沙棘复合果汁饮料研制及HACCP质量控制研究

李琼

山西省食品研究所（有限公司）（太原 030024）

山西特色果品沙棘、红枣、山楂均为药食同源食物，集营养、保健、药用功能于一体。沙棘又名沙枣、酸柳、酸溜溜等，为多年生落叶小乔木或灌木。沙棘果中含有VC、氨基酸、微量元素、黄酮、酚酸类等营养物质及活性成分，其中黄酮有降血压、降血糖、抗氧化等作用[1-2]。红枣富含糖类、蛋白质、膳食纤维、矿物质、维生素等营养物质，还含有酚类、黄酮类等生物活性物质，具有预防心血管疾病、养血安神等功效[3-4]。山楂含有丰富的蛋白质、碳水化合物、矿物质、维生素等营养物质，还含有三萜类、金丝桃苷、黄酮类物质等功能性成分，具有抗癌、调节心肌功能、扩张血管等功效[5-6]。危害分析与关键控制点（HACCP）是一个国际认可、保证食品免受生物性、化学性及物理性危害的防御体系，是一种将食品质量的管理重点从终产品转移到生产过程的管理体系[7-8]。

以沙棘、红枣、山楂等富含黄酮类物质的果汁为原料，白砂糖、柠檬酸、黄原胶、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）为辅料，研制一款新型的复合果汁饮料。产品研发成功后，将其在山西饮领生物科技开发有限公司进行成果转化，为避免生产管理中出现果汁分层、褐变严重、风味降低甚至微生物发酵胀罐等质量安全问题[9]，结合HACCP的控制原理，对生产过程中的每道工序进行危害分析评估，确定关键控制点及其限值，建立复合果汁饮料生产的质量控制体系。

1.1 材料

沙棘果（吕梁山野生沙棘）；
浓缩红枣汁、浓缩山楂汁（沧州沛然世纪生物食品有限公司）；
白砂糖（广西来宾永鑫小平阳糖业有限公司）；
黄原胶（淄博中轩生化有限公司）；
羧甲基纤维素钠（武汉盛世天元生物科技有限公司）；
一水柠檬酸（潍坊英轩实业有限公司）。

1.2 仪器与设备

电子天平（YP10002，精度0.01 g，上海圣科仪器设备有限公司）；
榨汁机（AUX-20A，奥克斯集团有限公司）；
手持式糖度测定仪（WYT，量程0～80%，成都泰华光学有限公司）；
电磁炉（C22-RH2275，美的集团股份有限公司）；
均质乳化机（Y25G，上海约迪机械设备有限公司）。

1.3 复合饮料生产工艺流程

沙棘冻果→原料验收→解冻→清洗→拣选→双道打浆→榨汁→离心→巴氏杀菌→灌装→沙棘汁→调配→脱气→均质→灌装→喷淋杀菌→吹干→灯检→贴标→包装→成品

1.4 沙棘复合饮料配方优化单因素试验

以感官评分为评价指标，固定复合果汁添加量20%、复配稳定剂黄原胶与羧甲基纤维素钠质量比3∶4，分别考察果汁复配比例（沙棘∶红枣汁∶山楂汁20∶20∶20，20∶15∶15，20∶10∶15，20∶10∶5和20∶10∶1）、复合稳定剂添加量（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）对产品品质的影响，以确定沙棘复合饮料各主要影响因素的适宜水平。

1.5 沙棘复合饮料配方优化正交试验

在单因素试验基础上，以果汁复配比例（A）、复合稳定剂添加量（B）、白砂糖添加量（C）和甜酸比（D）为影响因素，以饮料的感官评分为考察指标，采用正交试验对复合饮料的配方进行优化。

1.6 感官评价

成立感官评价小组，男女各5人，对不同配方制得的沙棘、红枣、山楂复合饮料的色泽、香气、组织状态等方面进行综合评分，总计100分，具体评分标准见表1。

表1 感官评价标准

1.7 危害分析

结合HACCP管理体系原则对复合饮料生产加工过程中涉及的生物、化学、物理潜在的危害风险点及影响产品品质关键点进行分析[10]。

1.7.1 原辅材料验收

沙棘果验收时原果新鲜度、成熟度等质量因素及农药残留、重金属等安全因素对产品品质影响较大。其他辅料，在验收时需查验产品检验合格证、生产许可证等，按照原辅材料验收规程，对关键指标抽检合格后方可入厂。验收合格后及时入库，做好登记。该过程造成危害的主要因素有沙棘果中混入的杂质、成熟度、新鲜度、霉变腐烂果、农药重金属残留、各原辅料存储条件。

1.7.2 解冻、清洗、拣选

沙棘冻果在榨汁前需要解冻，解冻温度过高导致沙棘果汁液流失，温度过低影响榨汁及出汁率。沙棘果中的主要物理危害包括石块、枝叶、玻璃碎块等，因此加大清洗、拣选力度，减少沙棘汁中的杂质，可通过后续离心工艺去除部分杂质。造成危害的主要因素有解冻温度、解冻时间。

1.7.3 打浆、榨汁、离心

为提高沙棘果的出汁率，采用双道打浆工艺，需加软化水进行二次打浆，加水量过高会影响原汁的品质，因此，榨汁过程中需监控沙棘汁可溶性固形物含量不得低于12%。沙棘汁生产过程中采用离心技术去除沙棘汁中的果泥及部分果油，离心参数设计时应满足生产要求。

1.7.4 沙棘汁杀菌、灌装

沙棘原汁采用高温瞬时杀菌工艺，灭菌温度115～120 ℃，灭菌时间3～5 s，灌装后放入冷库保存备用。造成危害的主要因素有灭菌温度、灭菌时间及包装、环境卫生状况。

1.7.5 称料、调配

过程造成危害的主要因素有设备清洁程度、配料温度、剪切时间、调配好的饮料理化指标是否达标、食品添加剂使用是否合法合规。

1.7.6 脱气、均质

脱气工艺可通过去除饮料中的部分氧气，减少果汁VC等物质的氧化，防止气泡影响灭菌效果；
均质可增强产品的物理稳定性。此过程造成危害的主要因素有设备卫生、脱气真空度、均质压力与温度。

1.7.7 灌装、喷淋杀菌

灌装前先对玻璃瓶、瓶盖进行清洗、消毒。灌装温度控制在80 ℃左右，灌装后进行喷淋杀菌，杀菌温度90 ℃，杀菌时间30 min，冷却后饮料中心温度快速降到35 ℃以下。造成危害的主要因素有灌装机清洗是否彻底，灭菌、灌装过程中参数控制是否正常，包装材料灭菌是否彻底。

2.1 单因素试验结果

2.1.1 果汁复配比例对产品品质的影响

红枣汁的颜色偏暗，添加量过大会影响产品的色泽，且会掩盖沙棘的香气；
山楂汁颜色偏暗，口感偏酸，添加量过高会使果汁中总酸含量较高，给产品的稳定性及口感带来影响。由图1可知，沙棘、红枣、山楂复配比例20∶10∶5时感官评分最高，产品色泽为橙黄色，香气协调。果汁复配比例20∶20∶20时，红枣、山楂添加比例较高时，产品的色泽偏暗，沙棘的香气不明显，感官评分较低。果汁复配比例20∶10∶1时，山楂添加比例较低，山楂的香气不明显，产品总体香气不协调。因此，选择沙棘、红枣、山楂复配比例20∶10∶5较为适宜。

图1 果汁复配比例对产品品质的影响

2.1.2 复合稳定剂对产品品质的影响

浊汁型饮料容易出现分层现象，复合稳定剂添加量及种类对产品稳定性的影响较大。复合稳定剂添加量对产品品质的影响结果见图2。复合稳定剂添加量0.3%时，饮料分布均匀，无分层现象，口感顺滑，感官评分最高。复合稳定剂添加量小于0.3%时，饮料杀菌后出现分层现象，产品质量不稳定。复合稳定剂添加量高于0.3%时，饮料无分层现象，但口感比较黏稠，不利口。因此，复合稳定剂的适宜添加量为0.3%。

图2 复合稳定剂添加量对产品品质的影响

2.1.3 白砂糖添加量对产品品质的影响

由图3可知，随着白砂糖添加量的增加，产品感官评分先上升后趋于平缓。白砂糖添加量低于8%时，产品感官评分较低，这是由于白砂糖添加量过少，饮料甜感不够饱满，使得饮料口感寡淡。白砂糖添加量超过8%时，产品感官评分继续上升，但增幅不大。考虑到生产成本，白砂糖的适宜添加量为8%。

图3 白砂糖添加量对产品品质的影响

2.1.4 甜酸比对产品品质的影响

甜酸比对产品品质的影响结果见图4。随着甜酸比的增加，产品感官评分呈先上升后下降趋势。甜酸比20时，饮料酸甜适口，感官评分最高。甜酸比小于20时，饮料口感偏酸，不易被人接受。甜酸比超过20时，饮料口感偏甜，酸甜不协调，有甜腻感。因此，适宜的甜酸比为20。

图4 甜酸比对产品品质的影响

2.2 正交试验结果

根据单因素试验结果确定各影响因素的适宜范围，正交试验因素水平设计见表2，试验结果见表3，方差分析结果见表4。

表2 正交试验因素水平设计

表3 正交试验结果

表4 正交试验方差分析

由正交试验结果分析可知，影响复合果汁饮料的因素主次顺序为D＞A＞B＞C，即甜酸比＞果汁复配比例＞复合稳定剂添加量＞白砂糖添加量。复合沙棘果汁饮料的最优配方为A2B2C1D3，即果汁复配比例20∶10∶5、复合稳定剂添加量0.30%、白砂糖添加量7%、甜酸比21。按复合沙棘果汁饮料的最优配方进行验证试验，感官评分为89.7分，表明此正交试验得出的最优组合可行。该工艺条件下制备的复合果汁饮料色泽均匀，呈橙黄色，酸甜适口，香气协调，无分层现象。

2.3 关键控制点的确定、控制措施的制定

复合饮料生产过程中关键控制点及其控制方法见表5。根据试验建立的复合果汁饮料生产过程HACCP质量控制体系指导生产过程，生产出的饮料符合相关质量标准。

表5 复合饮料生产过程中关键控制点及其控制方法

试验结果表明，复合果汁饮料的最佳配方为果汁复配比例20∶10∶5、复合果汁添加量20%、稳定剂添加量0.3%、白砂糖添加量7%、酸甜比21、复合稳定剂黄原胶与CMC-Na质量比3∶4。在产品的转化过程中，结合HACCP原理找出生产过程中的CCP，对各CCP进行危害分析，并确定各CCP的控制范围和控制措施，经验证，该质量控制体系可有效保障产品质量，同时也利于生产的过程管理。