杨心怡 袁 灿 陈丽兰

(四川旅游学院,四川 成都 610100)

黄瓜,葫芦科,黄瓜属植物[1]。黄瓜肉质脆嫩、汁多味甘,具有特殊清香气味,其含水量高达98%,富含维生素、糖类和矿物元素,可补充人体所需营养物质,适量食用黄瓜能起到清凉解暑、降压的功效[2-3]。桑叶含有多种活性功能物质,如黄酮类、生物碱等,具有抗氧化、降血糖、降血脂的作用,是常用的中药材,也常被用于煎汤、煮粥、包水饺,将其作为健康食品的原料,应用前景广阔[4]。近年来,奶茶深受年轻人的喜爱,但是市售奶茶中含有高脂肪的植脂末以及较高的糖分,长期饮用存在引发高血压、糖尿病等多种疾病的风险[5],因此,研发一款清香可口、顺滑细腻、健康的奶茶具有重要意义。本实验将桑叶和黄瓜二者有机结合,以纯牛奶代替植脂末,以麦芽糖醇代替白砂糖,旨在研制出一种低糖、营养丰富、风味独特的奶茶。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

桑叶:颐鹿堂商贸有限公司;黄瓜:市售;正山小种茶叶:厦门五虎茶叶有限公司;麦芽糖醇:河北源创生物科技有限公司;纯牛奶:四川新希望乳业股份有限公司;芦丁标准品:成都麦德生科技有限公司;无水乙醇:国药集团化学试剂有限公司;亚硝酸钠:国药集团化学试剂有限公司;硝酸铝:国药集团化学试剂有限公司;氢氧化钠:国药集团化学试剂有限公司。以上试剂均为分析纯。

电热恒温水浴锅:型号HH.S11-4,上海博迅实业有限公司;紫外可见分光光度计:型号UV-BlueStar-A,北京莱博泰科仪器有限公司;电磁炉:广州美的集团股份有限公司;榨汁机:广州美的集团股份有限公司;GC-IMS:德国 G.A.S.公司;电子秤、移液枪、比色皿等实验室常用设备。

1.2 桑叶黄瓜奶茶制作工艺及操作要点

1.2.1 制作工艺

(1)桑叶→干燥→粉碎→过筛→浸提→过滤→桑叶浸提液

(2)黄瓜→去皮→切片→打浆→过滤→黄瓜汁

(1)+(2)+纯牛奶+茶叶+麦芽糖醇→混合熬煮→无菌灌装→成品

1.2.2 操作要点

(1)原料准备

用电子秤称取正山小种红茶,加清水清洗,用细纱布包住沥干待用,防止在煮制过程中因茶叶分散于液体中而捞取不便;用天平称取所需的麦芽糖醇备用;用称量杯称取纯牛奶备用。

(2)桑叶浸提液的制备

挑选完整新鲜的桑叶,用清水洗净后自然晾干,然后用烘箱烘干6h,烘干温度为50℃。干燥后的桑叶经粉碎后过80目筛,备用。

采用热水浸提法,按照一定的料液比称取桑叶粉,在恒温水浴锅中浸提一定的时间,过滤得桑叶浸提液。

(3)黄瓜汁的制备

挑选新鲜黄瓜,清洗,去皮,切成小块,与水按1∶100(g/g)的比例进行榨汁。

(4)桑叶黄瓜奶茶的制备

将制备好的桑叶浸提液、黄瓜汁和称取好的麦芽糖醇、茶叶、纯牛奶分别加入电磁炉中,边加边搅拌,加热至沸腾即可。

1.3 黄酮含量的测定

参照贾福怀[6]的方法,采用硝酸铝显色法在波长510nm处测定桑叶黄瓜奶茶的吸光度从而计算出样品中的黄酮含量。

标准曲线绘制:用未加芦丁标准品的溶液作空白对照,测定波长在510nm处的吸光度。标准曲线方程以芦丁质量浓度(mg/mL)为横坐标,吸光值D(510nm)为纵坐标,得标准曲线方程:y=0.2752x-0.0019,R2=0.9995。

由下面公式计算得桑叶浸提液的黄酮含量:

(1)

式(1)中:ρ为根据标准曲线计算出的样品黄酮质量浓度,mg/mL;V为样品溶液的体积,mL;N为样品的稀释倍数;m为桑叶粉末质量。

1.4 感官评价

挑选10位具有食品专业背景的感官鉴评人员,准确、客观地评价样品质量,评分标准采用百分制,桑叶浸提液的感官评分标准见表1,桑叶黄瓜奶茶的感官评分标准见表2。

表1 桑叶浸提液感官评分标准

表2 桑叶黄瓜奶茶感官评分标准

1.5 桑叶浸提液工艺的确定

1.5.1 单因素实验

称取10g桑叶粉,在料液比为1∶30,浸提时间为30min,浸提温度分别为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃的条件下,以桑叶浸提液感官评分和黄酮含量为评价指标分析结果。

称取10g桑叶粉,在料液比为1∶30,浸提温度为80℃,浸提时间分别为10min、20min、30min、40min、50min的条件下,以桑叶浸提液感官评分和黄酮含量为评价指标分析结果。

称取10g桑叶粉,在浸提时间为30min,浸提温度为80℃,料液比分别为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50的条件下,以桑叶浸提液感官评分和黄酮含量为评价指标分析结果。

1.5.2 正交试验

在单因素实验的基础上,在浸提温度、浸提时间、料液比3个单因素中以桑叶浸提液感官评分和黄酮含量为评价指标,分别选出对评分指标影响较大的3个水平,采用L9(33)设计进行正交试验。各因素及水平见表3。

表3 桑叶浸提液正交试验设计因素水平表

1.6 桑叶黄瓜奶茶配方的确定

1.6.1 单因素实验

在预实验的基础上,以100g牛奶为基准,以不同比例的桑叶浸提液、黄瓜汁、麦芽糖醇、茶叶为单因素进行实验。加入桑叶浸提液占牛奶质量的10%、20%、30%、40%、50%,黄瓜汁占牛奶质量的10%、20%、30%、40%、50%,麦芽糖醇占牛奶质量的4%、8%、12%、16%、20%,茶叶占牛奶质量的2%、4%、6%、8%、10%。以感官评分作为评价指标,确定各因素适宜的添加量。

1.6.2 响应面优化实验

根据单因素实验的结果,设计Bok-Behnken实验,选以桑叶浸提液添加量/%(A)、黄瓜汁添加量/%(B)、麦芽糖醇添加量/%(C)、茶叶添加量/%(D)为相应因子,以感官评分(Y)作为响应值进行响应面优化实验,对桑叶黄瓜奶茶配方进行优化。响应面实验设计因素及水平见表4。

表4 响应面因素与水平设计

1.7 数据处理

数据处理和图表绘制使用Microsoft Excel 2019,响应面试验设计和分析使用Design Expert 13.0。

2 结果与分析

2.1 桑叶浸提工艺的确定

2.1.1 单因素实验结果分析

2.1.1.1 桑叶浸提液浸提温度的确定

如图1,随着浸提温度的升高,桑叶浸提液的感官评分和黄酮含量呈上升趋势,在浸提温度为80℃时达到最大值,之后呈递减趋势。黄酮本身具有还原性,温度过高会使黄酮类化合物水解,使黄酮含量减少[7]。因此桑叶浸提液最佳的浸提温度范围为70℃～90℃。

图1 浸提温度对感官评分和黄酮含量的影响

2.1.1.2 桑叶浸提液浸提时间的确定

由图2可知,在浸提时间达到30min时,感官评分达到最大值83.2分,随后下降,而总黄酮含量为2.4%未达到最大值。在浸提时间达到40min时,总黄酮含量达到最大值2.59%,随后下降明显,而感官评分为79.6,较30min时低。浸提时间过短味道较淡,浸提时间过长会增加其口感的苦涩,综合考量,桑叶浸提液最佳的浸提时间范围为20min～40min。

图2 浸提时间对感官评分和黄酮含量的影响

2.1.1.3 桑叶浸提液料液比的确定

由图3可知,在料液比1∶10～1∶20时,桑叶浸提液感官评分和黄酮含量呈上升趋势,在料液比为1∶20时达到最大值,随后呈下降趋势。料液比过高会增加口感的粗糙度和颗粒度。因此,桑叶浸提液最佳的料液比范围为1∶10～1∶30。

图3 料液比对感官评分和黄酮含量的影响

2.1.2 正交试验结果分析

桑叶浸提液正交试验及结果,如表5所示。以感官评分为指标时,影响因素为C>A>B,料液比影响最大,浸提温度其次,浸提时间影响较小,最优组合为A2B3C2。以黄酮含量为指标时,影响因素为A>C>B,浸提温度影响最大,料液比其次,浸提时间影响较小,最优组合为A2B3C2。以感官评分和黄酮含量为指标得出的最优组合一致,即80℃的浸提温度、40min的浸提时间、1∶20的料液配比,桑叶浸提液具有均匀的色泽、清香微苦。

表5 浸提工艺正交试验结果

2.2 桑叶黄瓜奶茶配方的确定

2.2.1 单因素实验结果分析

2.2.1.1 桑叶浸提液添加量的确定

桑叶浸提液的添加对桑叶黄瓜奶茶的香气、口感、色泽具有显著影响。由图4可知,感官评分随着桑叶浸提液添加量的增加呈上升趋势,添加量达到牛奶的30%时,感官评分最大,此时的奶茶富有桑叶的清香,口感顺滑细腻、色泽均匀、没有杂色。添加量较低,桑叶气味不明显;添加量较高时,味道较突出,使奶茶滋味不协调。因此,桑叶浸提液添加量的最适范围为30%～50%。

图4 桑叶浸提液添加量对桑叶黄瓜奶茶感官品质的影响

2.2.1.2 黄瓜汁添加量的确定

适当添加黄瓜汁,可使奶茶散发独特的清香;添加过多,黄瓜味突出,奶茶滋味不协调;添加过少,茶香、奶香易被桑叶香气覆盖。由图5可知,随黄瓜汁添加量的增加,感官评分呈上升趋势,当添加量达40%时,感官评分为最大值,此时奶茶滋味协调、清香四溢。因此,黄瓜汁最适宜的添加范围为30%～50%。

图5 黄瓜汁添加量对桑叶黄瓜奶茶感官品质的影响

2.2.1.3 麦芽糖醇添加量的确定

添加适量的麦芽糖醇可以增加奶茶的香甜滋味;但是,添加麦芽糖醇含量过多,会导致奶茶过甜,滋味失调;添加麦芽糖醇含量过少造成奶茶风味不佳,无法掩盖牛奶的奶腥味。由图6可知,感官评分随着麦芽糖醇添加量的增加而呈现先升高后下降的趋势。当麦芽糖醇添加量在12%时,奶茶的清香可口,同时感官评分为最大值。因此,麦芽糖醇添加量的最适范围为8%～16%。

图6 麦芽糖醇添加量对桑叶黄瓜奶茶感官品质的影响

2.2.1.4 茶叶添加量的确定

茶叶添加量过多容易使奶茶发苦,掩盖了桑叶和黄瓜本身的清香风味;茶叶添加量过少,茶味不明显,奶味过于浓厚,滋味失调。由图7可知,随着茶叶添加量的增加,感官评分先呈上升趋势后下降。当茶叶添加量为6%时,奶茶的茶味纯正浓郁、细腻丝滑,同时感官评分为最大值。因此,茶叶添加量的最适范围为4%～8%。

2.2.2 响应面优化桑叶黄瓜奶茶配方

2.2.2.1 响应面实验设计与结果

在单因素实验结果的基础上,进一步将桑叶浸提液添加量/%(A)、黄瓜汁添加量/%(B)、麦芽糖醇添加量/%(C)、茶叶添加量/%(D)为相应因子,以感官评分(Y)为响应值进行响应面实验,在Design Expert 13.0软件上得到响应面的实验设计及实验结果,如表6。

表6 桑叶黄瓜奶茶响应面实验设计及实验结果

2.2.2.2 响应面回归模型方差分析

实验数据回归拟合后,得到感官评分对桑叶浸提液添加量/%(A)、黄瓜汁添加量/%(B)、麦芽糖醇添加量/%(C)、茶叶添加量/%(D)的拟合方程:Y=87.94-1.56A-0.19B-0.67C-0.13D-0.78AB-1.30AC+1.13AD-1.01BC+0.07BD+0.50CD-2.74A2-2.77B2-5.50C2-3.61D2。

表7 回归模型方差分析

2.2.2.3 响应面交互作用分析

为了考察A(桑叶浸提液添加量)、B(黄瓜汁添加量)、C(麦芽糖醇添加量)和D(茶叶添加量)及交互作用对桑叶黄瓜奶茶感官品质的影响,在其他因素固定不变的条件下,得到任意2个因素交互作用对桑叶黄瓜奶茶感官品质影响的响应面图,结果见图9。响应面的等高线图反映了2个因素交互作用的强度,等高线图越接近椭圆,两个因素的交互作用越明显。从图8可以看出,AC、BC整个响应图较陡峭,等高线接近椭圆形,表明两者交互作用显著。

图8 桑叶黄瓜奶茶中各因素交互作用的等高线和响应面图

2.2.2.4 验证实验

利用Design Expert 13.0软件,对建立的模型中的参数进行最优化分析,得到桑叶黄瓜奶茶的最佳工艺条件:桑叶浸提液添加量37.07%、黄瓜汁添加量40.12%、麦芽糖醇添加量11.88%、茶叶添加量5.88%,预测感官评分为88.18分。以此最佳工艺条件进行三次平行实验,得到黄瓜奶茶感官评分的平均值为87.12分,与预测值88.18分相近,且最佳工艺条件制得的桑叶黄瓜奶茶呈乳黄色、清香可口、顺滑细腻,说明利用响应面法优化黄瓜奶茶的配方研究真实可靠。

3 结论

以桑叶、黄瓜、麦芽糖醇、纯牛奶、茶叶为主要原料,根据桑叶黄瓜奶茶的色泽、香气、口感、组织状态等感官为评分指标,在单因素实验的基础上,采用响应面实验法优化桑叶黄瓜奶茶配方,最终得到优化后的配方为:桑叶浸提液添加量37.07%、黄瓜汁添加量40.12%、麦芽糖醇添加量11.88%、茶叶添加量5.88%,以此最佳工艺条件进行三次平行实验,得到黄瓜奶茶感官评分的平均值为87.12分,与预测值88.18分相近,且最佳工艺条件制得的桑叶黄瓜奶茶呈乳黄色、清香可口、顺滑细腻。