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香橙果汁产品配方的研发



全 文 :食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 食品开发
· 117 ·
2015年 第40卷 第01期
中国果汁饮料市场近年来呈高速发展态势,
收稿日期:2014-07-09 *通讯作者
基金项目:陕师大中央高校科研经费项目(GK261001330);甘肃省科技计划项目(1009NTGE032);农业部苹果体系项目(CARS-28)。
作者简介:李娜(1990—),女,硕士研究生,研究方向为食品工程。
根据《2013~2017年中国果汁行业深度调研与投
李 娜1,刘颖平2,3,尤毅娜1,王 睿2,3,邓 红1*,孟永宏1,郭玉蓉1
(1.陕西师范大学食品工程与营养科学学院,西安 710062;2.天水长城果汁集团
有限公司,天水 741024;3.甘肃苹果汁加工工程技术研究中心,天水 741024)
摘要:研究采用物理方法,在浓缩橙汁中加入浓缩时失去的等量的水,使其复原而成100%橙
汁;从原料筛选、糖酸比确定、稳定剂确定、感官鉴评4个方面进行了试验,从而确定了橙汁
产品配方。结果如下:用可溶性固形物含量为65 Brix酸度为4.53%的浓缩橙汁为原料,与水按
1:7混合还原成橙汁后,添加果糖调节糖酸比为21:1,加入0.225%复配稳定剂(刺槐豆胶:CMC:蔗
糖酯为1.5:2:1)和0.04%的鲜橙多香精、0.1%的β-环糊精,制成的橙汁产品颜色为橙黄色,酸甜
适口,具有橙子本身的香气,符合人们对果汁饮品的要求。
关键词:浓缩橙汁;糖酸比;稳定剂;感官鉴评;配方
中图分类号:TS 255.44 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2015)01-0117-05
The development of product formulation for orange juice
LI Na1, LIU Ying-ping2,3, YOU Yi-na1, WANG Rui2,3, DENG Hong1*, MENG Yong-hong1, GUO Yu-rong1
(1.College of Food Engineering and Nutritional Science, Shaanxi Normal University, Xi’an
710062; 2.Tianshui Greatwall Fruit Juice & Beverage Group Compony Limited, Tianshui
741024; 3.Research Center of Apple Juice Processing and Engineering Technology in
Gansu Province, Tianshui 741024)
Abstract: In this study, the same amount of water which was lost in the concentrate processing was
added to the concentrated orange juice for the recovery of 100% orange juice using the physical
methods. The juice formulation was determined through the four aspects experiment of the raw materials
selection, sugar acid ratio determination, stabilizers identifi cation and sensory evaluation. Experimental
results show that: using concentrated orange juice (soluble solids content of 65 brix, acidity 4.53%) as
raw material and mixing with water (ratio 1:7) to add fructose (regulate sugar to acid ratio 21:1), fragrance
0.04%, 0.1% β-cyclodextrin, and compound stabilizers 0.225% (locust bean gum:CMC:sucrose ester
is 1.5:2:1) to form the product. The 100% pure orange juice product show the best stability with orange
aroma, color yellow, sweet and sour taste. It also meets the people’s beverage requirements of 100%
natural fruit juice.
Key words: concentrated orange juice; sugar acid ratio; stabilizers; sensory evaluation; formulation
香橙果汁产品配方的研发
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2015.01.024
食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY食品开发
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2015年 第40卷 第01期
资战略规划分析报告》的数据统计[1],2007~2011
年中国果汁行业销售收入逐年增长,2011年销
售收入为930.78亿元,同比增长31.47%;结合
2003~2011年中国果汁市场发展情况,前瞻估计
2012~2015年行业销售收入增长率有望保持在20%
的水平,2015年行业销售收入可接近2000亿元。
中国众多人口成为果汁行业持续增长的重要
支撑,而果汁市场的迅速崛起与消费者的健康意
识增强密不可分[2];尤其是100%果汁饮品里富含
身体必需的维生素和微量元素,健康美味成为其
吸引消费者的主因,所以果汁饮料已经成为全球
饮料产业增长最快的部分[3-5]。
但中国目前果汁饮料的年消费量人均不到1
kg,是世界平均水平的1/10,发达国家平均水平
的1/40。这表明果汁饮料在中国仍有巨大的发展
空间,未来中国果汁行业的发展前景看好[6-7]。
调查发现,现在我国市场上销量比较好的一
些果汁饮料其果汁含量都比较低,且大多含有色
素、防腐剂等添加剂。因此,研发100%果汁饮品
不仅可以提高企业经济效益,而且对丰富果汁市
场、改善消费者健康意识有重要作用。
根据果汁工业相关国标(GB 10789—2007),
所谓100%橙果汁饮品就是将浓缩橙汁加入该果汁
浓缩时失去的等量的水,复原而成的产品[8]。本实
验在确定浓缩橙汁原料和优选糖酸比的基础上,
研究稳定剂的复配参数,以开发出一种稳定、色
泽鲜艳、味道芳香、酸甜爽口的橙子果汁产品,
满足人们对天然果汁饮品的需要。
1 试验材料与方法
1.1 材料
原料:6种待选浓缩橙汁(珍福达川、福建泉
州、LDC橙浓缩汁、福建橙红浓缩橙汁、巴西浓
缩橙汁、三门峡浓缩橙汁)。
试剂:刺槐豆胶,羧甲基纤维素(CMC),
环糊精,山梨酸钾,蔗糖酯,果葡糖浆等均为
食品级。
1.2 设备
Panda plus高压均质机:意大利帕尔玛公司;
WYT(0%~80%)手持糖度仪:上海仪电物理光学仪
器公司;C21-SOHC01电磁炉:浙江苏泊尔股份
有限公司;BS-224型电子天平(精度0.0001):德国
SARTORIUS公司;JM-B10002(Max=1000 g)电子天
平:余姚市纪铭称重校验设备有限公司;碱式滴
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定管等。
1.3 工艺流程
1.4 操作要点
1.4.1 饮料用水 水处理(水→过滤→离子交换),
符合饮料用水要求。
1.4.2 浓缩橙汁 使用浓缩橙汁配制饮料,要将浓
缩橙汁单独溶解(加入20%的饮料用水),溶解后加
入果糖;此后将稀释的溶液与稳定剂在等温条件
下进行混合,防止橙汁饮料在制作过程中出现絮
状物[9-10]。
1.4.3 甜味剂 在常温下按比例添加甜味剂、香
精,防止高温褪色、逸散、分解。
1.4.4 苦味掩盖剂 配制浓度1%β-环糊精,不断
搅拌加热至75~80 ℃搅拌至完全溶解,再加入到
等温下的橙汁果糖混合液中[11]。
1.4.5 稳定剂 先按照复配比例要求干拌混合,再
加水浸泡2 h、不断搅拌,加热至75~80 ℃搅拌至
完全溶解,加入到等温下的橙汁果糖混合液中,
搅拌均匀。
1.4.6 混合与过滤 将所有原辅料全部混合均匀
后,搅拌10~15 min,用60~80目滤布过滤后再将
物料加热到均质温度。
生产中过滤装置可以采用袋式过滤器或不锈
钢材料制造的板框过滤器。
1.4.7 高压均质 高压均质十分重要(50~60 MPa),
它既能保证产品的亲和性、无沉淀,还能使产品
口感细腻,细化水果中的各种酯类芳香颗粒,使
其增香[12-13]。本实验采用的均质压力为50 kPa,温
度75 ℃,25~30 min。
1.4.8 脱气、密封 实验室制备的果汁产品蒸汽加
热5 min,脱气后趁热灌装,密封。
1.4.9 杀菌 将均质后的果浆饮料于水浴锅内95
℃,杀菌30 min。
1.4.10 包装 采用玻璃瓶、高温灌装法。密封倒
置(瓶或罐盖杀菌)30~60 s。
1.4.11 冷却 流水快速冷却至室温,然后进行综
合评定。
1.5 试验方法
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1.5.1 原料的选择 按照浓缩汁:水=1:7的比例加水
将6种浓缩橙汁复原为100%果汁,然后根据表1来
进行感官评价。
表1 橙汁产品的感官评分标准
评分项目 评分标准 等级 分值
口感与滋
味40%
橙汁滋味好,酸甜可口,口感协调 优良 8~10
橙汁滋味较好,酸甜恰当,
口感比较协调 较好 5~8
橙汁滋味较淡,口感一般 一般 3~5
偏酸或偏甜,口感不协调 较差 0~3
色泽与气
味20%
具有橙汁应有的色泽(橙黄明亮)、
香气,无异味 优良 8~10
色泽为黄色,香气较淡 较好 5~8
色泽为红色,无香气 一般 3~5
色泽太淡,无香气,有异味 较差 0~3
组织状态
40%
均匀液状,无沉淀,无分层 优良 8~10
较均匀,有少许沉淀,无分层 较好 5~8
比较均匀,有少许沉淀和分层 一般 3~5
不均匀,沉淀较多,分层明显 较差 0~3
1.5.2 糖酸比的确定 利用酸碱滴定法和手持糖
度仪测定原料的酸度和糖度。通过加入柠檬酸或
者果糖来调整糖酸比,使口感达到最佳。糖酸比
是果汁口感的重要影响因素[14-15],根据分析市售
的多个橙汁样品,确定产品的6个糖酸比16:1、
18:1、20:1、22:1、24:1、26:1梯度来进行预试
验。由10名评审员分别对6个样品进行评分,评价
指标见表2,确定适合的糖酸比例。
表2 橙汁不同糖酸比感官评分标准
类别 极甜或极酸 较甜或较酸 酸甜适中
评分 0~3 4~7 8~10
1.5.3 稳定剂的确定 为了增强橙汁的稳定性,添
加稳定剂是较好的方法。在稳定剂分子结构中,
含有许多羟基、羧基、氨基和羧酸根等亲水基
团。这些亲水基团可以与水分子产生水化作用。
当它的分子质点水化以后,它就会以分子的状态
高度分散在水中,形成了一种大分子溶液,这种
溶液是一种高黏度的单相均匀分散体系,可以达
到稳定的作用[16-17]。除此之外,果汁中分子上的
羟基在特定的压力和温度下,会发生交联作用,
继而提高了稳定的效果。
先做不同稳定剂单因素试验,根据表1进行感
官鉴评。根据单因素试验选出3种稳定效果较好的
稳定剂进行复配稳定剂的正交实验(试验因素水平
见表3)。
1.5.4 苦味掩盖剂的确定 橙汁苦味的主要成分是
黄烷酮糖苷类和三萜系化合物,在配方中添加β-
环糊精等可以提高苦味物质阈值,达到满意的口
感和风味。配制浓度1%的β-环糊精,按照添加
0.05%、0.10%、0.15%的梯度加入,不断搅拌加热
至75~80 ℃搅拌至完全溶解,再加入到等温下的
橙汁果糖混合液中。然后按照表1进行感官鉴评。
1.5.5 香精的确定 香精的不同对果汁风味及稳定
性会产生一定的影响。现有4种香精可以选择,分
别是产地为浙江的LJ1028鲜橙多香精、LJ3020-1
鲜橙多香精、11227橙汁香精和11238甜橙香精。
将珍福达川浓缩橙汁进行配制成500 g产品,并
加入不同香精,并且每一种香精按照0.03%、
0.04%、0.05%不同梯度的加入量加入,然后根据
表1进行感官评鉴。
1.6 分析方法
1.6.1 固形物含量的测定 采用手持糖量计法测定
橙汁及产品固形物含量。
1.6.2 酸度的测定 采用酸碱滴定法测定橙汁及产
品的酸度。
2 结果与分析
2.1 橙汁原料选择结果
按照1.3.1方法进行试验,橙汁原料选择的感
官鉴评结果如表4所示。
表4 6种浓缩橙汁的感官评分结果
学生编号
样品编号
1 2 3 4 5 6
(1) 9.04 6.73 7.71 8.36 5.89 7.55
(2) 7.82 6.28 6.88 8.54 6.57 7.69
(3) 9.20 6.88 8.02 8.88 5.97 8.67
(4) 9.28 8.40 7.87 7.97 5.09 7.89
(5) 7.82 7.60 6.90 7.69 5.47 6.92
(6) 8.60 7.36 5.40 8.53 7.32 8.52
平均值 8.627 7.208 7.130 8.328 6.052 7.873
由表4可知,根据6名同学对6种橙汁感官品质
的综合评定,明显可以看出1号浓缩橙汁的综合得
分最高,所以试验选择了1号(珍福达川浓缩橙汁)
为此100%橙汁产品的原料。
2.2 糖酸比的确定结果
表3 L9(34)橙汁稳定剂复配正交试验因素水平表
水平
因素
刺槐豆胶添加量
/% A
CMC添加量
/% B
蔗糖酯添加量
/% C
1 0.050 0.050 0.050
2 0.075 0.075 0.075
3 0.100 0.100 0.100
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以珍福达川浓缩橙汁为原料进行预试验,发
现16:1、18:1偏酸,而24:1、26:1偏甜,在20:1和
22:1这2组上的评价存在一定的差异,所以缩小范
围再取一组糖酸比为19:1、21:1、23:1进行感官鉴
评,结果如表5所示。
表5 糖酸比最终选择实验的感官评分结果
糖酸比
学生编号
平均值
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
19:1 8 7 8 7.5 6.5 8 7.5
21:1 8 9 8 9 9 9 8.7
23:1 7.5 8 8 7.5 7.5 8 7.75
根据感官评价,普遍认为21:1口味酸甜适
中,而19:1偏酸,23:1偏甜。所以糖酸比确定为
21:1。
2.3 稳定剂的选择试验结果
2.3.1 稳定剂单因素试验 果汁按要求进行配比混
匀后进行均质,后经12 h放置观察稳定性,由6名
同学进行感官评价,结果见表6。 2.4 苦味掩盖剂的试验结果
配500 g果汁,按照2.5.4进行试验,感官评分
结果见表8。
表8 苦味掩盖剂确定实验感官评分结果
样品编号 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 平均值
1 7.13 6.59 5.98 6.24 6.19 7.30 6.572
2 8.59 8.75 9.08 9.45 8.29 8.49 8.775
3 8.26 7.97 8.01 7.55 8.87 7.71 8.062
由表8可以直观的看出2号样品添加0.1%的
1%β-环糊精感官评分最高,确定苦味掩盖剂的
添加量为0.1%。
2.5 香精的确定试验结果
按相同方法配500 g果汁,将LJ1028鲜橙多
表6 稳定剂选择单因素试验感官评价结果
样品编号
学生编号
平均值(1) (2) (3) (4) (5) (6)
果胶 5.94 6.12 6.35 7.23 6.97 8.08 6.78
卡拉胶 6.76 5.92 6.47 7.22 5.17 7.32 6.477
黄原胶 8.43 7.82 6.90 8.09 6.55 6.99 7.463
CMC 8.64 7.59 8.61 9.01 8.97 8.24 8.51
刺槐豆胶 8.29 8.57 7.96 8.98 9.53 8.01 8.557
阿拉伯胶 6.53 7.03 6.72 6.88 6.23 6.99 6.73
蔗糖酯 7.91 8.98 9.54 8.20 8.86 9.34 8.805
由表6单因素试验的感官评价结果可知,刺
槐豆胶、蔗糖酯和CMC的评分比较高,作为稳定
剂是不错的选择;但是单独添加每一种稳定剂都
会出现一些问题,所以需要降低单种稳定剂的浓
度,通过这3种稳定剂的复配来弥补单一稳定剂的
不足。
2.3.2 橙汁稳定剂复配正交试验结果 添加复配稳
定剂的果汁感官评价与极差分析见表7。
经放置24 h之后进行果汁稳定性的感官评
价,表7直观显示试验号5、6、7的评分比较高,
感官特性好,5、6、7号相比6号感官特性更好一
些。对试验数据进行极差分析,以确定复合稳定
剂配比。
根据表7的极差分析结果,最佳组合为
A2B3C1,即选择复合稳定剂刺槐豆胶:CMC:蔗糖酯
为1.5:2:1,稳定剂的添加总量为果汁的0.225%。
表7 橙汁稳定剂复配正交试验结果与极差分析
试验号
因素 感官评价
得分A B C
1 1 1 1 7.913
2 1 2 2 7.502
3 1 3 3 7.802
4 2 1 2 8.202
5 2 2 3 8.062
6 2 3 1 8.625
7 3 1 3 8.125
8 3 2 1 7.46
9 3 3 2 8.245
k1 7.739 8.08 7.999
k2 8.296 7.675 7.983
k3 7.943 8.224 7.996
最优水平 A2 B3 C1
R 0.557 0.549 0.016
影响顺序 A > B > C
表9 香精确定实验感官评分结果
样品
编号
学生编号
平均值(1) (2) (3) (4) (5) (6)
1 7.11 7.49 8.91 7.01 7.29 8.76 7.762
2 7.47 8.21 8.14 7.88 6.92 7.32 7.657
3 8.43 7.98 7.39 8.11 7.73 8.02 7.943
4 8.23 7.91 8.33 8.55 8.45 7.92 8.232
5 8.99 8.54 8.39 9.3 9.17 8.49 8.813
6 7.55 7.94 8.17 7.82 8.71 8.55 8.123
7 7.91 8.13 8.19 6.96 7.98 7.72 7.815
8 7.15 7.52 7.71 7.91 6.89 6.91 7.348
9 7.47 8.36 6.94 7.41 7.56 8.29 7.672
10 7.13 6.52 7.98 6.77 8.05 6.99 7.24
11 7.52 6.92 7.22 8.13 7.52 7.19 7.417
12 7.22 8.01 7.33 6.88 7.96 7.46 7.477
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香精、LJ3020-1鲜橙多香精、11227橙汁香精和
11238甜橙香精4种香精分别按照添加0.03%、
0.04%、0.05%的梯度加入,感官评分结果见表9。
由表9可以直观地看出5号样品的感官评价分
数最高。所以最终确定100%橙汁产品添加0.04%
的LJ3020-1鲜橙多香精。
2.6 100%橙汁配方的确定
由以上试验确定的100%橙汁配方为:选择珍
福达川浓缩橙汁(糖度65 Brix;酸度4.53%),加水
复原比例为浓缩汁:水=1:7,糖酸比为21:1,复合
稳定剂的比例为刺槐豆胶:CMC:蔗糖酯为1.5:2:1;
加入0.1%的1%β-环糊精和0.04%的LJ3020-1鲜橙
多香精。
该产品在温度为60 ℃、压力为50 kPa的条件
下均质30 min;利用旋转蒸发仪脱气,不升温(加
冷水)真空抽气;热灌装后95 ℃煮沸5 min杀菌、
冷却,即得酸甜可口,颜色呈橙黄色,外观澄
清,具有橙子香气的橙汁产品。
本试验开发的橙汁产品其理化指标的实际分
析结果如表10所示。
表10 橙汁产品的理化指标实际分析结果
橙汁配方 固形物含量/Brix 酸度/% 果汁含量/(g/100 g)产品
1 13.5 0.63 14.3
3 结论
本课题以糖度65Brix、酸度4.53%的珍福达川
浓缩橙汁为原料,与水按1:7混合还原成橙汁后,
调整糖酸比为21:1;按照刺槐豆胶:CMC:蔗糖酯
为1.5:2:1的比例加入复配稳定剂,并加入0.1%的
1%β-环糊精和0.04%的LJ3020-1鲜橙多香精,制
成的橙汁产品颜色鲜亮为橙黄色,酸甜适口,具
有橙子本身的香气。
采用该配方制成的橙子果汁产品,不论是在
外观还是在口感上都符合消费者的需求,尽管放
置一段时间后,采用玻璃瓶装的橙汁出现了极少
的沉淀,但不影响橙汁的口感和营养价值,仍是
符合大众口感需求的果汁饮料。
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