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      基于模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判優(yōu)化分心木復(fù)合茶飲料配方

      2022-11-02 10:46:22韓曉江張校琰許飛利郭耀東
      保鮮與加工 2022年10期
      關(guān)鍵詞:安賽蜜茶飲料糊精

      韓曉江,張校琰,王 濤,許飛利,郭耀東,*

      (1.商洛學(xué)院健康管理學(xué)院,陜西 商洛726000;2.陜西“四主體一聯(lián)合”陜西秦嶺健康食品配料及核桃產(chǎn)業(yè)技術(shù)校企聯(lián)合研究中心,陜西 商洛726000)

      分心木是胡桃科植物胡桃夾在兩瓣桃仁之間的木質(zhì)隔膜,在我國南北方多有栽培,顏色一般呈棕色或淺褐色,味苦、澀,性平,歸腎、脾經(jīng),具有健脾固腎、固澀收斂、利尿祛熱、止血止帶等功效[1-2]。分心木中含有黃酮、多糖和多酚等多種生物活性物質(zhì),具有抗氧化、抑菌、抗炎、抑制腦功能衰退、抗腫瘤等作用[3-5]。

      菊花味甘、苦,性微寒,歸肺、肝經(jīng),具有清肝下火、祛風(fēng)散寒、清熱除煩、解毒明目的功效。相關(guān)研究報(bào)道,菊花中含有黃酮、多糖、揮發(fā)油、甾醇等多種生物活性物質(zhì),具有抗菌、抗衰老、抗病毒、抗炎、預(yù)防高血脂、降低血壓等作用[6-7]。金銀花味甘,性寒,歸肺、胃經(jīng),具有祛寒解毒、疏風(fēng)散熱的功效。金銀花中含有機(jī)酸類、黃酮、揮發(fā)油、三萜類等多種生物活性物質(zhì),具有抗氧化、抗病原微生物、解熱抗炎、保肝、止血等作用[8-9]。

      近年來,國內(nèi)外學(xué)者雖然對(duì)分心木的生物活性成分及藥理功能作了大量研究,但是有關(guān)分心木資源綜合利用及產(chǎn)品研究方面的報(bào)道較少,分心木資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。本研究以分心木為主要原料,以藥食同源植物菊花、金銀花為輔助原料,基于模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判優(yōu)化分心木復(fù)合茶飲料配方,研制一款具有安神助眠、祛風(fēng)散熱、潤喉利咽等功效的復(fù)合涼茶飲料。

      1 材料與方法

      1.1 材料與設(shè)備

      1.1.1 材料與試劑

      核桃,購于商洛華潤萬家超市;菊花、金銀花,安國市忠義藥材有限公司;果膠酶(食品級(jí),酶活性105U/g)、木瓜蛋白酶(食品級(jí),酶活性105U/g)、檸檬酸(食品級(jí))、安賽蜜(食品級(jí))、β-環(huán)狀糊精(食品級(jí)),河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司;乙醇(AR),天津科貿(mào)化學(xué)試劑有限公司。

      1.1.2 儀器與設(shè)備

      FA2204B(M)型萬分之一電子天平,賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;HH-S4型恒溫水浴鍋,鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;721型可見分光光度計(jì),上海菁華科技儀器有限公司;TD4-WS型離心機(jī),鹽城市凱特實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;X-rite CI-60型色差儀,亞測(cè)(上海)儀器科技有限公司。

      1.2 方法

      1.2.1 工藝流程

      參考文獻(xiàn)[10-12]中的方法并改進(jìn),本研究分心木復(fù)合茶飲料工藝流程如下:

      分心木、菊花、金銀花→挑選→清洗→粉碎→浸提液制備→預(yù)調(diào)配(加入不同添加量的分心木浸提液、菊花浸提液和金銀花浸提液)→酶解澄清→酸甜調(diào)配→確定配方→殺菌→瓶裝封口→冷卻→成品

      1.2.2 操作要點(diǎn)

      1.2.2.1 分心木浸提液的制備

      挑選優(yōu)質(zhì)的核桃,砸取其中的分心木,用清水洗凈,干燥粉碎,參考張鳳等[13]提取分心木總黃酮的研究方法,以總黃酮得率為考察指標(biāo),在80℃熱水中浸提80 min,過濾,制備分心木浸提液。

      1.2.2.2 菊花、金銀花浸提液的制備

      挑選優(yōu)質(zhì)完整的菊花,清水洗凈,干燥粉碎,加入一定量的水,參照宋佳慧等[14]的方法浸提,以料液比1∶150(質(zhì)量比)將開水稱量后立即倒入茶壺中,浸泡5 min,過濾樣品,得到菊花浸提液。挑選優(yōu)質(zhì)的金銀花,用清水洗凈,干燥粉碎,加入一定量的水,參照劉征輝等[15]的方法并改進(jìn),于90℃浸提2 h,過濾后得金銀花浸提液。

      1.2.2.3 酶解澄清

      當(dāng)涼茶中的一些物質(zhì)長時(shí)間共存時(shí),會(huì)產(chǎn)生沉淀,影響涼茶的透明度,因此需要添加一些酶制劑來除去沉淀物質(zhì),提高涼茶的澄清度。

      預(yù)調(diào)配之后,在分心木浸提液添加量30%,菊花浸提液添加量20%,金銀花浸提液添加量15%條件下,對(duì)該混合液進(jìn)行酶解澄清。參考何薇[16]的方法,選用雙聯(lián)酶解法進(jìn)行酶解澄清:稱取果膠酶0.4 g/kg,木瓜蛋白酶0.6 g/kg,于50℃條件下先用果膠酶處理1 h,90℃滅酶10 min后冷卻,再于50℃條件下用木瓜蛋白酶處理1 h,90℃滅酶10 min后冷卻,離心取上清液。

      1.2.2.4 殺菌

      為了保持涼茶的營養(yǎng)和風(fēng)味,將涼茶于100℃條件下殺菌30 min,冷卻后裝瓶。

      1.2.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      固定單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)配方為:菊花浸提液添加量20%,分心木浸提液添加量35%,金銀花浸提液添加量20%,β-環(huán)狀糊精添加量4.5 g/L,檸檬酸添加量0.5 g/L,安賽蜜添加量0.8 g/L。分別考察不同分心木浸提液添加量(20%、25%、30%、35%、40%、45%)、菊花浸提液添加量(10%、15%、20%、25%、30%、35%)、金銀花浸提液添加量(10%、15%、20%、25%、30%、35%)、β-環(huán)狀糊精添加量(3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5 g/L)、檸檬酸添加量(0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 g/L)、安賽蜜添加量(0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 g/L)對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響。

      通過建立模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)模型,獲得各因素(分心木、菊花、金銀花、β-環(huán)狀糊精、檸檬酸、安賽蜜添加量)對(duì)分心木復(fù)合茶飲料模糊數(shù)學(xué)綜合感官評(píng)價(jià)的影響[17-18]。

      1.2.4 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

      分心木復(fù)合茶飲料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參見表1。

      表1 分心木復(fù)合茶飲料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria of Diaphragma juglandis Fructus compound tea

      1.2.5 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)因素與水平,如表2所示。

      表2 正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Factor level design of orthogonal test

      1.2.6 分心木復(fù)合茶飲料感官評(píng)價(jià)模糊算法模型的建立

      1.2.6.1 權(quán)重的確定

      選擇20名經(jīng)過培訓(xùn)的本專業(yè)學(xué)生對(duì)分心木復(fù)合涼茶的色澤、氣味、滋味、組織狀態(tài)4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行打分,統(tǒng)計(jì)確定各評(píng)定因素的權(quán)重。

      1.2.6.2 分心木復(fù)合茶飲料的評(píng)語集、因素集、模糊綜合評(píng)定集的建立

      根據(jù)文獻(xiàn)[16-17]的研究方法,確定分心木復(fù)合茶飲料因素集U={色澤,氣味,滋味,組織狀態(tài)};評(píng)語集={優(yōu),良,中,差},權(quán)重A={0.2,0.2,0.4,0.2}。分心木復(fù)合茶飲料隸屬度用Y表示,Y=A×R,R表示對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行的感官評(píng)價(jià)矩陣。

      1.2.7 色澤特性分析

      將最終產(chǎn)品分別在室溫20℃、冰箱4℃下保存,每20 d觀察其色澤變化。色澤L*、a*、b*值的測(cè)定方法參照文獻(xiàn)[19-20]。

      1.2.8 數(shù)據(jù)處理

      對(duì)所得數(shù)據(jù)采用Excel(2007版)處理、作圖,應(yīng)用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

      由圖1可以看出,隨著分心木浸提液添加量的增多,飲料的感官評(píng)分先升高后降低,添加35%時(shí)感官評(píng)分最高。分心木浸提液添加過多會(huì)使飲料色澤加深,影響該項(xiàng)評(píng)分,口感較差,并且會(huì)掩蓋菊花、金銀花氣味,使其味道單一。因此,分心木浸提液的適宜添加量為35%。

      圖1 分心木浸提液添加量對(duì)復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of addition of Diaphragma juglandis Fructus extracts on sensory score of compound tea

      由圖2可以看出,菊花浸提液添加量為25%時(shí),飲料的感官評(píng)分最高,添加量在15%~25%時(shí)感官評(píng)分上升緩慢,菊花浸泡后呈現(xiàn)一定的黃色,添加過少易被掩飾其氣味,清香氣味偏低,添加量超過25%后感官評(píng)分降低。因此,菊花浸提液的適宜添加量為25%。

      圖2 菊花浸提液添加量對(duì)復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of addition of chrysanthemum solution on sensory score of compound tea

      由圖3可見,金銀花浸提液添加量為25%時(shí),飲料的感官評(píng)分達(dá)到最高,金銀花浸泡后呈現(xiàn)一定的深黃色、淺褐色,添加過少易于被掩飾其氣味,添加量為30%時(shí)感官評(píng)分下降至72分,可能由于金銀花味甘微苦,添加量過多導(dǎo)致滋味評(píng)分較低。因此,選擇適宜的金銀花浸提液添加量為25%。

      圖3 金銀花浸提液添加量對(duì)復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響Fig.3 Effect of honeysuckle additives on sensory score of compound tea

      β-環(huán)狀糊精可以改善食品的風(fēng)味,脫除食品中的異味和澀味,提高食品的穩(wěn)定性。由圖4可見,β-環(huán)狀糊精添加量為4.5 g/L時(shí),飲料的感官評(píng)分最高,與添加分心木浸提液含量呈現(xiàn)相同趨勢(shì),添加量大于5.0 g/L時(shí),感官品質(zhì)下降,可能由于其會(huì)使分心木、菊花等原有氣味脫出。因此,選擇適宜的β-環(huán)狀糊精添加量為4.5 g/L。

      圖4 β-環(huán)狀糊精添加量對(duì)復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響Fig.4 Effect of β-cyclodextrin addition on sensory score of compound tea

      檸檬酸具有一定的酸味,用于調(diào)和復(fù)合茶的口感。由圖5可見,當(dāng)檸檬酸添加量為0.2、0.3 g/L時(shí),飲料的滋味過淺,導(dǎo)致甜度高,影響評(píng)分,添加量超過0.5 g/L時(shí),飲料口感過酸,感官評(píng)分下降。因此,選擇適宜的檸檬酸添加量為0.5 g/L。

      圖5 檸檬酸添加量對(duì)復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響Fig.5 Effect of citric acid addition on sensory score of compound tea

      安賽蜜的添加會(huì)賦予產(chǎn)品一定的甜味。由圖6可見,安賽蜜添加量為0.8 g/L的產(chǎn)品感官評(píng)分最高,口感達(dá)到最佳。因此,選擇適宜的安賽蜜添加量為0.8 g/L。

      圖6 安賽蜜添加量對(duì)復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響Fig.6 Effect of acesulfame addition on sensory score of compound tea

      2.2 分心木復(fù)合茶飲料感官品質(zhì)模糊綜合評(píng)判結(jié)果

      2.2.1 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)判結(jié)果

      由20名同學(xué)對(duì)正交試驗(yàn)的樣品進(jìn)行感官評(píng)定品嘗打分,評(píng)價(jià)結(jié)果參見表3。

      表3 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 3 Sensory evaluation results of fuzzy mathematics

      2.2.2 模糊矩陣的建立

      將分心木復(fù)合茶飲料感官評(píng)分中的色澤、滋味、氣味、組織狀態(tài)分為4個(gè)等級(jí),第1組試驗(yàn)色澤={4,7,9,0},氣味={2,10,8,0},滋味={2,6,8,4},組織狀態(tài)={4,8,6,2},統(tǒng)計(jì)感官人員不同等級(jí)評(píng)分的次數(shù),并進(jìn)行歸一化處理,得到模糊矩陣。

      通過將模糊矩陣與權(quán)重相乘,得到Y(jié)=A×R,計(jì)算得到分心木復(fù)合茶飲料感官綜合評(píng)判結(jié)果,以正交試驗(yàn)編號(hào)1為例。Y1=A×R1={0.2,0.2,0.4,0.2}×為第1組樣品的隸屬度,同理得正交試驗(yàn)18組分心木復(fù)合茶飲料感官隸屬綜合評(píng)定結(jié)果,見表4。

      表4 分心木復(fù)合茶飲料感官隸屬綜合評(píng)定表Table 4 Comprehensive evaluation form of membership of the compound tea

      2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果

      根據(jù)隸屬度最大原則,將綜合評(píng)分結(jié)果的隸屬度分別對(duì)應(yīng)的優(yōu)、良、中、差賦予相應(yīng)的分值90、80、70、60,相乘得到正交試驗(yàn)的模糊綜合得分,試驗(yàn)編號(hào)18個(gè)樣品模糊綜合得分如表5所示。

      由表5正交試驗(yàn)結(jié)果得知,影響分心木復(fù)合茶飲料模糊綜合得分的主次因素排序?yàn)椋築(菊花浸提液添加量)>E(檸檬酸添加量)>A(分心木浸提液添加量)=F(安賽蜜添加量)>C(金銀花浸提液添加量)>D(β-環(huán)狀糊精添加量)。經(jīng)過模糊綜合評(píng)價(jià)后,分心木復(fù)合茶飲料配方最優(yōu)組合為A2B2C3D1E3F2,即:分心木浸提液添加量35%,菊花浸提液添加量20%,金銀花浸提液添加量25%,β-環(huán)狀糊精添加量4.0 g/L,檸檬酸添加量0.6 g/L,安賽蜜添加量0.8 g/L。在該配方條件下進(jìn)行3次驗(yàn)證試驗(yàn),產(chǎn)品最終的感官評(píng)分為(86±2.3)分,高于正交試驗(yàn)各組合得分。

      表5 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of orthogonal test

      2.4 色澤特性分析

      將在最優(yōu)配方條件下研制的分心木復(fù)合茶飲料分別于室溫20℃、冰箱4℃條件下靜置保存,色澤變化如表6所示。

      表6 分心木復(fù)合茶飲料儲(chǔ)藏過程中色澤的變化Table 6 Changes of color and luster of the compound tea during storage

      復(fù)合茶飲料色澤變化可通過L*、a*、b*值的變化來判斷。由表6可知,在實(shí)驗(yàn)室常溫儲(chǔ)藏過程中,L*值呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。前60天內(nèi),L*值下降幅度比較大;60~100 d,下降幅度相對(duì)比較平緩。造成L*值下降的原因可能是由于儲(chǔ)藏期間溫度、光亮程度等因素的變化,致使復(fù)合茶中多酚、黃酮類物質(zhì)發(fā)生了降解或者氧化。儲(chǔ)藏期間復(fù)合茶飲料a*、b*值均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),且都處于正值水平,說明紅度逐漸增加,黃度也逐漸增加。低溫儲(chǔ)藏的飲料L*、a*、b*值變化與室溫儲(chǔ)藏的趨勢(shì)一致,但數(shù)值變化幅度較小,儲(chǔ)藏100 d時(shí),室溫L*值下降了23.08%,而4℃儲(chǔ)藏的L*值僅下降了12.76%,說明低溫條件更有利于保持分心木茶的儲(chǔ)藏品質(zhì)。

      3 結(jié)論

      本研究采用模糊綜合評(píng)判方法優(yōu)化分心木復(fù)合茶飲料配方,評(píng)價(jià)結(jié)果更趨向于客觀性。經(jīng)過正交優(yōu)化研究得到分心木復(fù)合茶飲料最佳配方為:分心木浸提液添加量35%,菊花浸提液添加量20%,金銀花浸提液添加量25%,β-環(huán)狀糊精添加量4.0 g/L,檸檬酸添加量0.6 g/L,安賽蜜添加量0.8 g/L。采用該配方制得的分心木復(fù)合茶飲料呈淺褐色,氣味鮮美,口感潤滑,酸甜適中。將該產(chǎn)品分別于20℃室溫及4℃低溫條件下儲(chǔ)藏100 d后,室溫儲(chǔ)藏的產(chǎn)品L*值下降了23.08%,而4℃低溫儲(chǔ)藏的產(chǎn)品L*值僅下降了12.76%,低溫儲(chǔ)藏更有利于保持分心木復(fù)合茶飲料的品質(zhì)。

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