山楂红枣超微粉固体饮料的研发

张馨予1,马鹏利1,郭梅1,2,*,梁璐瑶1,冬子众1

(1.天津农学院食品科学与生物工程学院,天津300384;2.天津市农副产品深加工技术工程中心,天津300384)

摘 要以山楂和红枣为主要原料,利用超微粉碎高新技术提高固体饮料的溶解性、稳定性、适口性及消化吸收性,研究开发出山楂红枣复配的营养保健固体饮料。采用单因素试验分别考察山楂与红枣果粉添加比例、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;并通过正交试验确定最佳的工艺条件,结果表明最佳配方为:山楂与红枣果粉总量100 g、山楂与红枣果粉质量比例为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(carboxy methyl cellulose sodium,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。

关键词山楂;红枣;超微粉碎;固体饮料;正交试验

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]

1 材料与方法

1.1 材料

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。

1.2 仪器与设备

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 方法

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。

2 结果与分析

2.1 超微粉碎时间对山楂果粉精细度的影响

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。

2.2 超微粉碎时间对红枣果粉精细度的影响

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 单因素试验

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

2.4 正交试验

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。

3 结论

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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Development of Ultra-fine Grinding Solid Beverage of Hawthorn and Red Dates

ZHANG Xin-yu1,MA Peng-li1,GUO Mei1,2,*,LIANG Lu-yao1,DONG Zi-zhong1
(1.College of Food Science and Bioengineering,Tianjin Agricultural College,Tianjin 300384,China;2.Tianjin Agricultural Products Processing Technology Center,Tianjin 300384,China)

AbstractThe main raw materials of hawthorn and red dates were used in this paper.The solubility,stability,palatability,digestion and absorption of solid beverages were improved by ultra-fine grinding high-tech.The nutritive and healthy solid beverages of hawthorn and red dates were developed.Single factor tests were used to examine the effects of ratio of hawthorn powder and red dates powder addition,sugar addition,citric acid addition,and malt dextrin addition on product quality.The optimum process conditions were determined by orthogonal test.The optimum process parameters were the total amount of hawthorn powder and red dates 100 g,quality ratio of hawthorn powder and red dates 1 ∶2.5,white sugar 65 g,citric acid 1.8 g,malt dextrin 13 g,carrageenan 1 g,and carboxy methyl cellulose sodium(CMC-Na)0.7 g.The product had good flavor,pleasant sweetness and sourness,good color and texture,which will have a broad development prospect.

Key wordshawthorn;red dates;ultra-fine grinding;solid beverage;orthogonal test

DOI10.3969/j.issn.1005-6521.2018.23.016

基金项目:天津农学院2017年食品科学与生物类专业大学生创新项目(201710061074)

作者简介:张馨予(1997—),女(汉),在读本科生,食品科学与工程专业。

*通信作者

引文格式:

张馨予,马鹏利,郭梅,等.山楂红枣超微粉固体饮料的研发[J].食品研究与开发,2018,39(23):92-96

ZHANG Xinyu,MA Pengli,GUO Mei,et al.Development of Ultra-fine Grinding Solid Beverage of Hawthorn and Red Dates[J].Food Research and Development,2018,39(23):92-96

收稿日期:2018-04-23