一种红柠檬功能饮料及其制备方法

技术领域

本发明涉及柠檬饮品加工领域，具体涉及一种红柠檬功能饮料及其制备方法。

背景技术

柠檬(Citrus limon(L.)Burm.f.)是一种芸香科柑橘属植物，含有丰富的柠檬酸和多种维生素(VC、VB

因红柠檬营养丰富，申请人多年来一直非常注重红柠檬的栽培技术和相关产品的研究开发。柠檬汁中含有人体所需的多种维生素和微量元素，是生产饮料、酿酒制醋的原料，市场应用前景极高。在利用红柠檬制备功能饮料的过程中发现，红柠檬的果皮中含有大量的多甲氧基黄酮(Polymethoxylated Flavones,PMFS)，含量较高的PMFs单体分别为橘皮素(Tangeretin)、川皮苷(Nobiletin)、5,2'-二羟基-6,7,8,6'-四甲氧基黄酮(5,2'-Dihydroxy-6,7,8,,6'-tetramethoxyflavone)和甜橙黄酮(Sinensetin)。多甲氧基黄酮是一类含有多个甲氧基、具有强烈生物活性的黄酮类成分，具有抗癌、抗炎、抗氧化、抗动脉粥样硬化、抗过敏、抑制血小板凝聚和调节神经中枢、抗诱变以及心血管等药理作用，具有潜在的抗癌药物或功能食品的开发价值。申请人曾尝试将红柠檬皮添加到红柠檬饮料中，但是红柠檬皮直接添加到红柠檬饮料中会使饮料口感苦涩，严重影响红柠檬饮料的感官品质。

发明内容

本发明意在提供一种红柠檬功能饮料及其制备方法，以解决现有技术中在红柠檬饮料中添加富含多甲氧基黄酮类物质的柠檬皮时，饮料苦涩，口感欠佳的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种红柠檬功能饮料，包括如下质量份的原料，红柠檬汁1000份、红橘PMFs提取物1.5-2份、代糖12-16份，红橘PMFs提取物从红柠檬果皮中提取获得。

本技术方案还提供一种红柠檬功能饮料的制备方法，包括如下步骤：

S1：柠檬的前处理，包括柠檬的分选、清洗和皮肉分离，得柠檬果肉和柠檬皮；

S2：榨汁，将由S1得到的柠檬果肉榨汁处理；

S3：红橘PMFs提取物的制备，柠檬皮干燥并超微粉碎后，采用超声辅助提取的方式从红柠檬皮中提取红橘PMFs，将提取液在37℃真空旋转蒸发仪上持续蒸干直至无乙醇相；而后经富集纯化、冷冻干燥得红橘PMFs粗提物；

S4：调配，向红柠檬汁中加入红橘PMFs粗提物及其他辅料，搅拌均匀即得红柠檬功能饮料。

本方案的原理及优点是：实际应用时，本技术方案中，在制备柠檬系列功能饮料时，优选红柠檬作为原料，相较于普通柠檬汁的出汁率25％-35％而言，红柠檬出汁率高达到59.6％，更具经济价值和竞争优势。为了提高红柠檬饮料的抗氧化、抗癌的功能性，本技术方案充分利用了原本被丢弃的柠檬皮，且对柠檬皮的入料方式进行了创造性的优化，一改现有技术中的以柠檬皮直接入料，而是从柠檬皮中定向提取功能性成分，将功能性成分纯化后入料，避免了红柠檬皮直接添加会使饮料口感苦涩，影响红柠檬饮料感官品质的问题。在制备红柠檬饮料的过程中，通过超声辅助提取，能够促使植物组织破壁或变形，利于红柠檬皮中功能性成分的溶出，有效的提高了功能性成分的提取率且能够缩短提取时间；此外，超声波的穿透作用下，使得提取过程不需要过高的温度，能够避免高温对功能性成分及营养物质的破坏，此外添加了代糖(赤藓糖醇)调和口感。经本发明的制备方法制备而成的红柠檬饮料不仅增加了功能性成分，而且口感好，此外实现了加工废弃物(柠檬皮)的有效利用。

优选的，作为一种改进，红柠檬功能饮料的pH为2.0-2.4，Vc含量≥300mg/L，红橘PMFs提取物为橘皮素、川皮苷、5,2'-二羟基-6,7,8,6'-四甲氧基黄酮、甜橙黄酮的混合物，橘皮素、川皮苷、5,2'-二羟基-6,7,8,6'-四甲氧基黄酮、甜橙黄酮的含量分别≥40mg/L、20mg/L、20mg/L和0.5mg/L。

本技术方案中，制备而成的红柠檬功能饮料功能性成分及Vc含量充足，且口感酸甜适口，且通过对制备工艺的优化，红柠檬饮料中富含多种红橘PMFs提取物，且含量相对高，具有较好的抗氧化、抗炎等生物活性功能。

优选的，作为一种改进，S1中，在皮肉分离后，对红柠檬果肉进行去籽处理。

本技术方案中，在皮肉分离之后，柠檬籽是包裹在柠檬果肉内的，柠檬籽中含有柠檬苦素，会使增加柠檬汁中的苦涩味。

优选的，作为一种改进，S2中，榨汁后进行过滤处理，过滤方式为常压过滤。

本技术方案中，通过常压过滤即可将柠檬汁中的不溶性杂质以及渣去除，保证红柠檬汁的澄清度，进而提高产品的感官品质。

优选的，作为一种改进，S3中，超声辅助提取过程中，提取溶剂为70-90％乙醇，实验表明80％为最优，溶剂与柠檬皮的质量比为1：20-40，提取时间为30min，提取温度为25℃。

本技术方案中，溶剂与柠檬皮的质量比是指与柠檬皮干重的质量比，通过对超声提取条件的优化，能够在保证功能性成分提取效果的同时降低能耗，上述提取条件为经过试验验证的最佳提取条件。

优选的，作为一种改进，S3中，超声辅助提取过程中，提取功率为250W。

本技术方案中，通过对超声提取过程中提取功率的优化，能够保证提取的效果，提取功率过高会使设备能耗增加，提取功率过低会影响提取效果。

优选的，作为一种改进，S3中，富集纯化方式为大孔树脂纯化。

本技术方案中，打孔树脂依靠其与被吸附分子之间的范德华力，通过它巨大的比表面积进行物理吸附，使化合物根据有吸附力及其分子量大小经一定容积的洗脱而达到分离、纯化、浓缩的目的。大孔树脂化学性质稳定，不溶于酸、碱及有几容积，对有机物选择性好，不收无机盐及其强例子、低分子化合物存在的影响，适于实用。

优选的，作为一种改进，大孔树脂为HPD300型大孔树脂。

本技术方案中，HPD300型大孔树脂对红橘PMFs提取物浓缩效果好，且产品技术成熟，原料易得。

优选的，作为一种改进，S4调配后，进行杀菌处理，杀菌方式为超高压灭菌。

本技术方案中，在进行杀菌处理时，采用超高压灭菌技术为最适宜的杀菌技术，能够降低产品营养的流失，使得杀菌后产品的营养含量、菌落总量达到要求。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一

一种红柠檬功能饮料，包括如下质量份的原料，红柠檬汁1000份、红橘PMFs提取物1.5份、代糖15份，本实施例中的红橘PMFs提取物从红柠檬果皮中提取获得。

一种红柠檬功能饮料的制备方法，包括如下步骤：

S1：柠檬的前处理，选择优质的红柠檬作为原料，清洗后将红柠檬皮、红柠檬果肉和红柠檬籽分离开来，并备用；

S2：榨汁，将分离后的红柠檬果肉进行榨汁处理，榨汁后用双层纱布进行常压过滤去渣，得红柠檬汁；

S3：红橘PMFs提取物的制备，将红柠檬皮切碎后，采用超声辅助提取的方式从红柠檬皮中提取红橘PMFs，而后利用HPD300型大孔树脂进行富集纯化；将经过大孔树脂浓缩后的液体进行冷冻干燥得红橘PMFs粗提物；其中，超声辅助提取过程中，提取溶剂为70-90％乙醇，溶剂与柠檬皮(干重)的质量比为1：20-40，提取时间为30min，提取温度为25℃。S4：调配，向红柠檬汁中加入红橘PMFs粗提物代糖，本实施例中的代糖为赤藓糖醇，搅拌均匀后进行杀菌处理，杀菌方式为超高压灭菌即得红柠檬功能饮料。

对比例一

本对比例与实施例一的不同之处在于：本对比例中，采用的原料为黄柠檬。

对比例二

本对比例与实施例一的不同之处在于：本对比例中，将红柠檬皮榨汁后，采用常压纱布过滤的方式进行过滤后得红柠檬皮汁，将红柠檬皮汁直接添加到红柠檬果肉汁中，红柠檬皮汁的添加量为红柠檬果肉汁添加质量的25-30％。

实验例一：多甲氧基黄酮成分含量测定

对红柠檬与黄柠檬中的多甲氧基黄酮含量分别进行检测，采用高分辨液质联用系统(UPLC-Q/TOF-MS)对功能成分进行测定，正离子扫描(ESI+),Waters公司-ACQUITY UPLC@BEH C18色谱柱(2.1mm*50mm，1.7um)，进样体积2ul。结果显示，红柠檬果皮中多甲氧基黄酮的含量远远高于其在黄柠檬果皮中的含量(三次平行试验、结果表示为平均数)，其中橘皮素、川陈皮素、5,2'-二羟基-6,7,8,6'-四甲氧基黄酮分别是黄柠檬的180.67倍、28.42倍和73.79倍。

表1红柠檬与黄柠檬果皮多甲氧基黄酮成分的含量测定(mg/kg干重)

实验例二：红柠檬不同部位中类柠檬苦素的含量及分布

对红柠檬不同部位中类柠檬苦素的含量及分布进行了测定，类柠檬苦素(Limonoids)是导致柑橘类水果苦味的主要原因，明确其在红柠檬不同部位重的含量及分布，可为产品开发提供数据参考。从数据可知，苦味成分主要分布在种子(51-62％)，其次为囊衣层和白皮层，因此功能饮品开发中，将通过剔除等手段，减少这三个组织的含量，来提高口感。

表2红柠檬不同部位中类柠檬苦素的含量(mg/kg干重)

表3红柠檬不同部位中类柠檬苦素的分布比例(％)

实验例三：感官评价

感官评价标准

对上述各实施例及对比例制备而成的红柠檬功能饮料进行感官评价，随机选择50位志愿者进行品评，感官评价标准如下表所示。

表4

感官评价结果：

本发明实施例一的加工工艺，使得红柠檬的柠檬汁清新可口，香气纯正，颜色清亮，口感细腻，无异味，有效避免了柠檬汁口感酸涩刺激的问题。50个志愿者打分，均分92.36。

对比一黄柠檬作为原料制备而成的黄柠檬饮料入口酸涩，对喉、舌有刺激感，50个志愿者打分，均分87.57。

对比二以红柠檬皮榨汁直接入料制备而成的红柠檬饮料质地不均匀，容易分层，苦味明显，口感较差。50个志愿者打分，均分75.24。

实验例四：理化性质实验结果

对上述各实施例及对比例制备而成的红柠檬功能饮料进行理化性质检测，分别检测饮料的pH值、Vc含量、PMFs总含量、固酸比和可滴定酸含量，每组进行三次重复试验，结果表示为Mean±SD，n＝3。

表5

通过理化实验结果表明，本发明制备而成的红柠檬功能饮料的pH较对比例1及对比例2高，使饮料口感适中，酸涩感不强烈；Vc含量及PMFs总含量显著高于对比例组，尤其是PMFs总含量远高于黄柠檬组PMFs总含量，而且本实施例中的橘皮素、川皮苷、5,2'-二羟基-6,7,8,6'-四甲氧基黄酮、甜橙黄酮的混合物，含量分别在40mg/L、20mg/L、20mg/L和0.5mg/L以上。相较于红柠檬皮汁直接入料而言，实施例1添加提取物的方式不仅降低了红柠檬皮汁的添加量，可降低苦味物质加入量，而且还显著的降低了功能饮料中的可滴定酸含量。以红柠檬皮榨汁直接入料(红柠檬果肉汁添加质量的25-30％)制备而成的红柠檬饮料，PMFs总含量虽然也较高，但苦味物质加入量也相对高，使感官评价较差。

实验例五：功能性实验，以多甲氧基黄酮为实验原料进行如下的功能性实验。

(1)抗氧化活性实验

抗氧化能力采用ABTS自由基清除能力、DPPH自由基清除能力和FRAP铁离子还原能力三种方法测定，每个处理组进行三次重复实验，结果均用Trolox当量TE(TroloxEquivalent)表示。

红橘PMFs含量在40mg/L时，抗氧化活性实验中，ABTS值是6.01μmol TE/g，DPPH值3.25μmol TE/g；FRAP值5.34μmol TE/g。PMFs含量在80mg/L时，ABTS值18.09μmol TE/g，DPPH值6.14μmol TE/g；FRAP值7.24μmol TE/g。

(2)降糖活性研究

利用HepG2细胞－葡萄糖消耗模型，以二甲基亚砜(DMSO)为阴性对照，对红柠檬(油胞层、白皮层、囊衣、汁胞、种子)的黄酮类物质进行促葡萄糖消耗活性评价。红柠檬不同部位提取得到的黄酮类物质的潜在降糖活性也各不相同，其中发挥促葡萄糖消耗活性的黄酮类物质主要来源于油胞层和白皮层，而囊衣和汁胞提取物未能检测到该活性。因此，发挥降糖作用的活性组分主要分布于柑橘果皮中。

以红柠檬果皮为材料，分离纯化得到富含PMFs的黄酮类物质，对其体外降糖作用进行研究，发现当PMFs浓度为40mg/L时，HepG2细胞24h葡萄糖消耗量达到3.47m mol/L，是阴性对照组(DMSO)葡萄糖消耗量的1.38倍。发现当PMFs浓度为80mg/L时，HepG2细胞24h葡萄糖消耗量达到4.83m mol/L，是阴性对照组(DMSO)葡萄糖消耗量的1.93倍。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。