苦丁茶牛奶咖啡復合飲料的研制

楊呂清，胡慧慧，田康永，張海德

（海南大學食品科學與工程學院，海南海口570228）

咖啡豆為茜草科（Rubiaceae）咖啡屬（Coffea）植物的種子[1]，咖啡豆經烘焙后可制成咖啡，咖啡作為世界上一種重要飲品[2]，在全球范圍內，是僅次于石油的第二大交易商品[3]。咖啡中所含的化學物質非常豐富，包括碳水化合物、蛋白質、氨基酸、生物堿、綠原酸、酯類化合物等復雜成分[4]，與可可、茶并稱為世界三大飲料，具有提神、助消化、生津止渴、利尿、健胃、醒腦、止血、散熱、強身等功效[5-6]，具有令人愉悅的味道和香氣[7]，因而受消費者歡迎。

中國的咖啡種植主要集中在云南、海南[8]。作為中國咖啡文化的最早起源地，海南省的咖啡產業正處在加快發展、加速崛起的關鍵時期[9]，因此，豐富咖啡飲料的市場，滿足消費者個性化需求就顯得尤為重要。

苦丁茶是冬青科冬青屬苦丁茶種常綠喬木，俗稱菠蘿樹、大葉茶和茶丁等[10]。苦丁茶是一種營養豐富的茶制品[11]，含有黃酮、苦丁皂苷、多酚、多糖等成分[12-14]，具有清熱消暑、降壓減肥、抑癌防癌、抗衰老、活血脈等多種功效[15]，對治療咽喉炎、口腔炎、高血壓、肥胖癥、急性腸胃炎等療效顯著[16]。海南是苦丁茶的重要產地，目前全島已查清的野生苦丁茶樹大約500株左右，是目前國內發現野生苦丁茶樹數量最多的地區[17]。

牛奶是人們公認的營養豐富的飲品之一，富含蛋白質和礦物質元素，具有鎮靜安神、抑制腫瘤、促進幼兒大腦發育、美容養顏、全面補充營養等作用[18]。

咖啡和苦丁茶均為海南省特色資源，將咖啡與苦丁茶相結合，將為海南咖啡和苦丁茶打開更大的發展空間，本試驗以咖啡，苦丁茶，牛奶為主要原料制成復合型調配飲料，以期制出風味獨特，營養豐富的飲品，豐富飲料市場的品種，滿足大眾需求。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

苦丁茶：海口柏昌泰貿易有限公司；羅布斯塔咖啡豆：海南省萬寧市興隆熱帶植物園；純牛奶：蒙牛有限公司；白砂糖：市售；碳酸氫鈉：食品級，昌宏食品添加劑有限公司；硫酸、硫酸銅、甲基紅、硫酸鉀、硼酸、溴甲酚綠、氫氧化鈉、95%乙醇、甲醇、三氯乙酸：分析純，廣州化學試劑廠；咖啡因標準品（純度98.73%）：成都曼斯特生物科技有限公司。

1.2 儀器

恒溫水浴鍋（HH-8）：常州澳華儀器有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器（LDZX-30FBS）：上海申安醫療器械廠；電動磨豆機（600N）：鄭州市樂淘卓品商貿有限責任公司；電子天平（FA2104型）：上海舜宇恒平科學儀器有限公司；高效液相色譜儀（Agilent1260）：安捷倫有限公司；高壓均質機（APV-1000）：深圳市榮利豐科技有限公司；快速凱氏定氮儀（K9840）：濟南海能儀器有限公司；高速離心機（TG16-WS）：長沙平凡儀器儀表有限公司；阿貝折射儀（BM-2WAJ）：南通潤州化工有限公司。

1.3 工藝流程和操作要點

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 苦丁茶提取液的制備

將苦丁茶葉粉碎，苦丁茶粉與水的料液比為1∶33（g/mL），置于恒溫水浴鍋中于62℃下提取 129 min，4層紗布過濾，離心[19]。

1.3.2.2 咖啡提取液的制備

挑選顆粒飽滿，大小均勻的咖啡豆，剔除黑豆、缺豆，于240℃烘焙16 min，冷卻后用粉碎機粉碎，過40 目篩，用 90 ℃水沖泡，料液比 1 ∶14（g/mL）[20]，用咖啡濾紙過濾。

1.3.2.3 調配

將苦丁茶提取液、咖啡提取液、牛奶加入到容器里，然后加入白砂糖，攪拌均勻，將0.03%的碳酸氫鈉加入到一定量的水中，攪拌，再將其與混合液混勻。

1.3.2.4 均質

均質條件為25 MPa，50℃，重復處理兩次。

1.3.2.5 罐裝殺菌

將飲料灌裝后，121℃下滅菌20 min，冷卻至室溫（25℃）得成品。

1.4 苦丁茶牛奶咖啡飲料配方的確定

1.4.1 單因素試驗設計

1.4.1.1 咖啡提取液添加量的選擇

以苦丁茶為6%，牛奶添加量為10%，白砂糖添加量為5%，選擇咖啡提取液添加量為35%、45%、55%、65%、75%來調配飲料，根據復合飲料的感官得分來確定咖啡提取液最佳添加量。

1.4.1.2 苦丁茶提取液添加量的選擇

以咖啡提取液添加量為55%，牛奶添加量為10%，白砂糖添加量為5%，選擇苦丁茶提取液添加量為2%、4%、6%、8%、10%來調配飲料，根據復合飲料的感官得分來確定苦丁茶提取液最佳添加量。

1.4.1.3 牛奶添加量的選擇

以咖啡提取液添加量為55%，苦丁茶提取液添加量為6%，白砂糖添加量為5%，選擇牛奶添加量為5%、10%、15%、20%、25%來調配飲料，根據復合飲料的感官得分來確定牛奶最佳添加量。

1.4.1.4 白砂糖添加量的選擇

以咖啡提取液添加量為55%，苦丁茶提取液添加量為6%，牛奶添加量為10%，選擇白砂糖添加量為2%、3%、4%、5%、6%來調配飲料，根據復合飲料的感官得分來確定白砂糖最佳添加量。

1.4.2 正交試驗設計

在單因素試驗的基礎上，采用L9（34）正交表進行正交試驗，以感官得分作為評價指標，其正交優化試驗設計因素水平如表1所示。

表1 正交試驗因素水平Table 1 Orthogonal experimental design

1.4.3 飲料的穩定性設計

試驗發現，對復合飲料進行高壓蒸汽滅菌后，飲料會出現絮凝現象，考慮到原因是殺菌后因為pH值下降，接近或達到飲料中蛋白的等電點，從而導致了凝絮現象，因此需要向飲料中添加酸度調節劑，本試驗采用NaHCO3為酸度調節劑，加入量分別為0.01%、0.03%、0.05%、0.07%，考察NaHCO3添加量對飲料品質的影響。

1.5 產品技術指標

1.5.1 感官評價方法

根據飲料的感官進行評分，包括飲料的香氣（滿分20分），色澤（滿分30分），滋味（滿分30分），組織狀態（滿分20分），由10名具有食品專業背景的人員進行打分，取平均值作為產品最終得分[21]，感官品質綜合評價表見表2。

表2 復合飲料感官評分標準Table 2 Sensory estimation standard of compound beverage

續表2 復合飲料感官評分標準Continue table 2 Sensory estimation standard of compound beverage

1.5.2 理化指標

蛋白質測定：采用自動凱氏定氮儀進行測定；可溶性固形物：采用折射儀法進行測定；咖啡因：采用高效液相色譜法進行測定。

1.5.3 微生物指標

大腸菌群、菌落總數分別按照GB 4789.3-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數》和GB 4789.2-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》進行測定。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 咖啡提取液添加量對感官得分的影響

咖啡提取液添加量對復合飲料感官得分的影響見圖1。

圖1 咖啡提取液添加量對復合飲料感官得分的影響Fig.1 Effects of the coffee extract addition on sensory score of compound beverage

由圖1可以看出，當咖啡提取液添加量為55%時，感官得分最高，當咖啡提取液添加量小于55%時，咖啡香氣和風味明顯不足，當咖啡提取液添加量過多時，導致茶香和奶香味被遮蓋，因此選用55%為咖啡提取液最佳用量。

2.1.2 苦丁茶提取液添加量對感官得分的影響

苦丁茶提取液添加量對復合飲料感官得分的影響見圖2。

圖2 苦丁茶提取液添加量對復合飲料感官得分的影響Fig.2 Effects of the Kuding tea extract addition on sensory score of compound beverage

由圖2可知，當苦丁茶提取液添加量6%時，感官得分最高，當苦丁茶提取液添加量低于6%時，茶香和茶味不足，當苦丁茶添加量過多時，導致飲料苦味太重，因此，苦丁茶提取液最佳添加量為6%。

2.1.3 牛奶添加量對感官得分的影響

牛奶添加量對復合飲料感官得分的影響見圖3。

圖3 牛奶添加量對復合飲料感官得分的影響Fig.3 Effects of the milk addition on sensory score of compound beverage

由圖3可以看到，當牛奶添加量為10%時，感官得分最高，當牛奶添加量低于10%時，奶香和奶味不足，飲料色澤較差，當牛奶添加過多時，茶味被遮蓋，飲料變得甜膩，因此牛奶最佳添加量為10%。

2.1.4 白砂糖添加量對感官得分的影響

白砂糖添加量對復合飲料感官得分的影響見圖4。

圖4 白砂糖添加量對復合飲料感官得分的影響Fig.4 Effects of the white sugar addition on sensory score of compound beverage

由圖4可知，當白砂糖添加量為5%時，飲料感官得分最高，當白砂糖添加量小于5%時，飲料苦味太重，當白砂糖添加量過多時，飲料太甜，因此，選取白砂糖添加量為5%為最佳添加量。

2.2 正交試驗結果

正交試驗結果見表3。

表3 正交試驗結果Table 3 Orthogonal array experimental results

由表3可知，咖啡提取液、苦丁茶提取液、牛奶、白砂糖對復合飲料的感官品質的影響的主次順序為牛奶>苦丁茶提取液>咖啡提取液>白砂糖，極差分析法得到的最優組合為A2B2C3D1，由表3直觀分析可知，第5組試驗感官得分最高為88分，水平組合為A2B2C3D1，與極差分析的結果一致，按照最優工藝再做一次試驗進行驗證，通過感官評分，其感官得分為89分，與正交試驗結果一致。因此，根據試驗結果分析可以得到最佳配方組合為A2B2C3D1，即苦丁茶牛奶咖啡飲料的最佳配方為咖啡提取液添加量55%，苦丁茶提取液添加量6%，牛奶添加量15%，白砂糖添加量4%。

2.3 NaHCO3添加量對飲料滅菌后品質的影響

NaHCO3添加量對飲料滅菌后品質的影響見表4。

由表4可知，當NaHCO3添加量為0.03%時，滅菌后飲料品質較好，外觀，口感均無明顯改變，因此選擇向飲料中加入0.03% NaHCO3作為酸度調節劑。

表4 NaHCO3添加量對飲料滅菌后品質的影響Table 4 Effect of the NaHCO3addition on the quality of beverage after sterilization

2.4 產品理化指標結果

復合飲料理化指標檢測結果見表5。

表5 復合飲料理化指標檢測結果Table 5 Physicochemical ananlysis of compound beverage

由表5可知復合飲料可溶性固形物、蛋白質、咖啡因含量分別為7.50%、0.65%、859.04 mg/kg。復合飲料中蛋白質主要來自于牛奶和咖啡豆，其中0.48%的蛋白質來自于牛奶。復合飲料中咖啡因主要來自于咖啡豆，羅布斯塔咖啡豆中咖啡因含量為1.7%～4.0%[22]，因此飲料中咖啡因的檢測結果達到859.04 mg/kg是合理的。

2.5 微生物指標檢測結果

復合飲料的微生物測定結果表明，飲料中菌落總數為12 cfu/mL，大腸菌群未檢出。符合GB 7101-2015《食品安全國家標準飲料》。

3 結論

通過單因素試驗和正交試驗，確定復合飲料最佳參數為：咖啡提取液添加量55%，苦丁茶提取液添加量6%，牛奶添加量15%，白砂糖添加量4%，碳酸氫鈉添加量0.03%，在最佳參數下進行驗證試驗，所得產品感官得分為89，與正交試驗結果一致，說明結果合理可靠。所得成品飲料可溶性固形物為7.50%，蛋白質0.65%，咖啡因含量為859.04 mg/kg，衛生指標符合國家相關標準。所得制品呈咖奶色，組織形態好，口感細膩，風味獨特，具有很好的開發前景。