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龙须菜番石榴复合饮料的研制



全 文 :文章编号: 1001 - 4217(2011)04 - 0029 - 06
龙须菜番石榴复合饮料的研制
陈美珍, 李 娟, 张玉强
(汕头大学理学院生物系, 广东 汕头 515063)
摘 要: 以干残次龙须菜和番石榴为原料制备复合饮料, 正交实验确定最佳工艺条件. 结果
表明, 酸水解保温浸提龙须菜多糖的最佳工艺条件为: 加水量为湿重的 15倍, 醋酸量 0.06℅,
加热温度 80℃, 加热时间 3 h; 复合饮料最佳配方为: 龙须菜汁与番石榴汁体积比 3 ∶ 1, 柠
檬酸添加量 0.03℅, 甜味剂添加量 5℅; 小白鼠经口灌服剂量达 10 g /(kg·bw), 属无毒级,
食用安全. 饮料中龙须菜多糖含量 1.65 mg /mL, Vc 含量 1.696 μg / mL, 营养丰富, 口感良
好, 具较高的食用价值.
关键词: 残次龙须菜; 番石榴; 复合饮料
中图分类号: TS 201 文献标识码: A
0 引 言
龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)是粤东沿海大规模养殖的一种主要经济海藻, 资源
丰富. 它富含人体 8种必需氨基酸和 K、 Ca、 Mg、 Fe、 Zn等必需的微量元素, 是典型的
高膳食纤维、 高蛋白、 低热量碱性食品. 残次龙须菜是指采收时因处理不当变色甚至出
胶的龙须菜, 估计占总产量的 10%以上, 常被废弃. 龙须菜变色的主要原因是藻胆蛋白
的变性和叶绿素的降解, 但多糖相对较稳定, 含量为 31.05%[1] . 龙须菜多糖具有抗凝
血、 降血糖血脂、 抗血栓、 强心、 增强细胞免疫和体液免疫等生理活性[2] , 是理想的天
然保健食品原料. 番石榴是一种适应性很强的热带水果 [3] , 在我国南方几乎常年可见,
营养丰富, 富含 Vc、 膳食纤维、 槲皮素、 番石榴苷、 鞣质等营养保健成分 [4] . 已知番
石榴含有黄酮甙类, 具有明显的降血糖作用, 可用于糖尿病的辅助治疗.
因此, 本研究尝试将龙须菜和番石榴加工成口味独特、 营养丰富, 同时兼具保健功
能的一种复合饮料, 同时为残次龙须菜的高值化利用提供技术支持.
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 原 料
所用龙须菜由汕头大学海洋生物实验室南澳临海实验站提供, 收获于 2010 年 5 月;
收稿日期: 2011-07 -05
作者简介: 陈美珍(1956-), 女, 福建漳州人, 教授. 研究方向: 天然活性物质. E-mail: chenmz@stu.edu.cn
基金项目: 广东省科技计划项目(2010B020201015;2009B020312012)
2011 年 11 月 汕头大学学报 (自然科学版) 第 26卷 第 4期
Nov. 2011 Journal of Shantou University (Natural Science ) Vol.26 No.4
番石榴市购.
1.1.2 实验试剂及动物
氢氧化钠为分析纯 , 醋酸 、 木糖醇 、 Vc、 白砂糖 、 柠檬酸 、 乙二胺四乙酸钠
(EDTA)均符合食品卫生标准. 昆明种小白鼠 20 只, 随机分成两组, 雌雄各半, 雌性无
孕, 体重范围 18 ~ 22 g, 由厦门大学实验动物中心提供.
1.2 工艺流程及操作要点
1.2.1 龙须菜汁及番石榴汁制取的工艺流程
龙须菜清洗→复水→去腥→破碎打浆→保温浸提→离心分离→冷却→低温保存澄清
的龙须菜汁. 番石榴选果→清洗→切碎→加热处理→加水打浆→离心分离→低温保存乳
白色番石榴汁.
1.2.2 复合饮料制备的工艺流程
龙须菜汁+番石榴汁→混合调配→均质→装罐→密封→杀菌→冷却→成品.
1.2.3 龙须菜汁的制取
预处理 称取 5 g 干残次龙须菜, 用清水将泥沙、 虫子和杂物洗去, 清水浸泡进行
复水实验, 复水时间分别为 20、 40、 60、 80、 100 min, 水温 20 ~ 30℃, 使龙须菜恢复
新鲜饱满的状态.
去腥软化 由于龙须菜含有一些低分子的含氮化合物、 萜烯类化合物以及低分子游离
有机酸, 如肉豆蔻酸、 亚油酸、 棕榈酸、 富马酸等[5] , 因此藻腥味较重, 严重影响饮品的
口感. 用氢氧化钠溶液除腥, 将藻体浸泡于 5%NaOH溶液中 24 h后, 用清水洗至中性.
破碎打浆 将脱腥软化后的藻体放入高速组织捣碎机中榨汁.
酸水解法保温浸提 取龙须菜浆放入 500 mL烧杯中, 按照一定的条件(加水量、 醋
酸量、加热温度和加热时间)进行酸水解法保温浸提, 不断搅拌进行浸提.
离心过滤 趁热将龙须菜料液离心, 除去残渣, 低温保存分离出的澄清的龙须菜汁.
1.2.4 番石榴汁的制取
清洗 选择充分成熟的新鲜番石榴做原料, 清水冲洗干净.
切碎 将番石榴原料去皮, 破碎成小块.
加热处理 将切碎的番石榴果块放入沸水中煮 3 min, 钝化或破坏氧化酶, 改善风
味, 同时排除原料中空气, 并软化果块.
加水打浆 将切碎后的原料按照 1 ∶ 1.5加入清水, 搅拌均匀后用高速组织捣碎机榨汁.
护色 经过破碎、 打浆、 加热处理等操作后, 番石榴因 Vc 损失及氧化作用, 由正
常的乳白色变为灰褐色, 严重影响饮料的外观, 因此必须进行护色处理[4] , 加入 0.01%Vc
和 0.006%EDTA作为护色剂.
离心分离 趁热将番石榴料液离心, 除去残渣, 低温保存分离出的乳白色的番石榴汁.
1.2.5 饮料的制备
调配 将离心后的龙须菜汁和番石榴汁, 按照一定的体积比进行混合, 并加入其它
原料进行调配.
灌封 将调配好的饮料装入合适的饮料瓶中, 封盖.
灭菌 将封盖后的龙须菜番石榴复合饮料 100℃水浴加热, 灭菌时间为 15 min.
汕头大学学报(自然科学版) 第 26 卷30
第 4 期 陈美珍等: 龙须菜番石榴复合饮料的研制
实验号
因 素
龙须菜多糖
提取率 Q /%A 加水量x / 倍
B 醋酸
a / ℅
C 温度
T /℃
D 时间
t / h
1 1(5) 1(0.02) 1(80) 1(1) 0.85
2 1 2(0.04) 2(90) 2(2) 1.62
3 1 3(0.06) 3(100) 3(3) 2.87
4 2(10) 1 2 3 6.27
5 2 2 3 1 5.45
6 2 3 1 2 7.88
7 3(15) 1 3 2 12.76
8 3 2 1 3 15.86
9 3 3 2 1 13.27
k1 1.780 6.627 8.197 6.523 -
k2 6.533 7.643 7.053 7.420 -
k3 13.963 8.007 7.027 8.333 -
R 12.183 1.380 1.170 1.810 -
表 1 龙须菜汁浸提工艺正交实验结果
1.3 检 测
龙须菜汁提取率 提取率(%) = 龙须菜汁总糖含量
样品质量
× 100%, 总糖质量分数的测定
采用苯酚-硫酸法, 以葡萄糖作为标准品.
Vc含量 饮料中总的 Vc含量的测定采用 2, 4-二硝基苯肼法[6] .
急性毒性实验 以小白鼠为实验对象, 取制成的复合饮料配成最高剂量 10 g/(kg·bw),
采用 1次最大剂量灌胃法, 经口等容量灌胃[7] .
2 实验结果分析
2.1 复水时间的确定
干残次龙须菜在浸泡过程中会有一些可溶性成
分析出, 为了尽量减少这些营养物质的损失, 因此进
行复水实验, 并确定适宜的复水时间, 结果如图1
所示. 由图 1 可知, 5 g 干残次龙须菜在复水 60 min
以上时, 吸水基本达到饱和, 藻体呈现饱满圆滑的
状态. 所以室温下, 干残次龙须菜的复水时间选择
60 min.
2.2 酸水解保温浸提工艺条件的确定
龙须菜本身含有较多的胶质,
粘性很高, 含水量少, 用一般的压
榨法取汁得到的出汁率是比较低
的, 因此, 采用酸水解法保温浸
提, 可以得到较高的出汁率 . 龙
须菜的出汁率受到加水量(湿重的
倍数)、 醋酸量、 加热温度和加热
时间四个因素的影响, 为确定多
糖提取量较高的最佳工艺条件 ,
以加水量、 醋酸量、 加热温度和
加热时间为影响因素, 设计了四
因素三水平的正交实验, 每个实
验平行测定 3 次, 取平均值, 以
确定最佳工艺, 结果见表 1、 表 2.
由表 1 的直观分析可知, 4 个
因素对龙须菜多糖提取率 Q 影响
的顺序如下: A > D > B > C. 正交
实验的最佳提取条件为 A3B3C1D3,
即加水量为湿重的 15 倍, 浸提时
加入醋酸的量为 0.06℅, 加热温
25
23
21
19
17
15
10 40 60 80 100
湿

m
w
/g
图 1 龙须菜复水实验结果
时间 t / min
注: * 代表差异显著
因 素 偏方平方和 自由度 F 比 F 临界值 显著性
加水量
x /倍
226.233 2 84.510 19.000 *
醋酸 a / ℅ 3.070 2 1.147 19.000 -
温度 T /℃ 2.677 2 1.000 19.000 -
时间 t / h 4.914 2 1.836 19.000 -
误 差 2.68 2 - - -
表 2 正交实验方差分析
31
度为 80℃, 加热时间为 3 h. 由表 2 的方差分
析结果发现, 加水量对龙须菜多糖的提取有显
著影响, 醋酸量、 加热温度和加热时间的影响
不显著. 利用最佳工艺条件进行 2次重复验证
实验, 获得龙须菜多糖的提取率 Q为 16.06%.
2.3 复合饮料配方的确定
优良的配方可以使饮料具有良好的色泽、
口感和风味, 在标准状况下, 分别对龙须菜番
石榴复合饮料的色泽、 滋味、 香气、 组织形态
等各方面进行综合评分, 其中色泽占 15%,
滋味占 40%, 香气占 25%, 组织形态占 20%,
满分为 100分.
2.3.1 单因素实验
为了制得风味特别、 口感良好的龙须菜
番石榴复合饮料, 分别对果汁配比(龙须菜汁
与番石榴汁的体积比)、 酸味剂柠檬酸的加入
量、 甜味剂的选择及最佳添加量进行了单因
素实验, 结果如图 2 ~ 4所示.
复合饮料中甜味剂的选择很重要, 木糖
醇与其它糖醇相比, 有较高的能量和甜度 ,
具有防龋齿、 改善糖尿病患者病情、 清除血
酮症及改善肝功能等某些特殊功效 [8] . 但
是, 木糖醇缺乏蔗糖醇厚的口感, 因此, 选用木糖醇和白砂糖作为复合甜味剂, 并对它
们的配比进行实验, 评价结果见表 3. 结果表明, 白砂糖和木糖醇为 1 ∶ 4 的比例配制出
的甜味剂, 既不会对血糖浓度造成太大的影响, 又对复合饮料的口感有协调作用.
2.3.2 最佳配方的筛选
为得到复合饮料的最佳配方,以果汁配比(龙须菜汁与番石榴汁体积比)、 柠檬酸、 甜
味剂为影响因素, 进行三因素三水平正交实验, 结果见表 4. 由表 4 极差分析可知, 三
80
60
40
20
0
0 1 2 3 4 5 6


果汁浓度比
图 2 果汁配比的感官评分
表 3 不同甜味剂的感官评价
甜味剂 比 例 口感评价
白砂糖 全部 口感醇厚
白砂糖 + 木糖醇 1 : 2 口感醇厚
白砂糖 + 木糖醇 1 : 3 口感醇厚
白砂糖 + 木糖醇 1 : 4 口感醇厚
白砂糖 + 木糖醇 1 : 5 口感不醇厚
木糖醇 全部 口感不醇厚
汕头大学学报(自然科学版) 第 26 卷
80
60
40
20
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8
甜味剂添加量 c / %
图 4 甜味剂添加量的感官评分


80
60
40
20
0
0 0.02 0.04 0.06 0.08


柠檬酸添加量 b / %
图 3 柠檬酸添加量的感官评分
32
表 4 最佳配方正交实验结果
实验号
A 果汁配比 B柠檬酸 b /℅ C 甜味剂 c / ℅
1 1(1 : 1) 1(0.01) 1(4) 59
2 1 2(0.03) 2 (5) 66
3 1 3(0.05) 3 (6) 54
4 2(2 : 1) 1 2 77
5 2 2 3 75
6 2 3 1 68
7 3(3 : 1) 1 3 82
8 3 2 1 87
9 3 3 2 83
k1 59.667 72.667 71.333 -
k2 73.333 76.000 75.333 -
k3 84.000 68.333 70.333 -
R 24.333 7.667 5.000 -
因 素
评 分
种因素对饮料的色泽、 口感和风味
的影响顺序为: 果汁配比 >柠檬酸 >
甜味剂 , 得到调配的最佳组合为
A3B2C2, 即最佳配方是龙须菜汁与番
石榴汁体积比为 3︰1, 柠檬酸加入
量为 0.03℅, 甜味剂添加量为 5℅.
2.4 复合饮料质量评价
感官指标 色泽: 具有该复合
饮料所特有的淡白色; 滋味及气味:
酸甜适中, 具有番石榴特有的香味
和滋味, 同时也具有龙须菜的固有
滋味, 但没有令人不舒服的藻腥味,
且无其它异味; 组织形态: 呈浑浊,
允许有少量的沉淀, 无分层现象.
理化指标 溶性固形物≥ 10℅,总酸(以柠檬酸计)≤ 0.1℅, 砷(mg / kg)≤ 0.2, 铅
(mg / kg)≤0.3, 铜(mg / kg)≤ 5.0.
微生物指标 菌落总数(个 / mL)≤100, 大肠杆菌(个/100 mL)≤3, 未检出致病菌.
2.5 毒理学实验
给受试小鼠灌喂浓缩后的饮料, 灌服剂量达 10g / (kg·bw), 约相当于人食用量(以
体重 60 Kg 每日饮 500 mL 计)的 100 倍, 连续观察 7 天. 各组实验小鼠饮食和活动正
常, 毛色有光泽, 未出现异常, 无一例死亡, 无明显中毒反应. 将小鼠脱颈椎处死, 解
剖, 肉眼观察心、 肝、 脾、 肾和膀胱等主要组织脏器的外观, 均未见病理性变性. 按急
性毒性标准评价, 属无毒级, 即产品饮用安全.
3 结 语
研究发现, 残次干龙须菜复水时间达到 60 min 以上时, 吸水基本达到饱和; 酸水
解保温浸提工艺的最优条件, 加水量为湿重的 15 倍, 浸提时加入醋酸的量为 0.06℅,
加热温度为 80 ℃, 加热时间为 3 h, 多糖提取率为 16.06%; 复合饮料的最佳配方, 龙
须菜汁与番石榴汁体积比为 3 ∶ 1, 柠檬酸加入量为 0.03℅, 甜味剂添加量为 5℅, 其中
甜味剂选用白砂糖和木糖醇为 1 ∶ 4 的复合甜味剂, 加入 0.01%Vc 和 0.006%EDTA 作为
护色剂, 同时避免了果汁 Vc 营养的损失. 龙须菜和番石榴复合饮料原料来源广泛, 成
本较低, 避免了残次龙须菜的浪费以及对环境的污染, 同时增加了龙须菜的经济价值,
带来可观的经济效益和环境效益, 因此, 这种复合饮料具有很好的开发前景.
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Preparation of Gracilaria Extract and Guava
Compound Drink
CHEN Mei-zhen, LI Juan, ZHANG Yu-qiang
(Department of Biology, Shantou University, Shantou 515063, Guangdong China)
Abstract: Using dried inferior Gracilaria and fresh guava as the main materials, a
compound beverage was developed. The optimum parameters were determined by
orthogonal method. The results showed that the optimum technological conditions of
extracted polysaccharides from Gracilaria with acid hydrolysis and heat -preserving method
were determined as follows: the ratio of wet weight of Gracilaria to solvent 1 : 15, acetic
acid 0.06%, heating temperature 80 ℃, heating time 3h. The optimum formula of the
compound beverage was determined as follows: the Gracilaria extract and guava juice in
a ratio of 3 : 1, citric acid 0.03% and sweetener 5% . The acute toxicity text was
performed, and the result showed that the acute oral > 10 g/(kg·bw). It is non-poisonous
and safe to be consumed. The compound beverage is nutritious, good in taste and has
higher edible value.
Key words: inferior Gracilaria; Guava; healthy drink
汕头大学学报(自然科学版) 第 26 卷34