全 文 :271※技术应用 食品科学 2005, Vol. 26, No. 1
收稿日期:2003-12-23
作者简介:肖玫(1958-),女,副教授,主要从事食品营养、农产品加工和食用野菜的开发与利用。
芦荟汁天然饮料工艺的研究
肖 玫1,曹玉华2,刘 彪3
(1.南京农业大学工学院,江苏 南京 210031;2.南京财经大学食品科学与工程学院,
江苏 南京 210003;3.徐州大地集团,江苏 徐州 221116)
摘 要:以库拉索芦荟为主要原料,加以柠檬酸、蔗糖等辅料,经科学加工制成有益于人体健康的轻凉型安全
天然饮料。本文对芦荟饮料的生产工艺、配方和技术关键进行了研究。通过正交试验及方差分析,确定出该饮品
的最佳组合方式为E3B3C4A3D2,即澄清的芦荟汁用量35%、蔗糖6%、蜂蜜2.6%、柠檬酸0.3%、柠檬酸钾0.3%、
水为55.8%(上述百分比均为质量分数)。通小试,还确定出产品最适稳定剂配方为0.11%CMC+0.10%海藻酸钠复合
使用为最佳。此外还简述芦荟的营养价值和药用价值,这一切为芦荟饮品的研制提供了科学依据,也为进一步工
业化生产提供了基础。
关键词:芦荟;芦荟汁;工艺;配方;技术关键
Study on Processing Technology of Natural Drinks Made from Aloe
XIAO Mei1,CAO Yu-hua2,LIU Biao3
(1.Engineering College, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210031, China;2.Col ege of Food Science
and Engineering, Nanjing University of Finance and Economics, Nanjing 210003, China;3.Xuzhou Dadi
Group, Xuzhou 221116, China)
Abstract :Variance analysis of the data of an orthogonal experiment to study different processing technologies and formulations
for the production of natural drinks made from Aloe showed that the optimum formulation was 35% of the clear juice of Aloe,
0.3% of citric acid potassium, 6% of sucrose, 2.6%of honey, 0.3% of citric acid and 55.8% of water.In a small -scale
production experiment, it was concluded that the optimum stabilizer combination was 0.11% of CMC and 0.10% of algae-acid-
sodium-natrium.
Key words:aloe;the juice of aloe;processing technology;prescription;main technique points
中图分类号:TS275 文献标识码:B 文章编号:1002-6630(2005)01-0271-04
芦荟拉丁名为Aloe,属百合科多年生多浆肉质草
本植物,原产于非洲、美洲热带和地中海沿岸,我国
云南也有野生。在世界上的种类有500多种,100多个
变种。但具有美容疗效的品种只有有限的几个品种,如
日本的木立芦荟(树芦荟),美国的库拉索芦荟,非洲的
开普敦芦荟,我国云南的元江芦荟、皂质芦荟等。我
国南方可露地栽培,北方可大棚种植。芦荟富含多种
活性物质(如芦荟多糖)[1],还有大量植物蛋白、22种氨
基酸(其中包括人体必需的8种氨基酸[2])、多种有机酸、
多种酵素物质和治愈激素、多种维生素、植物碳酸系
成分(如芦荟素、芦荟苦味素等)[2]、多种微量元素和各
种酶等。据美国德州大学健康中心W.Winters博士介
绍,芦荟至少含有140多种成分(如愈伤成分和抗感染成
分),有的能控制细胞生长和分化,有的能刺激白细胞
和其它免疫细胞生长[3]。日本癌症研究杂志报道,芦荟
至少有三种抗肿瘤物质,即大麻素、甘露糖和植物凝
血素,这些都充分证明了芦荟具有增强免疫力、促进
肠蠕动、防止血管病的作用等。在日本,由于芦荟对
原子弹爆炸辐射灼伤的病人有一定疗效,它更显其神奇
的医疗作用[ 4 ]。现代医学研究表明,芦荟具有清热通
便,健脾益胃,增进食欲,抗菌抗肿瘤,提高免疫
力及减肥美容和保健功效。在芦荟众多功能特性中,最
受瞩目的是其免疫调节、抗癌、抗病毒和治疗艾滋病
的效果[4]。
近年来,随着世界芦荟热的掀起以及其药用、食
用、美容、保健价值的诱惑,正在走进百姓家庭。但
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国内鲜见芦荟饮料的口感和稳定性的研究报道。因此,
本文主要对芦荟饮料的生产新工艺、配方和技术关键进
行了研究。研究开发芦荟汁天然饮品,无论对开发芦
荟资源,还是提高其商品价值都具有十分重要的意义。
1 材料与方法
1.1原辅材料
库拉索芦荟(Aloe Vera L.)(从南京中山植物园采得)、
蔗糖、蜂蜜(市售)、柠檬酸、
柠檬酸钾、CMC、k-卡拉胶、海藻酸钠(市售),
均为食用级[5]。
1.2工艺流程[6]
鲜芦荟叶→清洗→碱液去皮→汽蒸→破碎→打浆→
胶体磨→酶处理→醇提→过滤→脱苦→过滤取汁→澄清
→调配→定量混合→过滤→均质→脱气→灭菌
糖→溶化→过滤 水处理
→罐装封口→喷淋杀菌→烘干→喷码→贴标装箱→箱体
喷码→成品
1.3工艺关键
1.3.1芦荟汁的制备
制备芦荟汁以鲜芦荟叶为原料。挑选品种优良、
成熟度适宜、新鲜的芦荟叶。采用人工漂洗或QXJ-800
蔬菜清洗机漂洗以去除芦荟叶表面的泥土、灰尘、微
生物等。用含盐2%的食盐水溶液浸泡原料10~20min
可清除其上的病菌、虫卵和残留的农药。接着用清水
漂洗一次可去除其表面的盐水和进一步清洗。干净后用
0.1%~0.2% NaOH溶液在40~50℃处理15min,以去除
芦荟叶的上下表皮。此表皮含有大量苦味素等(芦荟
宁、芦荟苦素等),除去表皮以脱苦味和避免暴露于空
气中,致使芦荟凝胶(芦荟叶薄壁组织中分离出的)氧化
分解,颜色变暗,生物活性降低。芦荟叶肉应洁白晶
莹,不得带有任何绿色的表皮残留物,否则会影响产
品的口感和外观、药用效果。然后将原料放入开水锅
中汽蒸3min,以清除90%的残留农药,杀死微生物,
破坏氧化酶的活性,去除组织中的部分气体,使其保
持原有的色泽和维生素。汽蒸前加入0.01%的维生素C,
有利于风味物质的渗出。然后将它立即投入冷水冷却,
避免残留的余热使其可溶性物质变化,色泽变暗及微生
物繁殖。将冷却过的原料倒入DT2-5型打浆机、加水
适量(淹没芦荟为宜),打浆,然后可用JMS-130变速胶
体磨磨细。经研磨后,叶肉组织结构完全破坏,果胶、
糖分、氨基酸、挥发油、脂肪等有机物质充分析出,
形成质地均一、细腻的芦荟浆。这种研磨,还有利于
提高饮料的稳定性。因为饮料的稳定性与粒子半径的平
方成正比,粒子越大,则越易沉降分离。
→ →
1.3.2酶处理
在芦荟浆液中添加0.013%的精制果胶酶,在45~
50℃水浴中处理1h,可得到组织细腻、体态均匀一致
的芦荟浆料。
1.3.3醇提
用95%的乙醇对上述浆料进行冷浸[7],乙醇用量为
样品的4倍,保持25℃浸提一个月,其间要间歇搅拌,
这样,可提取出芦荟中黄酮和蒽醌类有机物。然后将
醇提液过滤,目的是除去粗纤维和悬浮物。再将醇提
液减压、浓缩、干燥,其间乙醇得以挥发分离。
1.3.4脱苦脱涩
芦荟提取液(半成品料液)中含有芦荟宁、芦荟苦
素、芦荟大黄素、芦荟大黄甙等苦味物质,对产品
质量影响很大。本试验以1,8—二羟基蒽醌及芦丁为对
照品,按此方法[7]进行,确定聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为
最佳吸附剂,通过小试观察0 . 4 %聚乙烯吡咯烷酮
(PVP)、β-环状糊精脱苦脱涩效果和它们的组合效
果,最后筛选出0.4% PVP和0.4%β-环状糊精的组
合对脱苦脱涩效果良好。这两种物质能吸附和包埋苦
味物质(芦荟宁、芦荟苦素等),总黄酮和总蒽醌类有
机物损失小。
1.3.5过滤
①将脱苦脱涩后的浆液过滤:用板框过滤机或硅藻
土过滤浆液,再澄清。②蔗糖过滤:生产中使用的蔗
糖必须经过处理,白糖中存在少量淀粉、蛋白质、多
糖类物质会导致果蔬饮料产生沉淀,使用硅藻土、活
性炭混合后提纯糖浆。
1.3.6混合调配
用煮开的水分别溶解蔗糖、蜂蜜、海藻酸钠、
CMC等稳定剂(磨细);用煮开放冷的水溶解柠檬酸,在
按一定顺序均匀加入澄清液,制成半成品料液。
1.3.7水处理
为除去水中固体物质,降低硬度和含盐量,杀灭
微生物及排除所含空气,原水通过砂滤棒过滤器和活性
炭过滤器处理后得到的水可作为饮料生产用的净水。
1.3.8过滤、均质
半成品经硅藻土过滤机和双桶过滤器精滤后,除去
了其中各种肉眼看不见的固体杂质。然后入板式换热器
加热至60~70℃再进入均质机,均质2次,第一次压
力为20MPa,第2次压力为25MPa。两次均质时间各
为5min。
1.3.9脱气
料液中本身含有氧,同时,加工过程中不断与空
气接触,引起空气的二次混入。为除去料液中的氧和
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空气,防止或减轻天然色素(很不稳定)、VC及香味的
氧化降解,料液
也需脱气,脱气压力一般为0.05MPa。
1.3.10灭菌、灌装、封盖
脱气后立即以30s、135℃ 瞬时灭菌,当料液的温
度降至92~95℃时,可迅速灌装和封盖(此时饮瓶及盖
已洗净、灭菌)。
1.3.11喷淋、喷码、贴标
封盖的瓶装饮品进入杀菌机,95 ℃杀菌30min,以
充分保证该饮品商业无菌,然后喷码,贴标、装箱至
成品。
1.4芦荟饮料质量标准
1.4.1感官指标
色泽 白色;
滋味 风味独特,具有明显的芦荟风味,酸甜适
中、可口凉爽;
体态 是均匀的清亮透明的液体状,无沉淀、无
杂质及凝块。
1.4.2理化指标
产品的理化指标如表1所示。
项目 指标
铅(mg/kg)(以Pb计) ≤ 0.5
铜(mg/kg)(以Cu计) ≤ 50
砷(mg/kg)(以As计) ≤0.3
芦荟素(g/kg) (以芦丁计) 0.01
可溶性固形物 >8%
总酸(g/ml) (以柠檬酸汁) 3×10-4
食品添加剂 按GB2760—1986规定
表1 产品的理化指标
Table 1 Physical and chemical indexes of product
1.4.3卫生指标
细菌总数<50个/ml,大肠菌数<50个/dl,致病
菌不得检出。
1.4.4产品保质期
该产品在通风干燥常温下放置,无沉淀、无退色
和变色,保质期为一年以上。
2 结果分析
2.1最佳配方的确定
本试验首先以满足该饮料含一定量的芦荟素等为基
本前提(即加入一定量的醇提物),再考虑其天然饮料的
风味。芦荟汁天然饮品的风味与芦荟汁的质量、含量
以及蔗糖、蜂蜜、柠檬酸、柠檬酸钾之间的配比有密
表2 L16(45)正交试验因素水平选择
Table 2 The level of orthogonal experiment factors (%)
因素
水平 柠檬酸钾量 蔗糖量 蜂蜜量 澄清的芦荟 柠檬酸量
A B C 汁量D E
1 0.1 2 2.2 30 0.1
2 0.2 4 2.4 35 0.2
3 0.3 6 2.6 40 0.3
4 0.4 8 2.8 45 0.4
表3 芦荟饮品配方L16(45)正交试验结果
Table 3 The result of orthogonal experiment for the
prescription (%)
配方
因素
A B C D E 平均(分)
1 1(0.1)1(2)1(2.2)1(30)1(0.1)55.4
2 1 2(4)2(2.4)2(35)2(0.2)69.2
3 1 3(6)3(2.6)3(40)3(0.3)89.1
4 1 4(8)4(2.8)4(45)4(0.4)81.8
5 2(0.2)1 2 3 4 76.4
6 2 2 1 4 3 69.0
7 2 3 4 1 2 69.4
8 2 4 3 2 1 73.6
9 3(0.3)1 3 4 2 67.5
10 3 2 4 3 1 72.4
11 3 3 1 2 4 85.5
12 3 4 2 1 3 78.4
13 4(0.4)1 4 2 3 82.5
14 4 2 3 1 4 52.5
15 4 3 2 4 1 74.4
16 4 4 1 3 2 53.4
T1 295.5281.8263.3277.6275.8T=1150.5
T2 288.4263.1298.4310.8259.5
T3 303.8318.4282.7291.319.0
T4 262.8287.1306.1292.7296.2
切关系,只有合理的配方和调配工艺才能使芦荟汁天然
饮品有良好的风味。在单因素试验的基础上进行多因素
正交试验确定最佳配方。以芦荟汁即澄清液、蔗糖、
蜂蜜、柠檬酸、柠檬酸钾为5因素作L16(45)正交试验,
见表2。
产品由评审组依据色泽、香味、滋味、体态等感
官综合评定进一步确定最佳配方,试验结果见表3。
通过表4方差分析看出D(澄清的芦荟汁)和E(柠檬酸
量)与A(柠檬酸钾量)、B(蔗糖量)、C(蜂蜜量)等三因素
各水平差异显著,D达到了极其显著水平,D(澄清的芦
荟汁)和E(柠檬酸量)为感官鉴定的主要影响因素,它的
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变异来源 DF SS M S F Fα
B 3 381.3127.11.63
C 3 268.389.41.14F0.05=2.76
D 3 3318.71106.214.1**
E 3 497.165.73.4*
误差(A归入) 3 235.178.3 F0.01=4.13
总和 15 4700.5
表4 芦荟饮料配方方差分析[8]
Table 4 Analysis variance of the experiment result[8]
配方号
口感 香味 色泽 体态 总分
(30分) (30分) (20分) ( 20分) (100分)
3 29.0 29.0 16.0 14.0 88.0
11 27.0 26.0 18.0 15.4 86.4
M 28.0 28.0 17.0 17.0 90.0
表5 芦荟汁饮料验证试验评分标准
Table 5 Appraisal standards for the experiment of
drinks made from aloe
序号 稳定剂 用量 稳定性 流动性 透明度
1 海藻酸钠 0.10 一般 一般 一般
2 k-卡拉胶 0.01 一般 一般 一般
3 C M C 0.11 较好 一般 一般
4CMC+海藻酸钠 0.11+0.10较好 较好 较好
5CMC+ k-卡拉胶 0.11+0.01较好 较差 较好
表6 不同稳定剂与用量对产品品质的影响
Table 6 Effect of various stabilizers and their amount
on quality of products(g/100ml)
不同量对芦荟汁饮料口感影响很大。表3看出配方3得
89.1分为最高,具有一定量的抗菌成分和明显芦荟的风
味,清香自然、酸甜可口。据方差分析可以看出影响
感官鉴定的因素排列顺序为D >E>B>C >A,配
方理想组合为D2E3B3C4A3与配方3基本一致。因此,分
析得出最佳配方为D2E3B3C4A3,即澄清的芦荟汁用量
35%、蔗糖6%、蜂蜜2.8%、柠檬酸0.3%、柠檬酸钾
0.3%、水为55.8%(上述百分比均为质量分数)。由于此
配方是计算出来的,是否真正为最佳条件,还需进行
验证试验。
通过正交实验结果与计算分析可以得出配方理
想组合为:D2E3B3C4A3,将此配方与表3中选出的
2个配方 3和配方11号进行验证试验,结果如表5
所 示 。
3.1库拉索芦荟饮料饮用安全 南京中医药大学2002年
对库拉索芦荟制作的饮料进行了药理毒理实验(LD50、蓄
积毒性、最大耐受量),结果发现,小鼠生长状况均显
示正常,对小鼠解剖观察,其脏器无不良病变。说明库
拉索芦荟饮料安全无毒、无副作用[9],可以放心饮用。
3.2如以薯干为原料生产的果葡糖浆,在饮料、糕点
中代替蔗糖,用此果葡糖浆制成饮料、糕点,色、
香、味均优于蔗糖。在芦荟枸杞饮料中加入甘薯果葡
糖浆,还可避免因食用蔗糖而引起的血管硬化、身体
发胖等。
3.3芦荟汁本身气味较淡,因此,可分别加入荔枝、
菠萝、芒果、苹果等香精,配制成各种水果香型饮料。
3.4生产该饮料所用设备、工器具均用不锈制品,避
免与Fe、Cu等金属离子产生褐变。
参考文献:
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表5 验证试验的结果表明,实际最优配方就是 理
论配方M(D2E3B3C4A3),即澄清的芦荟汁用量35%、蔗
糖6%、蜂蜜2.8%、柠檬酸0.3%、柠檬酸钾0.3%、水
为55.8%(上述百分比均为质量分数)。采用D2E3B3C4A3配
方生产的饮料清香自然、酸甜可口,因此,以
D2E3B3C4A3为最佳配比。
3.2稳定剂的选择
由于芦荟叶中富含果胶质和其他植化成分,为了提
高产品的稳定性,需加入微量稳定剂。对加入稳定剂
种类和用量进行小试,结果如表6。
由表6可以看出,稳定剂的种类与用量:0.11%
CMC+0.10%海藻酸钠为最佳。
3 讨 论