響應(yīng)面法優(yōu)化紫薯紅棗乳飲料工藝

甘薯又名紫甘薯，是一種紫色的甘薯。它含蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、氨基酸、維生素及多種礦物質(zhì)成分，且含量也比普通甘薯高1材料和方法1.1試劑與儀器原料選取新鮮紫薯、紅棗、牛奶與白砂糖。檸檬酸、α-淀粉酶、糖化酶為食品級(jí)（浙江一諾生物科技有限公司）；DPPH（沃瑞達(dá)斯實(shí)驗(yàn)試劑耗材）、硫酸鐵（成都市科隆化學(xué)品有限公司）、水楊酸（成都市科隆化學(xué)品有限公司）、過(guò)氧化氫（浙江一諾生物科技有限公司）、過(guò)硫酸鉀（福晨化學(xué)試劑有限公司）、ABTS自由基（合肥巴斯夫生物科技有限公司）、三羥甲基氨基甲烷（浙江一諾生物科技有限公司）、磷酸（天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）和鄰苯三酚（浙江一諾生物科技有限公司），均為分析純。1.2紫外分光光度計(jì)及水浴鍋JA303P分析天平（常州市幸運(yùn)電子設(shè)備有限公司）、UV754紫外分光光度計(jì)（上海菁華科技儀器有限公司）、MJ-WBL2501B榨汁機(jī)（美的集團(tuán)有限公司）、HH-W420水浴鍋（江蘇金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠）。1.3實(shí)驗(yàn)方法1.3.1工藝紫薯紅棗乳飲料制作流程：紫薯汁、紅棗汁與鮮牛奶混合→調(diào)配→均質(zhì)→密封→殺菌→冷卻→成品。1.3.2紅棗汁的制備新鮮紫薯去皮切塊，蒸煮后以1∶4加水打漿，加入適量α-淀粉酶與糖化酶于紫薯漿中置于水浴鍋中酶解，過(guò)濾冷卻后得到紫薯汁。無(wú)霉變紅棗去核，以1∶5加水煮沸，沖洗蒸煮后以1∶10加水制成紅棗汁。加入紫薯汁、紅棗汁、牛奶、0.1%的CMC穩(wěn)定劑調(diào)配，均質(zhì)滅菌后冷卻得到成品。1.3.3單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)選取紫薯汁添加量（45%、50%、55%、60%和65%）、紅棗汁添加量（45%、50%、55%、60%和65%）、白砂糖添加量（0%、1%、2%、3%和4%）與檸檬酸添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%)4個(gè)因素，以感官指標(biāo)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別進(jìn)行5組單因素試驗(yàn)。1.3.4響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以感官評(píng)分為響應(yīng)值，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，因素水平見(jiàn)表1。1.3.5各指標(biāo)測(cè)定指標(biāo)，微生物指標(biāo)與化指標(biāo)(1）感官指標(biāo)的測(cè)定。由12人組成評(píng)價(jià)小組，按照表2進(jìn)行感官評(píng)分。(2）理化指標(biāo)與微生物指標(biāo)。蛋白質(zhì)測(cè)定采用GB/T5009.5—2016中第一法凱氏定氮法，菌落總數(shù)測(cè)定采用GB4789.2—2016，大腸菌群測(cè)定采用GB4789.3—2016，霉菌測(cè)定采用GB4789.15—2016。2結(jié)果與分析2.1紫薯汁添加量對(duì)感官評(píng)分的影響試驗(yàn)單因素結(jié)果如表3所示，隨著紫薯汁、紅棗汁、白砂糖、檸檬酸添加量的增加，飲料的感官評(píng)分均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。紫薯汁添加量在試驗(yàn)組3時(shí)添加量為55%，感官評(píng)分最高；紅棗汁添加量在試驗(yàn)組4時(shí)感官評(píng)分最高，此時(shí)添加量為60%；白砂糖添加量與檸檬酸添加量均在試驗(yàn)組2時(shí)感官評(píng)分最高，此時(shí)其添加量分別為1%與0.2%。2.2反應(yīng)分析的結(jié)果和分析2.2.1飲料感官評(píng)分與自變量回歸模型的建立采用響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)水平及結(jié)果見(jiàn)表4，采用DesignExper對(duì)表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，通過(guò)軟件分析得到飲料感官評(píng)分與自變量的回歸模型方程為：Y=84.01+0.2050A+0.1192B+0.0950C-1.87D+0.2575AB-0.0275AC+0.3150AD-0.9175BC-0.6075BD-1.08CD-1.65A2.2.2模型擬合度檢驗(yàn)響應(yīng)面方差分析結(jié)果如表5所示。模型F=88.73,P<0.0001，表明該模型極顯著。失擬項(xiàng)P=0.369>0.05（α=0.05）不顯著，說(shuō)明該模型的擬合度較好。決定系數(shù)R2.2.3感官評(píng)分根據(jù)響應(yīng)面分析得到飲料的最佳配方：紫薯汁、紅棗汁、白砂糖與檸檬酸添加量分別為55.234%、20.241%、1.022%與0.180%，此條件下感官評(píng)分84.204。結(jié)合實(shí)際操作，將最佳配方調(diào)整為紫薯汁、紅棗汁、白砂糖與檸檬酸添加量分別為55%、20%、1%與0.18%，此條件下進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，得到感官評(píng)分83.68，與預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差為0.62%<5%，該試驗(yàn)合理。2.3抗氧化能力的測(cè)定為了解飲料的抗氧化活性，測(cè)定了飲料對(duì)DPPH自由基、羥自由基（·OH）、ABTS+自由基、超氧陰離子自由基O2.4檢測(cè)質(zhì)量指數(shù)的指標(biāo)蛋白質(zhì)含量為1.52%，菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌均未檢出，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。3dpph自由基清除率試驗(yàn)得到紫薯紅棗乳飲料最優(yōu)配方：紫薯汁55%，紅棗汁20%，白砂