響應面法優化抹茶醬的制作工藝

王敬涵，趙開飛，黃瀟，李曉婭，劉政權

(安徽農業大學茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室，合肥 230036)

響應面法優化抹茶醬的制作工藝

王敬涵，趙開飛，黃瀟，李曉婭，劉政權*

(安徽農業大學茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室，合肥 230036)

在單因素試驗的基礎上，以感官指標為評定指標，采用響應面法優化抹茶醬的制作工藝。研制出抹茶醬的最佳工藝為：牛奶150%、淡奶油100%、白砂糖45.97%、抹茶6.13%、增稠劑0.38%，熬制時間16.87 min生產出的抹茶醬色澤亮綠，茶味濃郁，具有獨特的風味。

抹茶醬；感官評定；響應面；最佳工藝

抹茶是用遮蔭鮮葉加工制成的超微茶粉，超微茶粉是將茶鮮葉經過蒸汽殺青和干燥處理后進行超微粉碎成200目(74 μm，氣流粉碎式加工)甚至1000目(12 μm左右)以上的茶葉超微細粉[1]。它最大限度地保持了茶葉原有的色、香、味、品質和各種成分[2]。在食品加工方面，目前已有大量抹茶制作出的食品，如茶餅干、茶面包、茶果凍、茶蛋糕等，這些產品的色澤翠綠，茶香味明顯。現代抹茶因原料選擇和新工藝、新設備的應用而彰顯出色澤翠綠，滋味清香淡雅，粉質細膩的特點。此外，其具有超細微，具有三原三清的特點，即原色、原味、原質，清香、清口、略帶青草氣[3]；具有一般食品添加劑的特點，如可以將其充當著色劑、抗氧化劑、增香劑、吸濕劑來使用。抹茶與食品的結合，不僅能提高茶食品的營養價值和保健功效，還可以形成新的產品外觀特征和獨特風味，有利于豐富茶食品的產品體系，滿足消費者日益增長的綠色與健康食品要求[4]。在生活中，餐桌上多用沙拉醬[5]、番茄醬等作為冷盤沙拉醬料使用，同時它們也可以作為漢堡吐司等烘培品餡料；抹茶醬也同樣廣泛應用于烘培面制品，如抹茶土司、抹茶泡芙；應用在飲品中，如抹茶奶昔、抹茶沙冰；應用在豆腐、山藥等涼菜中，如豆腐、山藥茶膳，但目前鮮有關于抹茶醬的報道與研究。 本研究以抹茶和牛奶、白糖為主要原料，在單因素試驗的基礎上，通過響應面優化工藝，為抹茶醬開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗原料

純牛奶、淡奶油、抹茶(浙江御茶村公司抹茶6星)、增稠劑(決明膠等復配膠)、白砂糖，以上原料均符合國家食品衛生標準。

1.1.2 試驗設備

電子天平 上海精天電子儀器有限公司；Mastersizer 2000E激光粒度儀 英國馬爾文儀器有限公司；C21-SC2007電磁爐 九陽股份有限公司；Rheo3000流變儀、TA-XTplus質構儀。

1.2 方法

1.2.1 基礎配方

本試驗中，配方的組成是以淡奶油的總量(牛奶)100%來計算。本實驗基本配方見表1。

表1 抹茶醬的基本配方 %

1.2.2 工藝流程

1.2.3 操作要點

取牛奶+淡奶油+白砂糖→倒入鍋中，大火2100 W煮沸后改用文火600 W持續熬制一段時間→攪拌冷卻靜置一旁。

另取牛奶+抹茶→攪拌均勻后倒入鍋中→繼續攪拌倒入燒杯中。

將抹茶醬放入攪拌儀器中進行攪拌。

注意事項：熬制過程中需注意不能使材料粘鍋結底，要時刻保持攪拌狀態；熬制的溫度需要把控好，在煮沸時需要及時調控溫度；熬制結束后需繼續攪拌，以免粘鍋結底。

1.2.4 單因素試驗設計

1.2.4.1 熬制工藝對抹茶醬品質的影響

按照基本配方：牛奶100%，淡奶50%，白砂糖50%，抹茶5%，增稠劑0.5%，研究熬制時間10，12，14，16，18，20 min對抹茶醬品質的影響，從中找出最適宜的熬制時間。

1.2.4.2 白砂糖添加量的影響

按照基本配方：抹茶5%，增稠劑0.5%，設計白砂糖用量分別為30%，35%，40%，45%，50%，55%熬制16 min，6個水平選出白砂糖的添加量。

1.2.4.3 抹茶添加量的影響

按照基本配方：白砂糖50%，增稠劑0.5%，設計抹茶用量分別為3%，4%，5%，6%，7%，8%熬制16 min，6個水平選出抹茶的添加量。

1.2.4.4 增稠劑添加量的影響

按照基本配方：白砂糖50%，抹茶3%，設計增稠劑用量分別為0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%熬制16 min，6個水平選出增稠劑的添加量。

1.2.5 產品感官評定

抹茶醬的感官評定表，見表2。

表2 抹茶醬的感官評定表

2 結果與分析

2.1 單因素方法分析結果

2.1.1 熬制時間確定

表3 熬制時間對抹茶醬體系的影響

由表3可知，不同的熬制時間對抹茶醬的流質感有很大影響，熬制時間短，配方中的水分無法及時散失，流質感較強，不適合做涂抹狀的抹茶醬使用；熬制時間過長，會導致在熬制過程中后期水分散失過快、粘結鍋底導致樣品變糊無法使用，且制作出來的抹茶醬基本不流動，會出現氣孔使得表面粗糙不光滑，質感不夠，確定熬制16 min為佳。

2.1.2 白砂糖添加量的確定

所謂過腔，即介于前字腔與后字腔之間的腔調。過腔和字腔是兩種不同性質的音調。字腔的創作手法是依字行腔法，音樂材料都來自于字聲。過腔的音樂材料來自于本唱調音階的級音和昆曲主調，創作手法均為過腔法。

白砂糖不同的添加比例對感官評定的影響見表4。

表4 白砂糖添加比例對感官評定的影響

由表4可知，白砂糖的添加比例不僅影響著制作的抹茶醬的甜度，還影響茶味，進行了多次對比試驗，審評出的結果是：白砂糖在添加45%時，使抹茶醬達到的甜度和發揮出的茶味達到一個最適中的表現。

2.1.3 抹茶添加量的確定

抹茶不同的添加比例對感官評定的影響見表5。

表5 抹茶添加比例對感官評定的影響

由表5可知，抹茶的添加比例在影響著茶味的同時，還影響著抹茶醬的甜度，同時影響著抹茶醬整體的色澤。抹茶添加過量時，會導致抹茶醬顏色偏暗，味道變苦。抹茶添加不足時，會導致整體味道茶味不凸顯。所以根據抹茶添加比例的單因素試驗，可以得出當抹茶添加量在6%時，使得抹茶醬整體風味最適宜，色澤最自然，不暗淡。

2.1.4 增稠劑添加量的確定

增稠劑不同的添加比例對感官評定的影響見表6。

表6 增稠劑添加比例對感官評定的影響

由表6可知，增稠劑的添加比例對抹茶醬的涂抹影響較大，增稠劑添加量較少時，抹茶醬流質性比較強，不易涂抹。增稠劑添加過多時，使得抹茶醬太稠，不易涂抹，涂抹時會有斷層，且會導致氣泡。在增稠劑添加0.3%時，涂抹性最好。

2.2 響應面方法結果

以白砂糖、抹茶、增稠劑、熬制時間為自變量，感官評分為響應值，在單因素基礎上，對抹茶醬的加工工藝進行四因素三水平的響應面分析試驗，試驗因素和水平表見表7。

表7 Box-Behnken試驗因素水平表

2.2.2 響應面優化試驗結果

2.2.2.1 Box-Behnken試驗結果

因素水平編碼、響應面優化試驗設計及結果見表8，29個試驗點給出的試驗結果，29個試驗點分兩類：其一是析因點，自變量取值在A，B，C，D所構成的三維頂點，共有24個析因點；其二是零點，為區域中心點，零點試驗重復5次，用來估計試驗誤差[6]。

表8 Box-Behnken試驗設計及結果

續 表

2.2.2.2 模型方差分析

以感官評分為響應值(Y)，利用Design Expert 8.0軟件進行二次多元回歸擬合，初步建立二次多元回歸方程：

Y=91.22+2.85A+1.73B-1.84C+1.14D+1.81AB-3.68AC-0.26AD-0.025BC-0.45BD+0.73CD-9.13A2-7.08B2-7.25C2-1.07D2。

式中：Y為感官評分值；A，B，C，D分別為白砂糖、抹茶、增稠劑、熬制時間4個變量的編碼值。

表9 回歸模型方差分析表

注：**表示極顯著(P<0.01)；*表示顯著(P<0.05)。

利用Design Expert 8.0軟件，對表9進行二次多項式回歸擬合，得到方程：Y=91.22+2.84A+1.73B-1.84C+1.14D+1.81AB-3.68AC-0.26AD-0.025BC-0.45BD+0.73CD-9.13A2-7.08B2-7.25C2-1.07D2。

式中：A，B，C，D分別為白砂糖、抹茶、增稠劑、熬制時間4個變量的編碼值。

由表9方差分析結果可知，模型P<0.0001，模型達到極顯著；失擬P=0.0543>0.05，因此不顯著；該模型R2=0.9243，RAdj2=0.8486，擬合度良好，則可以用該模型預測抹茶醬的最佳工藝。

白砂糖添加量A及其二次項A2、抹茶B2、增稠劑C2對響應值的影響極顯著，白砂糖與增稠劑的交互項AC具有顯著影響，其他變量的影響均不顯著(P>0.05)。

各因素的影響程度分析，各因素的F值可以反映出各因素對試驗指標的重要性，F值越大，表明對實驗的重要性越大[7]。由方差分析表可知FA=14.11，FB=5.2，FC=5.9，FD=2.29，即各因素對感官評分值的影響程度大小順序為白砂糖>增稠劑>抹茶>熬制時間[8]。

2.2.2.3 感官評分響應面分析及最優配方的確定

圖1 抹茶量和白砂糖添加量交互作用影響感官評分的響應面圖

圖2 白砂糖和增稠劑添加量交互作用影響感官評分的響應面圖

圖3 熬制時間和白砂糖添加量交互作用影響感官評分的響應面圖

圖4 增稠劑和抹茶添加量交互作用影響感官評分的響應面圖

兩因素的交互作用見圖1～圖4，由軟件分析可知，抹茶醬的最佳工藝是在基本配方的基礎上調整為白砂糖45.97%，抹茶6.13%，增稠劑0.38%，熬制時間16.87 min，最終感官評分可達92.00分。

3 結論

抹茶具有自身的色、香、味、形等特點，可作為天然色素加入醬品，增加產品的美觀。具有營養與保健功能，作為營養強化劑加入醬品，可提高產品的綠色、健康概念。作為防腐劑加入到醬料制品[9]，既可以抑菌又能延長醬品貨架期，抹茶可作為添加劑廣泛應用于醬制品。研究采用單因素、響應面方法優化抹茶醬工藝，得到最優的工藝為牛奶150%、淡奶100%、白砂糖45.97%、抹茶6.13%、增稠劑0.38%，熬制時間16.87 min生產出的抹茶醬品質最佳。

[1]宛曉春,李大祥,張正竹,等.茶葉生物化學研究進展[J].茶葉科學,2015(1):1-10.

[2]張承祥,汪保根.超微茶粉生產技術[J].技術與市場,2009,16(1):109.

[3]來明喬,萬景紅.抹茶的特點及在食品中的應用[J].中國食品添加劑,2007(G00):343-344.

[4]張正竹.超微綠茶粉加工技術[J].茶業通報,2006,28(1):19.

[5]陳杰,丘明棟, 閆杰,等.沙拉醬生產工藝的研究[J].食品工業,2000(5):29-31.

[6]楊麗紅,劉政權.響應面法優化綠茶蕎麥酥配方[J].安徽農業大學學報,2015,42(4):555-560.

[7]吳現芳,趙成愛,余梅燕,等.響應面法優化八寶景天葉總黃酮的超聲提取工藝[J].食品工業科技,2013,34(1):224-228.

[8]張世奇,闞建全.響應面法優化塊菌多糖提取工藝條件的研究[J].食品工業科技,2011(11):345-348.

[9]鞏文慧,馬淑鳳,王周平.抹茶南瓜復合果醬的研制[J].食品研究與開發,2013,34(5):43-46.

OptimizationoftheProcessingTechnologyforMatchaPastewithResponseSurfaceMethodology

WANG Jing-han, ZHAO Kai-fei, HUANG Xiao, LI Xiao-ya, LIU Zheng-quan*

(State Key Laboratory of Tea Plant Biology and Resource Utilization,Anhui Agricultural University,Hefei 230036,China)

On the basis of single factor experiment,taking sensory indicators as the assessment index,response surface is used to optimize the formula of matcha paste.The optimal formula and technology for matcha paste are as follows: milk is 150%,whipping cream is 100%, sugar is 45.97%,matcha is 6.13%, thickener is 0.38%, boiling time is 16.87 min.Under such conditions, matcha paste is produced with bright green color and strong tea flavor,meanwhile, it has unique flavor.

Matcha paste；sensory evaluation；response surface；optimal technology

TS201.1

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.12.020

1000-9973(2017)12-0094-04

2017-06-15 *通訊作者

浙江省重點研發項目——26縣綠色技術應用專項(2017C02037)

王敬涵(1990-)，男，山西忻州人，碩士，研究方向：茶葉深加工與綜合利用；

劉政權(1975-)，男，安徽肥東人，副教授，碩士生導師，國家一級評茶師，研究方向：茶葉深加工與綜合利用。