響應面法優化銀耳山楂紅棗速溶飲料的加工工藝

李翔，徐宏，鄧杰，王秋果，凌云坤，劉達玉

成都大學，食品加工四川省高校重點實驗室（成都 610106）

銀耳是我國重要的食用菌之一[1-2]，有“菌中之冠”的美稱[3]。四川通江縣素有“中國銀耳之鄉”的美譽[4-9]。現代醫學證實，銀耳是藥食兩用食物，具有多種藥理活性[10-14]，可以抗輻射、清除超氧陰離子和羥自由基，誘導體內產生抗體和干擾素，提升免疫力[14-19]。山楂是薔薇科蘋果亞科山楂屬，其味酸甘、性微溫，研究顯示山楂有促進脂肪類食物的消化，降脂降壓，強心，抗心絞痛、心律失常，增強機體的免疫力，抗氧化，防衰老等作用[20-21]。紅棗又名大棗，富含維生素A、C、B1、B2，紅棗中含有豐富的的蛋白質、糖類、纖維素等營養物質，是一種美容、延緩衰老、保護肝臟的藥食兩用的“天然維生素丸”[22-25]。試驗以紅棗粉末、銀耳粉末、山楂粉末為主要原料，以感官試驗為評定指標，通過單因素試驗和響應面優化試驗確定出銀耳山楂紅棗速溶飲料的最佳配方，研制出以銀耳、紅棗、山楂為主要原料的方便即食、營養豐富的銀耳速溶性飲料，既滿足了人們對健康飲品的需求，又豐富了銀耳精深加工產品類型，使我國的銀耳資源得到充分有效利用，同時促進了四川省通江縣銀耳產業的發展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

通江銀耳（通江縣成都中茂農業科技有限公司提供）；新疆和田棗（樂陵市銘途棗業有限公司）；復合配方穩定劑（伊川縣德潤昇塑料科技有限公司）；冰糖（云南古訓紅糖有限公司）；復合配方穩定劑（濰坊市邦泰高分子材料有限公司）。

1.2 主要設備與設備

電磁爐（美的集團有限公司）；ESJ 120-4 B型電子天平（西安秦之駿電子科技有限公司）；101型電熱鼓風干燥箱（吳江長勝烘箱設備制造有限公司）；JYL-C 19 V粉碎機（永康市鉑歐五金制品有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 銀耳山楂紅棗速溶飲料加工工藝流程

原料挑選→泡制清洗→煮制→干燥→粉碎處理→調配→混合沖調→確定配方

1.3.2 操作工藝要點

1) 原料挑選：購買一級品通江銀耳；購買凍干紅棗與山楂。

2) 泡制清洗：將購買的通江銀耳用50～70 ℃的自來水浸泡處理30 min，水料比約為2∶1，用剪刀剪去銀耳黑色、深黃色木質部分。

3) 煮制：將泡制后的銀耳于沸騰的水中煮制20 min后，備用。

4) 干燥：將經過煮制的銀耳放置于小篩子中，自然晾干至不在有明顯水珠滴落，然后將銀耳片于60 ℃的電熱鼓風干燥箱內干燥2.5 h。

5) 粉碎處理：將經過熱風干燥銀耳片打粉處理，經過磨制的銀耳粉末用密封包裝袋裝好，備用。將去核的凍干紅棗切片處理，大小約為1 cm×1 cm，放入粉碎機磨粉處理，用密封包裝袋裝好，備用。同樣，將去核的山楂干放入粉碎機磨粉處理，用密封包裝袋裝好，備用。

6) 稱量調配：按一定比例準確稱取原輔料，在干燥壞境下避免干燥物吸水回潮，將各種原輔料混合均勻。

7) 調配沖調及配方確定：準確稱2.43 g銀耳粉末、1.68 g紅棗粉末、0.84 g山楂粉末、0.3 g復合穩定劑、5.34 g冰糖粉末、88.3 g水。混勻后該配方的質量百分比為：銀耳粉末2.6%、紅棗粉末1.8%、山楂粉末0.9%、復合穩定劑0.3%、冰糖粉末5.3%、水88.3%。

8) 殺菌[26-28]：用微波殺菌法對成品進行殺菌，殺菌時間80～140 s，殺菌微波功率430～460 W。

9) 包裝、檢查、成品：經過殺菌后的半成品冷卻并裝袋封口，貼上標簽，即為成品。

1.3.3 銀耳山楂紅棗速溶飲料感官評價的測定

銀耳山楂紅棗速溶飲料感官評價指標包括其外觀、氣味、滋味、均勻性，由10名（5男5女）食品專業的同學組成的評價小組對沖調飲料感官評價，銀耳山楂紅棗速溶飲料感官評價標準見表1。

表1 銀耳山楂紅棗速溶飲料感官評價標準表

1.3.4 單因素試驗

以銀耳山楂紅棗速溶飲料感官評價標準表為指標，依次進行銀耳粉末添加量（A）、紅棗粉末添加量（B）、山楂粉末添加量（C）、冰糖粉末添加量（D）的單因素試驗，每個單因素試驗得到的最佳條件作為下一組單因素試驗的固定條件值，具體見表2。

表2 銀耳山楂紅棗速溶飲料單因素試驗設計表

1.3.5 響應曲面試驗設計

通過單因素試驗結果分析，以感官評分為響應值，使用Design Expert 8.0.6軟件，選用銀耳粉末添加量、紅棗粉末添加量、山楂粉末添加量、冰糖粉末添加量4個因素的添加量，根據Box-Behnken中心組合試驗設計原理進行試驗設計，具體見表3。

表3 Box-Behnken試驗設計因素與水平表

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

由圖1可知，當銀耳粉末為2.4 g，或紅棗粉末為1.6 g，或山楂粉末為0.8 g，或冰糖粉末為5.0 g時，銀耳山楂紅棗速溶性飲料的感官評分相應達到最高值，其外觀、黏稠度、滋味、均勻性達到最好。

圖1 因素A、B、C、D對速溶飲料感官評分影響

2.2 響應面法試驗結果與分析

2.2.1 響應面法試驗設計與結果

以銀耳山楂紅棗速溶營養粉的感官評分為響應值（Y），以A、B、C、D四個因素為自變量進行響應面試驗設計，進一步優化銀耳山楂紅棗速溶營養粉配方，試驗方案與結果見表4。

表4 響應面設計表與結果

2.2.2 響應面回歸模型分析

表5 回歸方程方差分析表

將表4的試驗數據采用Design-Expert 8.0.6統計軟件進行回歸擬合與方差分析，得到回歸方程：Y=-1 088.005 83+209.952 78A+260.950 0B+778.858 33C+139.566 67D+0.208 33AB-26.875 00AC-6.833 33AD+43.125 00BC-17.437 50BD+38.500 00CD-30.502 31A2-60.973 96B2-586.395 83C2-11.780 83D2。

由表5可知，該模型差異性極顯著（p＜0.001），失擬項不顯著（p＞0.05），說明方程與實際情況擬合比較好，能準確反映感官評分與各因素之間的關系。信噪比22.625＞4，即信噪比大于臨界值，由此可知該模型是可行的。由表5中F值的大小可以判斷影響感官評分的主次因素順序為D＞C＞B＞A，該模型R2=0.966 0，adjustedR2=0.947 0，由此可知該模型中的96.60%復合飲料的感官評分變化都是因為自變量。綜上結果表明可以用該模型對復合飲料的感官評分進行預測。由表5可知，A、B、C、D、A2、B2、C2、D2項差異極顯著（p＜0.001），BD項差異高度顯著（p＜0.01），AD、BC、CD項差異顯著（p＜0.05）。

銀耳粉末、紅棗粉末、山楂粉末、冰糖粉末四種配料的添加量之間存在交互作用關系，具體關系見圖2（R1為感官評分值）。

圖2 各因素交互作用對感官評分影響的響應面

2.2.3 模型優化

由響應面試驗結果，經過Design Expert 8.0.6軟件的最優組合分析得到的銀耳山楂紅棗速溶飲料的最佳配方為：銀耳粉末2.43 g、紅棗粉末1.68 g、山楂粉末0.84 g、冰糖粉末5.34 g。在此配方下的銀耳山楂紅棗速溶飲料的感官評分預測值為92.723 8。

2.3 銀耳山楂紅棗速溶飲料添加量的確定[29]

由表6可知，銀耳山楂紅棗速溶飲料的感官品質隨著復合穩定劑添加量的增加而變好，當復合穩定劑添加量到0.3 g以后，其感官品質在下降。因此，銀耳山楂紅棗速溶飲料的復合穩定劑添加量選取0.3 g為宜。

2.4 驗證試驗

由Design-Expert 8.0軟件得出的銀耳山楂紅棗速溶飲料的最佳制作條件為：銀耳粉末2.43 g、紅棗粉末1.68 g、山楂粉末0.84 g、冰糖粉末5.34 g。按此配方制作的銀耳山楂紅棗速溶飲料感官評分最高，為92.723 8分。在此條件下，再添加復合穩定劑（0.3 g）進行驗證試驗，制成的速溶飲料具有很好的色澤和外觀形態，復水性合適，無明顯結塊，風味獨特，口感醇厚，穩定性合適，被認為是銀耳山楂紅棗速溶飲料的最佳風味。

表6 復合穩定劑添加量對速溶飲料品質的影響

3 結論

以銀耳粉末、紅棗粉末、山楂粉末等為原料，制作銀耳山楂紅棗速溶性飲料，通過單因素試驗、Box-Behnken響應面優化試驗、加工工藝探究試驗，以感官評分為依據篩選其最佳制作配方，配方為：銀耳粉末2.43 g、紅棗粉末1.68 g、山楂粉末0.84 g、冰糖粉末5.34 g。通過單因素試驗，確定復合穩定劑（0.3 g）。在此條件下的銀耳山楂紅棗速溶性飲料的成品具有很好的色澤和外觀形態，復水性合適，無明顯結塊，酸甜可口，風味獨特，口感醇厚，穩定性適宜。