Optimization of Formula of Aronia melanocarpa and Rubusidaeus L. Compound Beverage and Its Storage Quality
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摘要: 制备黑果腺肋花楸红树莓复合饮料并研究25 ℃贮藏期28 d品质变化规律。以感官评价为指标,通过正交试验法确定最佳工艺与配方;通过电子鼻、激光粒度分布仪、折光仪和流变仪技术分析贮藏期品质变化,判断复合饮料流体类型。结果表明,最佳配方为:黑果腺肋花楸汁55.0%、红树莓汁20.0%、蔗糖9.0%、柠檬酸0.2%、饮用水15.8%,应用此配方,产品感官得分为79.30分。贮藏期间可溶性固形物含量从16.10%增加至16.57%,略有变化;沉淀率从1.86%增加至2.79%;花青素含量357.30 mg/L降至316.77 mg/L;抗氧化能力也呈现下降趋势;色差变化不明显;粒径分析7 d内粒径分布变化明显,7~28 d粒径变化分布不明显;电子鼻能较好地识别黑果腺肋花楸和红树莓特征物质气味变化情况;流变仪分析出其符合假塑性流体特征。黑果腺肋花楸红树莓复合饮料风味独特,果香突出,色泽亮丽,口感酸甜适中,贮藏期28 d内无明显变化,品质稳定。Abstract: To prepare Aronia melanocarpa and Rubusidaeus L. compound beverage and to study the quality change law of 25 ℃ storage for 28 days. The best process and formula were determined by orthogonal test with sensory evaluation as index. The electronic nose, laser particle size distributor, refractometer and rheometer were used to analyze the quality change during storage and determine the fluid type of compound beverage. Results showed that, the optimum formulation of juice was: Aronia melanocarpa juice 55.0%, Rubusidaeus L. juice 20.0%, sucrose 9.0%, citric acid 0.2% and drinking water 15.8%, with this formula, the sensory score of the product was 79.30. During storage, the soluble solid content increased from 16.10% to 16.57% with a slight change. The precipitation rate increased from 1.86% to 2.79%, the anthocyanin content decreased from 357.30 mg/L to 316.77 mg/L, and the antioxidant capacity also showed a downward trend with little chromatic aberration change. The obvious change of particle size distribution within 7 d, but little change of particle size from 7 d to 28 d. The electronic nose could identify the odor changes of characteristic substances of Aronia melanocarpa and Rubusidaeus L.. The rheometer analysis showed that, it accorded with the characteristics of pseudoplastic fluid. Therefore, the Aronia melanocarpa and Rubusidaeus L. compound beverage had unique flavor, outstanding fruit flavor, bright color, moderate sour and sweet taste, accompanying little change within 28 days of storage and stable quality.
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Keywords:
- Aronia melanocarpa /
- Rubusidaeus L. /
- sensory evaluation /
- storage quality /
- rheological type
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黑果腺肋花楸(Aornia melanocarpa)为蔷薇科腺肋花楸属浆果,又名野樱莓、不老莓,在我国辽宁省和吉林省广泛种植[1]。果实呈紫黑色,口感酸涩,富含花青素和黄酮等多种成分,具有抗氧化、提高免疫力和降低胆固醇等活性功能[2-3]。因机械性能较差,目前常将其加工成果酒和果汁[4-5]。红树莓(Rubusidaeus L.)为蔷薇科悬钩子属浆果,果肉饱满、口感酸甜,被誉为“浆果之王”[6-8],具有消炎、降血脂和降血糖等生理活性功能,因其果皮薄不易贮运,所以通常把红树莓加工成果汁产品。
近年来,复合饮料逐步被民众接受,尤其是复合功能性饮料逐渐进入人们的视野,如黑果腺肋花楸紫胡萝卜复合饮料[9],红树莓柚子复合果汁[10]等,但因为黑果腺肋花楸果实中含有大量单宁,所以此类复合饮料的研究较少,而将其与红树莓复配研制饮料还未有报道,且红树莓的酸甜可以缓和本产品黑果腺肋花楸所带来的酸涩口感,容易被大众接受。
因此,本文选用黑果腺肋花楸和红树莓为主要原料,研制出一种特色复合饮料且二者均具有较高的营养价值,满足广大消费者对营养价值和保健作用的追求。但因食用口感、温度和运输条件等原因,东北特色小浆果类果实不易在全国范围内销售,因此复合饮料的出现,不仅解决了浆果资源浪费问题,还可以使其中的营养与活性成分得到充分发挥和利用[11]。本文优化黑果腺肋花楸红树莓复合饮料配方,分析贮藏期理化指标的变化规律及复合饮料的流体类型,为其深加工提供科学依据。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
黑果腺肋花楸(水分51.67%,可溶性固形物8.23%,花青素596.37 mg/L) 辽宁省海城市和凌海市;红树莓(水分71.36%,可溶性固形物810.87%,花青素167.27 mg/L) 锦州市义县;氯化钾、盐酸、无水乙酸钠、无水乙醇、水杨酸、硫酸铁、过氧化氢、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼 分析纯,天津市大茂化学试剂厂;果胶酶(30000 U/g)、纤维素酶(100000 U/g)、无水柠檬酸 食品级,英博生物科技有限公司;饮用水 食品级,康师傅包装饮用水。
DiscoveryHR-1流变仪 美国TA流变仪公司;CR-400色差仪 柯尼达美能达公司;UV-2700紫外可见分光光度计 日本SHIMADZU公司;5804R冷冻离心机 德国艾本德公司;LH-120LATC手持折光仪 杭州万通五金有限公司;BT-9300ST激光粒度分布仪 上海甄明科学仪器有限公司;PEN3电子鼻 德国AIRSENSE公司。
1.2 实验方法
1.2.1 黑果腺肋花楸红树莓复合饮料工艺流程
复合饮料工业流程如下。
1.2.2 操作要点
黑果腺肋花楸汁制备:解冻黑果腺肋花楸冻果,挑选优质果实打浆,加入0.1%果胶酶(30000 U/g)和0.1%纤维素酶(100000 U/g),50 ℃酶解2 h后过滤备用。
红树莓汁制备:解冻红树莓冻果,挑选优质果实打浆,加入0.1%果胶酶(30000 U/g)和0.1%纤维素酶(100000 U/g),50 ℃酶解2 h后过滤备用。
复合饮料制备:将黑果腺肋花楸汁和红树莓汁按比例混合,加入蔗糖、柠檬酸和饮用水进行调配灌装,75 ℃排气10 min密封后杀菌90 ℃、5 min,冷却后即得黑果腺肋花楸红树莓复合饮料。
1.2.3 黑果腺肋花楸红树莓复合饮料配方优化
1.2.3.1 配方单因素实验
基于预实验结果,分别考察黑果腺肋花楸汁、红树莓汁、蔗糖和柠檬酸添加量对复合饮料的感官评分影响。固定红树莓汁15%、蔗糖8%、柠檬酸0.15%,考察黑果腺肋花楸汁添加量(45%、50%、55%、60%、65%)对感官评分的影响;固定黑果腺肋花楸汁50%、蔗糖8%、柠檬酸0.15%,考察红树莓汁添加量(5%、10%、15%、20%、25%)对感官评分的影响;固定黑果腺肋花楸汁50%、红树莓汁15%、柠檬酸0.15%,考察蔗糖添加量(6%、7%、8%、9%、10%)对感官评分的影响;固定黑果腺肋花楸汁50%、红树莓汁15%、蔗糖8%,考察柠檬酸添加量(0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%)对感官评分的影响。
1.2.3.2 正交实验优化配方
在单因素实验的基础上,以黑果腺肋花楸汁、红树莓汁、蔗糖添加量为考察因素,设计L9(34)正交试验确定最佳配方,具体如表1所示。
表 1 正交试验因素水平表Table 1. Factor level of orthogonal experiment水
平因素 A黑果腺肋花楸汁(%) B红树莓汁(%) C蔗糖(%) 1 45 10 7 2 50 15 8 3 55 20 9 1.2.3.3 感官评定标准
以口感、香气、组织状态和色泽为评价指标,制定以果腺肋花楸红树莓复合饮料评价标准如表2所示。选择10位具有饮料感官评价经验的人员分别进行感官评价,所得平均分即为本款饮料感官得分[12]。
表 2 黑果腺肋花楸红树莓复合饮料感官评分标准Table 2. Sensory evaluation standard of raspberry compound beverage of aronia melanocarpa口感30分 香气30分 组织状态20分 色泽20分 酸甜适中,无涩味20~30 香气协调,有花楸香气20~30 均匀无分层15~20 紫红色15~20 酸甜比例不合适,稍涩10~19 香气协调不柔和10~19 有些许分层7~14 鲜红色7~14 酸甜比例严重失调,口感过涩<10 香气不协调,有异味<10 分层严重<7 浅红色<7 1.2.4 理化指标及测定方法
1.2.4.1 可溶性固形物含量
用折光仪测定可溶性固形物含量。
1.2.4.2 沉淀率
称取30 g样品于离心管中,将其在5000 r/min下离心15 min取沉淀,烘干后测定其沉淀率。公式如(1)所示[13]:
沉淀率(%)=沉淀物质量30×100 (1) 1.2.4.3 花青素含量
花青素含量(mg/L)=ΔA×n×Mε×1000 (2) 式中:ΔA=(A510 nm−A700 nm)pH1.0−(A510 nm−A700 nm)pH4.5;n表示稀释倍数;M表示矢车菊素-3-葡萄糖苷分子量(449.2 mg/mol);ε表示矢车菊素-3-葡萄糖苷摩尔消光系数,26900。
1.2.4.4 DPPH自由基清除能力
准确称取0.0050 g DPPH粉末,无水乙醇溶解定容至50 mL,向试管内加入3 mL DPPH乙醇溶液和0.1 mL样品混匀,无光条件下反应30 min。A1:517 nm处测量吸光度;A2:无水乙醇代替样液测量吸光度;A3:无水乙醇代替DPPH乙醇溶液测量吸光度[17-18]。公式见(3):
DPPH自由基清除率=(1−A1−A3A2)×100 (3) 1.2.4.5 羟自由基清除能力
采用1 mL 20 mmol/L的FeSO4溶液、1 mL 20 mmol/L的水杨酸溶液、1 mL样液和1 mL 17.6 mmol/L的H2O2溶液于37 ℃无光条件下反应30 min。A1:517 nm处测量吸光度;A2:无水乙醇代替样液测量吸光度;A3:无水乙醇代替DPPH乙醇溶液测量吸光度[19-20]。公式见(4):
羟自由基清除率=(1−A1−A2A0)×100 (4) 1.2.4.6 色差测定
用色差仪测定贮藏期L*、a*、b*值进行,每个样品平行测定三次[21]。ΔE计算见公式(5):
ΔE=[(Lt−L0)2+(at−a0)2+(bt−b0)2]12 (5) 式中:Lt、at和bt表示样品测定值;L0、a0和b0表示空白对照测定值。
1.2.4.7 粒径测定
采用BT-9300ST型激光粒度分布仪测定贮藏期内复合饮料粒径变化情况[22]。
1.2.4.8 电子鼻测定
采用PEN3电子鼻对复合饮料贮藏期内香气成分进行测定,贮藏期后绘制雷达图对数据进行分析并进行主成分分析[23-24]。
1.2.5 流变类型测定
设定剪切速率范围为10~600 s−1,分别测定复合饮料在25、35、45、55和65 ℃不同温度下剪切应力(Pa)变化情况。为了验证由图直观所得出的结论,采用幂律方程对流变特性曲线进行拟合[25-26],方程如公式(6):
τ=KDn (6) 式中:τ为剪切应力,Pa;K为黏度系数,Pa·s;D为剪切速率,s−1;n为流动指数。
1.3 数据处理
每个实验重复3次,以“平均值±标准差”表示。使用Origin2018软件进行绘图,采用SPSS19.0统计软件进行显著性分析,显著性水平为0.05。
2. 结果与分析
2.1 单因素实验结果
2.1.1 黑果腺肋花楸汁添加量对复合饮料感官评分的影响
黑果腺肋花楸汁添加量对复合饮料感官评分的影响至关重要,同时也影响着本产品的营养价值。由图1可知,添加量为45%时,感官评分为62.77,此时红树莓汁的酸甜味突出,掩盖住花楸本身独有香味;当添加量为50%时,感官评分最高为66.77。此时,口感达到最佳,酸甜适中无苦涩味,呈色明亮,说明在添加量为45%~50%范围内,花楸的苦涩味逐渐被红树莓覆盖使产品具有的独特花楸口感逐渐显现出来,并在50%时达到最易接受的状态。随着花楸添加量上升,在55%时感官评分降至62.70,在65%时达到最低值58.57,此时复合饮料色泽过深,口感失调,产品因花楸产生的涩味过于浓郁。这与王赟等[27]研究的刺梨红茶复合饮料中刺梨添加量对感官评分影响趋势一致;添加量过大,花楸或者刺梨的酸涩味严重影响产品感官评分。因此,后续优化实验中选取黑果腺肋花楸汁添加量为50%。
2.1.2 红树莓汁添加量对复合饮料感官评分的影响
红树莓汁添加量直接影响了复合饮料口感和色泽,对感官评分产生较大影响。由图2可知,红树莓汁添加量为5%时,感官评分仅为66.20,产品表现出颜色过深,涩味过重,口感不佳。当添加量在5%~15%范围内,感官评分逐渐升高,说明产品颜色因为红树莓汁比例的增加被逐渐改善,产品口感也有所提升。当添加量为15%时,该复合饮料表现为紫红色,颜色明亮,酸甜适中。此时感官评分达到最大值为70.40。当添加量继续增加至15%~25%范围内,感官评分呈现下降趋势,25%时降至最低分61.30,说明红树莓汁添加量不断提升并不会持续改善产品感官品质,相反,添加量过多会使产品色泽越来越浅,花楸的特有口感被逐渐淹没,饮料口感过于酸甜。因此,后续优化实验中红树莓汁添加量选用15%为宜。
2.1.3 蔗糖添加量对复合饮料感官评分的影响
蔗糖作为甜味剂可以很好地改善产品的风味,中和产品口感,直接影响酸甜度。由图3可知,添加量为6%~7%范围内,感官评分较低且差异不显著,此时甜味偏淡;当其增加至8%时,该复合饮料感官评分最高为66.27,此时蔗糖与花楸和红树莓中的甜味物质共同作用使饮料酸甜适中[28];当添加量为8%~10%范围内,甜味逐渐变重,使得产品感官评分逐渐下降,直至降为最低分58.27。因此,后续实验中蔗糖添加量选用8%。
2.1.4 柠檬酸添加量对复合饮料感官评分的影响
柠檬酸作为一种常用的食品酸味剂,具有温和的口感,普遍用于饮料工业中,可以有效改善产品风味[29]。由图4可知,柠檬酸添加量在0.05%~0.20%范围内,产品感官评分逐渐上升,由最低分60.83升至最高分66.27,这阶段复合饮料酸味逐渐增多,酸甜逐渐适中,0.20%时达到感官评分最大值,此时柠檬酸的酸味与产品的甜味中和,口感达到最佳状态;当柠檬酸添加量继续升至0.25%时,产品感官评分降为58.57,此时酸味过重掩盖住产品的甜味和花楸特有的涩味。此外,四种单因素对感官评分考察实验中,柠檬酸感官评分极差最低,对感官品质影响最小,所以后续优化实验中未选用柠檬酸作为水平因素。
2.2 正交试验结果分析
正交试验L9(34)结果如表3所示,影响复合饮料感官评分的因素主次顺序为A>B>C;又可知配方最佳组合为A3B3C3,即黑果腺肋花楸汁添加量为55.00%,红树莓汁添加量为20.00%、蔗糖添加量为9.00%,柠檬酸添加量为0.20%,饮用水15.80%。此时正交最优试验结果与单因素最优结果不同,这与代文清[30]正交优化苹果梨黑果腺肋花楸果汁配方结果相一致,属于正常现象。应用此配方进行3组验证试验,产品平均感官得分为79.30分。由表4方差分析结果可知,黑果腺肋花楸汁添加量和红树莓汁添加量对感官品质均有显著影响(P<0.05),蔗糖添加量对感官品质影响极显著(P<0.01)。
表 3 黑果腺肋花楸红树莓复合饮料配方正交试验结果Table 3. Results of orthogonal test of raspberry compound beverage of aronia melanocarpa实验号 因素水平 感官评分 A-黑果腺肋
花楸汁(%)B-红树莓汁
(%)C-蔗糖
(%)D-空列 1 1 1 1 1 73.40 2 1 2 2 2 75.30 3 1 3 3 3 77.60 4 2 1 2 3 75.30 5 2 2 3 1 76.90 6 2 3 1 2 75.80 7 3 1 3 2 77.30 8 3 2 1 3 76.80 9 3 3 2 1 79.10 k1 75.43 75.33 75.33 76.47 k2 76.00 76.33 76.57 76.13 k3 77.73 77.50 77.27 76.57 R 2.30 2.17 1.93 0.33 表 4 正交实验结果的方差分析Table 4. Analysis of variance of orthogonal experiment results方差来源 离差平方和 自由度 均方 F值 A 8.6156 2 4.3078 27.8921* B 7.0556 2 3.5278 22.8417* C 5.7489 2 2.8744 18.6115** D(误差) 0.3089 2 0.1544 总和 22 8 注:*表示显著相关(P<0.05);**表示极显著相关(P<0.01)。 2.3 黑果腺肋花楸红树莓复合饮料贮藏期品质变化分析
2.3.1 复合饮料贮藏期可溶性固形物含量变化
可溶性固形物含量为监控饮料贮藏期品质变化的一个常用技术参数,主要指的是可溶性糖类物质。由表5可知,本产品在贮藏期内可溶性固形物含量变化不大,维持在16.10%~16.57%之间,随着时间延长,可溶性固形物含量略有增加,说明其在贮藏期较稳定。范金波等[13]研究NFC复合梨汁贮藏品质变化规律,结果显示可溶性固形物含量没有显著变化,产品性质稳定,说明原料本身可溶性固形物含量较稳定[31],其他复合果汁研究中也得出相同理论[32]。
表 5 复合饮料贮藏期指标Table 5. Indexes of compound beverage during storage时间(d) 可溶性固形物含量(%) 沉淀率(%) 花青素含量(mg/L) 0 16.10e 1.86e 357.30a 7 16.13c 2.61d 342.66b 14 16.17c 2.64c 339.55c 21 16.37b 2.69b 329.30d 28 16.57a 2.79a 316.77e 注:同一列不同小写字母表示差异显著(P<0.05);表6同。 2.3.2 复合饮料贮藏期沉淀率变化
复合饮料贮藏期沉淀率这一指标可体现出产品稳定性问题,是监控产品贮藏期品质变化的重要参数。由表5可以看出,黑果腺肋花楸红树莓复合饮料沉淀率呈增加趋势,0~7 d初期内,增加速度较快,由1.86%增加至2.61%;7~21 d,增加趋势相对稳定,28 d时沉淀率达到最大值2.79%。这一阶段呈现此趋势原因为破壁机搅拌不均匀导致部分果肉在贮藏初期由于重力作用而沉降,后期逐渐趋于稳定。此外,引起复合饮料沉淀增多的原因除上述外,原料果实中蛋白质与多酚物质相互作用也是引起饮料沉淀增多的重要原因[33]。本实验沉淀率较高,因此后续可开展复合饮料稳定剂实验来改善产品品质。
2.3.3 复合饮料贮藏期花青素含量变化
花青素是我们日常食物中所含有的一种成分,具有抗氧化和清除体内自由基等功效,而黑果腺肋花楸和红树莓均属于含花青素较多的浆果,故探讨复合饮料产品贮藏中花青素含量变化情况十分必要。由表5可知,28 d贮藏期内花青素含量显著(P<0.05)降低,由357.30 mg/L降至316.77 mg/L,造成花青素含量下降的原因有温度、pH和光照等因素,本实验中复合饮料在室温贮藏,温度变化对于花青素含量影响较小且红树莓含酸较多,配方实验时又添加柠檬酸的因素,使得产品偏向酸性(pH4.5),此条件下适合花青素贮藏[34]。因此对本产品中花青素含量影响较大的因素来自于光照,随贮藏时间延长,产品长期暴露在实验环境中,故其含量逐渐降低[35]。但结合表5可以看出,与同类型复合饮料相比较[36],本产品仍具有较高的花青素含量。
2.3.4 复合饮料贮藏期抗氧化能力变化分析
由图5所示,复合饮料贮藏期内抗氧化能力变化DPPH和羟自由基清除率均呈下降趋势。DPPH清除率由0 d的96.99%下降到80.85%,羟基自由基清除率由0 d的92.62%下降到71.91%,且DPPH清除率在贮藏期间明显高于羟基自由基清除率。抗氧化能力变弱的原因与贮藏期间的一些活性物质的损失有关,导致对自由基清除能力减小,也可能是酚类物质化合物结构被破坏,在饮料中发生氧化反应,其次,产品虽然是在室温条件下贮藏,但长期贮藏也会引起花青素发生降解反应,从而抗氧化能力下降[30]。
2.3.5 复合饮料贮藏期色泽变化
色泽是评价复合饮料贮藏期品质变化一个比较明显的因素,直观感觉和数据分析结合来评价色泽变化。黑果腺肋花楸红树莓复合饮料贮藏时间与色度及ΔE的关系如表6所示。L*值随着贮藏时间延长,从17.26降低至16.82,呈现出减小趋势,说明贮藏期间发生了一定褐变导致颜色变暗,但下降趋势相较于同系列产品来说变化较小[13],因产品本身色泽较深,不易观察;a*值与b*值均随着贮藏时间延长而显著(P<0.05)变大,L*、a*与b*在贮藏期均有显著(P<0.05)变化,尤以a*变化最大。综上并结合∆E可以看出,贮藏期内复合饮料颜色变化明显,是因为出现了轻微褐变以及环境因素引起的颜色变化而致[37]。
表 6 复合饮料贮藏期色泽变化Table 6. Variation of chromatic aberration during storage of compound beverage贮藏时间(d) L* a* b* ΔE 0(对照) 17.26±0.01a 6.21±0.01e 1.10±0.04e 0.00 7 17.23±0.01b 6.62±0.03d 1.19±0.01d 0.42±0.01d 14 16.89±0.01d 6.73±0.10c 1.45±0.02c 0.73±0.01c 21 17.05±0.01c 7.04±0.02b 1.59±0.01b 0.99±0.01b 28 16.82±0.02e 7.45±0.03a 1.64±0.04a 1.41±0.03a 2.3.6 复合饮料贮藏期粒径变化
复合饮料贮藏期内粒径变化如图6所示,随着贮藏期延长粒径分布发生了变化,D50从0 d的74.33 μm增加到28 d的83.38 μm,变化范围不大,7 d内复合饮料粒径分布变化明显,7~28 d粒径分布无明显变化。本产品粒径与相关文献相比[38],粒径偏大,制作流程中无离心工艺可能是导致数据偏大的原因,另外复合饮料制作过程中无高压均质处理,后续可参考崔燕等[39]方法,进行均质处理改善产品品质,提高产品稳定性。
2.3.7 复合饮料贮藏期香气变化
电子鼻主要是模拟人嗅觉系统,利用10个金属传感器对不同气味的敏感程度来识别挥发性气味[40]。从图7可以看出,复合饮料的风味在不同贮藏时间存在差异,随着时间延长,风味会越来越不突出。贮藏期间传感器W5S、W1S和W2S的响应值在复合饮料中较大,尤其是W5S,这说明样品中含有较多的氮氧化合物,其次是W1S和W2S的响应值较高,是因为样品中含有较多的甲基化合物、醇类和醛酮类,这与文献[41-43]对黑果腺肋花楸和红树莓的GC-MS分析数据一致。此外,图7中各传感器在贮藏前期对风味敏感程度更为突出,随贮藏期延长,敏感程度大多呈下降趋势,其次,复合饮料气味淡,导致其他传感器变化规律不明显。
2.4 黑果腺肋花楸红树莓复合饮料流体类型
分别在25、35、45、55和65 ℃下,作曲线图如图8所示,黑果腺肋花楸红树莓复合饮料在不同温度条件下,剪切应力随着剪切速率的增大而增大,各温度条件下,流变曲线呈一条向上凸的曲线,符合假塑性流体特征。为了验证由图直观得出的流体类型结论,通过幂律方程对复合饮料流变特性曲线进行拟合,结果见表7,K表示粘度系数,n表示流动指数,0<n<1,对应与剪切稀化为假塑性流体[44],R2表示拟合精度,其值越高说明拟合效果越好,具有较高水平[45-46]。
表 7 不同贮藏时间下流体特征性参数Table 7. Fluid characteristic parameters at different storage times温度(℃) K(Pa·s) n R2 25 0.0017 0.85 0.9800 35 0.0008 0.91 0.9987 45 0.0003 0.96 0.9980 55 0.0012 0.96 0.9970 65 0.0005 0.89 0.9923 2.5 黑果腺肋花楸红树莓复合饮料贮藏期各指标相关性分析
贮藏期内各指标之间相关性分析如表8所示。可溶性固形物含量与沉淀率呈正相关,但不显著,说明贮藏期间这两个指标之间不存在互相影响关系,而可溶性固形物含量与花青素含量、DPPH自由基清除率和羟自由基清除率均呈现显著负相关(P<0.05或P<0.01),相关系数达到−0.9以上,其中与DPPH自由基清除率相关性极显著(P<0.01),沉淀率与花青素含量、DPPH自由基清除率和羟自由基清除率也呈现负相关,但不显著。而花青素含量与DPPH自由基清除率和羟自由基清除率之间呈现正相关关系且相关性极显著(P<0.01),相关系数达到0.98以上,这说明花青素这一物质对抗氧化能力起到较高的贡献作用[47],DPPH自由基清除率和羟自由基清除率两因素之间相关性极显著(P<0.01)。
表 8 不同贮藏时间下各指标相关性分析Table 8. Correlation analysis of each index under different storage time指标 可溶性固形
物含量沉淀率 花青素
含量DPPH
清除率羟自由基
清除率可溶性固形物含量 1 沉淀率 0.623 1 花青素含量 −0.939* −0.853 1 DPPH清除率 −0.960** −0.807 0.994** 1 羟自由基清除率 −0.954* −0.800 0.987** 0.997** 1 注:**表示非常显著,即P<0.01水平显著;*表示显著,即P<0.05水平显著。 3. 结论
本研究以黑果腺肋花楸和红树莓为主要原料,制得复合饮料,通过单因实验与正交优化确定该复合饮料最优配方为:黑果腺肋花楸汁55.0%、红树莓汁20.0%、蔗糖9.0%、柠檬酸0.2%、饮用水15.8%。所得感官评分为79.30分,此时具有独特原料果香,色泽均匀,口感酸甜适中。研究贮藏期复合饮料品质变化规律得出,可溶性固形物含量和沉淀率显著(P<0.05)增加,花青素含量和抗氧化能力随贮藏时间延长逐渐下降,色差变化显著(P<0.05),粒径分布7~28 d内,仅7 d内变化明显,此外,电子鼻能较好地反应复合饮料贮藏风味,并利用流变仪对复合饮料流体类型进行分析为假塑性流体。本文将黑果腺肋花楸和红树莓复配饮品,提升了浆果类原料附加值,从而为相关复合饮料开发提供新思路。
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表 1 正交试验因素水平表
Table 1 Factor level of orthogonal experiment
水
平因素 A黑果腺肋花楸汁(%) B红树莓汁(%) C蔗糖(%) 1 45 10 7 2 50 15 8 3 55 20 9 表 2 黑果腺肋花楸红树莓复合饮料感官评分标准
Table 2 Sensory evaluation standard of raspberry compound beverage of aronia melanocarpa
口感30分 香气30分 组织状态20分 色泽20分 酸甜适中,无涩味20~30 香气协调,有花楸香气20~30 均匀无分层15~20 紫红色15~20 酸甜比例不合适,稍涩10~19 香气协调不柔和10~19 有些许分层7~14 鲜红色7~14 酸甜比例严重失调,口感过涩<10 香气不协调,有异味<10 分层严重<7 浅红色<7 表 3 黑果腺肋花楸红树莓复合饮料配方正交试验结果
Table 3 Results of orthogonal test of raspberry compound beverage of aronia melanocarpa
实验号 因素水平 感官评分 A-黑果腺肋
花楸汁(%)B-红树莓汁
(%)C-蔗糖
(%)D-空列 1 1 1 1 1 73.40 2 1 2 2 2 75.30 3 1 3 3 3 77.60 4 2 1 2 3 75.30 5 2 2 3 1 76.90 6 2 3 1 2 75.80 7 3 1 3 2 77.30 8 3 2 1 3 76.80 9 3 3 2 1 79.10 k1 75.43 75.33 75.33 76.47 k2 76.00 76.33 76.57 76.13 k3 77.73 77.50 77.27 76.57 R 2.30 2.17 1.93 0.33 表 4 正交实验结果的方差分析
Table 4 Analysis of variance of orthogonal experiment results
方差来源 离差平方和 自由度 均方 F值 A 8.6156 2 4.3078 27.8921* B 7.0556 2 3.5278 22.8417* C 5.7489 2 2.8744 18.6115** D(误差) 0.3089 2 0.1544 总和 22 8 注:*表示显著相关(P<0.05);**表示极显著相关(P<0.01)。 表 5 复合饮料贮藏期指标
Table 5 Indexes of compound beverage during storage
时间(d) 可溶性固形物含量(%) 沉淀率(%) 花青素含量(mg/L) 0 16.10e 1.86e 357.30a 7 16.13c 2.61d 342.66b 14 16.17c 2.64c 339.55c 21 16.37b 2.69b 329.30d 28 16.57a 2.79a 316.77e 注:同一列不同小写字母表示差异显著(P<0.05);表6同。 表 6 复合饮料贮藏期色泽变化
Table 6 Variation of chromatic aberration during storage of compound beverage
贮藏时间(d) L* a* b* ΔE 0(对照) 17.26±0.01a 6.21±0.01e 1.10±0.04e 0.00 7 17.23±0.01b 6.62±0.03d 1.19±0.01d 0.42±0.01d 14 16.89±0.01d 6.73±0.10c 1.45±0.02c 0.73±0.01c 21 17.05±0.01c 7.04±0.02b 1.59±0.01b 0.99±0.01b 28 16.82±0.02e 7.45±0.03a 1.64±0.04a 1.41±0.03a 表 7 不同贮藏时间下流体特征性参数
Table 7 Fluid characteristic parameters at different storage times
温度(℃) K(Pa·s) n R2 25 0.0017 0.85 0.9800 35 0.0008 0.91 0.9987 45 0.0003 0.96 0.9980 55 0.0012 0.96 0.9970 65 0.0005 0.89 0.9923 表 8 不同贮藏时间下各指标相关性分析
Table 8 Correlation analysis of each index under different storage time
指标 可溶性固形
物含量沉淀率 花青素
含量DPPH
清除率羟自由基
清除率可溶性固形物含量 1 沉淀率 0.623 1 花青素含量 −0.939* −0.853 1 DPPH清除率 −0.960** −0.807 0.994** 1 羟自由基清除率 −0.954* −0.800 0.987** 0.997** 1 注:**表示非常显著,即P<0.01水平显著;*表示显著,即P<0.05水平显著。 -
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