碧根果(Caryaillinoensis(Wangenheim)K.Koch)[1，2]是胡桃科(Juglandaceae)山核桃属(Carya)植物的果实，又名美国山核桃、长寿果、薄壳山核桃或长山核桃，原产于墨西哥北部和美国、澳洲[3]。调查显示我国碧根果资源较为丰富，主要集中于云南、江苏和浙江，其次在江西、陕西和福建、湖南等地[4]。碧根果是如大橄榄状的椭圆型坚果，壳薄较脆易剥，果仁似核桃肉状，肉质介于大核桃和小核桃之间[5]。碧根果不仅壳薄肉厚，香酥美味，其营养物质也非常丰富，经美国农业部测定，碧根果的碳水化合物含量和蛋白质含量分别达到13%和9.17%，并且含有17种氨基酸、8种脂肪酸以及多种维生素和矿物质元素[6]。据《本草纲目》记载，碧根果果仁可以治疗咳嗽气喘、阳痿遗精、肾虚耳鸣等症状[7];现代医学分析表明碧根果果仁具有化痰润肺、补气通脉、润肌乌发等功能[8]，其含有的磷类物质对脑颅神经有保健作用，大量的酚类和单宁物质能帮够助抗氧化[2]和抗衰老[7]。可见碧根果是滋补强壮、健身益寿的良品。红茶为全发酵茶，是以茶树新芽叶为原料，经萎凋、揉捻、发酵、干燥等一系列工艺过程精制而成的茶，其品种多、产地广，主要产地在中国、斯里兰卡、印度等地区。红茶具有独特色香味，丰富的营养成分及良好保健功能等特点，其在发酵过程中以茶多酚酶促反应为中心，使新鲜叶片的化学成分发生较大变化，产生茶碱、茶酚烯等新成分，且香气明显高于鲜叶，形成独特的茶色、茶香、茶汤等[9]，富含矿物质、氨基酸、维生素、咖啡碱等营养物质。中医认为红茶属温性，适宜四季饮用，冬季饮用可驱寒养胃，夏季饮用可提神消疲、生津清热、消炎杀菌解毒，同时又具有利尿消肿、促进肠胃消化、促进食欲、消除体内自由基等保健功能[10]。适量饮用红茶，可促进人的身体健康，在食品工业中红茶也是用于各种饮料制作的原材料之一。近年来，随着我国经济蓬勃发展，人们越来越注重健康、高品质的生活，植物蛋白饮料越来越成为消费者的饮品宠儿，各种各样的快销式饮品店也如雨后春笋般冒出，植物蛋白饮料、茶饮料市场呈现上升趋势，选择健康营养的饮料也成为一种新的消费时尚[11-13]。本文以碧根果和红茶为原材料，对复合饮料的生产工艺及稳定性进行了研究，融合了碧根果和红茶的优势，形成独特的香气和滋味，研制出一种风味独特且营养价值高的复合饮料，为碧根果、红茶的精深加工及其保健产品开发提供实验依据。
1材料与方法
1.1材料与试剂
碧根果、红茶、奶粉、白砂糖、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、单双甘油脂肪酸酯、黄原胶、蔗糖脂肪酸酯等均为市售，食品级。
1.2仪器与设备
HR2095打浆机飞利浦(中国)投资有限公司;BT22S电子天平北京赛多利斯仪器系统有限公司;PAL-1数字式糖量计日本ATAGO公司;JHG-Q54-P70高压均质机上海融合机械设备有限公司;KFS-C系列电子称中国凯丰集团有限公司;Spring-S30食品用纯水系统厦门锐思捷公司;DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱上海一恒科学仪器有限公司。
1.3方法
1.3.1碧根果红茶复合饮料生产工艺流程1.3.1.1碧根果→去壳→清洗→浸泡→烘烤→加水打浆→灭酶→过滤→碧根果浆1.3.1.2红茶叶→纯水煮制→过滤→红茶汁1.3.1.31.3.2操作要点1.3.2.1原料选择挑选颜色微黄均匀，个头大小适中，果仁饱满，无异常气味，无杂、无霉变、无虫蛀的优质碧根果;选择干爽紧实有光泽，香味浓郁，无杂味无霉变的红茶。1.3.2.2碧根果浆的制备选择个头适中果仁饱满碧根果去壳，经流水清洗，去除果仁中的壳、隔膜及杂质等其他物质。用碧根果仁质量10倍的水常温下浸泡1h，吸水膨胀，软化组织。浸泡过后，将碧根果仁于100℃温度烘烤6min，按碧根果仁与水的质量比3∶7加入纯水进行打浆，然后在85℃下灭酶15min[14]再用干净纱布过滤得到碧根果浆。1.3.2.3红茶汁的制备准备一定质量的红茶，浸提茶水最佳质量比为1∶50[15]，在85℃浸提10min，得到的红茶汤色明亮红艳、香气甜香浓郁，滋味甜醇鲜爽的红茶汁。1.3.2.4复合乳化剂、复合稳定剂选择复合乳化剂(单双甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯)和复合稳定剂(CMC-Na、黄原胶)作为添加剂加入饮料中，确保其风味延长保质期[16-18]。将复合乳化剂和复合稳定剂少量多次添加到水中，搅拌强度要大，添加速度要慢，微微加热，待全部溶解后，过滤备用。1.3.2.5调配将碧根果浆、红茶汁、奶粉、白砂糖、复合乳化剂和复合稳定剂按照实验最佳比例混合调配，并进行过滤。1.3.2.6均质、脱气将混合均匀的复合饮料在22MPa、75℃条件下均质两次，然后将均质后装有复合饮料的罐放入水浴锅加热，当罐中心温度达到75℃以上时，将溶入碧根果乳茶中的气体排出罐外，进行脱气[16]。1.3.2.7灌装、杀菌、冷却脱气后，将复合饮料灌装到杀菌过的饮料瓶中，封口后于90℃～95℃的温度条件下杀菌20min，杀菌后，将复合饮料冷却至室温[19]。1.3.3复合饮料配方的优化1.3.3.1单因素实验(1)碧根果浆添加量对复合饮料的影响选取碧根果浆添加量为5%、10%、15%、20%、25%、30%6个水平，设定红茶汁、白砂糖和奶粉的添加量为30%、3%和3%，考察碧根果浆添加量对复合饮料感官品质的影响。(2)红茶汁添加量对复合饮料的影响选取红茶汁添加量为15%、20%、25%、30%、35%、40%6个水平，设定碧根果浆、白砂糖和奶粉的添加量分别为15%、3%和3%，考察红茶汁添加量对复合饮料感官品质的影响。(3)白砂糖添加量对复合饮料的影响选取白砂糖添加量为1%、2%、3%、4%、5%、6%6个水平，设定碧根果浆、红茶汁添加量和奶粉添加量分别为15%、35%和3%，考察白砂糖添加量对复合饮料感官品质的影响。(4)奶粉添加量对复合饮料的影响选取奶粉添加量为1%、3%、5%、7%、9%、11%6个水平，设定碧根果浆、红茶汁和白砂糖添加量分别为15%、35%和3%，考察奶粉添加量对复合饮料感官品质的影响。1.3.3.2正交试验设计在单因素实验结果的基础上，每个因素选取3个水平，以碧根果浆(A)、红茶汁(B)、白砂糖(C)和奶粉(D)的添加量设计L9(34)正交试验，对碧根果红茶复合饮料的配方进行优化。以感官评价为指标，选取最优配方。正交试验因素及水平如表1所示。1.3.4复合饮料稳定性试验实验考虑乳化剂、稳定剂对产品风味及制作成本和食品安全要求等问题，选择复合乳化剂与复合稳定剂的协同作用来改善复合饮料的稳定效果，在单因素实验结果的基础上，每个因素选取3个水平，以蔗糖脂肪酸酯(E)、单双甘油脂肪酸酯(F)、CMC-Na(G)和黄原胶(H)的添加量设计L9(34)正交试验，以稳定系数为评价指标确定其最佳添加量，正交试验因素水平如表2所示。1.3.5复合饮料感官评价由10人组成感官评定小组对碧根果、红茶复合饮料进行感官评分，满分为100分，评定内容包括色泽(20分)、香味(30分)、滋味(30分)、组织形态(20分)等四个方面;感官评定小组人员按照评分标准对产品的以上4个感官指标进行评分得到评定总分，将10组数据取平均值，得到产品的感官评定结果[20]。感官评分标准如表3所示。1.3.6复合饮料稳定系数的测定方法以稳定系数作为产品稳定效果的评定指标，稳定系数越高，稳定性越好。复合饮料在杀菌冷却后，取10mL作为样品，倒入离心杯中，在高速离心机转速为5000r/min温度25℃下离心15min，根据离心杯上的刻度，直接读数;稳定系数的计算公式如下[16，21]。稳定系数R(%)=1-(h/H)×100%式中：H—乳状液总高度，mL;h—分层高度，mL。1.3.7理化指标测定可溶性固形物含量按照GB/T12143-2008《饮料通用分析方法》[22]中的折光计法进行测定;蛋白质含量按照GB5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》[23]中的凯氏定氮法进行测定;脂肪含量按照GB5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪含量的测定》[24]中的酸水解法进行测定。1.3.8微生物指标测定大肠菌群按照GB4789.3-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠杆菌群计数》[25]进行测定;菌落总数按照GB4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》[26]进行测定。1.3.9数据统计本试验采用Excel2010和SPSS24.0统计软件进行数据分析。
2结果与分析
2.1复合饮料配方的确定
2.1.1碧根果浆添加量对复合饮料的影响由图1可知，随着碧根果浆添加量的增加，感官评分也随之增加;当添加量达到15%时，碧根果乳茶感官评分最高;继续增加碧根果浆添加量，感官评分随之下降。因此，碧根果浆添加量选取10%、15%、20%进行正交试验。图1碧根果浆添加量对感官评分的影响Fig.1EffectsoftheaddingdoseofCaryaillinoensispureeonsensoryscore2.1.2红茶汁添加量对复合饮料的影响由图2可知，随着红茶汁添加量的增加，感官评分也随之增加;当添加量达到35%时，碧根果乳茶感官评分最高;继续增加红茶汁添加量，感官评分随之下降。因此，红茶汁添加量选取30%、35%、40%进行正交试验。2.1.3白砂糖添加量对复合饮料的影响由图3可知，随着白砂糖添加量的增加，感官评分也随之增加;当添加量达到2%时，碧根果乳茶感官评分最高;继续增加白砂糖添加量，感官评分随之下降。白砂糖添加量选取1%、2%、3%进行正交试验。2.1.4奶粉添加量对复合饮料的影响由图4可知，随着奶粉添加量的增加，感官评分也随之增加;当添加量达到7%时，碧根果乳茶感官评分最高;继续增加奶粉添加量，感官评分随之下降。奶粉添加量选取5%、7%、9%进行正交试验。2.1.5复合饮料配方优化正交试验在单因素实验的基础上，确定碧根果浆、红茶汁、白砂糖和奶粉添加量作为影响复合饮料感官品质的主要因素，并进行L9(34)正交试验，实验结果见表4。由极差分析(表4)和方差分析(表5)可知，四个因素对复合饮料感官评分的影响程度大小依次为A>B>C>D，即碧根果浆>红茶汁>白砂糖>奶粉。从表4的K值可以看出，最优组合为A2B2C3D2，但奶粉添加量对碧根果乳茶感官评分影响最小，结合正交试验表直观分析，组合A2B2C3D的感官评分值最高，分值为90.1分，综合考虑成本问题，因此选择该组合A2B2C3D1为最佳配方，即碧根果浆添加量15%、红茶汁添加量35%、白砂糖添加量3%、奶粉添加量5%。采用此配方进行验证性实验，制备得到的复合饮料感官评分为90分，与正交试验得到的最高分值90.1分基本一致，证明L9(34)正交试验法得到的最优配方，准确可靠。
2.2复合饮料稳定性实验
以2.1.5所确定的复合饮料最优配方进行后续的稳定性试验，选择蔗糖脂肪酸酯(E)、单双甘油脂肪酸酯(F)、CMC-Na(G)和黄原胶(H)组成复合乳化剂和复合稳定剂来改善复合饮料体系的稳定效果，以稳定系数为评定指标，进行L9(34)正交试验，实验结果如表6所示。由极差分析(表6)和方差分析(表7)可知，影响碧根果乳茶稳定性的主次顺序为CMC-Na(G)>单双甘油脂肪酸酯(F)>黄原胶(H)>蔗糖脂肪酸酯(E)，最优组合为E2F2G3H1，即蔗糖脂肪酸酯添加量0.10%、单双甘油脂肪酸酯添加量0.10%、CMC-Na添加量0.20%、黄原胶添加量0.03%，得到稳定系数最高，为96.5%。通过在最佳复合乳化剂和复合稳定剂组合条件下进行验证性试验，得到稳定系数为96.3%，与正交试验得到的最高值96.5%非常接近，证明L9(34)正交试验对碧根果乳茶的稳定性优化结果准确可靠。
2.3产品质量评价
2.3.1感官指标所研究制备的碧根果、红茶复合饮料组织形态均匀、呈棕褐色、颜色均匀、口感细腻润滑，富含碧根果和红茶香气，顺滑不粘稠，无异味，无沉淀，产品符合设计要求。2.3.2理化指标产品中可溶性固形物含量≥8.2g/100g;蛋白质含量≥1.52g/100g;脂肪含量≥2.8g/100g，食品添加剂符合GB2760-2014[17]的规定。2.3.3微生物指标大肠菌群≤3CFU/100mL;菌落总数≤100CFU/100mL。
3结论
通过实验制备碧根果、红茶复合饮料的最优生产工艺参数为：碧根果浆添加量15%、红茶汁添加量35%、白砂糖添加量3%、奶粉添加量5%、蔗糖脂肪酸酯添加量0.10%、单双甘油脂肪酸酯添加量0.10%、CMC-Na添加量0.20%、黄原胶添加量0.03%。在此条件下可获得营养丰富、形态均匀、棕褐色、口感细腻润滑、稳定性良好，且富含碧根果和红茶香气的健康饮品。
《碧根果红茶复合饮料的生产工艺研究》来源：《饮料工业》，作者：金智伟 杨莹 王永强 罗丽萍 李映廷 严毅