◎ 王 鍇，石慶東，張成毅，王福偉，楊琴琴，虞歡歡，古小露

（1.重慶第二師范學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，重慶 400067；2.重慶第二師范學(xué)院 脂質(zhì)資源利用及兒童日化品研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400067；3.重慶食品工業(yè)研究所有限公司，重慶 400010）

橄欖果渣是指橄欖果榨取橄欖油之后所剩余的固體廢料以及橄欖皮等部分，果渣中含有橄欖多酚、脂肪酸、纖維素等有益成分。在傳統(tǒng)工藝中，它們多被用于生產(chǎn)橄欖渣油。橄欖果渣油被廣泛用于制藥、化妝品、食品等領(lǐng)域。此外，橄欖果渣被用于制作飼料、肥料和木材等。近年來，越來越多的研究表明，橄欖果渣油還具有抗氧化、抗菌、降血糖、降血脂等多種保健功效[1]。因此，橄欖果渣的進(jìn)一步開發(fā)和利用已經(jīng)成為一個(gè)備受關(guān)注的研究領(lǐng)域。

在橄欖果渣的食品應(yīng)用方向，蘇瑤等[2]通過在米酒釀制過程中添加橄欖果渣制作了一種風(fēng)味獨(dú)特的橄欖果渣酒；古小露等[3]在傳統(tǒng)酥性餅干基礎(chǔ)上添加油橄欖果渣和果渣粉，豐富餅干營養(yǎng)成分，研發(fā)出一款口感層次豐富、酚類成分含量較高的酥性餅干。兩者都在一定程度上利用了橄欖果渣中含量豐富的多酚類物質(zhì)，減少了橄欖果渣的浪費(fèi)。但酒品有一定的局限性，受眾較小；餅干加工過程會(huì)導(dǎo)致一部分酚類物質(zhì)丟失，因此本文對(duì)橄欖果渣酒飲料發(fā)酵工藝進(jìn)行研究，以期研發(fā)出一種橄欖果渣酒飲料，促進(jìn)橄欖果渣的進(jìn)一步開發(fā)和利用。

發(fā)酵是指微生物在有氧或者無氧條件下的代謝過程。在橄欖果渣酒飲料的生產(chǎn)過程中，發(fā)酵可以產(chǎn)生酒精以及其他香氣物質(zhì)，因而發(fā)酵對(duì)于產(chǎn)品風(fēng)味和感官特性的影響極其深遠(yuǎn)。本實(shí)驗(yàn)主要探究發(fā)酵工藝對(duì)于橄欖果渣酒飲料的影響。通過查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，影響發(fā)酵的主要因素有發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、酵母添加量和初始糖度值[4-6]。本實(shí)驗(yàn)先進(jìn)行發(fā)酵工藝的單因素試驗(yàn)，研究發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、酵母添加量、初始糖度值等因素的最佳范圍[7]。再以感官評(píng)分為響應(yīng)值，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)，確定發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、酵母添加量、初始糖度值這些因素的最佳水平，獲得橄欖果渣酒飲料最佳的發(fā)酵工藝。

1 材料與設(shè)備

1.1 材料與試劑

油橄欖果渣，重慶江源油橄欖開發(fā)有限公司；白砂糖，超市購買；三氯蔗糖，安徽金禾實(shí)業(yè)有限公司；單寧酶，凱源生物科技有限公司；安琪果酒酵母，安琪酵母股份有限公司；葡萄糖，西王藥業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

C21RK2106 電磁爐，廣東美的生活電器制造有限公司；YH-M3000g 電子天平，五鑫衡器有限公司；WZB 85 恒溫培養(yǎng)箱，深圳市三莉科技有限公司；DHP-9032 折光儀上海儀，電光學(xué)儀器有限公司。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 油橄欖果渣飲料的基本配方

根據(jù)前期研究，油橄欖果渣發(fā)酵飲料主要成分配方為油橄欖果渣含量44%、白砂糖含量20%、單寧酶含量1%、三氯蔗糖酶含量0.04%、葡萄糖含量0.3%、飲用水34.66%。

2.2 油橄欖果渣飲料的生產(chǎn)工藝流程及操作要點(diǎn)

油橄欖果渣飲料的生產(chǎn)工藝流程如圖1 所示。

圖1 油橄欖果渣飲料的生產(chǎn)工藝流程圖

（1）預(yù)處理。油橄欖果渣經(jīng)挑選、脫核機(jī)脫核和打漿后，進(jìn)行巴氏消毒（70 ～80 ℃，10 min）；將消毒完畢的油橄欖新鮮果渣放進(jìn)冷凍干燥機(jī)中干燥后備用；將要使用的器具在高壓滅菌鍋中滅菌備用。

（2）脫澀。將干燥好的油橄欖果渣裝入燒杯中，按照1 ∶2 的比例加入飲用水。燒杯中加入混合液質(zhì)量0.10%的單寧酶和0.015%的三氯蔗糖，在水浴50 ℃條件下保持15 min，進(jìn)行脫澀處理。

（3）調(diào)整成分與酵母菌活化。向脫澀后的油橄欖混合液中加入白砂糖，用手持式糖度計(jì)測(cè)量糖度，直至糖度達(dá)到固定值。按照1 ∶1 的比例加入安琪果酒酵母和葡萄糖，加入適量的35 ℃的溫開水，攪勻，放置于35 ℃水浴中進(jìn)行活化，直至固體中有氣泡冒出。

（4）油橄欖果渣發(fā)酵。將制備的混合液、活化的酵母混合后，轉(zhuǎn)入潔凈且滅過菌的密封瓶中，混勻，蓋好密封瓶。在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵至7 d左右時(shí)溶液出現(xiàn)較多大氣泡，終止發(fā)酵。

（5）調(diào)配。用紗布先將油橄欖果渣過濾，得到澄清液體，再加入適量糖液，裝瓶。

2.3 油橄欖果渣飲料發(fā)酵工藝優(yōu)化

2.3.1 單因素試驗(yàn)

（1）發(fā)酵時(shí)間。根據(jù)2.1 的配方制備原料5 份，分別加入1.5 g 釀酒酵母，在25 ℃、初始糖度為30%的條件下進(jìn)行發(fā)酵。分別在3 d、4 d、5 d、6 d、7 d取樣進(jìn)行糖度測(cè)試，并進(jìn)行感官評(píng)分，從而確定最佳發(fā)酵時(shí)間的范圍。

（2）發(fā)酵溫度。根據(jù)2.1 的配方制備原料5 份，分別加入1.5 g 釀酒酵母，設(shè)置初始糖度為30%，在15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃下均發(fā)酵5 d。分別對(duì)不同溫度下的產(chǎn)品取樣進(jìn)行糖度測(cè)試，并進(jìn)行感官評(píng)分，確定飲料的發(fā)酵溫度范圍。

（3）酵母添加量。根據(jù)2.1 的配方制備原料5 份，分別加入0.5 g、1.0 g、1.5 g、2.0 g、2.5 g 釀酒酵母，設(shè)置發(fā)酵溫度為25 ℃，初始糖度為30%，發(fā)酵5 d。分別對(duì)不同酵母添加量的產(chǎn)品取樣進(jìn)行糖度測(cè)試，并進(jìn)行感官評(píng)分，確定酵母添加量范圍。

（4）初始糖度。根據(jù)2.1 的配方制備原料5 份，分別加入1.5 g 釀酒酵母，設(shè)置發(fā)酵溫度為25 ℃，分別設(shè)置初始糖度為25%、30%、35%、40%和45%，發(fā)酵5 d。分別對(duì)不同初始糖度下的產(chǎn)品取樣進(jìn)行感官評(píng)分，確定初始糖度范圍。

2.3.2 響應(yīng)面試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表

2.4 指標(biāo)測(cè)定

2.4.1 糖度測(cè)定

油橄欖果渣飲料中糖度的測(cè)量由手持糖度計(jì)確定。

2.4.2 產(chǎn)品的模糊感官評(píng)定

感官評(píng)定是食品開發(fā)中一種非常實(shí)用的方法，能對(duì)消費(fèi)者的實(shí)際感覺從多方面進(jìn)行直觀評(píng)價(jià)。但由于進(jìn)行評(píng)定的主體是人，評(píng)定結(jié)果非常容易受到感官品檢員的個(gè)人喜好和評(píng)定組成員組成的影響，所以本次實(shí)驗(yàn)引入模糊感官評(píng)定的方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)定。模糊感官評(píng)定在常見的食品感官評(píng)定中引入了模糊數(shù)學(xué)評(píng)判，通過模糊矩陣將評(píng)價(jià)結(jié)果量化，排除主觀性。本文選取10 位有感官評(píng)判經(jīng)驗(yàn)的食品專業(yè)人員，在感官評(píng)定室進(jìn)行感官評(píng)定。

（1）因素集的確定。由于《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵酒及其配制酒》（GB 2758 2012）對(duì)于產(chǎn)品的感官評(píng)定要求為“應(yīng)符合相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定”，但目前沒有橄欖果渣發(fā)酵酒飲料的國家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所以本文參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《橄欖制品》（NY/T 710 2003） 、國家標(biāo)準(zhǔn)《固體飲料》（GB/T 29602 2013），對(duì)產(chǎn)品的色澤、香氣、口味、風(fēng)格進(jìn)行評(píng)價(jià)，并據(jù)此設(shè)計(jì)表2。

表2 油橄欖果渣飲料模糊感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)表

因素集指的是影響被評(píng)判樣品質(zhì)量的指標(biāo)集，表示為U=(u1,u2, ,ui, ,um)，其中U為因素集，ui為第i個(gè)因素。對(duì)于油橄欖果渣酒飲料的感官評(píng)定，可以確定其中4 項(xiàng)指標(biāo)組成的因素集，U=(色澤u1，香氣u2，口味u3，風(fēng)格u4)。

寶璣先生一生共創(chuàng)作35枚陀飛輪時(shí)計(jì)，其中已知存留于世的不到10枚。西班牙波旁王朝唐·安東尼奧（Don Antonio）親王于1808年購入的No. 1188陀飛輪精準(zhǔn)計(jì)時(shí)懷表是品牌史上頂級(jí)時(shí)計(jì)杰作之一。這款懷表將自2018年6月26日起進(jìn)駐設(shè)立于寶璣蘇黎世精品店的寶璣博物館進(jìn)行展出。此外，寶璣還珍藏著另外兩枚極具歷史意義的陀飛輪懷表，分別為寶璣先生于1809年售出的No.1176以及于1812年售出的No.2567，其原始記錄一并貯存，記載下了每一步歷史創(chuàng)作的過程。

（2）評(píng)語集的確定。評(píng)語集指的是被評(píng)樣品所屬質(zhì)量級(jí)別的集合，以V=(v1,v2, ,vi, ,vm)表示。其中，V是評(píng)語集，vi指的是第i級(jí)評(píng)定語。通過探討，選擇橄欖果渣酒飲料的評(píng)語集為V=(優(yōu)v1,良v2,中v3，差v4)，各級(jí)評(píng)定語對(duì)應(yīng)的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

（3）權(quán)重集的確定。10 名感官評(píng)價(jià)員分別對(duì)橄欖果渣酒飲料的4 個(gè)因素（色澤、香氣、口味、風(fēng)格）的重要性進(jìn)行打分，總分為100 分，得分越高代表質(zhì)量因素越重要，所占權(quán)重越大，結(jié)果如表3 所示。最終確定了橄欖果渣酒飲料的色澤、香氣、口味、風(fēng)格權(quán)重分別為0.1、0.2、0.3、0.4。所以，橄欖果渣酒飲料的權(quán)重集X=(0.1,0.2,0.3,0.4)。

表3 權(quán)重集的確定表

（4）建立模糊矩陣。根據(jù)對(duì)各組樣品進(jìn)行的感官評(píng)判可以得到不同因素的評(píng)價(jià)結(jié)果，可以得到如Uj的模糊矩陣。其中，j=1,2,3,4,5,6,7,8,9，為樣品編號(hào)，每一行代表一個(gè)評(píng)價(jià)因素的評(píng)價(jià)結(jié)果。對(duì)每種橄欖果渣酒飲料樣品可得到矩陣，并進(jìn)行歸一化。依據(jù)模糊變換原理：Y=X·U，則對(duì)第j號(hào)樣品的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為Yj=X·Uj。

（5）模糊評(píng)價(jià)綜合得分。分別賦予優(yōu)秀、良好、中等和較差4 個(gè)等級(jí)得分為90 分、80 分、70 分和60 分。將2.4.6 中得到的Yj中的各個(gè)量乘以對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)再相加，便可以得到對(duì)應(yīng)樣品的感官得分。

3 結(jié)果與分析

3.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1.1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)油橄欖果渣飲料的影響

如圖2所示，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，糖度逐漸減小，3 ～6 d 下降明顯，但第6 天開始糖度下降趨勢(shì)平緩。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，酒精等代謝產(chǎn)物累計(jì)含量升高，導(dǎo)致酵母的生物活性受到抑制而降低，所以糖度降低開始放緩，在降低到一定程度后趨于平穩(wěn)。隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，感官評(píng)分先增大后減小，在5 d 時(shí)發(fā)酵的油橄欖果渣飲料口感舒適，透明度良好，符合油橄欖果渣飲料的基本要求，感官評(píng)分最高。

圖2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)油橄欖果渣飲料糖度和感官評(píng)分的影響圖

3.1.2 發(fā)酵溫度對(duì)油橄欖果渣飲料的影響

由圖3 可知，在初始糖度為30%的情況下，溫度對(duì)發(fā)酵起著重要的作用。從糖的消耗量上來看，15 ～20 ℃時(shí)，糖的消耗量隨著發(fā)酵溫度的升高出現(xiàn)降低的趨勢(shì)，在25 ℃時(shí)糖度最低，糖的消耗量最大。可能因?yàn)榇藭r(shí)酵母的活性最強(qiáng)，進(jìn)行大量的生理活動(dòng)，所以糖的消耗量最大。隨著發(fā)酵溫度的升高，感官評(píng)分也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，25 ℃時(shí)油橄欖果渣飲料所得感官評(píng)分最高，風(fēng)味最佳，無異味，具有特有的油橄欖風(fēng)味。由此可確定酵母的最佳發(fā)酵溫度范圍為20 ～30 ℃。

圖3 發(fā)酵溫度對(duì)油橄欖果渣飲料糖度和感官評(píng)分的影響圖

3.1.3 酵母添加量對(duì)糖度和感官品質(zhì)的影響

由圖4 可知，隨著酵母添加量的增加，發(fā)酵強(qiáng)度增大，糖度逐漸減小，可知酵母添加量對(duì)糖度影響較大，酵母添加量越多，代謝所需能量越多，消耗糖分越多。對(duì)于感官分析可知，酵母添加量為1.0 g 時(shí)，口感舒適，味道最佳，減少或者增加酵母含量都會(huì)導(dǎo)致口感降低。

圖4 酵母添加量對(duì)油橄欖果渣飲料糖度和感官評(píng)分的影響圖

3.1.4 初始糖度對(duì)油橄欖果渣飲料感官評(píng)分的影響

初始糖度為35%時(shí)，油橄欖果渣飲料口感協(xié)調(diào)柔和，初始糖度＞35%時(shí)，糖度過高，會(huì)影響酵母的發(fā)酵作用，致使油橄欖果渣飲料感官品質(zhì)下降。由圖5可知，初始糖度為35%時(shí)口味最佳。由此可知，初始糖度的最佳范圍在30%～40%。

圖5 初始糖度對(duì)油橄欖果渣飲料感官評(píng)分的影響圖

3.2 模糊評(píng)價(jià)

根據(jù)響應(yīng)面試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)組的產(chǎn)品的色澤、香氣、口味、風(fēng)格4 個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。以第1 組的感官評(píng)價(jià)結(jié)果為例，評(píng)定結(jié)果見表4。

表4 組合1 的評(píng)定結(jié)果表

由表4 可知，10 個(gè)人對(duì)組合1 的色澤評(píng)價(jià)結(jié)果：4 人認(rèn)為優(yōu)、4 人認(rèn)為良、2 人認(rèn)為中、0 人認(rèn)為差。對(duì)香氣的評(píng)價(jià)結(jié)果：3 人認(rèn)為優(yōu)、5 人認(rèn)為良、2 人認(rèn)為中、0 人認(rèn)為差。對(duì)口味的評(píng)價(jià)結(jié)果：4 人認(rèn)為優(yōu)、3 人認(rèn)為良、3 人認(rèn)為中、0 人認(rèn)為差。對(duì)風(fēng)格的評(píng)價(jià)結(jié)果：3 人認(rèn)為優(yōu)、4 人認(rèn)為良、3 人認(rèn)為中、0 人認(rèn)為差。因此可得V色澤=(0.4,0.4,0.2,0)，V香氣=(0.3,0.5,0.2,0)，V口味=(0.4,0.3,0.3,0)，V風(fēng)格=(0.3,0.4,0.3,0)，將以上4 個(gè)因素轉(zhuǎn)化為矩陣可得

根據(jù)模糊變換原理：Y=U·R，對(duì)組合j號(hào)樣品的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為Yj=X·Uj，因此1 號(hào)產(chǎn)品的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為

感官評(píng)分計(jì)算：Z1=0.36 90+0.39 80+0.25 70+0 60=81.1。

同理可得其余實(shí)驗(yàn)組合的感官得分，見表5。

表5 油橄欖果渣飲料配方優(yōu)化響應(yīng)面法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果表

3.3 發(fā)酵工藝響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析

在單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的基礎(chǔ)上，采用了Box-Behnken 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到回歸方程為

由表6 的回歸分析可知，回歸模型P＜0.01，極顯著，而失擬項(xiàng)P＞0.05，不顯著，說明該二次回歸模型顯著，油橄欖果渣飲料配方優(yōu)化試驗(yàn)的結(jié)果可以用該模型預(yù)測(cè)。由該方程的一次項(xiàng)系數(shù)可知，4 個(gè)因素對(duì)感官評(píng)分影響的順序是C＞A＞D＞B。

表6 響應(yīng)面法對(duì)配方優(yōu)化的ANVOA 分析表

圖6結(jié)果顯示，發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、酵母添加量、初始糖度之間的交互作用對(duì)橄欖渣飲料的感官評(píng)分都有一定的影響。在這4 個(gè)因素中，酵母添加量與初始糖度之間的相互作用對(duì)復(fù)合飲料的感官評(píng)分影響最大，先上升后下降。這主要是由于低劑量時(shí)，飲料的口感、色澤和風(fēng)格都隨著代謝產(chǎn)物的增加而提升，但超過最佳劑量時(shí)也會(huì)由于代謝產(chǎn)物的累積而變差。

圖6 油橄欖果渣飲料感官評(píng)分的響應(yīng)面和等高線圖

經(jīng)過軟件計(jì)算分析得出油橄欖果渣飲料的最佳配方和工藝為發(fā)酵時(shí)間5.198 7 d，發(fā)酵溫度25.17 ℃，酵母添加量1.259 g，初始糖度36.088%。在此配方下，制得的飲料感官評(píng)分為85.066 分。結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)數(shù)值進(jìn)行修約，并在發(fā)酵時(shí)間5 d、發(fā)酵溫度25 ℃、酵母添加量1.3 g、初始糖度36%發(fā)酵條件下進(jìn)行3 次驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，得該飲料的平均感官評(píng)分為86.82 分。

4 結(jié)論

本文采用模糊感官評(píng)價(jià)法替代傳統(tǒng)的感官評(píng)價(jià)方法，提高了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，使其結(jié)果更加客觀可靠。采用響應(yīng)面法結(jié)合模糊感官評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)橄欖渣飲料的配方進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳配方為發(fā)酵時(shí)間 5 d、發(fā)酵溫度25 ℃、酵母添加量1.3 g、初始糖度36%，此配方下制得的油橄欖果渣飲料感官評(píng)分為86.82 分，其具有油橄欖果渣獨(dú)有的淡黃色，外觀透明發(fā)亮，酒香偏淡，口感豐富味道協(xié)調(diào)，風(fēng)格良好。