詹敏敏，楊小雙，王玉牛，劉付金生，陳嘉琪，曹庸，宋明月*

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東省功能食品活性物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510642）（2.廣州市領(lǐng)航食品有限公司，廣東廣州 510000）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和人民水平的提高，奶茶逐漸成為一種被大眾喜愛(ài)和廣泛消費(fèi)的茶乳復(fù)配的飲料，主要成分包括茶葉、植脂末、糖等[1]。奶茶作為一種茶乳復(fù)配的飲料，在保證一定的甜度和醇香味的基礎(chǔ)上，順滑口感是消費(fèi)者最關(guān)注的性質(zhì)，此外，也注重奶茶的品質(zhì)。目前關(guān)于奶茶品質(zhì)和感官特性的物理化學(xué)研究報(bào)道比較少，Liu 等[2]利用可見(jiàn)光和近紅外光譜技術(shù)結(jié)合反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和最小二乘支持向量機(jī)，研究得到快速鑒別速溶奶茶及其糖添加量的方法。柳新榮等[3]選用4種市面上典型的粉末油脂來(lái)制備奶茶，采用Turbiscan 分析儀測(cè)定奶茶的穩(wěn)定性，同時(shí)結(jié)合感官評(píng)定選出組織狀態(tài)最佳和口感順滑的奶茶配方。

目前，系統(tǒng)地對(duì)奶茶品質(zhì)的影響因素的研究較少，也缺乏對(duì)奶茶的流變特性和順滑口感的研究。此外，目前的研究對(duì)奶茶口感的評(píng)價(jià)普遍采用綜合評(píng)價(jià)檢驗(yàn)法，由于品評(píng)者的主觀因素和缺乏統(tǒng)一適用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這將導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀真實(shí)性受到較大的干擾[4]。因此建立一個(gè)基于奶茶體系物理化學(xué)指標(biāo)和數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)模型是目前需要解決的難題。

食品流變學(xué)和口腔軟摩擦學(xué)是研究固體、流體和半流體食品質(zhì)構(gòu)特性的重要方法[5,6]。人們?cè)诰捉肋^(guò)程的不同階段所感知到的各種感官結(jié)構(gòu)屬性包括硬度、粘性、粗糙性、滑膩性等，都可以用特有的測(cè)量技術(shù)對(duì)特定的物理參數(shù)進(jìn)行表征[7]，然而，這些物理指標(biāo)并不能直接表征食品的奶油感、順滑感和粘滯感，這也是傳統(tǒng)流變學(xué)的局限性所在。因此，本研究在傳統(tǒng)流變儀的基礎(chǔ)上加裝球三板裝置，模擬人的口腔運(yùn)動(dòng)，即模擬舌頭與上顎的摩擦和擠壓動(dòng)作（向上/向下和水平移動(dòng)），以平均摩擦系數(shù)系數(shù)和Stribeck 曲線來(lái)表征奶茶樣品的口感順滑度[6]。Xu 等[8]通過(guò)摩擦學(xué)試驗(yàn)、氣相色譜-質(zhì)譜法和感官評(píng)價(jià)研究了中國(guó)黃酒（Chinese Rice Wine，CRW）在不同加熱溫度下的飲用口感和潤(rùn)滑特性，并建立摩擦學(xué)模型快速評(píng)估CRW的飲用口感。Nguyen 等[9]利用口腔軟摩擦學(xué)探討了不同含脂量巴氏殺菌奶的潤(rùn)滑性能，同時(shí)結(jié)合感官評(píng)價(jià)結(jié)果，尋找到一種兼顧口感和健康的攪拌型酸奶的脂肪替代物[10]。

因此，本研究將對(duì)不同配方的奶茶樣品進(jìn)行品質(zhì)和順滑口感的鑒定。通過(guò)研究不同植脂末、冰塊和糖的添加量對(duì)奶茶的品質(zhì)、流變特性、口腔軟摩擦的影響；同時(shí)結(jié)合感官評(píng)定結(jié)果，通過(guò)數(shù)值參數(shù)描述摩擦行為，構(gòu)建一種奶茶口腔軟摩擦學(xué)模型，并建立奶茶口感順滑度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。這可以為復(fù)雜口腔環(huán)境和流體食物在潤(rùn)滑情況下的感官特征的研究，以及食品的開(kāi)發(fā)提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

植脂末，無(wú)錫市超科食品有限公司；大葉種紅碎茶（紅茶），福建省雨之潤(rùn)茶葉有限公司；白砂糖糖漿，中糧融氏生物科技有限公司；純凈水，廣州屈臣氏食品飲料有限公司。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

Mastersizer 300 激光粒度儀，上海市思百吉儀器系統(tǒng)有限公司；Typ006-1659 流變儀，江蘇米立特科學(xué)儀器有限公司；603-034 球三板配件，江蘇米立特科學(xué)儀器有限公司；HZB-20/30F 制冰機(jī)，惠康國(guó)際工業(yè)有限公司；DDQ-B01K1 攪拌器，佛山市小熊電器股份有限公司；YP30KN 電子天平，上海市十硯儀器設(shè)備有限公司。

1.2 奶茶制作流程和配方

以茶葉:沸水=1:30（m/m）比例，浸泡8.00 min 后過(guò)濾。濾液冷卻至70.00 ℃時(shí)，分別與不同梯度植脂末、冰塊和糖漿添加量混合，經(jīng)小熊牌攪拌機(jī)1 檔轉(zhuǎn)速（1 300.00 r/min）攪拌2.00 min 后，加入特定白砂糖糖漿，又由小熊牌攪拌機(jī)1 檔攪拌30.00 s 后添加一定可食用冰塊，手動(dòng)攪拌30.00 s 及手搖10.00 s 后迅速取樣。

表1 奶茶的配方Table 1 Formula for milk tea

1.3 粒徑分布

不同配方的奶茶樣品的粒徑分布均采用激光粒度儀進(jìn)行測(cè)量，并設(shè)置具體參數(shù)如下：選擇球形模型，顆粒折射率為8.5%，分散劑為水，分散相的折射率為1.30，分析軟件為配套軟件，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)量3 次并取均值。數(shù)據(jù)結(jié)果用D[3,2]表示，D[3,2]是表面積力矩平均值，指與實(shí)際顆粒群有相同比表面的等效球體的平均直徑，具體數(shù)據(jù)分析如1.8 所示。

1.4 微觀結(jié)構(gòu)

基于奶茶的粒徑及粒徑分布結(jié)果，進(jìn)一步通過(guò)熒光顯微鏡來(lái)觀察不同植脂末添加量的樣品的微觀結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)不同配比奶茶顆粒中的脂質(zhì)進(jìn)行染色，隨后使用熒光顯微鏡來(lái)觀察。在測(cè)試之前，取適量的奶茶樣品與0.13 mg/mL 尼羅紅乙醇染液混合均勻以確保染色完全。取少量混合樣液于載玻片上，蓋上蓋玻片后要避免氣泡的產(chǎn)生；隨后置于熒光顯微鏡測(cè)量盤中心，使用10 倍目鏡和10～40 倍油浸物鏡進(jìn)行觀察。其中，激光波長(zhǎng)取543.00 nm，發(fā)射波長(zhǎng)取605.00 nm[11]。

1.5 流變學(xué)

使用Typ 006-1659 流變儀和CC25DN/Ti 轉(zhuǎn)子來(lái)測(cè)定不同植脂末添加量的奶茶樣品和純水的流變特性，保持轉(zhuǎn)子與平行板的樣品間隙為1.00 mm。在測(cè)量前將樣品在37.00 ℃下平衡1 h。在每次測(cè)試開(kāi)始時(shí)，樣品在測(cè)量間隙處的平行板之間在37.00 ℃下再次平衡60 s。取15.00 mL奶茶樣品加到同心圓筒內(nèi)，溫度為37.00 ℃，在剪切速率從0.10增加到1 000.00 s-1時(shí)進(jìn)行測(cè)量樣品，記錄粘度隨剪切速率的變化規(guī)律，每個(gè)樣品重復(fù)進(jìn)行三次測(cè)量，數(shù)據(jù)分析如1.8 所示。

1.6 感官品評(píng)方法的建立和實(shí)施

課題組招募了由12 名評(píng)估者組成的感官評(píng)價(jià)小組，在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的功能食品活性物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)待測(cè)奶茶樣品進(jìn)行了感官評(píng)價(jià)。所有評(píng)估者都已在納入感官評(píng)價(jià)小組之前進(jìn)行了感官敏銳度的篩選，并在食物的感官評(píng)價(jià)中具備一定的經(jīng)驗(yàn)。

12 名評(píng)價(jià)小組成員對(duì)不同參數(shù)奶茶按口感順滑特征逐一進(jìn)行評(píng)價(jià)。按照GB/T 10220-2012 的規(guī)定，在測(cè)評(píng)前一天，所有感官品評(píng)員不能吸煙和飲酒；在感官評(píng)定前不吃刺激性食物，兩個(gè)樣品評(píng)定前后要用凈水漱口，并且間隔10.00 min。具體感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考NY 82.2-1988、GB 10221.4-2012和T/FJCFA 0002-2021，經(jīng)修改得到奶茶口感順滑度感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（表2)。其中，入口協(xié)調(diào)（順滑，有奶油感，無(wú)澀味，無(wú)顆粒感，同時(shí)具備濃郁的奶茶香味）和口感寡淡（基本無(wú)顆粒感，但奶茶香味淡，口感似茶水）都是對(duì)奶茶口感順滑度的預(yù)期感官評(píng)價(jià)指標(biāo)。

表2 奶茶口感順滑度感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和參考Table 2 Sensory evaluation criteria and reference for milk tea smoothness

由于本研究對(duì)象為奶茶飲品，其在口腔中的滯留時(shí)間通常很短，因此感官品評(píng)員必須迅速評(píng)估其順滑度。然而感官評(píng)價(jià)是綜合性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，通常包括香氣、味道、三叉神經(jīng)和口感以及產(chǎn)品的后調(diào)的感覺(jué)[12]。因此為了明晰奶茶感官感受的舌面區(qū)間，本研究的感官實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)步驟為：避開(kāi)舌尖飲入10.00 mL 奶茶樣品的同時(shí)使奶茶充滿整個(gè)口腔。這樣做的目的是：由于舌尖的味蕾對(duì)甜味最敏感[13]，并以9.00%的白砂糖漿水溶液為甜度標(biāo)準(zhǔn)，降低甜味的對(duì)品評(píng)員的主觀影響；飲入10.00 mL 奶茶樣品是為了使奶茶充滿口腔，還原消費(fèi)者日常飲用奶茶時(shí)的真實(shí)情況。感官評(píng)價(jià)員需要嚴(yán)格執(zhí)行上述要求，并迅速做出正確的判斷。

1.7 口腔摩擦學(xué)

基于現(xiàn)有研究[14,15]，采用Typ 006-1659 流變儀和603-0347 球三板配件模擬口腔軟摩擦來(lái)測(cè)定奶茶樣品在37.00 ℃的潤(rùn)滑特性，加樣至配件2/3 高度處。相關(guān)研究表明，載荷范圍從1.00 到8.00 N 均為低負(fù)載量。在本研究中，球三板配置中加入1.50mL奶茶樣品，模擬口腔應(yīng)力約為1.00N[1]。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)證明，使用法向應(yīng)力2 N 和3 N 與1 N 相比，法向力的變化并不能顯著影響摩擦力變化，而只是會(huì)降低邊界潤(rùn)滑區(qū)的平均速度[9]。因此，為更好地模擬口腔的剪切行為和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，選擇1 N 的法向應(yīng)力?；瑒?dòng)速度從0.10～300.00 mm/s逐漸提高，每次測(cè)定時(shí)間為6.00 min。球三板配件用去離子水清洗，然后用體積分?jǐn)?shù)為75.00%的乙醇沖洗，并用紙巾干燥。在添加下一個(gè)樣品之前，重復(fù)清洗操作。獲得每個(gè)樣品的剪切速率（mm/s）與摩擦系數(shù)。三次重復(fù)測(cè)定，取其平均值，數(shù)據(jù)分析如1.8 所示。

1.8 數(shù)據(jù)分析

研究的結(jié)果用均值±標(biāo)準(zhǔn)差誤表示。數(shù)據(jù)的分析和處理是通過(guò)使用Origin 2022 和SPSS 21.0 軟件來(lái)進(jìn)行的，并通過(guò)單因素分析和t檢驗(yàn)方式實(shí)現(xiàn)了區(qū)域間的標(biāo)準(zhǔn)差異研究，用不同小寫字母表示結(jié)果顯著不同P＜0.05；同時(shí)，對(duì)摩擦學(xué)數(shù)據(jù)與感官評(píng)價(jià)得分進(jìn)行相關(guān)性分析，最后回歸分析，并建立奶茶順滑口感預(yù)測(cè)模型和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 粒徑分布

如圖1 所示，不同配方的奶茶的粒徑分布不同，值得注意的是，所有樣品的粒徑分布均出現(xiàn)兩個(gè)峰，在0.10～1.00 μm 處有個(gè)較大的峰，在1.00～10.00 μm處有個(gè)額外的峰。第一個(gè)峰（左）對(duì)應(yīng)于游離酪蛋白膠束，第二個(gè)峰對(duì)應(yīng)于脂肪階段[9]。這與鄭田要等[16]測(cè)量奶茶的粒徑分布圖結(jié)果一致。其中，植脂末的添加量對(duì)粒徑的影響比較大，而糖的添加量對(duì)粒徑影響不明顯，平均粒徑D[3,2]在0.68～0.71 μm 之間。柳新榮等[3]研究結(jié)果也表明市售不同典型的專用植脂粉末對(duì)奶茶的粒徑大小及粒徑分布有影響。隨著植脂末的添加量的增加，粒徑分布在0.10～1.00 μm 處的峰占比逐漸增大，而在1.00～10.00 μm 處的峰占比變小，平均粒徑逐漸減小，說(shuō)明植脂末的添加量越高，體系更穩(wěn)定。當(dāng)植脂末添加量為60.00 g 時(shí)，平均粒徑為0.66 μm。

圖1 不同配方奶茶的粒徑分布Fig.1 Particle size distribution of different formulations of milk tea

2.2 微觀結(jié)構(gòu)

乳狀液的粒徑分布在一定程度上反應(yīng)溶液的顆粒分布情況，并且結(jié)合2.1 結(jié)果可知，植脂末添加量是影響奶茶顆粒大小的主要因素，因此，我們重點(diǎn)關(guān)注不同植脂末添加量的奶茶樣品的微觀結(jié)構(gòu)。利用尼羅紅乙醇染液更進(jìn)一步對(duì)不同植脂末添加量的奶茶中的脂質(zhì)進(jìn)行染色，通過(guò)使用激光共聚焦顯微鏡來(lái)觀察和分析奶茶顆粒的微觀結(jié)構(gòu)如圖2 所示。圖2(A1)箭頭所示，奶茶A1 的乳狀液中脂肪顆粒直徑較大，可能是由于系統(tǒng)乳化程度不足，導(dǎo)致小顆粒聚集而成。A2～A5 的樣品中脂肪顆粒分散均勻，并且，隨著植脂末添加量的增多，脂肪顆粒逐漸變小。奶茶配方中的植脂末的成分包含酪蛋白酸鈉，它是一種安全的食品添加劑。酪蛋白酸鈉分子具有乳化性，這是由于其分子上同時(shí)含有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)[17]。酪蛋白酸鈉能降低植脂末中含有的油-茶水界面的張力，從而形成穩(wěn)定的乳狀液。結(jié)合圖1 分析，隨著植脂末的含量增加，酪蛋白酸鈉的含量逐漸增大，乳化性逐漸變強(qiáng)，奶茶的乳狀液顆粒逐漸變小。這種變化是由于添加劑在均質(zhì)過(guò)程中迅速包裹小脂肪滴表面，防止聚集，從而減小了脂肪球的大小[18]。該結(jié)果與Liao等[18]發(fā)現(xiàn)不同類型的乳化劑以及乳化劑的使用量對(duì)嬰幼兒配方奶粉的體系粒徑大小及穩(wěn)定性均有影響一致。

圖2 不同植脂末添加量的奶茶的微觀結(jié)構(gòu)Fig.2 Microstructure of milk tea with different non-dairy powder additions

2.3 流變特性

圖3 為不同植脂末添加量對(duì)奶茶粘度的影響。不同配方奶茶樣品的剪切速率逐漸變大，粘度先快速減小后保持不變，表現(xiàn)出高粘度和顯著的偽塑性流體剪切減薄特性[9]。然而，在剪切速率大于100 s-1時(shí)，這些樣品的粘度分布幾乎重疊，這可能是剪切速率越大時(shí)，定向作用越強(qiáng)，大分子間的相互作用越弱[19,20]，因此，植脂末添加量對(duì)溶液表觀粘度的影響減弱。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在所用剪切速率范圍（0.1～1 000 s-1）內(nèi)，奶茶的粘度隨植脂末含量的增加而增大，當(dāng)植脂末的添加量低于30.00 g 時(shí)，奶茶的粘度隨植脂末添加量增加的幅度較?。划?dāng)植脂末的添加量高于30.00 g時(shí)，奶茶的粘度隨植脂末添加量增加的幅度較大；并且，不同植脂末添加量的奶茶粘度均比純水的高。剪切速率為50.00 s-1時(shí)的粘度已被認(rèn)為與從牛頓流體到油溶液的各種食品的厚度、粘性和滯留性有良好的相關(guān)性[10]。G50 是在50.00 s-1的剪切速率下的粘度值。實(shí)驗(yàn)中不同奶茶G50的表觀粘度值為1.00～3.00 mPa·s，與以往報(bào)道牛奶樣品的值在同一數(shù)量級(jí)，Nguyen 等[9]研究結(jié)果表明脂肪含量為0.1%～4.9%的商業(yè)巴氏奶的粘度在G50 處的值在1～5 mPa·s 范圍內(nèi)，并且脂肪含量越低，G50 越接近1 mPa·s；Fava 等[21]使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)得新鮮牛奶、冷藏牛奶和冷凍牛奶的粘度為2.64、3.30、2.65 mPa·s。因此，可以得出結(jié)論，隨著植脂末的添加量的增加，奶茶的粘度逐漸增高，這是由于奶茶中的固體顆粒增加（植脂末中含有的酪蛋白酸鈉和黃原膠），含水量減少，導(dǎo)致酪蛋白膠束之間的相互作用增加，并減少了它們之間的間隙[21]。Nguyen 等[10]研究表明黃原膠在非常低的濃度下顯著增加了酸奶的粘度。酪蛋白酸鈉具有增稠性，而負(fù)電荷黃原膠與酪蛋白膠束的正電荷表面相互作用以形成高度結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)，其有助于樣品粘度和凝膠強(qiáng)度的增加[10]。

圖3 奶茶樣品中植脂末添加量不同對(duì)應(yīng)的剪切速率對(duì)粘度的影響Fig.3 Effect of shear rate on viscosity for different non-dairy powder additions to milk tea samples

2.4 感官特征

基于前期對(duì)奶茶粒徑和粘度實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大植脂末的添加量以及增大冰塊添加量的變化范圍對(duì)奶茶順滑口感進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，以期提高樣品的差異性。分別對(duì)12 位感官評(píng)價(jià)員就不同奶茶樣品給出的判定分?jǐn)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果如表3 和圖4 所示，各組中對(duì)奶茶口感順滑度評(píng)分最高的組別分別是植脂末添加量50.00 g、冰添加量200.00 g 和糖漿添加量9.00%，得分分別為15.92、17.25 和16.92。根據(jù)感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，感官評(píng)價(jià)員一致認(rèn)為植脂末組和冰組中奶茶口感順滑度組內(nèi)差異較大，糖漿組中組內(nèi)順滑度差別不大，其中影響糖漿組感官評(píng)價(jià)結(jié)果的主要因素是甜度。其中，有5 款（30.00～60.00 g）奶茶口感均較為順滑，無(wú)明顯滯留感，是比較理想的奶茶產(chǎn)品。而感官評(píng)分最低的是植脂末添加量為100.00 g 的奶茶，只有9.17 分，口感厚重且滯留感強(qiáng)，口感順滑度差，不是理想的奶茶產(chǎn)品。因此，口感順滑度較為理想的奶茶配方分別為植脂末添加量為50.00 g，冰塊添加量為200.00 g 和糖漿漿添加量為9.00%（m/m）的奶茶樣品。

圖4 不同配方奶茶順滑口感感官評(píng)價(jià)得分Fig.4 Sensory evaluation scores of different formulations of milk tea with smooth texture

表3 奶茶口感順滑度得分Table 3 Milk tea smoothness score

2.5 口腔軟摩擦學(xué)

為更清晰地觀察奶茶口腔軟摩擦學(xué)行為，并建立奶茶順滑度預(yù)測(cè)模型，在前期粒徑和粘度實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上新增植脂末5.00 g 和植脂末100.00 g 配方的奶茶樣品進(jìn)行摩擦學(xué)行為探究。7 種配方奶茶樣品的Stribeck曲線如圖5a 所示，摩擦系數(shù)隨剪切速率的持續(xù)增加，呈現(xiàn)先保持基本不變后減小再增大的趨勢(shì)，滿足典型的Stribeck 曲線基本特征。加入不同植脂末含量的奶茶的Stribeck 曲線總趨勢(shì)與Nguyen 等[9,10]研究的乳制品順滑特性曲線一致。不同植脂末配方奶茶的Stribeck曲線差異明顯，結(jié)合2.4 感官評(píng)價(jià)結(jié)果，我們推測(cè)該因素影響下的奶茶Stribeck 曲線與其口感順滑度有重要的關(guān)聯(lián)性。因此，我們推測(cè)植脂末的加樣量與奶茶口感順滑的主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)密切相關(guān)，是建立基于口腔摩擦學(xué)的奶茶順滑特性的模型的不可或缺因素。

圖5 不同配方奶茶樣品的Stribeck 曲線Fig.5 Stribeck curves of milk tea samples with different formulations

圖5b 為奶茶樣品中不同加冰量的Stribeck 曲線。冰添加量5.00 g 奶茶與另外兩種不同配方奶茶的曲線呈現(xiàn)明顯的差異，且結(jié)合2.4 感官評(píng)價(jià)結(jié)果，初步斷定加冰量是影響奶茶順滑特性的另一關(guān)鍵指標(biāo)。因此，冰添加量將作為建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的另一重要參考因素。

圖5c 為奶茶樣品中不同加糖量的Stribeck 曲線，曲線均呈現(xiàn)：隨著剪切速率的增加，摩擦系數(shù)先保持基本不變?cè)傺杆贉p小，主要經(jīng)歷了邊界潤(rùn)滑和混合潤(rùn)滑。5 條曲線基本重合，無(wú)明顯規(guī)律。這是因?yàn)樘菨{沒(méi)有改變奶茶的潤(rùn)滑特性[22-24]，結(jié)合2.1 粒徑分布結(jié)果分析，奶茶中不同的加糖量不影響樣品中顆粒的形成及穩(wěn)定，同時(shí)，對(duì)樣品初入口腔時(shí)潤(rùn)滑膜的產(chǎn)生沒(méi)有增強(qiáng)或削弱的效果。依據(jù)2.4 感官特征結(jié)果分析，加糖量對(duì)奶茶順滑口感的影響不大。但是，其評(píng)分結(jié)果的差異是由于品評(píng)員的主觀色彩引起的，究其原因是不同人對(duì)甜度的偏好程度不同，從而對(duì)結(jié)果造成一定的影響[25]。

經(jīng)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，成功建立了一套基于口腔軟摩擦學(xué)的奶茶口感順滑度預(yù)測(cè)模型。如圖6 模型圖，該Stribeck 曲線描述了摩擦系數(shù)均值[log(μ)]隨剪切速率[log(vR)]變化的總體趨勢(shì)。模擬人的口腔運(yùn)動(dòng)，用虛線把奶茶樣品在口腔中的軟摩擦行為分成三個(gè)階段。從左往右的順序定義為邊界潤(rùn)滑區(qū)（區(qū)域Ⅰ），混合潤(rùn)滑區(qū)（區(qū)域Ⅱ）和流體動(dòng)力潤(rùn)滑區(qū)（區(qū)域Ⅲ）。

圖6 模型圖Fig.6 Model pictures

前人的研究表明，混合潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑最能體現(xiàn)食物的順滑度、澀味感等口感性質(zhì)，且多以平均摩擦系數(shù)作為唯一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)描述食品的順滑口感[26,27]。奶茶作為一個(gè)復(fù)雜體系，不僅要分析其平均摩擦系數(shù)，還要綜合邊界潤(rùn)滑的速度區(qū)間、進(jìn)入混合潤(rùn)滑區(qū)的剪切速率、混合潤(rùn)滑區(qū)的速度區(qū)間、摩擦系數(shù)最低點(diǎn)、混合潤(rùn)滑區(qū)擬合斜率等對(duì)奶茶口感順滑度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

為進(jìn)一步量化Stribeck曲線，本研究根據(jù)曲線特征和感官評(píng)價(jià)邏輯篩選出兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)[28]，分別為區(qū)域Ⅱ的擬合斜率K2以及區(qū)域Ⅱ與區(qū)域Ⅲ之間轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的剪切速率vR2。因此，區(qū)域Ⅰ：奶茶開(kāi)始進(jìn)入接觸區(qū)，從而逐漸增加摩擦。接觸面之間形成薄薄的潤(rùn)滑膜，使摩擦增加到其最大值（過(guò)渡點(diǎn)T1)。摩擦力不再像傳統(tǒng)的斯特里貝克曲線那樣是一個(gè)恒定值，而是隨速度線性增加[9]。此過(guò)程中摩擦系數(shù)的變化趨勢(shì)主要受植脂末中氫化椰子油、黃原膠等原料的成膜促進(jìn)作用的影響[29,30]。區(qū)域Ⅱ：潤(rùn)滑膜進(jìn)一步發(fā)展，厚度增加，可以部分分離表面，減少摩擦。摩擦的減少受促進(jìn)流體夾帶的樣品粘度的控制，這與常規(guī)斯特貝克曲線中的混合狀態(tài)相同，該區(qū)域是評(píng)判奶茶口感順滑的樞紐[9]。因此，K2是曲線在區(qū)域Ⅱ的拐點(diǎn)T2[log(vR2),log(μ2)]處的斜率，是評(píng)價(jià)奶茶順滑特性的重中之重。區(qū)域Ⅲ：為T2[log(vR2),log(μ2)]后的曲線范圍，該該區(qū)域內(nèi)流體的行為不僅僅受奶茶的粘度影響，還取決于樣品的穩(wěn)定性，對(duì)順滑口感無(wú)明顯影響作用[10,23]。一方面，假設(shè)隨著log(vR2)值的繼續(xù)增加，log(μ2)下降后出現(xiàn)回升，說(shuō)明較厚的水動(dòng)力膜使舌頭和上顎兩表面間實(shí)現(xiàn)完全分離[27]，即與傳統(tǒng)的斯特里貝克曲線中的流體動(dòng)力狀態(tài)相同。另一方面，假設(shè)隨著log(vR2)值的繼續(xù)增加，log(μ2)持續(xù)下降至更小或降至零，說(shuō)明此款奶茶如果流體結(jié)構(gòu)在高速時(shí)破裂，摩擦可能會(huì)隨著速度進(jìn)一步減少[10]，無(wú)法再對(duì)奶茶樣品進(jìn)行口感順滑度評(píng)價(jià)。

綜上，對(duì)奶茶中不同植脂末和冰的加樣量的Stribeck 曲線的K2 值和vR2 值進(jìn)行了計(jì)算和分析，結(jié)果如表4 和圖5 所示。依據(jù)此模型，應(yīng)用口腔軟摩擦學(xué)分析，構(gòu)建一種奶茶口腔軟摩擦學(xué)模型，并建立奶茶口感順滑度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

表4 不同配方奶茶Stribeck 曲線K2 值Table 4 K2 values of Stribeck curves for different formulations of milk tea

圖7a和表4是奶茶中不同植脂末增添量在區(qū)域Ⅱ中的K 值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同奶茶的K2 值均為負(fù)值，并且，摩擦系數(shù)與剪切速率呈負(fù)相關(guān)。其中，順滑口感最佳的由 50.00 g 植脂末制成的奶茶K2(50.00 g)=-0.12。但100.00 g 植脂末奶茶的擬合斜率K2(100.00 g)=-0.28，小于-0.23，約為K2(50.00 g)的2 倍。根據(jù)2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果，100.00 g 植脂末制成的奶茶口感順滑度差口感粘稠，有極強(qiáng)的滯留感，流動(dòng)感極弱。另外，5.00 g 和20.00 g 植脂末制成的奶茶樣品口感寡淡，無(wú)明顯順滑口感，其曲線的明顯特征vR2＜40.00 mm/s；而4 款奶茶（植脂末含量30.00 g、40.00 g、50.00 g、60.00 g）入口協(xié)調(diào)，口感柔和順滑，無(wú)明顯滯留感，曲線特征為 K2 ＞-0.23，且vR2＜40.00 mm/s。因此，植脂末添加量的不同會(huì)引起感官評(píng)定的差異，即會(huì)影響奶茶在口腔中的順滑口感的不同，究其原因，可能是不同植脂末添加量導(dǎo)致奶茶在口腔過(guò)程中形成的潤(rùn)滑膜薄厚存在差異。尤其是高添加量植脂末的奶茶，其在口腔中形成的潤(rùn)滑膜更厚，更難被破壞，同時(shí)以其較高的粘度促使奶茶在口腔內(nèi)的殘留，滯留時(shí)間加長(zhǎng)而導(dǎo)致較低的感官評(píng)價(jià)結(jié)果。此外，植脂末的成分主要含有氫化椰子油、乳清粉和酪蛋白酸鈉（Sodium Caseinate，NaCas）等，故不同植脂末的添加量的奶茶樣品中脂肪含量不同、含量不同。在邊界潤(rùn)滑區(qū)，奶茶樣品開(kāi)始進(jìn)入接觸區(qū)，逐漸增加摩擦。接觸面之間形成薄薄的潤(rùn)滑膜，使摩擦增加到其最大T1?，F(xiàn)有研究表明，隨著脂肪水平的增加，樣品在邊界潤(rùn)滑區(qū)T1 越低[9]；而Pang 等[30]發(fā)現(xiàn)NaCas 添加量對(duì)豆乳摩擦學(xué)有影響，其中，隨著NaCas 添加量的增加，樣品在邊界潤(rùn)滑區(qū)T1 越高。在實(shí)驗(yàn)中隨著植脂末添加量的增加，奶茶樣品在邊界潤(rùn)滑區(qū)T1 先增大后減小再增大，在添加量為30.00 g 時(shí)T1 最小，這可能是由脂肪與NaCas 共同作用的結(jié)果。在混合潤(rùn)滑區(qū)內(nèi)，潤(rùn)滑膜進(jìn)一步發(fā)展，厚度增加，可部分分離表面，減少摩擦。摩擦的減少受奶茶的粘度以及形成的潤(rùn)滑膜的影響。植脂末添加量為30.00 g的奶茶的K2 值最大，說(shuō)明該奶茶樣品在在混合潤(rùn)滑區(qū)的變化程度大，這可能與其粘度和潤(rùn)滑膜的薄厚有關(guān)。此外，王亮[26]的研究表明牛奶蛋白在0～6.00 g/100 mL 的含量下起始摩擦系數(shù)先增大后減小再增大，并且適量的牛奶蛋白顆粒能夠在邊界潤(rùn)滑區(qū)起滾珠軸承的作用，進(jìn)而降低流體食品的摩擦系數(shù)。植脂末中的乳清粉和NaCas等蛋白顆粒對(duì)流體食品的潤(rùn)滑機(jī)制與牛奶蛋白類似，在植脂末添加量為30.00 g時(shí)起始摩擦系數(shù)最低，此后，由于植脂末含量的增加導(dǎo)致樣品顆粒聚集，粒徑逐漸增大以致不能適應(yīng)摩擦表面，導(dǎo)致摩擦系數(shù)上升。

圖7 不同配方奶茶樣品的混合潤(rùn)滑區(qū)K Fig.7 Mixing lubrication zone of milk tea samples of different formulations K

圖7b和表4是奶茶中不同加冰量在區(qū)域Ⅱ中的K值。由2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，50.00 g 和200.00 g 加冰量的奶茶口感順滑評(píng)分較高，曲線特征為K2＞-0.23，vR2＜40.00 mm/s，與上述不同植脂末增添量的奶茶口感順滑的曲線特性一致。品評(píng)員對(duì)于5.00 g 加冰量的奶茶評(píng)分最低，表現(xiàn)為奶茶口感濃厚，口感順滑最差，該曲線其一明顯特征vR2＜40.00 mm/s，不符合上述不同植脂末增添量的奶茶口感順滑的曲線特征，且K2＞-0.05，是K2（50.00 g）的1/5 倍。此款奶茶在口腔運(yùn)動(dòng)過(guò)程中潤(rùn)滑膜的形成受阻，摩擦系數(shù)在混合區(qū)內(nèi)始終較高數(shù)值上波動(dòng)，感官表現(xiàn)為厚重粘滯的口感。厚重粘滯的口感是由于較高的溫度而導(dǎo)致乳化效果不佳，液體存在較大粒徑致使其摩擦系數(shù)增加，進(jìn)而影響其順滑口感[26]。

因此，基于上述分析，構(gòu)建了基于口腔軟摩擦學(xué)的奶茶口感順滑度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，具體如下：以Stribeck曲線作為主要參考對(duì)象，優(yōu)先判斷擬合斜率K2 是否小于-0.05，即摩擦系數(shù)是否呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)。若斜率K2≥-0.05，則表明潤(rùn)滑膜的形成受阻，此款奶茶的感官表現(xiàn)為：口感厚重，順滑度差；當(dāng)K2 滿足小于-0.05 條件時(shí)，同時(shí)滿足vR2≥40.00 mm/s，則說(shuō)明奶茶樣品在口腔內(nèi)潤(rùn)滑膜厚度增加過(guò)慢，而此款奶茶的感官表現(xiàn)為：口感近似于純水或茶水，順滑感差；當(dāng)奶茶的Stribeck 曲線同時(shí)符合vR2＜40.00 mm/s 和K2≤-0.23 特征時(shí)，則表明其口感粗糙，有粘滯感，順滑度差；最后，只有當(dāng)曲線同時(shí)滿足K2∈(-0.23,-0.05)和vR2＜40.00 mm/s 兩個(gè)條件時(shí)，證明摩擦系數(shù)與剪切速率呈良好的負(fù)相關(guān)趨勢(shì)，能夠穩(wěn)定形成良好的潤(rùn)滑膜，奶茶呈現(xiàn)良好的口感順滑度，奶茶口感順滑度最佳。邏輯關(guān)系如圖8 所示。

圖8 邏輯關(guān)系圖Fig.8 Logical relationship diagram

圖9 驗(yàn)證組感官評(píng)價(jià)得分Fig.9 Sensory evaluation score in the validation group

圖10 驗(yàn)證組Stribeck 曲線Fig.10 Stribeck curve in the validation group

為進(jìn)一步驗(yàn)證已構(gòu)建的奶茶順滑口感評(píng)價(jià)模型，本研究制作了四種不同配方的奶茶樣品進(jìn)行摩擦學(xué)行為分析和感官評(píng)價(jià)。其中植脂末添加量10.00 g、80.00 g和冰添加量25.00 g 奶茶感官評(píng)價(jià)得分不高，與其摩擦曲線的K2∈(-0.23,-0.05)和vR2＞40.00 mm/s 的曲線特征評(píng)價(jià)一致。而冰添加量150.00 g 奶茶同時(shí)滿足K2∈(-0.23,-0.05)和vR2＜40.00 mm/s，推測(cè)是理想的具有順滑口感的奶茶，與感官評(píng)價(jià)結(jié)果一致。按照?qǐng)D8所示的邏輯關(guān)系，結(jié)合感官評(píng)價(jià)結(jié)果（表5）、K2（表6）和vR2（圖11）數(shù)據(jù)結(jié)果得到如圖12 的驗(yàn)證結(jié)果。因此，該評(píng)價(jià)模型成立。

圖11 驗(yàn)證組vR2值圖Fig.11 vR2 values for the validation group

圖12 驗(yàn)證組驗(yàn)證結(jié)果圖Fig.12 Validation results in the validation group

表5 驗(yàn)證組奶茶口感順滑度得分Table 5 Milk tea smoothness score in the verification group

表6 驗(yàn)證組K2 值Table 6 K2 value in the validation group

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了不同植脂末、冰塊以及糖漿添加量三因素影響下的奶茶的感官評(píng)價(jià)、粒徑分布、流變性和口腔軟摩擦學(xué)。糖漿添加量對(duì)奶茶粒徑分布和口腔軟摩擦幾乎沒(méi)有影響，但對(duì)其特有的奶茶風(fēng)味感知有一定的協(xié)同作用。感官評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)結(jié)果表明，植脂末和冰添加量對(duì)奶茶的口感順滑度影響最大，其中，植脂末添加量為30.00 g～50.00 g 奶茶的口感最佳，順滑度最好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明奶植脂末添加量與奶茶的粒徑呈負(fù)相關(guān)，與粘度呈正相關(guān)。當(dāng)植脂末添加量為60.00 g 時(shí)，奶茶的平均粒徑為0.66 μm，G50 為4.93×10-3Pa·s。通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行口腔軟摩擦學(xué)分析，建立了奶茶口感順滑度的預(yù)測(cè)模型和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，即只有當(dāng)口腔軟摩擦學(xué)曲線同時(shí)滿足K2∈(-0.23,-0.05)和vR2＜40.00 mm/s 時(shí)，奶茶表現(xiàn)出較好的順滑特性，否則奶茶口感淡薄或厚重，口感順滑度差。因此，該口腔軟摩擦模型能夠評(píng)價(jià)不同配方奶茶的順滑特性，這表明該技術(shù)在快速評(píng)價(jià)流體食品的口感順滑方面具有實(shí)際應(yīng)用前景。

該評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)仍具有一定局限性，為擴(kuò)大應(yīng)用范圍，需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，優(yōu)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立更完善的評(píng)價(jià)模型，推廣應(yīng)用于大多數(shù)飲料食品和半固態(tài)類，預(yù)測(cè)與潤(rùn)滑性能相關(guān)的感官口感；同時(shí)為進(jìn)一步研究奶茶口感順滑度的機(jī)制，并實(shí)踐于生產(chǎn)應(yīng)用中，課題組將在未來(lái)再開(kāi)展奶茶順滑劑的研究工作，為將來(lái)奶茶原料及相關(guān)食品添加劑開(kāi)發(fā)奠定一定的基礎(chǔ)。