山西特色果品沙棘、紅棗、山楂均為藥食同源食物,集營養(yǎng)、保健、藥用功能于一體。沙棘又名沙棗、酸柳、酸溜溜等,為多年生落葉小喬木或灌木。沙棘果中含有VC、氨基酸、微量元素、黃酮、酚酸類等營養(yǎng)物質(zhì)及活性成分,其中黃酮有降血壓、降血糖、抗氧化等作用。紅棗富含糖類、蛋白質(zhì)、膳食纖維、礦物質(zhì)、維生素等營養(yǎng)物質(zhì),還含有酚類、黃酮類等生物活性物質(zhì),具有預防心血管疾病、養(yǎng)血安神等功效。山楂含有豐富的蛋白質(zhì)、碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素等營養(yǎng)物質(zhì),還含有三萜類、金絲桃苷、黃酮類物質(zhì)等功能性成分,具有抗癌、調(diào)節(jié)心肌功能、擴張血管等功效。危害分析與關(guān)鍵控制點(HACCP)是一個國際認可、保證食品免受生物性、化學性及物理性危害的防御體系,是一種將食品質(zhì)量的管理重點從終產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)過程的管理體系。
以沙棘、紅棗、山楂等富含黃酮類物質(zhì)的果汁為原料,白砂糖、檸檬酸、黃原膠、羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)為輔料,研制一款新型的復合果汁飲料。產(chǎn)品研發(fā)成功后,將其在山西某生物科技開發(fā)有限公司進行成果轉(zhuǎn)化,為避免生產(chǎn)管理中出現(xiàn)果汁分層、褐變嚴重、風味降低甚至微生物發(fā)酵脹罐等質(zhì)量安全問題,結(jié)合HACCP的控制原理,對生產(chǎn)過程中的每道工序進行危害分析評估,確定關(guān)鍵控制點及其限值,建立復合果汁飲料生產(chǎn)的質(zhì)量控制體系。
1 材料與方法
1.1 材料
沙棘果;濃縮紅棗汁、濃縮山楂汁;白砂糖;黃原膠;羧甲基纖維素鈉;一水檸檬酸。
1.2 儀器與設(shè)備
電子天平;榨汁機;手持式糖度測定儀;電磁爐;均質(zhì)乳化機。
1.3 復合飲料生產(chǎn)工藝流程
沙棘凍果→原料驗收→解凍→清洗→揀選→雙道打漿→榨汁→離心→巴氏殺菌→灌裝→沙棘汁→調(diào)配→脫氣→均質(zhì)→灌裝→噴淋殺菌→吹干→燈檢→貼標→包裝→成品
1.4 沙棘復合飲料配方優(yōu)化單因素試驗
以感官評分為評價指標,固定復合果汁添加量20%、復配穩(wěn)定劑黃原膠與羧甲基纖維素鈉質(zhì)量比3︰4,分別考察果汁復配比例(沙棘︰紅棗汁︰山楂汁20︰20︰20,20︰15︰15,20︰10︰15,20︰10︰5和20︰10︰1)、復合穩(wěn)定劑添加量(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%和0.5%)、白砂糖添加量(4%,6%,8%,10%和12%)和甜酸比(16,18,20,22和24)對產(chǎn)品品質(zhì)的影響,以確定沙棘復合飲料各主要影響因素的適宜水平。
1.5 沙棘復合飲料配方優(yōu)化正交試驗
在單因素試驗基礎(chǔ)上,以果汁復配比例(A)、復合穩(wěn)定劑添加量(B)、白砂糖添加量(C)和甜酸比(D)為影響因素,以飲料的感官評分為考察指標,采用正交試驗對復合飲料的配方進行優(yōu)化。
1.6 感官評價
表1 感官評價標準
成立感官評價小組,男女各5人,對不同配方制得的沙棘、紅棗、山楂復合飲料的色澤、香氣、組織狀態(tài)等方面進行綜合評分,總計100分,具體評分標準見表1。
1.7 危害分析
結(jié)合HACCP管理體系原則對復合飲料生產(chǎn)加工過程中涉及的生物、化學、物理潛在的危害風險點及影響產(chǎn)品品質(zhì)關(guān)鍵點進行分析。
1.7.1 原輔材料驗收
沙棘果驗收時原果新鮮度、成熟度等質(zhì)量因素及農(nóng)藥殘留、重金屬等安全因素對產(chǎn)品品質(zhì)影響較大。其他輔料,在驗收時需查驗產(chǎn)品檢驗合格證、生產(chǎn)許可證等,按照原輔材料驗收規(guī)程,對關(guān)鍵指標抽檢合格后方可入廠。驗收合格后及時入庫,做好登記。該過程造成危害的主要因素有沙棘果中混入的雜質(zhì)、成熟度、新鮮度、霉變腐爛果、農(nóng)藥重金屬殘留、各原輔料存儲條件。
1.7.2 解凍、清洗、揀選
沙棘凍果在榨汁前需要解凍,解凍溫度過高導致沙棘果汁液流失,溫度過低影響榨汁及出汁率。沙棘果中的主要物理危害包括石塊、枝葉、玻璃碎塊等,因此加大清洗、揀選力度,減少沙棘汁中的雜質(zhì),可通過后續(xù)離心工藝去除部分雜質(zhì)。造成危害的主要因素有解凍溫度、解凍時間。
1.7.3 打漿、榨汁、離心
為提高沙棘果的出汁率,采用雙道打漿工藝,需加軟化水進行二次打漿,加水量過高會影響原汁的品質(zhì),因此,榨汁過程中需監(jiān)控沙棘汁可溶性固形物含量不得低于12%。沙棘汁生產(chǎn)過程中采用離心技術(shù)去除沙棘汁中的果泥及部分果油,離心參數(shù)設(shè)計時應滿足生產(chǎn)要求。
1.7.4 沙棘汁殺菌、灌裝
沙棘原汁采用高溫瞬時殺菌工藝,滅菌溫度115~120℃,滅菌時間3~5 s,灌裝后放入冷庫保存?zhèn)溆谩T斐晌:Φ闹饕蛩赜袦缇鷾囟取缇鷷r間及包裝、環(huán)境衛(wèi)生狀況。
1.7.5 稱料、調(diào)配
過程造成危害的主要因素有設(shè)備清潔程度、配料溫度、剪切時間、調(diào)配好的飲料理化指標是否達標、食品添加劑使用是否合法合規(guī)。
1.7.6 脫氣、均質(zhì)
脫氣工藝可通過去除飲料中的部分氧氣,減少果汁VC等物質(zhì)的氧化,防止氣泡影響滅菌效果;均質(zhì)可增強產(chǎn)品的物理穩(wěn)定性。此過程造成危害的主要因素有設(shè)備衛(wèi)生、脫氣真空度、均質(zhì)壓力與溫度。
1.7.7 灌裝、噴淋殺菌
灌裝前先對玻璃瓶、瓶蓋進行清洗、消毒。灌裝溫度控制在80℃左右,灌裝后進行噴淋殺菌,殺菌溫度90℃,殺菌時間30 min,冷卻后飲料中心溫度快速降到35℃以下。造成危害的主要因素有灌裝機清洗是否徹底,滅菌、灌裝過程中參數(shù)控制是否正常,包裝材料滅菌是否徹底。
2 結(jié)果與分析
2.1 單因素試驗結(jié)果
2.1.1 果汁復配比例對產(chǎn)品品質(zhì)的影響
紅棗汁的顏色偏暗,添加量過大會影響產(chǎn)品的色澤,且會掩蓋沙棘的香氣;山楂汁顏色偏暗,口感偏酸,添加量過高會使果汁中總酸含量較高,給產(chǎn)品的穩(wěn)定性及口感帶來影響。由圖1可知,沙棘、紅棗、山楂復配比例20︰10︰5時感官評分最高,產(chǎn)品色澤為橙黃色,香氣協(xié)調(diào)。果汁復配比例20︰20︰20時,紅棗、山楂添加比例較高時,產(chǎn)品的色澤偏暗,沙棘的香氣不明顯,感官評分較低。果汁復配比例20︰10︰1時,山楂添加比例較低,山楂的香氣不明顯,產(chǎn)品總體香氣不協(xié)調(diào)。因此,選擇沙棘、紅棗、山楂復配比例20︰10︰5較為適宜。
圖1 果汁復配比例對產(chǎn)品品質(zhì)的影響
2.1.2 復合穩(wěn)定劑對產(chǎn)品品質(zhì)的影響
圖2 復合穩(wěn)定劑添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響
濁汁型飲料容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象,復合穩(wěn)定劑添加量及種類對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響較大。復合穩(wěn)定劑添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響結(jié)果見圖2。復合穩(wěn)定劑添加量0.3%時,飲料分布均勻,無分層現(xiàn)象,口感順滑,感官評分最高。復合穩(wěn)定劑添加量小于0.3%時,飲料殺菌后出現(xiàn)分層現(xiàn)象,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。復合穩(wěn)定劑添加量高于0.3%時,飲料無分層現(xiàn)象,但口感比較黏稠,不利口。因此,復合穩(wěn)定劑的適宜添加量為0.3%。
2.1.3 白砂糖添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響
由圖3可知,隨著白砂糖添加量的增加,產(chǎn)品感官評分先上升后趨于平緩。白砂糖添加量低于8%時,產(chǎn)品感官評分較低,這是由于白砂糖添加量過少,飲料甜感不夠飽滿,使得飲料口感寡淡。白砂糖添加量超過8%時,產(chǎn)品感官評分繼續(xù)上升,但增幅不大。考慮到生產(chǎn)成本,白砂糖的適宜添加量為8%。
圖3 白砂糖添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響
2.1.4 甜酸比對產(chǎn)品品質(zhì)的影響
甜酸比對產(chǎn)品品質(zhì)的影響結(jié)果見圖4。隨著甜酸比的增加,產(chǎn)品感官評分呈先上升后下降趨勢。甜酸比20時,飲料酸甜適口,感官評分最高。甜酸比小于20時,飲料口感偏酸,不易被人接受。甜酸比超過20時,飲料口感偏甜,酸甜不協(xié)調(diào),有甜膩感。因此,適宜的甜酸比為20。
圖4 甜酸比對產(chǎn)品品質(zhì)的影響
2.2 正交試驗結(jié)果
根據(jù)單因素試驗結(jié)果確定各影響因素的適宜范圍,正交試驗因素水平設(shè)計見表2,試驗結(jié)果見表3,方差分析結(jié)果見表4。
表2 正交試驗因素水平設(shè)計
表3 正交試驗結(jié)果
由正交試驗結(jié)果分析可知,影響復合果汁飲料的因素主次順序為D>A>B>C,即甜酸比>果汁復配比例>復合穩(wěn)定劑添加量>白砂糖添加量。復合沙棘果汁飲料的最優(yōu)配方為A2B2C1D3,即果汁復配比例20︰10︰5、復合穩(wěn)定劑添加量0.30%、白砂糖添加量7%、甜酸比21。按復合沙棘果汁飲料的最優(yōu)配方進行驗證試驗,感官評分為89.7分,表明此正交試驗得出的最優(yōu)組合可行。該工藝條件下制備的復合果汁飲料色澤均勻,呈橙黃色,酸甜適口,香氣協(xié)調(diào),無分層現(xiàn)象。
表4 正交試驗方差分析
2.3 關(guān)鍵控制點的確定、控制措施的制定
復合飲料生產(chǎn)過程中關(guān)鍵控制點及其控制方法見表5。根據(jù)試驗建立的復合果汁飲料生產(chǎn)過程HACCP質(zhì)量控制體系指導生產(chǎn)過程,生產(chǎn)出的飲料符合相關(guān)質(zhì)量標準。
表5 復合飲料生產(chǎn)過程中關(guān)鍵控制點及其控制方法
3結(jié)論
試驗結(jié)果表明,復合果汁飲料的最佳配方為果汁復配比例20︰10︰5、復合果汁添加量20%、穩(wěn)定劑添加量0.3%、白砂糖添加量7%、酸甜比21、復合穩(wěn)定劑黃原膠與CMC-Na質(zhì)量比3︰4。在產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化過程中,結(jié)合HACCP原理找出生產(chǎn)過程中的CCP,對各CCP進行危害分析,并確定各CCP的控制范圍和控制措施,經(jīng)驗證,該質(zhì)量控制體系可有效保障產(chǎn)品質(zhì)量,同時也利于生產(chǎn)的過程管理。