薛寶玲,宋曉彬
1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品工程技術(shù)系(包頭 014109);2.內(nèi)蒙古烏蘭察布市食品藥品檢驗(yàn)所(烏蘭察布 012000)
我國(guó)苦蕎種植面積和產(chǎn)量均為世界第一,苦蕎種植面積在30萬 hm2左右[1]??嗍w即苦蕎麥,含有七大營(yíng)養(yǎng)素[2],苦蕎中的蘆丁、微量元素和半胱氨酸等物質(zhì),具有強(qiáng)化血管、降低血脂、預(yù)防“三高”和心腦血管疾病等作用[3-4]。苦蕎中的硒元素是重要的抗衰老元素,也被稱為抗癌之王[5]。在我國(guó),苦蕎種植優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)主要分布在內(nèi)蒙古、寧夏、山西、四川、貴州等地,秦嶺往北生產(chǎn)甜蕎為主,秦嶺以南生產(chǎn)苦蕎為主[6]。紅棗起源于中國(guó),又被稱為中華大棗[7],紅棗含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)元素,以及環(huán)磷酸腺苷(cAMP)、環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)、皂苷、生物堿和酚類化合物等多種特殊營(yíng)養(yǎng)成分[8-9],可被選為食療的原輔料。
隨著物質(zhì)文化生活的改善,保健食品及其食療作用越來越被重視,苦蕎麥及其制品與相關(guān)資源的開發(fā)利用逐漸受到青睞。有關(guān)苦蕎茶紅棗復(fù)合飲料在國(guó)內(nèi)外少有研究,我國(guó)對(duì)苦蕎及其產(chǎn)品的開發(fā)和研究還處在不斷探索階段[10]。試驗(yàn)以苦蕎茶和紅棗汁為主要原料,在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn),并結(jié)合模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)定法,探索苦蕎茶紅棗汁復(fù)合飲料的最佳制作工藝,旨在獲得一種新型茶飲料,從而提升苦蕎茶的產(chǎn)品類型。
苦蕎茶(采用君珍苦蕎茶,購(gòu)自呼和浩特市維多利摩爾城超市);紅棗(購(gòu)自呼和浩特市華潤(rùn)萬家超市);檸檬酸、羧甲基纖維素鈉(CMC)、綿白糖、純凈水(均為食品級(jí))。
PE-180S破碎機(jī)(旭朗機(jī)械制造有限公司);美的RT2171電磁爐(美的電器);循環(huán)水真空泵(天津市科盟化工工貿(mào)有限公司);OLABO分析天平(濟(jì)南程騰生物技術(shù)有限公司);EDI 500超純水器(樂楓生物科技有限公司);BKQ-B50II立式壓力蒸汽滅菌鍋(博科醫(yī)療生物儀器股份有限公司);UV5紫外可見分光光度計(jì)[讓奇(上海)儀器科技有限公司]。
1.3.1 苦蕎茶汁的制備(浸提法)
挑選整粒、無需變的苦蕎籽粒,進(jìn)行清洗、去雜等預(yù)處理,苦蕎破碎后0.150 mm孔徑(100目)過篩;用45倍體積的純凈水于80 ℃下浸提7~10 min,抽濾完全;低溫保存后續(xù)備用。
1.3.2 紅棗汁的制備(提取法)
紅棗清洗并去除棗核;紅棗切塊;紅棗塊干燥;按1∶6紅棗與水的體積比進(jìn)行混合;80 ℃下抽濾90 min;低溫下保存?zhèn)溆茫豢嗍w原汁與紅棗原汁進(jìn)行混合配比進(jìn)行調(diào)配。
苦蕎原汁+紅棗原汁→過濾→調(diào)配(白砂糖+檸檬酸+羧甲基纖維素鈉)→最佳配方(通過單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)并結(jié)合感官評(píng)定)→灌裝→密封→殺菌→冷卻→成品
1.4.1 單因素試驗(yàn)
對(duì)不同苦蕎原汁(60%,65%,70%,75%,80%,85%和90%)、紅棗原汁(10%,15%,20%,25%,30%,35%和40%)、綿白糖(5%,6%,7%,8%,9%,10%和11%)、羧甲基纖維素鈉(0.3%,0.4%,0.5%,0.6%,0.7%,0.8%和0.9%)、檸檬酸(0.20%,0.25%,0.30%,0.35%,0.40%,0.45%和0.50%)的含量進(jìn)行單因素試驗(yàn),并結(jié)合感官評(píng)定確定對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料影響較為顯著的因素及最佳單因素條件。
1.4.2 正交試驗(yàn)
通過單因素試驗(yàn)后,進(jìn)行五因素三水平L9(35)的正交試驗(yàn),以感官評(píng)分為依據(jù),確定苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料的最佳工藝配方。
1.4.3 感官評(píng)定
在模糊數(shù)學(xué)感官綜合評(píng)價(jià)法基礎(chǔ)上對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料進(jìn)行綜合評(píng)分。模糊數(shù)學(xué)感官綜合評(píng)價(jià)法可以克服難以解決的多樣本問題,并且能夠獲得考慮到所有因素綜合客觀的結(jié)果[10]。感官評(píng)定小組由10名經(jīng)過培訓(xùn)的身心健康并且味覺嗅覺靈敏的成員組成,男生女生各占一半。選5名評(píng)分員通過直接打分法對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料進(jìn)行打分,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
表1 感官質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
2.1.1 紅棗原汁含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響
紅棗原汁含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的單因素試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。15%紅棗原汁的感官評(píng)分較低,隨著紅棗原汁含量增加,感官評(píng)分先增加后降低,通過單因素試驗(yàn)結(jié)果得知紅棗原汁含量太少時(shí)口感清淡,原汁含量太多時(shí)口感太重,導(dǎo)致評(píng)分偏低,通過圖1得知紅棗原汁含量30%用于正交試驗(yàn)的研究。
圖1 紅棗原汁含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響
2.1.2 苦蕎原汁含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響
苦蕎原汁含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的單因素試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。75%苦蕎原汁感官評(píng)分最高,隨著苦蕎原汁含量增加,感官評(píng)定得分先增加后降低,通過單因素試驗(yàn)結(jié)果得知苦蕎原汁含量太少時(shí)茶味口感清淡,原汁含量太多時(shí)茶味口感太重,導(dǎo)致評(píng)分偏低,通過圖2得知苦蕎原汁含量75%用于正交試驗(yàn)的研究。
圖2 苦蕎原汁含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響
2.1.3 羧甲基纖維素鈉含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響
羧甲基纖維素鈉含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的單因素試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。隨著羧甲基纖維素鈉含量的增加,感官評(píng)分先增加后降低,羧甲基纖維素鈉含量0.6%時(shí)感官評(píng)分最高,通過單因素試驗(yàn)結(jié)果得知羧甲基纖維素鈉含量太少時(shí)飲料口感稀薄,羧甲基纖維素鈉含量太多時(shí)飲料濃稠甚至出現(xiàn)結(jié)塊,以至于口感下降,導(dǎo)致評(píng)分偏低,通過圖3得知羧甲基纖維素鈉含量0.6%用于正交試驗(yàn)的研究。
圖3 羧甲基纖維素鈉含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響
2.1.4 綿白糖對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響
綿白糖含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的單因素試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。隨著綿白糖含量的增加,感官評(píng)分先增加后降低,綿白糖含量8%時(shí)感官評(píng)分最高,通過單因素試驗(yàn)結(jié)果得知綿白糖含量太少時(shí)飲料口感較差,甜度不夠,綿白糖含量太多時(shí)飲料口感太甜甚至出現(xiàn)苦澀味道,導(dǎo)致評(píng)分偏低,通過圖4得知綿白糖含量8%用于正交試驗(yàn)的研究。
圖4 綿白糖含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響
2.1.5 檸檬酸含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響
檸檬酸含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的單因素試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。隨著檸檬酸含量增加,感官評(píng)分呈現(xiàn)先增加后降低趨勢(shì),檸檬酸含量0.35%時(shí)感官評(píng)分最高,通過單因素試驗(yàn)結(jié)果得知檸檬酸含量太多時(shí)飲料口感酸澀,檸檬酸含量太少時(shí)飲料口感太甜,導(dǎo)致評(píng)分偏低,通過圖5得知檸檬酸含量0.35%用于正交試驗(yàn)的研究。
圖5 檸檬酸含量對(duì)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料感官評(píng)分的影響
2.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
通過單因素試驗(yàn)后,選擇苦蕎原汁含量、紅棗原汁含量、羧甲基纖維素鈉含量、綿白糖含量、檸檬酸含量進(jìn)行五因素三水平L9(35)的正交試驗(yàn),如表2所示,通過正交試驗(yàn)結(jié)果依據(jù),結(jié)合模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)定法,確定苦蕎茶紅棗汁復(fù)合飲料的最佳制作工藝。
表2 苦蕎茶紅棗汁復(fù)合飲料正交試驗(yàn)因素與水平表 單位:%
2.2.2 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)定
2.2.2.1 確定評(píng)定論域
評(píng)定論域是一個(gè)集合,能夠反映苦蕎茶紅棗汁復(fù)合飲料的質(zhì)量,記為M,M中有5個(gè)元素,在苦蕎茶紅棗汁復(fù)合飲料試驗(yàn)過程中,5個(gè)元素分別為m1苦蕎茶紅棗汁復(fù)合飲料的甜度,m2苦蕎茶紅棗汁復(fù)合飲料的酸度,m3苦蕎茶紅棗汁復(fù)合飲料的香味,m4苦蕎茶紅棗汁復(fù)合飲料的口感,m5苦蕎茶紅棗汁復(fù)合飲料的色澤。
2.2.2.2 確定評(píng)語論域
評(píng)語論域是可以用數(shù)字表示,也可用文字或等級(jí)表示的評(píng)定等級(jí),試驗(yàn)中的評(píng)語論域?yàn)橐粋€(gè)集合P,P中有5個(gè)元素,其中p1表示好,p2表示較好,p3表示一般,p4表示較差,p5表示差,是根據(jù)試驗(yàn)中表1的結(jié)果所確定的。
2.2.2.3 確定權(quán)重向量
試驗(yàn)權(quán)重因素為一個(gè)集合B,集合中有5個(gè)元素,權(quán)重的確定是根據(jù)每個(gè)影響因素的具體指標(biāo),B的因素是評(píng)定論域集合中的一個(gè)模糊子集,評(píng)定論域與權(quán)重向量相互獨(dú)立對(duì)應(yīng),可得到各指標(biāo)的權(quán)重向量,B1=0.35,B2=0.15,B3=0.1,B4= 0.35,B5=0.05。
2.2.2.4 確定模糊評(píng)定矩陣
10名感官評(píng)價(jià)人員對(duì)12個(gè)不同配方的評(píng)定結(jié)果數(shù)據(jù)都分別除以品評(píng)總數(shù)10,得到12個(gè)模糊評(píng)定矩陣:
2.2.2.5 綜合隸屬度的計(jì)算
在評(píng)定結(jié)果計(jì)算中,需要避免取值結(jié)果帶來的實(shí)際誤差,需要引入一個(gè)向量集合——綜合隸屬度。已知苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料的各項(xiàng)指標(biāo)及權(quán)重,W=B×C=(w1,w2,w3,...,wn),苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料綜合感官評(píng)價(jià)W1=B×C1=(0.35,0.15,0.1,0.35,
w11=0.35×3/10+0.15×1/10+0.1×2/10+0.35×3/10+0.05×0=0.245;w12=0.43;w13=0.435;w14=0.0;w15=0.035。即:W1=(0.245,0.43,0.435;0.05;0.035);W2=(0.175,0.455,0.235,0.135,0);W3=(0.15,0.465,0.235,0.1,0.5);W4=(0.12,0.465,0.2,0.094,0.05);W5=(0.05,0.465,0.23,0.17,0.085);W6=(0.65,0.4,0.315,0.18,0.04);W7=(0.04,0.39,0.33,0.205,0.035);W8=(0.15,0.455,0.225,0.12,0.05);W9=(0.171,0.455,0.26,0.155,0.05);W10=(0.045,0.455,0.26,0.155,0.085);W11=(0.095,0.42,0.295,0.155,0.035);W12=(0.035,0.415,0.295,0.22,0.035)。
計(jì)算12個(gè)苦蕎茶紅棗復(fù)合茶飲料樣品的綜合評(píng)分,得W1=1×0.245+2×0.43+3×0.435+4×0.05+5×0.035=2.785,同理可得:W2=2.33;W3=4.685;W4=2.274;W5=2.775;W6=2.73;W7=2.805;W8=2.465;W9=2.731;W10=2.78;W11=2.615;W12=2.805。1號(hào)、2號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)(12號(hào))、8號(hào)、9號(hào)、10號(hào)和11號(hào)樣品評(píng)分在2~3之間,表明苦蕎茶紅棗汁復(fù)合茶飲料的品質(zhì)等級(jí)在好和一般之間,2號(hào)、4號(hào)和8號(hào)偏向好,其余偏向一般。12個(gè)正交試驗(yàn)配方的感官品質(zhì)從差到好分別為3號(hào)<7號(hào)(12號(hào))<1號(hào)<10號(hào)<5號(hào)<9號(hào)<6號(hào)<11號(hào)<8號(hào)<2號(hào)<4號(hào)。最優(yōu)配方為紅棗原汁30%、苦蕎茶汁75%、綿白糖8%、檸檬酸0.35%、羧甲基纖維素鈉0.6%,即為4號(hào)樣品配方。
對(duì)4號(hào)配方為標(biāo)準(zhǔn),重復(fù)3次試驗(yàn),所得的感官綜合評(píng)定結(jié)果分別為2.31,2.47和2.46分,評(píng)分比較穩(wěn)定,與正交試驗(yàn)最佳配方感官評(píng)分相近,表明苦蕎茶紅棗汁復(fù)合茶飲料正交試驗(yàn)所得的最佳配方可信度較高。
對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn),對(duì)所得單因素試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正交試驗(yàn)并且結(jié)合模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)定方法進(jìn)行綜合評(píng)定,最終得出苦蕎茶紅棗汁復(fù)合茶飲料的最佳配方:紅棗原汁30%、苦蕎茶汁75%、綿白糖8%、檸檬酸0.35%、羧甲基纖維素鈉0.6%。此時(shí)苦蕎茶紅棗汁復(fù)合茶飲料色澤及風(fēng)味最佳,穩(wěn)定性良好并且均勻無沉淀,具有明顯的苦蕎茶風(fēng)味,以及紅棗特有的滋氣味。