固体饮料哈败影响因素及防哈败包材的研究

封子佳 赵艳冰 王璐璐 张健 刘海燕 姜进举

摘要：为探究引起固体饮料哈败的内外因素，从包装的角度研究防止其哈败的方法，为后期固体饮料产品的开发提供包装解决方案。以一款保质期内出现哈败现象的固体饮料为研究对象，设置不同原料组成和不同环境条件下的对比实验，选用全透明袋、彩色透明袋和铝箔袋包装固体饮料产品，放置15天评估样品哈败等级。结果表明，导致此款固体饮料哈败的环境因素为光照和空气，空气在光照下起作用，因固饮原料中圆苞车前子壳粉带入的微量油脂在光照的作用下与空气中的氧发生氧化反应，产生哈败味道，且不同波段光对氧化反应的促进作用不同，除完全遮光且阻隔性较好的铝箔袋外，透明黄色、透明绿色NY/PE包装袋也可以有效避免哈败现象，使固饮产品保持良好的感官稳定性。

关键词：固体饮料；氧化哈败；光照；圆苞车前子壳粉；包装材料

中图分类号：TB484 文献标识码：A 文章编号：1400 （2020） 12-0028-05

基金项目：岩藻多糖绿色规模化制备技术及高值化应用（2019JZZY010818）。

Research on The Influencing Factors of Rancidity of Solid Beverages and The Packaging Materials to Prevent Rancidity

FENG Zi-jia1，2， ZHAO Yan-bing1，2， WANG Lu-lu1，2， ZHANG Jian1，2， LIU Hai-yan1，2， JIANG Jin-ju1，2*（1. State Key Laboratory of Bioactive Seaweed Substances， Qingdao Brightmoon Seaweed Group Co.， Ltd， Qingdao 266400； 2. Qingdao Bright Moon Seaweed Bio-Health Technology Group Co.， Ltd， Qingdao 266400）

Abstract： The work aims to explore the internal and external factors causing the rancidity of solid drinks， and then studies the methods to prevent the problem from the perspective of packaging， so as to provide protection packaging solutions for the later development of solid beverage products. Taking a solid beverage with rancidity within the shelf life as the research object， comparative experiments were conducted under different raw material compositions and different environmental conditions. The solid beverage products were packaged in pure transparent bags， color transparent bags and aluminum foil bags， and the rancidity grade of the samples was evaluated after 15 days of storage. The results showed that the external environmental factors leading to the rancidity of this solid drink were light and air， and air played a role under the light. The micro oil brought in by the round bud plantain seed shell powders in the solid drink reacted with oxygen in the air under the action of light， resulted in the rancid taste. Further experiments showed that the promotion effect of light on the oxidation reaction is different in different light bands， except for the aluminum foil bag with complete shading and good barrier property， the yellow and green NY/PE transparent soft packaging can also effectively avoid the phenomenon of rancidity， and the solid drink products can maintain good sensory stability.

Keywords： solid beverage； oxidative rancidity； light； round bud plantain seed shell powder； packaging materials

固體饮料是一种以糖、乳和乳制品、蛋或蛋制品、果汁或食用植物提取物等为主要原料，添加适量的辅料或食品添加剂制成的粉末状、颗粒状或块状产品，因冲调方便、易于存放而备受广大消费者青睐[1，2]。近年来，随着工业和科技的发展，人们的工作生活环境发生了巨大变化，对健康问题也越来越关注，许多新兴功能原料也开始应用到固体饮料中，膳食纤维便是其中一种，作为“第七大营养素”，膳食纤维能够帮助肠胃蠕动，促进食物的消化吸收，还可以将过剩的营养物质带出体外，利于排便，防止便秘[3-5]。但在新产品开发过程中发现一款高膳食纤维的固体饮料产品出现哈败的现象，哈败会导致产品营养价值降低、风味丧失甚至变质，根据以往研究，哈败通常出现在核桃、酱肉、植物油等油脂含量较高的产品中，例如杨建婷[6]等发现核桃中的油脂易受外部环境因素影响变质产生哈败味道，成晓瑜[7]等分析出北京清酱肉哈败气味中含有大量醛类物质，Sanchez-Pena等研究了腌肉火腿的哈败现象及其危害[8]，这些研究表明高油脂含量的产品极易产生哈败味道，但是哈败现象出现在低油脂含量的膳食纤维产品中的研究尚未见报导。因此本文针对此款产生哈败味道的富含膳食纤维固体饮料产品，研究导致其哈败的内部和外部因素，最终选取合适的包装材料及贮存方式以解决固体饮料等同类产品的哈败现象。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

产品规格：10 g/袋。

原料：聚葡萄糖，山梨糖醇，圆苞车前子壳粉，菊粉，低聚异麦芽糖，抗性糊精，食用香精，柠檬酸，三氯蔗糖。

包装袋尺寸：35*140 mm。

包装袋材质及性质：如下表1所示。

仪器设备：TM-900型多功能薄膜封口机，温州天马食品包装机械制造有限公司；SIRMAN W8 30真空封口机，意大利SIRMAN；FYL-YS-230L透明门恒温箱（温度范围2～48℃），北京福意电器有限公司。1.2实验方法

1.2.1内部因素影响

检查使用的原料，其中可能导致哈败的有聚葡萄糖、山梨糖醇、圆苞车前子壳粉、菊粉、低聚异麦芽糖、抗性糊精，设置六组实验，每组使用现用的全透明袋分别包装10g只有此种原料和正常产品中去掉此种原料的剩余产品，并以不放任何原料的空袋作为对照组，常温光照下放置15天后检查哈败情况，验证导致哈败的原料种类。

1.2.2外部因素影响

针对可能导致哈败的外部因素，例如温度、空气、光照及不同波段光，使用1.2.1中验证得知的引起哈败的原料，设置不同实验，放置15天后检查样品哈败情况，验证导致哈败的外部因素。

1）光照的影响

为验证光照的影响，使用全透明袋包装10g引起哈败的原料，分为两组，一組全透明袋外包黑纸（无光），另一组不做处理（有光），保证阳光照射样品。

2）空气的影响

为验证空气的影响，将上述1.2.2.1中两组样品分别采取不做处理（有空气）、挤压空气（少量空气）和抽真空（极少量空气）三种空气条件。

3）温度的影响

为验证温度的影响，将经过上述1.2.2.1和1.2.2.2处理的6组样品分别放置在设置温度为25℃和5℃的透明门恒温箱中。

4）不同波段光的影响

为验证不同波段光的影响，分别使用透明紫色、蓝色、绿色、黄色、橙色、红色包装袋包装10 g引起哈败的原料进行实验，并以全透明包装袋和全遮光的铝箔袋作为对照组，样品不做空气条件处理，放置在设置温度为25℃的透明门恒温箱中，保证阳光照射，15天后开袋检查哈败情况。

1.2.3固饮哈败评定方法

开袋检查测试结束的样品，对哈败程度进行等级评价，分为0、1、2、3四个等级，其中0代表无哈败味道；1代表有轻微哈败味道；2代表有较重哈败味道；3代表有很重哈败味道。每袋样品由三名专业从事感官评价工作的评价员分别嗅闻并打分评定。

2 结果与分析

2.1内部因素对固饮哈败的影响

不同原料的哈败程度如表2所示。其中聚葡萄糖、山梨糖醇、菊粉、低聚异麦芽糖、抗性糊精五种原料单独测试时无哈败现象，而除去此原料的剩余物料有哈败现象，圆苞车前子壳粉单独测试有哈败现象，除去圆苞车前子壳粉的剩余物料无哈败现象，空袋无哈败现象。因此，导致哈败现象的原料为圆苞车前子壳粉。

2.2外部因素对固饮哈败的影响

不同环境条件下的样品哈败程度如表3所示。

2.2.1温度

不同温度条件下样品的哈败程度等级如表3和图1所示，对比第2和第8组、第4和第10组、第6和第12组，在其他条件相同时，不同温度下的样品均无哈败现象；对比第1和第7组、第3和第9组、第5和第11组，在其他条件相同时，不同温度下的样品均有哈败现象且哈败程度完全一致，低温并不能抑制哈败现象的产生，因此，哈败现象的产生与温度无关。

2.2.2空气

不同空气条件下样品的哈败程度等级如表3和图2所示，对比第2、4、6组，在其它条件相同时，不同空气含量下样品均无哈败现象；对比第1、3、5组，在其它条件相同时，不同空气含量下样品均有哈败现象，且哈败程度随着空气含量的增多而升高，因此单独空气含量变化对固饮哈败的影响不明显。

2.2.3光照

不同光照条件下样品的哈败程度等级如表3和图2 所示，分别对比第1和第2组、第3和第4组、第5和第6组，在其它条件相同时，有光照的样品有哈败现象，无光照的样品无哈败现象，因此，光照会促使样品产生哈败现象。结合2.2.2中空气含量影响的分析，在有光照的条件下，不同空气含量的样品哈败程度不同，空气含量越高，哈败越严重。

因此，哈败现象的产生是光照和空气双重作用的结果，其中光照为主要原因，空气在光照下对哈败起促进作用。

2.2.4不同波段光的影响

因为引起哈败的主要原因为光照，且经过调查发现，一些研究人员已经开展关于不同颜色包装袋对于产品性能影响的研究，例如李梅[9]等研究了不同颜色PE食品包装袋对马铃薯绿化和龙葵素含量的影响，绿色和黑色包装袋对其品质控制效果较优。针对此类研究，我们认为不同颜色的光线对产品氧化哈败可能会有不同的效果，因此，设置实验对其进行验证，不同颜色及遮光性的包装袋内样品哈败等级如图3所示，不同颜色光波长范围如图4所示。

结果显示，透明紫色（波长400-450nm）、蓝色（波长450-520nm）、橙色（波长600-625nm）、红色（波长625-700nm）包装袋有哈败味道，但略低于全透明包装袋，透明绿色（波长520-560nm）、黄色（波长560-600nm）包装袋和全遮光的铝箔袋没有哈败味道，说明蓝紫光（波长400-520nm）和红橙光（波长600-700nm）波段会引起圆苞车前子壳粉的氧化哈败，而位于光谱中间的黄绿光（波长520-600nm）波段不会引起其氧化哈败。

综上实验结果表明，固饮哈败现象的产生受光照和空气的影响，空气在光照的条件下起作用，不受温度影响，且在不同颜色光照中，主要受蓝紫光和红橙光的影响，黄绿光没有引起固饮哈败。相关研究表明，哈败现象主要出现在含油脂丰富的食品中，由于油脂在光照、温度、空气等的作用下分解产生不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸与空气中的氧发生氧化反应，产生了有毒的酮醛等小分子物质，从而使产品产生哈败异味[10-12]。本实验中引起哈败的圆苞车前子壳粉来自于被誉为“纤维之王”的圆苞车前子种壳，因含有丰富的膳食纤维、多糖分子等成分，有增强饱腹感、减肥控重、润肠通便等功效，是一种重要的固体饮料原料[13，14]。查阅资料得知，圆苞车前子中含有少量油脂，可能在生产过程中将微量油脂带入圆苞车前子壳粉，在光照的作用下与包装袋内空气中的氧反应引起了固饮的哈败[15]。而对于不同波段光的影响，蓝紫光和红橙光可能分别由于能量高和波长长，更容易透过包装袋诱导氧的活化和油脂中游离基的生成，从而导致固饮哈败；全透明包装袋哈败等级大于蓝紫光和红橙光包装袋是因为其透过所有光线，是蓝紫光和红橙光引起哈败效果的叠加；而铝箔袋没有哈败的原因是其中间层为不透光的铝，完全遮挡所有光线且氧气透过率最低。

3 结语

通过实验分析验证，引起此款固体饮料氧化哈败的外部因素为光照和空气，其中光照为主要因素，空气在光照下对哈败起促进作用，同时验证得知导致哈败的原料为圆苞车前子壳粉。从固饮产品本身性质来说，完全隔绝空气对于包装操作可行性不高，为避免哈败现象，在后续固体饮料的研发及生产过程中，可根据产品的需要及观测结果，选择铝箔袋或透明黄色、透明绿色包装袋进行包装，同时圆苞车前子壳粉原料需放置在避光处，以降低产品哈败的可能性。

对比透明袋和铝箔袋，铝箔袋具有良好的遮光性和较低的氧气透过率，有利于降低哈败的可能性，但全遮光会阻挡消费者直观的了解产品，同时铝箔袋成本较高，三层膜结构导致过胶量大、环保性较低，在产品竞争日益激烈的当今社会，低成本、高颜值、可视性及环保性是广大食品厂家和品牌商追逐的突破点，因此在后续的研究中，可对透明黄色、绿色包装袋和铝箔袋包装的产品进行长期观测，若对产品影响较低，可使用透明黄色、透明绿色包装袋包装此固体饮料产品，从而带来更大的产品竞争力。

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