響應面法優化金銀花烘青綠茶復合飲料工藝研究

1.3.2不同浸提液制備，添加l-抗壞血酸1）提取金屬花的制備：將金屬花浸泡在干燥的陽光下，冷卻至105c，然后干燥至一定重量，然后粉碎至粉末。準確稱取適量的金銀花粉末狀樣品，加入25倍80℃純凈水置于蒸餾燒瓶中，在90℃恒溫水浴鍋中連續浸提60min，用4層紗布過濾，重復浸提2次，合并兩次所得浸提液，得金銀花提取液2）烘青綠茶提取液制備：取綠茶樣品研磨至粉末狀。準確稱取適量的綠茶粉末狀樣品，加入30倍75℃純凈水置于蒸餾燒瓶中，在75℃恒溫水浴鍋中連續浸提15min，用4層紗布過濾，得第一次浸提液，取濾得的茶葉殘渣置于燒杯中，加入50℃純凈水，在50℃恒溫水浴鍋中連續浸提10min，得第二次浸提液，合并兩次所得浸提液，得烘青綠茶提取液3）復合飲料調配：將金銀花和烘青綠茶提取液按照一定的比例混合均勻，加入調配好的白砂糖糖漿，用檸檬酸調溶液pH值至在6.0～6.5之間，最后加入L-抗壞血酸。4）均質：將調配后的復合飲料加熱至80℃，在35MPa壓強下進行均質。1材料和方法1.1主要材料金銀花：四川省南江縣大河金銀花產業有限公司；烘青綠茶：四川省南江縣元頂子茶場；白砂糖、檸檬酸、L-抗壞血酸等（食品級）：市售。1.2儀器和設備HH-6數顯恒溫水浴鍋：上海馳唐精密儀器有限公司；GZX-9023MBE型恒溫干燥箱：上海博迅實業有限公司；I50實驗室高剪切均質機：上海翼控機電有限公司；XFB—400小型植物粉碎機：長沙中誠制藥機械廠；XB220A-SCS型電子天平：上海茸研儀器有限公司；PH-820型pH測定儀：重慶歐宇科技有限公司。1.3型飲料制造方法1.3.1工藝過程1.4試驗設計1.4.1單因素試驗設計選取金銀花和烘青綠茶提取液的混合比例、白砂糖添加量、檸檬酸添加量、L-抗壞血酸添加量為試驗因素，復合型飲料感官審評得分為評價指標進行單因素試驗，探討各試驗因素變化對復合型飲料感官審評結果的影響1.4.2響應面上的試驗設計綜合單因素試驗的結果，應用響應面試驗設計方法進行試驗設計1.5測試方法1.5.1成品感官評分標準邀請10位具有飲料審評經驗的專業人員對金銀花烘青綠茶復合飲料的成品進行審評。審評內容包括色澤、香氣、滋味和組織狀態4個方面，加和每個樣品在這4個方面的得分，形成樣品綜合評分，最后取10位評審人員對該樣品評分的平均值，作為該樣品的最終感官審評得分1.5.2最佳添加劑試驗方法1.5.2.達到這一效果的功能,即達到兩種效果的效果,即使每相作用的具體的應用效果;為使金銀花烘青綠茶復合飲料能夠在保質期內維持穩定，需要通過采用加入一定劑量穩定劑的方法來達到這一效果。試驗中選擇海藻酸鈉、果膠以及黃原膠3種穩定劑作為備選對象，每一種穩定劑都配置形成添加量為0.10%、0.12%、0.14%的復合飲料試驗樣品，將試驗樣品于室溫（25℃）條件下靜置貯存2個月，然后測量這些試驗樣品的穩定程度，以確定最佳穩定劑式中：H1.5.2.復合飲料穩定劑添加量的確定根據穩定劑選擇試驗的結果，確定穩定程度最佳的穩定劑為試驗所用穩定劑，配置形成添加量為0.10%、0.12%、0.14%、0.16%、0.18%的復合飲料試驗樣品，于室溫（25℃）條件下靜置貯存6個月，觀察復合飲料試驗樣品的穩定性及感官品質為評價標準，最終確定試驗所用穩定劑的最佳添加量。1.5.3ph測量參照GB5009.237-2016《食品安全國家標準食品pH值的測定》方法檢測。1.5.4微生物指數的測定參照GB7101-2015《食品安全國家標準飲料》方法檢測。1.6數據分析采用design-expert8.0軟件進行試驗設計，并進行數據分析。2結果與討論2.1單因素試驗分析2.1.1混合體積比對感官評審結果的影響固定白砂糖添加量為8g/100mL，檸檬酸添加量為0.10g/100mL,L-抗壞血酸添加量為0.10g/100mL的基礎試驗因素條件，研究不同金銀花和烘青綠茶提取液的混合體積比下（0.25∶1、0.5∶1、1∶1、2∶1、4∶1）對感官審評結果的影響，試驗結果見圖1。由圖1可知，金銀花和烘青綠茶提取液的混合體積比在0.5∶1～1∶1范圍內，感官審評結果呈現出上升趨勢；金銀花和烘青綠茶提取液的混合體積比在1∶1～4∶1范圍內，感官審評結果呈現出下降趨勢；當金銀花和烘青綠茶提取液的混合體積比為0.5∶1時，感官審評結果得分最高。因此，在響應面法試驗設計方案中，金銀花和烘青綠茶提取液的混合比例選擇0.5∶1（體積比）為宜。2.1.2白砂糖添加量固定金銀花和烘青綠茶提取液的混合體積比為1∶1，檸檬酸添加量為0.10g/100mL,L-抗壞血酸添加量為0.10g/100mL的基礎試驗因素條件，研究不同白砂糖添加量（4、6、8、10、12g/100mL）對感官審評結果的影響，試驗結果見圖2。由圖2可知，白砂糖添加量在4g/100mL～10g/100mL范圍內，感官審評結果呈現出上升趨勢；白砂糖添加量為10g/100mL～12g/100mL范圍內，感官審評結果呈現出下降趨勢；當白砂糖添加量為10g/100mL時，感官審評結果得分最高。因此，在響應面法試驗設計方案中，白砂糖添加量選擇10g/100mL為宜。2.1.3檸檬酸添加量對感官評審結果的影響固定金銀花和烘青綠茶提取液的混合體積比為1∶1，白砂糖添加量為8g/100mL,L-抗壞血酸添加量為0.10g/100mL的基礎試驗因素條件，研究不同檸檬酸添加量（0.06、0.08、0.10、0.12、0.14g/100mL）對感官審評結果的影響，試驗結果見圖3。由圖3可知，檸檬酸添加量在0.06g/100mL～0.12g/100mL范圍內，感官審評結果呈現出上升趨勢；檸檬酸添加量為0.12g/100mL～0.14g/100mL范圍內，感官審評結果呈現出下降趨勢；當檸檬酸添加量為0.12g/100mL時，感官審評結果得分最高。因此，在響應面法試驗設計方案中，檸檬酸添加量選擇0.12g/100mL為宜。2.1.4加量：l-抗壞血酸添加量固定金銀花和烘青綠茶提取液的混合體積比為1∶1，白砂糖添加量為8g/100mL，檸檬酸添加量為0.10g/100mL的基礎試驗因素條件，研究不同L-抗壞血酸添加量（0.06、0.08、0.10、0.12、0.14g/100mL）對感官審評結果的影響，試驗結果見圖4。由圖4可知，L-抗壞血添加量在0.06g/100mL～0.10g/100mL范圍內，感官審評結果呈現出上升趨勢；L-抗壞血酸添加量為0.10g/100mL～0.14g/100mL范圍內，感官審評結果呈現出下降趨勢；當L-抗壞血酸添加量為0.10g/100mL時，感官審評結果得分最高。因此，在響應面法試驗設計方案中，L-抗壞血酸添加量選擇0.10g/100mL為宜。2.2銀紅茶、綠茶、復合飲料的數學模型的構建與工藝參數的優化試驗2.2.1優化實驗設計依據單因素試驗的結果進行響應面法試驗的設計，響應面試驗設計組合及結果如表3所示。2.2.2各試驗因素交互作用分析以金銀花和烘青綠茶提取液的混合比例（X回歸方程為Y=85.20+5.25X由表4中回歸方程的偏回歸系數檢驗分析結果可知，根據一次項的F值大小，可以判斷出各試驗因素對金銀花烘青綠茶復合飲料感官審評結果影響由大到小依次為：金銀花和烘青綠茶提取液的混合比例>白砂糖添加量>檸檬酸添加量>L-抗壞血酸添加量。從一次項看，金銀花和烘青綠茶提取液的混合比例（X從二次項看，金銀花和烘青綠茶提取液的混合比例（X從交互項看，金銀花和烘青綠茶提取液的混合比例（X由表5方差分析結果可以得出，F圖5進一步展示了4個試驗因素交互作用的響應面3D曲線及等高線分布情況。由圖5可知，4個試驗因素交互作用中存在理論上的極值2.2.3響應面試驗利用design-expert軟件包的極值分析工具對回歸方程進行分析，由此可以獲得回歸方程極值點所對應的試驗因素組合，即金銀花和烘青綠茶提取液的混合體積比1∶1、白砂糖添加量10.5g/100mL、檸檬酸添加量0.13g/100mL、L-抗壞血酸添加量0.10g/100mL。此時，復合型飲料感官審評得分的理論最大值為91分。2.2.4抗壞血酸用量對感官評價結果的影響用金銀花烘青綠茶復合飲料的最佳工藝參數組合∶金銀花和烘青綠茶提取液的混合體積比1∶1、白砂糖添加量10.5g/100mL、檸檬酸添加量0.13g/100mL、L-抗壞血酸添加量0.10g/100mL，進行3次重復試驗，分別對3個樣品進行感官審評，得到感官審評得分的平均值為92分。理論的感官審評得分為91分，二者的相對誤差為1.10%，在允許的范圍內，說明模型擬合度較高，預測準確。在最佳工藝參數組合條件下生產的金銀花烘青綠茶復合飲料，從審評結果來看，湯色黃綠、且澄清透明，具有烘青綠茶和金銀花特有的香氣、且無異味，滋味鮮爽可口，達到了較好的復合型飲料風味效果。2.3復合飲料的穩定性研究2.3.1穩定劑添加量的確定選擇海藻酸鈉、果膠以及黃原膠3種穩定劑作為最佳工藝參數組合條件下生產的金銀花烘青綠茶復合飲料的穩定劑，進行試驗對比。圖6展示了不同添加劑量時，金銀花烘青綠茶復合飲料的穩定效果。由圖6結果可知，金銀花烘青綠茶復合飲料選用3種穩定劑的穩定效果，都呈現出隨著穩定劑使用量的增加而增大的現象。當穩定劑添加量為0.14%時，采用海藻酸鈉為穩定劑的復合飲料的穩定程度效果最好。因此，金銀花烘青綠茶復合飲料的穩定劑應選擇海藻酸鈉。2.3.2復合飲料穩定性實驗選擇海藻酸鈉作為金銀花烘青綠茶復合飲料的穩定劑。觀察不同添加量時，海藻酸鈉對金銀花烘青綠茶復合飲料穩定性以及感官品質的影響，詳細結果見表6。由表6可知，金銀花烘青綠茶復合飲料穩定性方面：隨著海藻酸鈉添加量的增大，復合飲料的穩定程度逐步增強；當海藻酸鈉添加量低于1.6%時，復合飲料穩定性較差；當海藻酸鈉添加量高于1.6%時，復合飲料穩定性良好。金銀花烘青綠茶復合飲料感官品質方面：隨著海藻酸鈉添加量的增大，復合飲料的感官品質呈現出先上升后下降的趨勢，當海藻酸鈉添加量為1.6%時，復合飲料的感官品質最佳。由此可見，金銀花烘青綠茶復合飲料中海藻酸鈉的添加量應選擇為1.6%。2.3.3ph測量對海藻酸鈉添加量為1.6%的金銀花烘青綠茶復合飲料進行pH值測定。pH值測定結果為5.42，在茶飲料生產要求pH值范圍之內。2.3.4微生物指標測定對海藻酸鈉添加量為1.6%的金銀花烘青綠茶復合飲料進行微生物指標測定。測定結果為細菌總數<100cfu/mL，大腸桿菌<4MPN/100mL，未檢出致病菌，符合茶飲料食品衛生安全生產標準。3金銀花烘青綠茶復合飲料最佳工藝參數的確定本研究在單因素試驗設計的基礎上，采用響應面試驗設計方法，構建了金銀花烘青綠茶復合飲料感官審評得分與金銀花和烘青綠茶提取液的混合比例、白砂糖添加量、檸檬酸添加量、L-抗壞血酸添加量4個試驗因素之間的數學回歸模型，依據此回歸模型可以較為準確的預測理論金銀花烘青綠茶復合飲料感官審評得分。同時，判斷出4個試驗因素對金銀花烘青綠茶復合飲料感官審評得分的影響依次為：金銀花和烘青綠茶提取液的混合比例>白砂糖添加量>檸檬酸添加量>L-抗壞血酸添加量。采用design-expert軟件包的optimizationchoices工具箱對二次回歸模型進行優化，可以得出金銀花烘青綠茶復合飲料最佳工藝參數組合為：金銀花和烘青綠茶提取液的混合體積比1∶1、白砂糖添加量10.5g/100mL、檸檬酸添加量0.13g/100mL、L-抗壞血酸添加量0.10g/100mL。在此條件下，復合型飲料感官審評得分的理論最大值為91分。通過驗證試驗測得實際感官審評得分為92分，與理論分析結果的相對誤差為1.1