CN117243308A - 一种具有保健功能的复合果汁饮料及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有保健功能的复合果汁饮料及其生产工艺，包括水果、蔬菜汁、功能性成分和水，所述水果和蔬菜汁由经过基因工程改造的水果和蔬菜制得；所述改造的水果和蔬菜含降血压、抗肿瘤和抗衰老的活性物质；所述功能性成分被包裹在纳米载体中，形成纳米复合物，所述纳米复合物与水果和蔬菜汁形成稳定的分散体系；所述复合果汁饮料中还添加天然提取物或发酵产物作为防腐剂或甜味剂。本发明，本发明利用纳米技术对原料进行冷榨和包埋处理；利用温度调节技术对原料进行发酵处理；利用超高压杀菌技术对复合果汁饮料进行灭菌处理。本发明制备的复合果汁饮料具有多种保健功能，如抗氧化、抗癌、抗衰老、增强免疫力。
Description
技术领域
本发明涉及果汁饮料技术领域，具体为一种具有保健功能的复合果汁饮料及其生产工艺。
背景技术
随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，对饮料的需求不仅仅是解渴，还希望能够从饮料中获得更多的营养和保健效果。因此，功能性饮料作为一种能够满足消费者多元化需求的饮料品类，受到了越来越多的关注和欢迎。功能性饮料是指在普通饮料的基础上，添加一定量的具有特定生理功能的成分，如维生素、矿物质、氨基酸、多肽、植物提取物等，使其具有调节机体功能、预防或改善某些疾病、延缓衰老等作用的饮料。
目前，市场上已经出现了各种各样的功能性饮料，如提神醒脑的能量饮料、补充电解质和水分的运动饮料、增强免疫力和抗氧化能力的果汁饮料、美容养颜和抗衰老的胶原蛋白饮料等。这些功能性饮料大多是通过单一或多种功能性成分的添加来实现其功能性目标的。然而，这种方式存在一些缺点，如功能性成分的稳定性、生物利用率、协同效应等问题。此外，由于功能性成分的添加量受到法规和安全性等因素的限制，其功能性效果往往不明显或需要长期服用才能显现。
为了克服上述问题，本发明提出了一种具有保健功能的复合果汁饮料及其生产工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有保健功能的复合果汁饮料及其生产工艺，具备利用纳米技术提高原料中功能性成分的含量和活性，增加复合果汁饮料的风味和甘甜度，保证复合果汁饮料的安全性和卫生性，实现多种保健功能，解决了现有技术中功能性成分的稳定性、生物利用率、协同效应的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有保健功能的复合果汁饮料，包括水果、蔬菜汁、功能性成分和水，所述水果和蔬菜汁由经过基因工程改造的水果和蔬菜制得；
所述改造的水果和蔬菜含降血压、抗肿瘤和抗衰老的活性物质；
所述功能性成分被包裹在纳米载体中，形成纳米复合物，所述纳米复合物与水果和蔬菜汁形成稳定的分散体系；
所述复合果汁饮料中还添加天然提取物或发酵产物作为防腐剂或甜味剂；
所述水果、蔬菜汁占总重量的40％～60％，所述功能性成分占总重量的0.5％～2％，所述天然提取物或发酵产物占总重量的1％～3％，所述水占总重量的30％～50％。
优选的，所述水果汁和蔬菜汁是由苹果、梨、桃、李子、柑橘、柠檬、葡萄、西瓜、香蕉、菠萝、芒果、木瓜、椰子、番茄、胡萝卜、芹菜、菠菜、西兰花鲜榨组成；
所述功能性成分包括维生素、矿物质、多酚、多肽、花生四烯酸环氧化物(EETs)、褐藻多糖；
所述水果汁和蔬菜汁的比例为3:1～2:1，所述功能性成分的比例为2:3:2:2:1:1。
优选的，所述纳米载体的材料为聚乳酸、壳聚糖、明胶、卵磷脂，且所述纳米载体在液滴表面形成稳定的包裹层；
所述纳米载体材料的比例为2:2:1:1，且所述纳米载体的粒径为10～100纳米。
优选的，所述维生素C、维生素E、茶多酚，且所述抗氧化剂的添加量为0.01％～0.5％。
优选的，所述天然提取物或发酵产物包括柠檬酸、乳酸菌、茶多酚、甜菊糖、木糖。
一种具有保健功能的复合果汁饮料的生产工艺，包括以下步骤：
a)选取新鲜、完好的水果和蔬菜，进行清洗、去皮、切块预处理；
b)将选好的水果和蔬菜送入智能水果和蔬菜识别仪器中，通过图像识别和光谱分析技术，快速准确地判断原料的品种、成熟度、新鲜度指标，并将识别结果上传到云端数据库中，进行原料质量的追溯；
c)将识别好的水果和蔬菜分别放入冷藏室中，降低其温度至0℃以下；
d)将冷藏后的水果和蔬菜分别送入冷榨机中，利用低速旋转的螺旋挤压杆将其榨汁或打浆，并进行过滤、除气处理；
e)将功能性成分与纳米载体材料混合，并通过超声乳化、高压均质或喷雾干燥技术，制备出纳米复合物；
f)将纳米复合物添加到水果和蔬菜汁中，并通过静电吸附、交联反应或包埋技术，使其与其他成分形成稳定的分散体系；
g)将天然提取物或发酵产物按照一定的比例和条件，添加到分散体系中，并通过pH调节、温度调节或盐度调节技术，使其与其他成分达到最佳的协同效应；
h)将得到的复合果汁饮料进行灌装、超高压杀菌处理；密封，贴上标签，进行包装。
优选的，所述冷榨机的螺旋挤压杆的转速为10～50rpm，且所述冷榨机的出汁率为80％～95％。
优选的，所述超声乳化、高压均质或喷雾干燥技术的温度为40～80℃，且所述超声乳化、高压均质或喷雾干燥技术的时间为1～10分钟。
优选的，所述超高压杀菌的压力为400～500MPa，且所述超高压杀菌的时间为1～5分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过设置纳米技术，实现了对原料的冷榨和包埋处理，提高了原料中功能性成分的含量和活性，并实现了其在复合果汁饮料中的均匀分散和稳定存在，增强了复合果汁饮料的功能性效果；
2、本发明通过设置温度调节技术，实现了对原料的发酵处理，增加了原料中乳酸菌和木糖醇等天然提取物或发酵产物，增加了复合果汁饮料的风味和甘甜度，提高了复合果汁饮料的口感和消费者的接受度；
3、本发明通过设置超高压杀菌技术，实现了对复合果汁饮料的灭菌处理，有效地抑制复合果汁饮料中可能存在的微生物的生长和繁殖，保证产品的安全性和卫生性，延长产品的保质期；
附图说明
图1为本发明的复合果汁饮料的组成示意图；
图2为本发明的复合果汁饮料中的活性物质的示意图；
图3为本发明的功能性成分的示意图；
图4为本发明的复合果汁饮料中的纳米复合物的示意图；
图5为本发明复合果汁饮料中的分散体系的示意图；
图6为本发明的复合果汁饮料中的天然提取物或发酵产物的示意图；
图7为本发明的复合果汁饮料的生产工艺流程图；
图8为本发明的多目标优化数学模型和优化算法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：一种具有保健功能的复合果汁饮料及其生产工艺；
本发明采用了经过基因工程改造的水果和蔬菜作为原料，这些水果和蔬菜富含一种或多种具有降血压、抗肿瘤、抗衰老等作用的活性物质，如花生四烯酸环氧化物(EETs)、茶多酚、苹果酸等。这些活性物质能够调节人体的血液循环、免疫系统、细胞代谢等功能，从而达到保健目的。本发明通过将含有活性物质基因的质粒导入水果和蔬菜细胞中，使其整合到水果和蔬菜基因组中，从而获得改造的水果和蔬菜。这种基因工程技术能够有效地提高水果和蔬菜中活性物质的含量和稳定性，同时不影响其他品质和安全性；
本发明中使用的基因工程改造的水果和蔬菜是指通过基因编辑技术(如CRISPR/Cas9系统)或基因转移技术(如农杆菌介导法)等方法，将含有降血压、抗肿瘤、抗衰老等活性物质的基因导入到水果和蔬菜的基因组中，使其表达出相应的活性物质，从而提高水果和蔬菜的保健功能。例如，可以将含有EETs的基因导入到苹果或番茄中，使其产生EETs，从而具有降血压的功能；可以将含有多酚的基因导入到柑橘或西兰花中，使其产生多酚，从而具有抗氧化和抗癌的功能；可以将含有多肽的基因导入到香蕉或菠菜中，使其产生多肽，从而具有抗衰老的功能。这些基因工程改造的水果和蔬菜不仅能够保持原有的营养物质和风味，而且能够增加新的活性物质和保健功能，为人们提供更加健康和美味的食材。
本发明采用了纳米载体技术，将功能性成分包裹在纳米载体中，形成纳米复合物。这些功能性成分包括维生素、矿物质、多酚、多肽、褐藻多糖等，能够补充人体所需的营养素和增强人体的抗氧化能力。纳米载体是一种能够将功能性成分封装在其内部或表面的微小颗粒，具有良好的生物相容性和稳定性。纳米载体能够保护功能性成分免受外界环境的影响，延长其有效期，并且能够提高其在人体内的吸收率和利用率。本发明通过超声乳化、高压均质或喷雾干燥等技术，将功能性成分与纳米载体材料混合，并控制其温度、时间等条件，制备出纳米复合物。本发明采用了聚乳酸、壳聚糖、明胶、卵磷脂等天然或合成的可食用高分子物质作为纳米载体材料，这些材料具有良好的生物降解性和生物相容性，不会对人体造成不良影响；
本发明采用了冷榨技术，将水果和蔬菜在低温条件下进行榨汁或打浆，从而保留了大部分的营养物质和活性物质。冷榨技术是一种利用低速旋转的螺旋挤压杆将水果和蔬菜榨汁或打浆的技术，相比于传统的高速离心榨汁或热处理打浆，冷榨技术能够避免水果和蔬菜中的营养物质和活性物质受到高温、氧化、机械损伤等因素的破坏，从而提高其品质和保健效果。本发明通过将水果和蔬菜在冷藏后送入冷榨机中，并控制其转速、出汁率等条件，制得水果和蔬菜汁；
本发明采用了分散体系技术，将纳米复合物与水果和蔬菜汁形成稳定的分散体系。分散体系是一种由两种或多种不同相的物质组成的均匀混合物，如乳液、胶体、悬浮液等。分散体系能够提高复合果汁饮料的稳定性和均匀性，防止其发生沉淀、分层、变色等现象。本发明通过静电吸附、交联反应或包埋技术等技术，将纳米复合物与水果和蔬菜汁相互作用，并控制其比例、pH值、温度、盐度等条件，制得分散体系；
本发明采用了天然提取物或发酵产物作为防腐剂或甜味剂，增加了复合果汁饮料的安全性和口感。天然提取物或发酵产物是一种从天然植物或微生物中提取或发酵得到的有机酸、多酚、甜味素等物质，具有良好的防腐、抑菌、抗氧化、增香、增甜等作用。天然提取物或发酵产物相比于化学合成的防腐剂或甜味剂，更加安全无毒，不会对人体造成不良影响。本发明通过将柠檬酸、乳酸菌、茶多酚、甜菊糖、木糖醇等天然提取物或发酵产物按照一定的比例和条件，添加到分散体系中，并控制其pH值、温度、盐度等条件，使其与其他成分达到最佳的协同效应。
本发明的执行过程如下：
a)选取新鲜、完好的水果和蔬菜，进行清洗、去皮、切块预处理；
b)将选好的水果和蔬菜送入智能水果和蔬菜识别仪器中，通过图像识别和光谱分析技术，快速准确地判断原料的品种、成熟度、新鲜度指标，并将识别结果上传到云端数据库中，进行原料质量的追溯；其中，智能水果和蔬菜识别仪器由一个摄像头、一个光谱仪、一个显示屏和一个处理器组成，所述处理器将图像和光谱信号输入到一个预先训练好的人工神经网络模型中，该模型能够根据图像和光谱信号的特征，输出水果或蔬菜的品种、成熟度、新鲜度等指标，并将结果显示在显示屏上；智能水果和蔬菜识别仪器通过无线网络或二维码等方式，将识别结果上传到一个云端数据库中，从而实现原料质量的可追溯性。
c)将识别好的水果和蔬菜分别放入冷藏室中，降低其温度至0℃以下；
d)将冷藏后的水果和蔬菜分别送入冷榨机中，利用低速旋转的螺旋挤压杆将其榨汁或打浆，并进行过滤、除气处理；
e)将功能性成分与纳米载体材料混合，并通过超声乳化、高压均质或喷雾干燥技术，制备出纳米复合物；
f)将纳米复合物添加到水果和蔬菜汁中，并通过静电吸附、交联反应或包埋技术，使其与其他成分形成稳定的分散体系；
g)将天然提取物或发酵产物按照一定的比例和条件，添加到分散体系中，并通过pH调节、温度调节或盐度调节技术，使其与其他成分达到最佳的协同效应；
h)将得到的复合果汁饮料进行灌装、超高压杀菌处理；密封，贴上标签，进行包装。
采用基因工程改造的水果和蔬菜，能够提高水果和蔬菜中活性物质的含量和效果，增加复合果汁饮料的保健功能；
采用纳米载体包裹功能性成分，能够提高功能性成分的稳定性和生物利用度，增强复合果汁饮料的功效；采用天然提取物或发酵产物作为防腐剂或甜味剂，能够延长复合果汁饮料的保质期，并且提高复合果汁饮料的口感和风味；采用智能水果和蔬菜识别仪器，能够快速准确地判断原料的品种、成熟度、新鲜度指标，并且实现原料质量的可追溯性；采用冷榨机，能够保持水果和蔬菜中营养物质和活性成分的完整性，避免热损失或氧化损失；采用超声乳化、高压均质或喷雾干燥等技术，能够制备出均匀且稳定的纳米复合物，并且与水果和蔬菜汁形成稳定的分散体系；采用pH调节、温度调节或盐度调节等技术，能够使天然提取物或发酵产物与其他成分达到最佳的协同效应；采用超高压杀菌技术，能够有效地杀灭复合果汁饮料中的微生物，保证产品的安全性和卫生性。本发明利用了一个基于多目标优化的数学模型，来确定复合果汁饮料中各个组分的最优比例。该数学模型考虑了以下几个目标函数：保健效果函数：该函数反映了复合果汁饮料中的活性物质和功能性成分对人体的保健作用，如降血压、抗肿瘤、抗衰老等。该函数的计算公式为：
其中，n是活性物质和功能性成分的种类数，wi是第i种活性物质或功能性成分的权重系数，xi是第i种活性物质或功能性成分在复合果汁饮料中的含量，fi(xi)是第i种活性物质或功能性成分对人体的保健效果函数，可以根据不同的活性物质或功能性成分选择不同的函数形式，如线性函数、指数函数、对数函数等。该函数的目标是最大化。
口感效果函数：该函数反映了复合果汁饮料的口感品质，如色泽、香气、甜度、酸度、涩度等。该函数的计算公式为：其中，m是口感品质的指标数，vj是第j个口感品质指标的权重系数，yj是第j个口感品质指标在复合果汁饮料中的实际值，gj(yj)是第j个口感品质指标的评价函数，可以根据不同的口感品质指标选择不同的函数形式，如线性函数、S型函数、正态分布函数等。该函数的目标是最优化。
稳定性效果函数：该函数反映了复合果汁饮料的稳定性能力，如抗氧化能力、抗菌能力、抗分层能力等。该函数的计算公式为：其中，p是稳定性能力的指标数，uk是第k个稳定性能力指标的权重系数，zk是第k个稳定性能力指标在复合果汁饮料中的实际值，hk(zk)是第k个稳定性能力指标的评价函数，可以根据不同的稳定性能力指标选择不同的函数形式，如线性函数、S型函数、正态分布函数等。该函数的目标是最大化。
综上所述，本发明的多目标优化数学模型可以表示为：maxF3；其中，F2 *是口感效果函数的期望值。
本发明利用了一种基于遗传算法和模糊逻辑的优化算法，来求解上述多目标优化数学模型。该优化算法主要包括以下步骤：
初始化：随机生成一定数量的初始解(即复合果汁饮料中各个组分的比例)，并计算其对应的目标函数值；
评价：根据模糊逻辑规则，将每个解的目标函数值转换为一个综合评价值，并根据综合评价值对所有解进行排序；
选择：根据轮盘赌法则，从当前解集中选择一定数量的优良解作为父代解；
交叉：根据一定概率和交叉方式，对父代解进行两两交叉，产生一定数量的子代解；
变异：根据一定概率和变异方式，对子代解进行随机变异，产生一定数量的变异解；
更新：将父代解、子代解和变异解合并为一个新的解集，并计算其对应的目标函数值和综合评价值；
终止：判断是否满足终止条件，如达到最大迭代次数或最优解的改善幅度小于一定阈值，如果是，则输出最优解和最优目标函数值，如果否，则返回第二步。
本发明的实施例如下：
实施例1：
本实施例采用了以下水果和蔬菜作为原料：苹果、梨、桃、李子、柑橘、柠檬、葡萄、西瓜、香蕉、菠萝、芒果、木瓜、椰子、番茄、胡萝卜、芹菜、菠菜、西兰花。这些水果和蔬菜经过基因工程改造，含有不同的活性物质，如表1所示；
| 水果或蔬菜 | 活性物质 | 作用 |
| 苹果 | 花生四烯酸环氧化物(EETs) | 降血压 |
| 梨 | 茶多酚 | 抗氧化 |
| 桃 | 苹果酸 | 抗衰老 |
| 李子 | 花生四烯酸环氧化物(EETs) | 降血压 |
| 柑橘 | 茶多酚 | 抗氧化 |
| 柠檬 | 苹果酸 | 抗衰老 |
| 葡萄 | 花生四烯酸环氧化物(EETs) | 降血压 |
| 西瓜 | 茶多酚 | 抗氧化 |
| 香蕉 | 苹果酸 | 抗衰老 |
| 菠萝 | 花生四烯酸环氧化物(EETs) | 降血压 |
| 芒果 | 茶多酚 | 抗氧化 |
| 木瓜 | 苹果酸 | 抗衰老 |
| 椰子 | 花生四烯酸环氧化物(EETs) | 降血压 |
| 番茄 | 茶多酚 | 抗氧化 |
| 胡萝卜 | 苹果酸 | 抗衰老 |
| 芹菜 | 花生四烯酸环氧化物(EETs) | 降血压 |
| 菠菜 | 茶多酚 | 抗氧化 |
| 西兰花 | 苹果酸 | 抗衰老 |
表1水果和蔬菜中的活性物质及其作用
本实施例采用了以下功能性成分作为添加剂：维生素C、维生素E、多酚、多肽、褐藻多糖。这些功能性成分能够补充人体所需的营养素和增强人体的抗氧化能力。本实施例采用了以下纳米载体材料作为包裹剂：聚乳酸、壳聚糖、明胶、卵磷脂。这些纳米载体材料具有良好的生物相容性和稳定性，能够保护功能性成分免受外界环境的影响，延长其有效期，并且能够提高其在人体内的吸收率和利用率。本实施例采用了以下天然提取物或发酵产物作为防腐剂或甜味剂：柠檬酸、乳酸菌、茶多酚、甜菊糖、木糖醇。这些天然提取物或发酵产物具有良好的防腐、抑菌、抗氧化、增香、增甜等作用，相比于化学合成的防腐剂或甜味剂，更加安全无毒，不会对人体造成不良影响。
本实施例按照以下比例和条件，制备了一种具有保健功能的复合果汁饮料：水果汁和蔬菜汁的比例为3:1，其中水果汁由苹果、梨、桃、李子各占25％，蔬菜汁由番茄、胡萝卜、芹菜各占33.3％；功能性成分的比例为2:3:2:2:1:1，其中维生素C占2％，维生素E占3％，多酚占2％，多肽占2％，EETs占1％，褐藻多糖占1％；纳米载体材料的比例为2:2:1:1，其中聚乳酸占2％，壳聚糖占2％，明胶占1％，卵磷脂占1％；天然提取物或发酵产物的比例为1.5:0.5:0.5:0.3:0.2，其中柠檬酸占1.5％，乳酸菌占0.5％，茶多酚占0.5％，甜菊糖占0.3％，木糖醇占0.2％；水果汁和蔬菜汁占总重量的50％，功能性成分占总重量的1％，天然提取物或发酵产物占总重量的3％，水占总重量的46％。本实施例按照以下步骤，进行了一种具有保健功能的复合果汁饮料的生产工艺：
a)选取新鲜、完好的水果和蔬菜，进行清洗、去皮、切块预处理；
b)将选好的水果和蔬菜送入智能水果和蔬菜识别仪器中，通过图像识别和光谱分析技术，快速准确地判断原料的品种、成熟度、新鲜度指标，并将识别结果上传到云端数据库中，进行原料质量的追溯；
c)将识别好的水果和蔬菜分别放入冷藏室中，降低其温度至0℃以下；
d)将冷藏后的水果和蔬菜分别送入冷榨机中，利用低速旋转的螺旋挤压杆将其榨汁或打浆，并进行过滤、除气处理；
e)将功能性成分与纳米载体材料混合，并通过超声乳化、高压均质或喷雾干燥技术，制备出纳米复合物；
f)将纳米复合物添加到水果和蔬菜汁中，并通过静电吸附、交联反应或包埋技术，使其与其他成分形成稳定的分散体系；
g)将天然提取物或发酵产物按照一定的比例和条件，添加到分散体系中，并通过pH调节、温度调节或盐度调节技术，使其与其他成分达到最佳的协同效应；
h)将得到的复合果汁饮料进行灌装、超高压杀菌处理；密封，贴上标签，进行包装。
本实施例通过以下方法，对一种具有保健功能的复合果汁饮料进行了质量检测：通过感官评价法，对复合果汁饮料的色泽、香气、甜度、酸度、涩度等口感品质进行评价，结果显示复合果汁饮料具有良好的口感；通过高效液相色谱法(HPLC)，对复合果汁饮料中的活性物质和功能性成分进行定量分析，结果显示复合果汁饮料中的活性物质和功能性成分含量符合预期；通过紫外可见光谱法(UV-Vis)，对复合果汁饮料的抗氧化能力进行测定，结果显示复合果汁饮料具有较高的抗氧化能力；通过动态光散射法(DLS)，对复合果汁饮料中的纳米载体的粒径分布进行测定，结果显示纳米载体的粒径分布均匀且稳定；通过显微镜观察法，对复合果汁饮料的形态结构进行观察，结果显示复合果汁饮料呈现出均匀的乳液状；通过加速老化试验法，对复合果汁饮料的稳定性进行评估，结果显示复合果汁饮料在一定时间内不发生沉淀、分层、变色等现象；通过微生物检测法，对复合果汁饮料的卫生安全性进行检测，结果显示复合果汁饮料无致病菌和有害菌存在。本实施例通过以下方法，对一种具有保健功能的复合果汁饮料进行了保健效果验证：
通过动物实验法，对一种具有保健功能的复合果汁饮料的降血压、抗肿瘤和抗衰老的作用进行了评价。实验选用了高血压、肿瘤和衰老模型的大鼠，分为对照组和实验组，对照组给予普通水饮用，实验组给予本发明的复合果汁饮料饮用，每天两次，每次10毫升，连续饮用30天。实验结果显示，与对照组相比，实验组的大鼠的收缩压和舒张压显著降低，肿瘤体积和重量显著减小，血清中的丙二醛(MDA)和氧化应激指数(OSI)显著降低，超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)显著升高，皮肤弹性和光泽显著改善。这些结果表明，本发明的复合果汁饮料具有显著的降血压、抗肿瘤和抗衰老的作用。
通过人体试验法，对一种具有保健功能的复合果汁饮料的保健效果进行了评价。实验选用了60名志愿者，年龄在18～65岁之间，无任何慢性疾病或药物过敏史，分为对照组和实验组，每组30人。对照组给予普通水饮用，实验组给予本发明的复合果汁饮料饮用，每天两次，每次200毫升，连续饮用30天。实验前后分别测量了志愿者的血压、血液生化指标、免疫功能指标、抗氧化指标和皮肤状态指标。实验结果显示，与对照组相比，实验组的志愿者的收缩压和舒张压显著降低，血清中的总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)显著降低，高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)显著升高，白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-10(IL-10)、干扰素-γ(IFN-γ)、自然杀伤细胞(NK细胞)活性显著升高，白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、C反应蛋白(CRP)显著降低，血清中的丙二醛(MDA)和氧化应激指数(OSI)显著降低，超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)显著升高，皮肤弹性和光泽显著改善。这些结果表明，本发明的复合果汁饮料具有良好的保健效果，能够改善人体的血液循环、免疫系统、细胞代谢、抗氧化能力和皮肤状态。
上述实验内容如下表所示：
实施例2：本实施例制备了一种具有降血压功能的复合果汁饮料，其具体步骤如下：a)选取新鲜、完好的苹果和番茄，进行清洗、去皮、切块预处理；b)将选好的苹果和番茄送入智能水果和蔬菜识别仪器中，通过图像识别和光谱分析技术，快速准确地判断原料的品种、成熟度、新鲜度指标，并将识别结果上传到云端数据库中，进行原料质量的追溯；c)将识别好的苹果和番茄分别放入冷藏室中，降低其温度至0℃以下；d)将冷藏后的苹果和番茄分别送入冷榨机中，利用低速旋转的螺旋挤压杆将其榨汁或打浆，并进行过滤、除气处理；e)将EETs与聚乳酸混合，并通过超声乳化技术，制备出纳米复合物；f)将纳米复合物添加到苹果和番茄汁中，并通过静电吸附技术，使其与其他成分形成稳定的分散体系；g)将柠檬酸和甜菊糖按照一定的比例和条件，添加到分散体系中，并通过pH调节和温度调节技术，使其与其他成分达到最佳的协同效应；h)将得到的复合果汁饮料进行灌装、超高压杀菌处理；密封，贴上标签，进行包装。
本实施例制备的复合果汁饮料具有以下组分含量百分比：苹果汁25％，番茄汁15％，EETs0.8％，聚乳酸0.2％，柠檬酸0.5％，甜菊糖0.5％，水58％。本实施例制备的复合果汁饮料具有良好的降血压功能，因为其中含有基因工程改造的苹果和番茄中富含的EETs，以及纳米载体包裹的EETs，这些EETs能够有效地扩张血管、降低血压、抑制血栓形成等。本实施例制备的复合果汁饮料还具有良好的口感和风味，因为其中含有柠檬酸和甜菊糖等天然提取物或发酵产物，这些天然提取物或发酵产物能够增加复合果汁饮料的酸甜度和香气。本实施例制备的复合果汁饮料还具有良好的保质期，因为其中含有超高压杀菌处理后的水果和蔬菜汁、纳米载体包裹的功能性成分、天然提取物或发酵产物等，这些成分能够有效地抑制复合果汁饮料中可能存在的微生物的生长和繁殖，保证产品的安全性和卫生性。
为了验证本实施例制备的复合果汁饮料的降血压功能，本实施例进行了以下对比实验：实验对象：选取了30名高血压患者，随机分为两组，每组15人，分别为试验组和对照组。试验组每天饮用本实施例制备的复合果汁饮料200ml，对照组每天饮用普通的苹果和番茄汁200ml，持续一个月。
实验方法：在实验开始前和结束后，分别测量实验对象的收缩压、舒张压、心率等指标，并进行统计分析。
实验结果：实验结果如下表所示：
| 组别 | 收缩压(mmHg) | 舒张压(mmHg) | 心率(次/分) |
| 试验组(前) | 160.3±12.5 | 100.4±8.7 | 82.6±6.4 |
| 试验组(后) | 138.7±10.2 | 86.5±7.3 | 76.3±5.6 |
| 对照组(前) | 161.2±13.1 | 101.2±9.1 | 83.4±6.8 |
| 对照组(后) | 156.8±12.8 | 97.6±8.9 | 81.2±6.5 |
从表中可以看出，试验组在饮用本实施例制备的复合果汁饮料一个月后，其收缩压、舒张压、心率等指标均有显著下降，而对照组在饮用普通的苹果和番茄汁一个月后，其指标变化不明显。这说明本实施例制备的复合果汁饮料具有良好的降血压功能，能够有效地改善高血压患者的血液循环状况。
实施例3：本实施例制备了一种具有抗氧化和抗癌功能的复合果汁饮料，其具体步骤如下：a)选取新鲜、完好的柑橘和西兰花，进行清洗、去皮、切块预处理；b)将选好的柑橘和西兰花送入智能水果和蔬菜识别仪器中，通过图像识别和光谱分析技术，快速准确地判断原料的品种、成熟度、新鲜度指标，并将识别结果上传到云端数据库中，进行原料质量的追溯；c)将识别好的柑橘和西兰花分别放入冷藏室中，降低其温度至0℃以下；d)将冷藏后的柑橘和西兰花分别送入冷榨机中，利用低速旋转的螺旋挤压杆将其榨汁或打浆，并进行过滤、除气处理；e)将多酚与壳聚糖混合，并通过高压均质技术，制备出纳米复合物；f)将纳米复合物添加到柑橘和西兰花汁中，并通过交联反应技术，使其与其他成分形成稳定的分散体系；g)将茶多酚和木糖醇按照一定的比例和条件，添加到分散体系中，并通过盐度调节技术，使其与其他成分达到最佳的协同效应；h)将得到的复合果汁饮料进行灌装、超高压杀菌处理；密封，贴上标签，进行包装。
本实施例制备的复合果汁饮料具有以下组分含量百分比：柑橘汁20％，西兰花汁20％，多酚0.6％，壳聚糖0.4％，茶多酚0.8％，木糖醇0.8％，水57.4％。本实施例制备的复合果汁饮料具有良好的抗氧化和抗癌功能，因为其中含有基因工程改造的柑橘和西兰花中富含的多酚，以及纳米载体包裹的多酚，这些多酚能够有效地清除体内的自由基、抑制细胞的氧化损伤、阻断癌细胞的生长和转移等。本实施例制备的复合果汁饮料还具有良好的口感和风味，因为其中含有茶多酚和木糖醇等天然提取物或发酵产物，这些天然提取物或发酵产物能够增加复合果汁饮料的苦涩度和甘甜度。本实施例制备的复合果汁饮料还具有良好的保质期，因为其中含有超高压杀菌处理后的水果和蔬菜汁、纳米载体包裹的功能性成分、天然提取物或发酵产物等，这些成分能够有效地抑制复合果汁饮料中可能存在的微生物的生长和繁殖，保证产品的安全性和卫生性。为了验证本实施例制备的复合果汁饮料的抗氧化和抗癌功能，本实施例进行了以下对比实验：实验对象：选取了30名健康志愿者，随机分为两组，每组15人，分别为试验组和对照组。试验组每天饮用本实施例制备的复合果汁饮料200ml，对照组每天饮用普通的柑橘和西兰花汁200ml，持续一个月。实验方法：在实验开始前和结束后，分别测量实验对象的血清丙二醛(MDA)水平、总抗氧化能力(T-AOC)水平、白细胞介素-2(IL-2)水平、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平等指标，并进行统计分析。
实验结果：实验结果如下表所示：
从表中可以看出，试验组在饮用本实施例制备的复合果汁饮料一个月后，其MDA水平、TNF-α水平均有显著下降，而T-AOC水平、IL-2水平均有显著上升，而对照组在饮用普通的柑橘和西兰花汁一个月后，其指标变化不明显。这说明本实施例制备的复合果汁饮料具有良好的抗氧化和抗癌功能，能够有效地提高人体的抗氧化能力和免疫力，抵抗氧化应激和癌症的发生。
实施例4：本实施例制备了一种具有抗衰老功能的复合果汁饮料，其具体步骤如下：a)选取新鲜、完好的香蕉和菠菜，进行清洗、去皮、切块预处理；b)将选好的香蕉和菠菜送入智能水果和蔬菜识别仪器中，通过图像识别和光谱分析技术，快速准确地判断原料的品种、成熟度、新鲜度指标，并将识别结果上传到云端数据库中，进行原料质量的追溯；c)将识别好的香蕉和菠菜分别放入冷藏室中，降低其温度至0℃以下；d)将冷藏后的香蕉和菠菜分别送入冷榨机中，利用低速旋转的螺旋挤压杆将其榨汁或打浆，并进行过滤、除气处理；e)将多肽与明胶混合，并通过喷雾干燥技术，制备出纳米复合物；f)将纳米复合物添加到香蕉和菠菜汁中，并通过包埋技术，使其与其他成分形成稳定的分散体系；g)将乳酸菌和木糖醇按照一定的比例和条件，添加到分散体系中，并通过温度调节技术，使其与其他成分达到最佳的协同效应；h)将得到的复合果汁饮料进行灌装、超高压杀菌处理；密封，贴上标签，进行包装。
本实施例制备的复合果汁饮料具有以下组分含量百分比：香蕉汁30％，菠菜汁10％，多肽0.4％，明胶0.6％，乳酸菌1.5％，木糖醇0.5％，水57％。本实施例制备的复合果汁饮料具有良好的抗衰老功能，因为其中含有基因工程改造的香蕉和菠菜中富含的多肽，以及纳米载体包裹的多肽，这些多肽能够有效地促进细胞更新、延缓细胞衰老、增强皮肤弹性等。本实施例制备的复合果汁饮料还具有良好的口感和风味，因为其中含有乳酸菌和木糖醇等天然提取物或发酵产物，这些天然提取物或发酵产物能够增加复合果汁饮料的酸奶味和甘甜度。本实施例制备的复合果汁饮料还具有良好的保质期，因为其中含有超高压杀菌处理后的水果和蔬菜汁、纳米载体包裹的功能性成分、天然提取物或发酵产物等，这些成分能够有效地抑制复合果汁饮料中可能存在的微生物的生长和繁殖，保证产品的安全性和卫生性。
为了验证本实施例制备的复合果汁饮料的抗衰老功能，本实施例进行了以下对比实验：实验对象：选取了30名中老年志愿者，随机分为两组，每组15人，分别为试验组和对照组。试验组每天饮用本实施例制备的复合果汁饮料200ml，对照组每天饮用普通的香蕉和菠菜汁200ml，持续一个月。
实验方法：在实验开始前和结束后，分别测量实验对象的皮肤水分、皮肤油分、皮肤弹性、皱纹深度等指标，并进行统计分析。实验结果：实验结果如下表所示：
从表中可以看出，试验组在饮用本实施例制备的复合果汁饮料一个月后，其皮肤水分、皮肤油分、皮肤弹性等指标均有显著上升，而皱纹深度指标有显著下降，而对照组在饮用普通的香蕉和菠菜汁一个月后，其指标变化不明显。这说明本实施例制备的复合果汁饮料具有良好的抗衰老功能，能够有效地改善中老年人的皮肤状况，延缓皮肤衰老。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其同物限定。
Claims (9)
1.一种具有保健功能的复合果汁饮料，其特征在于：包括水果、蔬菜汁、功能性成分和水，所述水果和蔬菜汁由经过基因工程改造的水果和蔬菜制得；
所述改造的水果和蔬菜含降血压、抗肿瘤和抗衰老的活性物质；
所述功能性成分被包裹在纳米载体中，形成纳米复合物，所述纳米复合物与水果和蔬菜汁形成稳定的分散体系；
所述复合果汁饮料中还添加天然提取物或发酵产物作为防腐剂或甜味剂；
所述水果、蔬菜汁占总重量的40％～60％，所述功能性成分占总重量的0.5％～2％，所述天然提取物或发酵产物占总重量的1％～3％，所述水占总重量的30％～50％。
2.根据权利要求1所述的一种具有保健功能的复合果汁饮料，其特征在于：所述水果汁和蔬菜汁是由苹果、梨、桃、李子、柑橘、柠檬、葡萄、西瓜、香蕉、菠萝、芒果、木瓜、椰子、番茄、胡萝卜、芹菜、菠菜、西兰花鲜榨组成；
所述功能性成分包括维生素、矿物质、多酚、多肽、花生四烯酸环氧化物(EETs)、褐藻多糖；
所述水果汁和蔬菜汁的比例为3:1～2:1，所述功能性成分的比例为2:3:2:2:1:1。
3.根据权利要求2所述的一种具有保健功能的复合果汁饮料，其特征在于：所述纳米载体的材料为聚乳酸、壳聚糖、明胶、卵磷脂，且所述纳米载体在液滴表面形成稳定的包裹层；
所述纳米载体材料的比例为2:2:1:1，且所述纳米载体的粒径为10～100纳米。
4.根据权利要求3所述的一种具有保健功能的复合果汁饮料，其特征在于：所述抗氧化剂为维生素C、维生素E、茶多酚，且所述抗氧化剂的添加量为0.01％～0.5％。
5.根据权利要求4所述的一种具有保健功能的复合果汁饮料，其特征在于：所述天然提取物或发酵产物包括柠檬酸、乳酸菌、茶多酚、甜菊糖、木糖醇。
6.一种具有保健功能的复合果汁饮料的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a)选取新鲜、完好的水果和蔬菜，进行清洗、去皮、切块预处理；
b)将选好的水果和蔬菜送入智能水果和蔬菜识别仪器中，通过图像识别和光谱分析技术，快速准确地判断原料的品种、成熟度、新鲜度指标，并将识别结果上传到云端数据库中，进行原料质量的追溯；
c)将识别好的水果和蔬菜分别放入冷藏室中，降低其温度至0℃以下；
d)将冷藏后的水果和蔬菜分别送入冷榨机中，利用低速旋转的螺旋挤压杆将其榨汁或打浆，并进行过滤、除气处理；
e)将功能性成分与纳米载体材料混合，并通过超声乳化、高压均质或喷雾干燥技术，制备出纳米复合物；
f)将纳米复合物添加到水果和蔬菜汁中，并通过静电吸附、交联反应或包埋技术，使其与其他成分形成稳定的分散体系；
g)将天然提取物或发酵产物按照一定的比例和条件，添加到分散体系中，并通过pH调节、温度调节或盐度调节技术，使其与其他成分达到最佳的协同效应；
h)将得到的复合果汁饮料进行灌装、超高压杀菌处理；密封，贴上标签，进行包装。
7.根据权利要求6所述生产工艺，其特征在于：所述冷榨机的螺旋挤压杆的转速为10～50rpm，且所述冷榨机的出汁率为80％～95％。
8.根据权利要求7所述的生产工艺，其特征在于：所述超声乳化、高压均质或喷雾干燥技术的温度为40～80℃，且所述超声乳化、高压均质或喷雾干燥技术的时间为1～10分钟。
9.根据权利要求8所述的生产工艺，其特征在于：所述超高压杀菌的压力为400～500MPa，且所述超高压杀菌的时间为1～5分钟。
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