红树莓菇娘果复合饮料的配方优化研究

林菲涵，赵 越，张 娜，杨一凡，杨佳欣，周 霖

（沈阳医学院公共卫生学院食品教研室，辽宁 沈阳 110034）

红树莓又名覆盆子，属于蔷薇科悬钩子属多刺灌木，是我国小浆果种植产业的重要部分[1]。其果实香味独特，汁水丰富，果味微酸，深受消费者的喜爱。红树莓果实中含有较多营养成分，如VA、VC、VE及大量纤维，还含有鞣化酸、红树莓酮、水杨酸、超氧化物歧化酶等多种生物活性成分[2]。有大量科学研究表明，红树莓可以起到调节免疫系统、抗肝损伤、降血脂、缓解动脉粥样硬化、抗衰老等多种有利于人体健康的功效[3-7]。在红树莓饮料开发方面，张雪梅等[8]以蓝莓、红树莓为主要原料研制出了复合果汁。刘丽娜等[9]以红树莓和牛奶为主要原料进行了乳酸菌类饮料的研究。

菇娘果也称灯笼果，外形酷似灯笼，因此得名。其果实可药食兼用，《神农本草经》中记载，其茎、叶、果实、宿萼均可入药[10]。菇娘果盛产于我国东北黑龙江等地，气味清香，味道微甜，十分爽口。菇娘果中含有足量氨基酸，锌、硒等微量元素也很充足，含有VA、VB、VC、VD、VE等8种维生素[11]。果实中足量的钾、镁盐使其具有降压和利尿的功效。有大量科研人员曾对菇娘果提取物进行研究，发现菇娘果具有抗氧化、抗菌、抗肿瘤、调节机体免疫功能等功效[12-14]。刘恒超[15]研究发现，从菇娘果中提取出来的多糖可有效预防小鼠的炎症性疾病。在产品开发方面，我国先后有人研制出菇娘果汁、毛酸浆枸杞液体功能性饮料以及黄菇娘酸奶等具有营养价值的产品[16-18]。

本研究以红树莓和菇娘果为主要原料，辅以白砂糖和稳定剂为配料，研制出一款果香浓郁、色泽鲜亮、品质均匀的复合饮料，以期在融合二者营养功能的同时，为复合饮料的研发拓宽思路。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

红树莓：网购冷冻果实；菇娘果：市售，购买后冷冻保存；白砂糖：沈阳市盛毅食品有限责任公司；食品级魔芋胶、食品级黄原胶：浙江一诺生物科技有限公司；氢氧化钠：西陇科学股份有限公司。

1.1.2 仪器与设备

KDC-16H型高速离心机：科大创新股份有限公司中佳分公司；L18-Y928S型破壁机：九阳股份有限公司;LD型电子天平：沈阳龙腾电子有限公司；HZS-H型水浴振荡器：哈尔滨市东联电子技术开发有限公司；PH-3E型pH计：上海仪电科学仪器股份有限公司；PX-B32T型手持式折光仪：上海力辰科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

复合饮料制作工艺流程见图1。

图1 复合饮料的制作工艺流程Fig.1 Workflow of the compound beverage processing

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 红树莓汁、菇娘果汁的制备

在26℃下解冻冷冻的红树莓和菇娘果果实，除去杂质后用破壁机破碎。破碎后红树莓汁按照红树莓∶水（m∶m）=5∶4，菇娘果汁按照菇娘果∶水（m∶m）=2∶1分别加水并进一步榨汁，操作时应注意尽量减少食材接触氧气。然后用150目的筛网进行过滤，取滤液，分别得到红树莓汁和菇娘果汁。

1.2.2.2 化糖和化胶

向250 mL锥形瓶中先后加入70~80℃纯净水100 g和白砂糖，温水溶化。本试验拟选择魔芋胶∶黄原胶（m∶m）＝1∶2作为复合稳定剂。将溶化好糖水的烧杯置于75℃恒温水浴锅中以防稳定剂结块，加入稳定剂同时搅拌，直至全部溶解。

1.2.2.3 混合调配

按一定比例将调配好的红树莓汁、菇娘果汁、白砂糖及稳定剂相关溶液混合，注意要将原料搅拌均匀。

1.2.2.4 脱气、杀菌

采用巴氏杀菌法[19]进行杀菌。将成品饮料加热到85~90℃，保持温度30 s，可缩短杀菌时间，使工作效率更高，较好地避免营养成分的损失。

1.2.2.5 灌装、成品

饮料脱气、杀菌完成后，装入经过消毒处理的玻璃瓶并封口，倒置冷却至室温后即为成品。需擦去瓶盖上的水珠，以保持瓶盖清洁干燥，防止生锈。

1.2.3 单因素试验设计

以复合饮料感官评分为评价指标进行单因素试验。感官评分标准参考GB 7101—2015[20]的感官品质要求并稍作修改，具体见表1。请10位经过培训的感官评价人员组成感官评定小组，运用综合评分的方法评定，每个特征的评分范围为1~25分，总分为100分。

1.2.3.1 复合稳定剂添加量的筛选

按照稳定剂添加量分别为0.06%、0.12%、0.18%、0.24%、0.30%（文中原料配比均为以纯净水为基重所计量的质量分数），固定白砂糖添加量10%，红树莓汁添加量40%，菇娘果汁添加量50%，制备复合饮料。通过表1中的感官评价标准对复合饮料进行评分，筛选适宜的稳定剂添加量。

1.2.3.2 白砂糖添加量的筛选

采用上述最优稳定剂添加量，设定白砂糖添加量分别为6%、8%、10%、12%、14%，红树莓汁添加量40%，菇娘果汁添加量50%，制备复合饮料。通过表1中的感官评价标准对复合饮料进行评分，筛选适宜的白砂糖添加量。

1.2.3.3 红树莓汁添加量的筛选

采用上述最优稳定剂、白砂糖添加量，设定红树莓汁添加量分别为20%、30%、40%、50%、60%，菇娘果汁添加量50%，制备复合饮料。通过表1中的感官评价标准对复合饮料进行评分，筛选适宜的红树莓汁添加量。

表1 复合饮料感官品质评分标准Table 1 Sensory quality scoring standards for compound beverages

1.2.3.4 菇娘果汁添加量的筛选

采用上述最优稳定剂、白砂糖、红树莓汁添加量，设定菇娘果汁添加量分别为30%、40%、50%、60%、70%，制备复合果汁饮料。通过表1中的感官评价标准对复合饮料进行评分，筛选适宜的菇娘果汁添加量。

1.2.4 正交试验优化饮料配方

在单因素试验的基础上，以稳定剂、白砂糖、红树莓汁、菇娘果汁添加量为主要影响因素，以复合饮料感官评分为考察指标，进行L9(34)正交试验，各因素水平值如表2所示。

表2 复合饮料配方优化正交试验因素与水平Table 2 Factors and levels of compound beverage formula optimization test 单位：%

1.2.5 红树莓菇娘果复合饮料成品的检测

1.2.5.1 稳定性

饮料体系的稳定性选取离心沉淀率为衡量指标，该值越小，表明饮料稳定性越好[21]。准备3支相同规格的离心管，分别向其中准确加入15 mL的红树莓菇娘果复合饮料，以4 000 r/min离心8 min。离心完成后，弃去上层清液，称量沉淀物质量，计算离心沉淀率。

1.2.5.2 总酸含量

参照GB 12456—2021[22]中关于饮料的测定方法，采用pH电位法测定饮料总酸含量，每个样品重复3次，结果取平均值。

1.2.5.3 可溶性固形物含量

利用手持糖度计测定，于20℃条件下，滴上试液后合盖测定，每个样品重复3次，结果以百分数（%）表示。

1.2.5.4 微生物指标检验

采用GB 4789.2—2016[23]、GB 4789.3—2016[24]以及GB 29921—2013[25]中的方法对产品菌落总数、大肠杆菌数和致病菌进行检验。

1.2.6 数据处理

使用SPSS Statistics V17.0软件对试验结果进行统计分析，GraphPad 9.0.0软件处理数据并进行绘图，结果以平均值±标准差（xˉ±s）表示。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 稳定剂添加量对复合饮料感官品质的影响

复合稳定剂对饮料感官品质的影响如图2所示。当稳定剂添加量为0.18%时，感官评分达到了最高值88.63分；稳定剂添加量大于0.18%时，感官评分逐渐降低，红树莓菇娘果复合饮料过于浓稠，液体流动性不佳，红树莓和菇娘果的味道也会被掩盖[26]，并且色泽方面也相对浅；稳定剂添加量小于0.18%时，红树莓菇娘果复合饮料偏稀，口感不够醇厚，饮料稳定性不高。由此可知，复合稳定剂的适宜添加量为0.18%。

图2 稳定剂添加量对复合饮料感官品质的影响Fig.2 Effect of stabilizer addition on sensory quality of compound beverage

2.1.2 白砂糖添加量对复合饮料感官品质的影响

如图3所示，当白砂糖添加量为8%时，感官评分最高，复合饮料甜度适中，口味最佳；当白砂糖添加量在8%以上时，甜味掩盖果味，酸味几乎消失，进而影响了整体风味，感官评分稍低；当白砂糖添加量小于8%时，饮料甜味不足，红树莓的酸味和菇娘果的涩味过重，感官评分降低。因此，确定白砂糖的适宜添加量为8%。

图3 白砂糖添加量对复合饮料感官品质的影响Fig.3 Effect of sugar addition on sensory quality of compound beverage

2.1.3 红树莓汁添加量对复合饮料感官品质的影响

如图4所示，随着红树莓汁逐渐增多，饮料的感官评分整体呈上升趋势。当红树莓汁添加量为50%，感官评分达到最高值91.28分；但当红树莓汁添加量超过50%时，感官评分值呈下降趋势，可能是由于红树莓中含有较多酸性物质[27]，呈味较酸，大多数人很难接受，使感官评分下降；当红树莓汁添加量小于50%时，口味偏淡，感官评分偏低。因此，确定红树莓汁的适宜添加量为50%。

图4 红树莓汁添加量对复合饮料感官品质的影响Fig.4 Effect of raspberry juice addition on sensory quality of compound beverage

2.1.4 菇娘果汁添加量对复合饮料感官品质的影响

由图5所示，菇娘果汁添加量为50%时，感官评分最高；当菇娘果汁添加量小于50%时，口味稍淡；而菇娘果汁添加量超过50%后，感官评分陡然下降，原因可能是菇娘果汁过多导致饮料青涩感过重[28]。所以最终确定菇娘果汁的适宜添加量为50%。

图5 菇娘果汁添加量对复合饮料感官品质的影响Fig.5 Effect of Physalis pubescens L.juice addition on sensory quality of compound beverage

2.2 复合饮料生产配方正交试验的优化结果

由表3正交试验结果可知，4个因素对复合饮料感官品质的影响作用大小为：B（白砂糖添加量）＞A（稳定剂添加量）＞D（菇娘果汁添加量）＞C（红树莓汁添加量），即在4个因素中白砂糖添加量对饮料感官评分的影响程度最大，其次为稳定剂、菇娘果汁添加量，红树莓汁添加量对感官评分的影响最小。红树莓菇娘果复合饮料最优配方为A2B1C2D3，即以水的质量为基础质量，稳定剂添加量0.18%，白砂糖添加量6%，红树莓汁添加量50%，菇娘果汁添加量60%，在此配方下制得的饮料感官评分为98.99分，高于正交试验中其他组合。

表3 正交试验结果Table 3 Orthogonal experimental results

2.3 产品品质指标

2.3.1 感官品质指标

由图6可见，采用优化的工艺制作的红树莓菇娘果复合饮料成品色泽清亮，呈淡粉色，均匀一致；有复合果汁香气，香味得当；甜中带酸，无酸涩不适感，口感顺滑；稠稀得当，体系均一，略有轻微分层现象。

图6 红树莓菇娘果复合饮料成品Fig.6 Compound beverage of red raspberry and Physalis pubescens L.

2.3.2 理化指标

采用最优工艺制得的产品离心沉淀率为37.59%±3.75%；总酸含量为（1.62±0.02）g/L（以柠檬酸计）；可溶性固形物含量为4.67%±0.58%。

2.3.3 微生物指标

采用最优工艺制得的产品菌落总数≤1 CFU/mL，大肠杆菌≤1 CFU/mL，未检出致病菌，均符合国家质量标准要求[23-25]。

3 结论

红树莓菇娘果复合饮料的最佳配方为：稳定剂添加量0.18%，白砂糖添加量6%，红树莓汁添加量50%，菇娘果汁添加量60%。采用最优工艺制得的饮料离心沉淀率为37.59%±3.75%，总酸含量为（1.62±0.02）g/L（以柠檬酸计），可溶性固形物含量为4.67%±0.58%。成品具有两种水果的复合口味，未添加任何色素、香精和防腐剂，是适合大众饮用的清甜可口的新型饮料。但该饮品放置时间稍久后可能略有分层现象，因此饮料稳定性方面仍需要进一步研究。