“桑·椹有幸”復(fù)合固體飲料的研制

桑葉是桑科植物桑樹(shù)的葉片，又名家桑、荊桑等，藥食同源[1]。桑葉除含大量水分、蛋白質(zhì)、脂肪酸、礦物質(zhì)和維生素等成分以外，還含有豐富的生物活性物質(zhì)，如多酚、生物堿、多糖、多種氨基酸和1-DNJ等[2]。桑葉除了能明目降火、清肺潤(rùn)燥、疏風(fēng)散熱外，還具有降血糖、平血脂、促進(jìn)新陳代謝、抑菌抗病毒、提高機(jī)體免疫力、清除自由基及延緩衰老等功效[3]。常見(jiàn)用途有養(yǎng)蠶、制藥、作為食品食用以及制茶等[4]。

桑椹是桑科植物桑樹(shù)的果穗，也叫桑棗、桑果，也被稱作桑葚，藥食同源。桑椹含有氨基酸、礦物質(zhì)、天然色素和多種生物活性物質(zhì)，如多酚類化合物、生物堿化合物、多糖化合物等，具有生津潤(rùn)燥、滋陰補(bǔ)血的功效，在一定程度上能發(fā)揮出免疫、降糖、降脂、抗氧化和防衰老等作用。常見(jiàn)用途有生食、泡酒、制汁、制醬和制漿等。

羅漢果甜苷也稱為羅漢果甜素、羅漢果甜甙等，它是葫蘆科多年生藤本植物羅漢果甜味的主要來(lái)源物質(zhì)，可從羅漢果中直接提取，是一款天然的可溶性甜味劑，其甜度約是蔗糖的200倍，代謝過(guò)程中不產(chǎn)生能量，化學(xué)性能穩(wěn)定，甜味純正且可保持較長(zhǎng)的時(shí)間，被廣泛運(yùn)用于食品加工。

固體飲料主要是指以糖類、乳類、蛋類、果蔬汁或可食用植物的提取物或浸提液等為主要加工原料，通過(guò)添加適量的輔料或食品添加劑所制出的固體制品，能較好保留食物天然的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有方便攜帶、風(fēng)味自然、飲用方便等特點(diǎn)[5]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原材料：桑葉，安徽省劉晴晴藥業(yè)有限公司；桑椹，安徽首豐生物科技有限公司

輔料：白砂糖，南京甘汁園糖業(yè)有限公司；羅漢果甜苷、檸檬酸、維生素C、纖維素酶、麥芽糊精、氯化鈣和阿拉伯膠，均由河南萬(wàn)邦化工科技有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

JYC-21HEC05型電磁爐，中山市索奈斯生活電器有限公司；電熱恒溫水浴鍋，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品；TD10型手持糖度計(jì)，鄭州歐諾儀器設(shè)備有限公司；SD-100型噴霧干燥機(jī)，南北儀器一站式實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備服務(wù)中心。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

“桑·椹有幸”復(fù)合固體飲料制備過(guò)程為桑葉（桑葚）稱量→晾干→稱量水分→水浴鍋第一次浸提（60 ℃）→過(guò)濾→水浴鍋（60 ℃）二次浸提過(guò)濾→取汁密封→取汁混合→配料→噴霧→成品。

1.3.1 操作要點(diǎn)

（1）稱量20 g桑葉干，溫開(kāi)水400 g加入護(hù)色劑（檸檬酸0.2 g、維生素C 0.2 g、氯化鈉6 g）攪拌均勻后加入桑葉，放入60 ℃水浴鍋中恒溫?cái)嚢? min。

（2）將桑葉和桑椹分別進(jìn)行兩次浸提、過(guò)濾（兩次操作一致）。①稱量桑葉20 g，量200 g水，先稍微把水煮開(kāi)，放在60 ℃水浴鍋中恒溫，加入0.4 g纖維素酶攪拌均勻再加入晾過(guò)的桑葉，在水浴鍋中恒溫10 min，將過(guò)濾網(wǎng)放在玻璃容器上，過(guò)濾取濾液。②稱量20 g桑椹干，溫開(kāi)水100 g稍微煮開(kāi)后加入0.4 g纖維素酶攪拌溶解放入60 ℃水浴鍋中，再加入桑椹干恒溫?cái)嚢?0 min，將過(guò)濾網(wǎng)放在玻璃容器上，過(guò)濾取濾液。

（3）將兩次浸提所得的桑葉和桑椹浸提液進(jìn)行混合，攪拌均勻后密封保存。

（4）取一定量阿拉伯膠和白砂糖混合物，水浴加熱攪拌至透明狀后加入混合的浸提液中，加入羅漢果甜苷和麥芽糊精。

（5）噴霧干燥。設(shè)置噴霧干燥機(jī)參數(shù)：風(fēng)機(jī)頻率為25 Hz，通針運(yùn)行頻率為5 s，蠕動(dòng)速度為25 r·min-1，進(jìn)風(fēng)溫度為155 ℃。桑椹干和桑葉的混合液通過(guò)導(dǎo)管吸入高壓泵后變成無(wú)數(shù)細(xì)小的霧滴，風(fēng)機(jī)將熱氣流吹進(jìn)干燥室里，與霧滴充分接觸，在短時(shí)間里快速蒸發(fā)水分，使霧滴變成細(xì)小的顆粒，通過(guò)旋風(fēng)分離器分離出成品，落入收集器當(dāng)中。

（6）固體粉末放置常溫后，進(jìn)行包裝。

1.3.2 感官評(píng)價(jià)

參考標(biāo)準(zhǔn)《固體飲料》（GB/T 29602—2013），從色澤與透明度、口感、甜度與澀度味、風(fēng)味、粉質(zhì)顆粒以及沖泡后有無(wú)沉淀方面制定本復(fù)合固體飲料的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（表1）。請(qǐng)10位專業(yè)人員分別對(duì)“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料進(jìn)行感官評(píng)定。

1.3.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別探討進(jìn)風(fēng)溫度、麥芽糊精添加量、桑葉和桑椹混合浸提料液比這3個(gè)單因素對(duì)“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料感官品質(zhì)的影響。

（1）進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料品質(zhì)的影響。設(shè)定進(jìn)風(fēng)溫度為145 ℃、150 ℃、155 ℃、160 ℃和165 ℃，桑椹葉比例為5∶5，麥芽糊精添加量35 g，檸檬酸0.2 g，維生素0.2 g，氯化鈉6 g，纖維素酶0.4 g，阿拉伯膠0.525 g，白砂糖1.75 g，羅漢果甜苷0.3 g，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，并對(duì)“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料成品進(jìn)行感官評(píng)定。

（2）麥芽糊精添加量對(duì)“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料品質(zhì)的影響。設(shè)定麥芽糊精添加量為17.5 g、35.0 g、52.5 g、70.0 g和87.5 g，進(jìn)風(fēng)溫度為150 ℃，檸檬酸0.2 g，維生素0.2 g，氯化鈉6 g，纖維素酶0.4 g，阿拉伯膠0.525 g，白砂糖1.75 g，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，并對(duì)“桑·椹有幸”固體飲料成品進(jìn)行感官評(píng)定。

表1 固體飲料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

（3）桑葉和桑椹混合浸提料液比對(duì)“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料品質(zhì)的影響。設(shè)定桑葉和桑椹混合浸提料液比為3∶7、4∶6、5∶5、6∶4和7∶3，進(jìn)風(fēng)溫度為150 ℃，麥芽糊精添加量35 g，檸檬酸0.2 g，維生素0.2 g，氯化鈉6 g，纖維素酶0.4 g，阿拉伯膠0.525 g，白砂糖1.75 g，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，并對(duì)“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料成品進(jìn)行感官評(píng)定。

1.3.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選用桑葉和桑椹混合浸提料液比、進(jìn)風(fēng)溫度、麥芽糊精添加量這3個(gè)因素進(jìn)行3因素3水平正交試驗(yàn)，結(jié)合模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)方法，確定各因素的最優(yōu)水平。正交因素與水平值如表2所示。

表2 正交因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料感官品質(zhì)的影響

如圖1所示，進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料凝膠效果影響較大。進(jìn)風(fēng)溫度逐漸增加時(shí)，其黏稠度也會(huì)有所不同，感官評(píng)分也有所差異，當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度達(dá)到155 ℃時(shí)評(píng)分達(dá)到最高值8分，因此確定最佳進(jìn)風(fēng)溫度為155 ℃。

2.1.2 麥芽糊精添加量對(duì)“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料感官品質(zhì)的影響

如圖2所示，麥芽糊精添加量對(duì)“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料凝膠效果影響較大。當(dāng)麥芽糊精添加量逐漸增加時(shí)，其黏稠度也會(huì)有所不同，感官評(píng)分也有所差異，當(dāng)麥芽糊精添加量達(dá)到52.5 g時(shí)評(píng)分達(dá)到最高值8分，從而確定最佳麥芽糊精添加量為52.5 g。

圖1 進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)感官評(píng)分的影響圖

圖2 麥芽糊精添加量對(duì)感官評(píng)分的影響圖

2.1.3 桑葉和桑椹混合浸提料液比對(duì)桑椹葉固體飲料感官品質(zhì)的影響

如圖3所示，桑葉和桑椹混合浸提料液比對(duì)“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料凝膠效果影響較大。隨著桑葉和桑椹混合浸提料液比逐漸增加，其黏稠度增加，感官評(píng)分上升，當(dāng)桑葉和桑椹比例為6∶4時(shí)評(píng)分達(dá)到最高值9分，從而確定最佳桑葉和桑椹混合浸提料液比為6∶4。

2.2 建立模糊綜合評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型

（1）評(píng)價(jià)對(duì)象集（Y）的建立。對(duì)象集是研究中感官評(píng)價(jià)的產(chǎn)品的集合。Y={Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8,Y9}，其中Y1～Y9分別表示正交試驗(yàn)中制作的9組桑椹桑葉固體飲料，用Yj表示9組桑葉桑椹固體飲料的綜合評(píng)價(jià)，其中j=1、2、3、4、5、6、7、8、9。

圖3 桑葉和桑椹混合浸提料液比對(duì)感官評(píng)分的影響圖

（2）評(píng)價(jià)因素集（U）的建立。所謂因素集在本研究中指產(chǎn)品的感官質(zhì)量所構(gòu)成因素的集合。U={U1,U2,U3,U4,U5},其中U1～U5分別代表色澤與透明度；口感；甜度/澀味；風(fēng)味；粉質(zhì)顆粒、有無(wú)沉淀物等指標(biāo)。

（3）評(píng)語(yǔ)集（V）的確定。評(píng)語(yǔ)集是每個(gè)因素評(píng)價(jià)的集合，V={V1,V2,V3}，其中V1～V3分別代表好、一般和差。

（4）權(quán)重集（X）的確定。X={X1,X2,X3,X4,X5}，其中X1～X5分別為0.25、0.20、0.15、0.20和0.20。

2.3 建立模糊評(píng)價(jià)矩陣

結(jié)合國(guó)標(biāo)制定“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，選擇10名不同職業(yè)、不同性別、不同年齡段（10～60歲）的人員對(duì)“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。模糊感官評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 模糊感官評(píng)定結(jié)果表

以第1組試驗(yàn)為例建立樣品模糊矩陣，其他依次類推。樣品1模糊矩陣為

2.4 綜合評(píng)判結(jié)果

依據(jù)模糊運(yùn)算公式Y(jié)=X·R，對(duì)樣品進(jìn)行綜合模糊評(píng)判，得到綜合評(píng)判結(jié)果，即Y1(0.46,0.36,0.18)，Y2(0.56,0.44,0)，Y3(0.38,0.31,0.31)，Y4(0.46,0.36,0.18)，Y5(0.56,0.44,0)，Y6(0.56,0.44,0)，Y7(0.46,0.36,0.18)，Y8(0.56,0.44,0)，Y9(0.63,0.37,0)。

2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果

將2.4評(píng)價(jià)結(jié)果的各個(gè)量分別乘以對(duì)應(yīng)的分值（好10、一般7、差4）并進(jìn)行加和，可得到每個(gè)樣品的綜合評(píng)分，如表4所示。方差分析是正交試驗(yàn)中常用過(guò)的分析方法，能直觀呈現(xiàn)出影響試驗(yàn)結(jié)果因素的主次，進(jìn)而找出最優(yōu)組合。

表4 L9(33)正交試驗(yàn)結(jié)果表

由表4可知，影響桑椹桑葉固體飲料感官品質(zhì)的因素A=C＞B，即噴霧干燥機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度與桑葉桑椹比例對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響最大，麥芽糖糊精添加量次之。根據(jù)表4中的方差值，噴霧干燥機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度因素中的K3、麥芽糖糊精添加量因素的K2和桑葉桑椹比例因素中的K2值為同序列中最大，故可得出最佳組合為A3B2C2，即噴霧干燥機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度為155 ℃、麥芽糖糊精添加量為52.5 g、桑葉桑椹比例為6∶4。經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)證實(shí)，此條件下制作的桑葉桑椹固體飲料綜合評(píng)分為8.91分，高于正交表中組合得分，確為最佳組合，且其口感細(xì)膩，具有一定桑葉桑椹風(fēng)味、透光性較佳。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以桑葉干和桑椹干為試驗(yàn)原料，搭配功能性甜味劑——羅漢果甜苷等系列輔料，通過(guò)單因素探究和正交試驗(yàn)，采用模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)，得到“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料加工工藝的最優(yōu)參數(shù)：進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定為155 ℃、麥芽糊精52.5 g、桑葉和桑椹浸提汁混合比例為6∶4、纖維素酶0.4 g、氯化鈉6 g、檸檬酸0.2 g、羅漢果甜苷0.3 g、維生素C 0.2 g；噴霧干燥機(jī)參數(shù)為風(fēng)機(jī)頻率設(shè)定為25 Hz、通針運(yùn)行頻率設(shè)定為5 s、蠕動(dòng)速度設(shè)定為25 r·min-1。此配方研制出的“桑·椹有幸”復(fù)合型固體飲料風(fēng)味獨(dú)特、色澤較好、甜味適合、低脂低糖、口感黏稠度適合，具有一定的保健功能，適合廣大消費(fèi)者飲用。