紅甜菜復合飲料的制備工藝研究

張震，劉天驕，崔杰，程大友，代翠紅

（1.哈爾濱工業大學，哈爾濱 150001；2.西安交通大學，西安 710049）

0 引言

紅甜菜屬于藜科甜菜屬，顏色鮮艷，口味甜脆，具有很高的、豐富的營養價值[1]。研究顯示，每100 g 紅甜菜塊根中包括：甜菜紅素0.1～0.13 g，蛋白質0.72～1.2 g，糖類6～12 g，脂肪0.1 g，粗纖維2.0～2.3 g，果膠2.0～2.4 g，生物堿128.8 mg，類固醇16.4 mg，類黃酮6.41 mg，萜類化合物115.5 mg，皂角苷0.1～0.2 g，鉀0.25 g、鈣0.08 g、鎂0.08 g、鐵0.01 g、磷0.09 g、銅0.08 mg、鈉73.6 mg、錳0.86 m、鋅0.29 mg，β-胡蘿卜素11.64 mg、維生素Bl 0.03 mg、維生素B2 90.05 mg、維生素B 30.35 mg、維生素B6 0.03 mg、維生素A 2.6 μg、維生素C 4.36 mg、維生素E 0.18 mg、維生素K 3.2 μg，泛酸0.151 mg等物質[2-4]。

紅甜菜中的許多成分都可在人體內發揮重要作用，其中部分物質還具有特殊的藥用價值[5]。紅甜菜對于緩解血管緊張程度有一定幫助，可以協助治療血栓和高血壓等與血管有關的疾病[6]，并具有降血糖、降血脂[3,7]等作用。紅甜菜中的甜菜紅素、酚類化合物等生物活性物質具有較強的抗氧化性，可提高人體免疫能力，保護細胞不被自由基破壞，預防和治療癌癥等疾病[8-10]。紅甜菜中的鐵、錳、銅對貧血的治療有一定效果；紅甜菜中的碘元素，對于甲狀腺腫和防治動脈粥樣硬化有著較好的治療效果，還可提高人的記憶力[5]。甜菜堿還可以顯著預防和治療脂肪肝和肝硬化[11]。紅甜菜提取物具有抗菌活性，對多種革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌有抑制作用，具有預防食物傳染病原微生物生長潛力[12]。紅甜菜是世界衛生組織推薦的13種最佳蔬菜之一，美國防癌協會也將紅甜菜列入30種有防癌作用的水果和蔬菜之一。

紅甜菜可以用來榨汁、做湯菜、果漿和腌制菜，其在歐美國家廣受歡迎。但在我國，紅甜菜種植面積小，推廣宣傳度不高，而且紅甜菜有一種特有的土腥味，難以被國人接受和認識不深，市場上紅甜菜相關產品也鮮少見到。目前我國市面的紅甜菜加工產品以甜菜干粉為主，品類單一，消費市場有限；我國市場上只有一些進口的紅甜菜汁飲品，但國人對其口味認可度不高，所以銷售量較低，且只用紅甜菜榨汁，甜菜整體利用程度不高，甜菜中多種對人體有益的成分也會損失?，F代文明病很多，人們更注重獲取天然食品的營養以改善健康，因此，本研究的主要目的是研制開發出一種具有良好口感和風味且具一定保健功效的紅甜菜果肉型復合飲品，為食用紅甜菜的推廣應用提供新的出路，為我國甜菜產業的發展注入新的力量。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料：紅甜菜根（品種為‘哈工大食甜1號’，本實驗室種植）、檸檬（購自中央紅小月亮超市）。

試劑：白砂糖（南京甘汁園糖業有限公司）、黃原膠（南京松冠生物科技有限公司）。

1.2 儀器與設備

FA2004型電子天平（上海舜宇恒平科學儀器有限公司）、JML-50型膠體磨（上海合馳輕工業裝備有限公司）、JYL-C022E 料理機（九陽股份有限公司）、PHS-3E 型pH 計（上海儀電科學儀器股份有限公司）、NDJ-8S粘度計（上海昌吉地質儀器有限公司）等。

1.3 方法

1.3.1 紅甜菜復合飲料加工

（1）工藝流程：①紅甜菜根→修整清洗→去皮→切塊→打漿；②檸檬→清洗→去皮、去籽→切塊→打漿；①+②+白砂糖→調配→過膠體磨→灌裝、封口殺菌→成品。

（2）操作要點，①修整清洗：選用新鮮、無病蟲害和機械損傷的紅甜菜根，用清水洗凈，去皮切塊備用；檸檬清洗干凈，去皮去籽，切塊備用。②打漿：分別將切好的紅甜菜和檸檬加入等質量純凈水放入料理機打漿，得到紅甜菜原漿和檸檬原漿。③調配：按照配方在紅甜菜原漿中加入檸檬、白糖、穩定劑和純凈水，將配置好的樣品攪拌均勻。④過膠體磨：紅甜菜復合飲料中含有較多果肉，顆粒較大，對口感和穩定性有一定影響。為了改善飲料的口感，抑制出現分層現象，提高紅甜菜復合飲料的穩定性，將紅甜菜復合飲料過膠體磨，磨漿30 min降低果肉的粒徑。⑤灌裝及殺菌：將紅甜菜復合飲料進行灌裝，100 ℃下滅菌15 min，冷卻至室溫。

1.3.2 紅甜菜復合飲料單因素試驗

（1）紅甜菜復合飲料基礎組分配比對飲料品質的影響：紅甜菜復合飲料的基礎組分為紅甜菜、檸檬和白砂糖。在檸檬含量15%、白砂糖含量10%的添加條件下，研究紅甜菜占比10%、15%、20%、25%、30%對飲料感官品質的影響；在紅甜菜含量15%、白砂糖含量10%的添加條件下，研究檸檬占比15%、20%、25%、30%、35%對飲料感官品質的影響；在紅甜菜含量15%、檸檬含量15%的添加條件下，研究白糖占比5%、10%、15%、20%、25%對飲料感官品質的影響。

（2）黃原膠對紅甜菜復合飲料穩定性的影響：紅甜菜復合飲料中含有較多果肉，為提高飲料的穩定性、避免出現分層現象，選取黃原膠作為穩定劑，設置0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.25%共5 個濃度梯度。產品儲存7 d，每天測定1次各樣品的自然分層比，確定穩定劑的添加劑量。

1.3.3 紅甜菜復合飲料基礎配方的正交試驗

在甜菜含量（10%、15%、20%）、檸檬含量（20%、25%、30%）、白砂糖含量（15%、20%、25%）3 個單因素試驗基礎上，采用L9（33）正交試驗，以感官評分為考查指標，確定紅甜菜復合飲料的最佳配方。

1.3.4 紅甜菜復合飲料的感官評定

感官評定是評價食品的重要指標，選擇10 名有食品感官評定經驗的人員對產品進行評價打分，以色澤、氣味、狀態和口感做指標，具體評分標準見表1。

表1 紅甜菜復合飲料感官評定評分標準Table 1 Sensory evaluation standard of red beet compound beverage

1.3.5 自然分層比

自然分層比是評價穩定性的重要指標，自然分層比越低，說明樣品在儲存過程中的分層程度越低，穩定性較高。其計算公式[13]如下：

1.3.6 理化與微生物指標檢測

（1）可溶性固形物含量的測定：可溶性固形物含量的測定參照B/T12143—2008《飲料通用分析方法》[14]。酸度的測定：酸度的測定使用pH 計，參照張紹陽等人[15]方法。粘度的測定：粘度的測定使用粘度計，參照郎秀杰論文[13]方法。菌落總數測定，方法參照GB 4789.2—2016《食品微生物學檢驗》[16]。

1.3.7 數據處理

每個試驗重復3次，單因素試驗利用Microsoft Excel 2010進行數據分析處理和作圖，正交試驗利用軟件SPSS22.0進行分析。

2 結果與分析

2.1 紅甜菜復合飲料基礎配方的單因素試驗

2.1.1 紅甜菜含量對飲料感官評分的影響

紅甜菜含量對飲料感官評定的影響如圖1A 所示，紅甜菜添加量為10%和15%時，飲料感官評分相差不多，分別為82和83分，飲料整體風味較協調。隨著紅甜菜含量的增加，飲料感官評價得分明顯下降。這是由于樣品的土腥味會隨著紅甜菜添加量的提高而愈加明顯，難以被輔料遮掩，從而造成味覺和嗅覺上的不適。

圖1 紅甜菜含量（A）、檸檬含量（B）和白砂糖含量（C）對飲料感官評分的影響Fig.1 Effect of red beet(A),lemon(B)and white sugar(C)content on sensory score of beverage

2.1.2 檸檬含量對飲料感官評分的影響

檸檬含量對飲料感官評定的影響如圖1B所示，隨著飲料中檸檬含量的提高，飲料的感官評價得分先上升后下降。檸檬含量的增加，會使其對樣品中甜菜土腥味的掩蓋效果逐漸增強，所以飲料的感官評分提高。當檸檬添加量為25%時，感官評價得分最高，達到87分；當檸檬含量超過25%時，由于檸檬的酸味過于突出，超過了人們可接受的限度，導致其感官評分大幅下降。

2.1.3 白砂糖含量對飲料感官評分的影響

白砂糖含量對飲料感官評分的影響如圖1C所示，隨著飲料中白砂糖含量的增加，飲料的感官評價得分先上升后下降。白砂糖可以和檸檬共同作用掩蓋甜菜的土腥味，白砂糖含量的增加會提升飲料的甜度，所以感官評價得分逐步提高。當白砂糖添加量為20%時，評分最高為87分；當白砂糖含量提高至25%時，由于產品口感過甜不被大多數人接受，產品評分降低。

2.2 紅甜菜復合飲料基礎配方的正交優化

通過單因素試驗得出，感官評價得分較高的甜菜含量分別為10%、15%和20%，感官評價得分較高的檸檬含量分別為20%、25%和30%，感官評價得分較高的白砂糖含量分別為15%、20%和25%。選取3個因素的相應3個水平進行正交試驗，對飲料的基礎配方進行優化，正交試驗結果見表2。

表2 正交試驗結果Table 2 Results of orthogonal experiment

由極差分析結果可知，影響飲料感官評分的因素主次順序為甜菜含量（A）>白砂糖含量（C）>檸檬含量（B），最優水平組合為A1B2C2，即紅甜菜10%含量，檸檬含量25%，白砂糖含量20%。

2.3 紅甜菜復合飲料穩定劑添加量的確定

黃原膠是一種微生物胞外多糖[17]，溶于水形成凝膠結構，可以增加溶液粘度，常作為增稠劑、穩定劑應用在飲料、調味品等食品領域中[18]。黃原膠添加入紅甜菜復合飲料中對飲料穩定性的影響如圖2所示。

圖2 黃原膠含量對自然分層比的影響Fig.2 Effect of xanthan gum content on natural stratification ratio

在樣品儲存的過程中，未加入黃原膠和黃原膠添加量為0.05%的樣品的自然分層比隨著儲存時間的延長呈上升趨勢。添加黃原膠樣品的自然分層比要小于未添加黃原膠樣品的自然分層比，說明黃原膠對減小樣品分層、提高樣品穩定性有著很好的作用。當樣品中黃原膠的含量為0.1%、0.15%、0.2%和0.25%時，樣品在儲存過程中均未出現分層現象，說明飲料的穩定性很好。為減少產品中添加劑的使用量，最終確定黃原膠添加量為0.1%。

2.4 紅甜菜復合飲料品質檢測

（1）感官指標：色澤：紅甜菜復合飲料呈鮮艷的玫紅色，富有光澤；風味：酸甜可口、果肉豐富、口感綿潤、無異味，具有紅甜菜及檸檬的香氣，冷藏后飲用，口感更佳；組織狀態：乳濁型，允許有少量沉淀。（2）理化指標：可溶性固形物含量為21%，色度2.65（L 值0.38、a 值4.82、b 值1.59），pH 為3.45，粘度為90.87 mPa.s。（3）微生物指標：未檢出菌落，符合國標要求。

3 討論與結論

紅甜菜復合飲料中各基本組分的配比對飲料的口感及風味起到了決定性作用，黃原膠的添加確保了產品狀態的穩定，進而保證了產品的貨架期。通過單因素試驗及正交試驗，確定了紅甜菜復合飲料的最佳配方：紅甜菜含量10%、檸檬含量25%、白砂糖含量20%、黃原膠添加量為0.1%。根據最佳配方配制的紅甜菜復合飲料色澤明麗、酸甜可口、營養豐富，具有紅甜菜和檸檬香氣。紅甜菜復合飲料的研制為新型紅甜菜功能飲料的開發提供了理論基礎和試驗依據，為紅甜菜的深加工和應用推廣提供了新的思路。

此紅甜菜復合飲料可少量試投放市場，考量人們的認可與需求情況，隨著人們生活水平的提高和保健意識的增強，紅甜菜復合功能性飲料可能會有一定的發展空間。為此，可將紅甜菜復合飲料基礎方添加葡萄、紅棗等水果蔬菜汁等[19-20]，或與益生菌發酵[21-22]生產紅甜菜系列產品，保持食品的風味、營養和天然顏色，以開發多種功能性保健飲品，促進甜菜產業的多元發展。