浅,色泽不匀 19~10色泽不匀,有杂色 9~0口感(30) 清新爽口,酸甜适中,细腻均匀 30~20较爽口,偏酸或偏甜,较细腻 19~10过酸或过甜,有颗粒感 9~0组织状态(20) 分散度好,细腻均匀 20~15分散度较好,较细腻 14~10分散度不太均匀,有颗粒感 9~0风味(20) 香气浓郁,有二者混合的香味 20~15香气较淡,山楂或红枣风味过重 14~10无香气,有其他异味 9~0
1.3.4 单因素试验
1.3.4.1 山楂与红枣果粉的比例对产品品质的影响
固定山楂与红枣果粉总量100 g,白砂糖粉65 g,柠檬酸2.2 g,麦芽糊精12 g,卡拉胶1 g,羧甲基纤维素钠(CMC-Na)0.7 g。调整山楂与红枣果粉的比例,考查山楂与红枣果粉添加质量比例在 1 ∶1、1 ∶1.5、1 ∶2、1∶2.5、1∶3的条件下产品的感官评分。
1.3.4.2 白砂糖粉的添加量对产品品质的影响
固定山楂与红枣果粉总量为100 g,山楂与红枣的质量比例1∶2,柠檬酸2.2 g,麦芽糊精12 g,卡拉胶1 g,羧甲基纤维素钠(CMC-Na)0.7 g。考察白砂糖粉的添加量在51、58、65、72、79 g的条件下产品的感官评分。
1.3.4.3 柠檬酸的添加量对产品品质的影响
固定山楂与红枣果粉总量为100 g,山楂与红枣果粉的质量比例1∶2,白砂糖粉65 g,麦芽糊精12 g,卡拉胶1 g,羧甲基纤维素钠(CMC-Na)0.7 g。考察柠檬酸的添加量在 1.4、1.8、2.2、2.6、3.0 g 的条件下产品的感官评分。
1.3.4.4 麦芽糊精的添加量对产品品质的影响
固定山楂与红枣果粉总量为100 g,山楂与红枣果粉的质量比例1∶2,白砂糖粉65 g,柠檬酸2.2 g,卡拉胶1 g,羧甲基纤维素钠(CMC-Na)0.7 g。考察麦芽糊精的添加量在 10、11、12、13、14 g 的条件下产品的感官评分。
1.3.5 正交试验
在单因素试验的基础上,根据L9(34)的正交表设计,进行四因素三水平的正交试验,确定出最佳工艺参数。
超微粉碎时间对山楂果粉精细度的影响见图1。
图1 超微粉碎时间对山楂果粉精细度的影响
Fig.1 Effect of time on ultra-fine grinding fineness of hawthorn powder
从图1可知,山楂果粉的精细度随着时间的延长,细度在10 min时达到80目,在15 min时达到90目,在20 min时达到100目,冲调后分散度好,细腻均匀,无明显颗粒感且能满足口感的要求。此后随着时间增多至25 min,山楂果粉的精细度缓慢增加,难以通过120目分析筛。因此为了节省时间,节约能耗,提高生产效率,选择山楂超微粉碎的时间控制在20 min。
超微粉碎时间对红枣果粉精细度的影响见图2。
图2 超微粉碎时间对红枣果粉精细度的影响
Fig.2 Effect of time on ultra-fine grinding fineness of red dates
从图2可知,红枣果粉的精细度随着时间的增加,在10 min时达到80目,在15 min时达到100目,冲调后分散度好,细腻均匀,无颗粒感,能满足口感的要求。此后随着时间增长至20 min,精细度增加趋近平缓,难以通过120目分析筛。因此为了节省时间,节约能耗,提高生产效率,选择红枣超微粉碎的时间控制在15 min。
2.3.1 山楂与红枣果粉的添加比例对产品品质的影响
山楂与红枣果粉的添加比例对产品品质的影响见图3。
图3 山楂与红枣果粉的添加比例对产品品质的影响
Fig.3 Effect of ratio of hawthorn powder and red dates powder on quality of the production
由图3可知,山楂果粉与红枣果粉添加比例对固体饮料的香气、口感有较大影响。在二者质量比例为1∶1~1∶2时红枣香气较淡,当调整质量比例为1∶2.5时山楂和红枣的香气、口感较为适宜,有二者混合的香气,又不失红枣特有的风味。因此选择山楂果粉与红枣果粉添加比例为1∶2.5左右。
2.3.2 白砂糖粉的添加量对产品品质的影响
白砂糖粉的添加量对产品品质的影响见图4。
图4 白砂糖粉的添加量对产品品质的影响
Fig.4 Effect of the addition of white sand sugar on quality of production
从图4可知,白砂糖粉的添加量对固体饮料的滋味影响较大。当糖粉的添加量为51 g~65 g时,饮料甜味不太明显,口感较酸。当添加量为72 g时,酸甜口感适中,随着糖粉添加量的增加,口感越来越甜腻。因此选择白砂糖的添加量为72 g左右。
2.3.3 柠檬酸的添加量对产品品质的影响
柠檬酸的添加量对产品品质的影响见图5。
图5 柠檬酸的添加量对产品品质的影响
Fig.5 Effect of the addition of citric acid on quality of production
从图5可知,柠檬酸添加量对固体饮料的滋味影响较大。当柠檬酸添加量低于2.2 g时,饮料酸味不太明显,甜味稍重。当添加量为2.2 g时,酸味适中,随着柠檬酸添加量的增加,酸味过大,饮料滋味不佳。因此选择柠檬酸添加量为2.2 g左右。
2.3.4 麦芽糊精的添加量对产品品质的影响
麦芽糊精的添加量对产品品质的影响见图6。
从图6可知,麦芽糊精添加量会影响固体饮料的黏稠度和口感。当麦芽糊精添加量低于12 g时,饮料黏稠度过稀,口感不佳。当麦芽糊精添加量为12 g时,黏稠度适中,口感最佳。随着麦芽糊精添加量的增加,黏稠度升高,适口性降低。因此选择麦芽糊精添加量为12 g左右。
图6 麦芽糊精的添加量对产品品质的影响
Fig.6 Effect of the addition of maltodextrin on quality of production
因素水平表见表2,正交试验结果见表3。
表2 正交试验因素水平表
Table 2 Factor and levels list of orthogonal tests
水平 A山楂与红枣比例D麦芽糊精添加量/g 1 1∶2 6 5 1.8 1 1 2 1∶2.5 7 2 2.2 1 2 3 1∶3 7 9 2.6 1 3 B白砂糖添加量/g C柠檬酸添加量/g
表3 正交试验结果L9(34)
Table 3 Results of L9(34)orthogonal tests
试验号 A B C D 感官评分1 1 1 1 1 78 2 1 2 2 2 74 3 1 3 3 3 76 4 2 1 2 3 90 5 2 2 3 1 85 6 2 3 1 2 83 7 3 1 3 2 80 8 3 2 1 3 82 9 3 3 2 1 76 k1 76.0 82.6 81.0 79.6 k2 86.0 80.3 80.0 79.0 k3 79.3 78.3 80.3 82.6 R 10.0 4.3 1.0 3.7影响因素顺序 A>B>D>C最优组合 A2B1C1D3
由表3可知,各因素影响主次顺序为:A(山楂果粉与红枣果粉添加的比例)>B(白砂糖的添加量)>D(麦芽糊精的添加量)>C(柠檬酸的添加量);最优组合A2B1C1D3,即山楂果粉与红枣果总量为100 g,山楂与红枣果粉的添加质量比例为1∶2.5,白砂糖65 g,柠檬酸1.8 g,麦芽糊精13 g,采用A2B1C1D3工艺组合进行验证试验,重复3次,测得该组合感官评价平均分为94,高于试验组。
采用单因素试验分别考察了果粉添加比例、白砂糖添加量、柠檬酸添加量、麦芽糊精添加量对产品品质的影响;影响产品品质的主次顺序是:山楂果粉与红枣果粉添加的比例>白砂糖的添加量>麦芽糊精的添加量>柠檬酸的添加量。并通过正交试验确定最佳的工艺条件,结果表明最佳工艺参数为:山楂与红枣果粉的总量100 g、山楂与红枣果粉添加质量比例为1 ∶2.5,白砂糖 65 g,柠檬酸 1.8 g,麦芽糊精 13 g,卡拉胶1 g,羧甲基纤维素钠(CMC-Na)0.7 g。该产品香味协调,酸甜可口,色泽均匀,组织细腻,具有广阔的开发前景。
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