紅棗粉固體飲料配方的研制

王元熠，陳國剛

（石河子大學食品學院，新疆石河子832000）

棗（Zizyphus jujuba Mill.）為鼠李科棗屬植物[1]，原產于中國，已有四千多年的栽培歷史[2]，是我國的“五果”之一[3]。有研究表明：干棗的粗蛋白含量為2.28%～3.78%，總糖含量為51.4%～66.5%，粗纖維含量為1.95%～3.10%，粗脂肪含量為0.6%～1.4%[4-7]。紅棗不僅有極高的營養價值，還有著較高的藥用價值[8]，因此，紅棗逐漸成為廣大消費者喜愛的“木本糧食，滋補佳品”[9]。然而，紅棗是時段集中式的采收，多采用干制的方式儲存，極易受市場波動和貯藏條件的影響。由于紅棗的加工與食用方式比較單一，曬干后棗皮較硬，難咀嚼且不易消化，易潮易霉爛[10-12]，使得產品的附加值和營養利用率降低。因此，研究紅棗的精深加工成為研究者關注的熱點。

紅棗粉是紅棗通過干燥技術制得的產品，有著運輸方便，易儲存，保質期較長等優勢[13]，可以有效的解決品相不好的棗果和剩果的浪費，降低經濟損失。在不同的紅棗粉加工方法中，噴霧干燥法更適用于工業生產[14-15]，但由于噴霧干燥制得的紅棗粉適口性較差，所以市面上極少有紅棗粉為主要原料的產品。

本研究以紅棗粉為主料，香橙粉、檸檬粉、糖粉等為輔料，進行沖調紅棗粉配方的開發研制。通過合理調配，有效地解決了紅棗粉適口性較差的問題，為后期紅棗粉深加工產品的研發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

紅棗片：新疆石河子農貿市場；香橙粉、檸檬粉：西安賽揚生物科技有限公司提供；單硬脂酸甘油酯、β-環糊精、海藻酸鈉：興化市聯富食品有限公司；糖粉：太古糖業（中國）有限公司。

1.2 試驗儀器

HR2872型打漿機：珠海飛利浦家電有限公司；LPG-5型離心式噴霧干燥機：常州市佳騰干燥制粒設備有限公司；BT102S型蠕動泵：濟南溫騰醫療器械有限公司；78-2型磁力加熱攪拌器：江蘇金怡儀器有限公司；HHS-11-1型智能數顯恒溫水浴鍋：上海予卓儀器有限公司；FA1204型分析天平：常州市幸運電子設備有限公司。

1.3 試驗設計方案

1.3.1 復合紅棗粉配方設計

1.3.1.1 單因素試驗

在大量預試驗的基礎上，選擇感官評價較好的配比參數點，以這些參數點為基礎上下浮動取點，通過單因素試驗，確定合適的輔料添加范圍。

1）香橙粉配比的確定

在檸檬粉0.25 g、糖粉1.00 g、紅棗粉5.00 g的條件下，香橙粉添加量分別為 1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 g，進行感官評價。

2）檸檬粉配比的確定

在香橙粉1.00 g、糖粉1.00 g、紅棗粉5.00 g的條件下，檸檬粉添加量分別為 0.00、0.25、0.50、0.75、1.00 g，進行感官評價。

3）糖粉配比的確定

在香橙粉1.00 g、檸檬粉0.25 g、紅棗粉5.00 g的條件下，糖粉添加量分別為 1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 g，進行感官評價。

1.3.1.2 正交試驗設計

在單因素試驗基礎上，用L9（34）正交表設計三因素三水平試驗，共9個組合。以感官評價評分為指標，其正交優化試驗設計因素及水平見表1。

表1 紅棗粉配方正交試驗因素和水平Table 1 Orthogonal test factors and levels of jujube powder formula

1.3.1.3 感官評定方法

采用100分制評定方法，對產品樣品進行評價，評分由10名有經驗的人員組成。分別從色澤、風味、口感、沖調效果4個方面為指標進行評價。評分結果去掉一個最高分和最低分，最后以平均分為最終得分。感官評分滿分為100分，具體見表2。

表2 感官檢驗評分標準Table 2 Sensory test score

1.3.2 復合穩定劑的確定

1.3.2.1 單因素試驗

以配制的紅棗粉為原料，在預試驗基礎上選擇單硬脂酸甘油酯、β-環糊精、海藻酸鈉這3種穩定劑進行單因素試驗。單硬脂酸甘油酯分別添加0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%；海藻酸鈉分別添加0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%；β-環糊精分別添加 0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%，以離心沉淀率為指標，分別測定其對紅棗粉沖調穩定性的影響。

1.3.2.2 穩定劑復配試驗

基于單因素試驗結果分析，利用Design-Expert.V8.0.6軟件設計三因素三水平響應面分析試驗，響應面試驗因素及水平見表3。

表3 穩定劑響應面設計因素及水平Table 3 Factors and levels of stabilizer response surface design

1.3.2.3 穩定性測定方法

添加穩定劑后，置于60℃～80℃恒溫水浴30 min，待冷卻至25℃左右后均質約5 min，取10 mL樣液置于15 mL離心管中，于4 000 r/min離心15 min，棄去上清液，倒置30 min，用濾紙吸去殘留于離心管壁的液體，準確稱量沉淀重量（精確至0.001 g），計算離心沉淀率。

式中：M1為樣品離心前的質量，g；M2為樣品離心后沉淀物的質量，g。

1.4 數據統計分析

有關數據采用SPSS 19.0對數據進行單因素方差分析，試驗結果采用3次重復平均值±標準誤差（Standard error，SE）表示，采用 Design-Expert.V8.0.6 軟件對試驗結果進行二次多項式擬合。

2 結果與分析

2.1 紅棗粉配方設計單因素試驗結果

2.1.1 香橙粉配比的確定

香橙粉添加量對紅棗粉固體飲料品質的影響結果見表4。

表4 香橙紅棗粉的感官評價Table Sensory evaluation of orange jujube powder

由表4可知香橙粉的添加量對紅棗粉的風味和口感影響較大。在添加量為1 g～3 g范圍內，隨著香橙粉含量的增加，香橙特有的水果香氣逐漸與紅棗香氣相交融，使得飲品具有獨特的風味，但過多的香橙粉會逐漸將紅棗風味掩蓋，影響飲品的感官。因此，每5 g紅棗粉加入香橙粉的適宜區間為1 g～3 g。

2.1.2 檸檬粉配比的確定

檸檬粉添加量對紅棗粉固體飲料品質的影響結果見表5。

表5 檸檬紅棗粉的感官評價Table 5 Sensory evaluation of lemon jujube powder

從表5可看出，當檸檬粉添加量在0 g～0.5 g時，飲品口感適中，氣味協調均勻。當添加量大于0.5 g時，隨著檸檬粉的增加，對飲品的風味和口感產生較大的影響，飲品苦味過重。因此，每5 g紅棗粉中0 g～0.5 g為檸檬粉的適宜添加范圍。

2.1.3 糖粉配比的確定

檸檬粉添加量對紅棗粉固體飲料品質的影響結果見表6。

表6 糖粉添加的感官評價Table 6 Sensory evaluation of sugar powder addition

由表6可知，隨著糖粉含量的增加，飲品的感官評分整體先上升后下降。由此說明，糖粉含量對飲品的感官產生較大的影響。當糖粉添加量在3 g時感官評分達到最高，此時飲品口感香醇，氣味協調。但隨著過量的糖粉的加入，使得飲品的甜味加重，同時使得飲品的黏度逐漸增大，影響了飲品的感官。因此5 g紅棗粉中糖粉的適宜添加范圍為2 g～4 g。

2.2 紅棗粉配方的確定

在單因素試驗基礎上，以香橙粉、檸檬粉、糖粉添加量為因素進行L9（34）正交試驗，以感官評價評分為指標，直觀分析及方差分析結果如表7、表8所示。

表7 正交試驗結果及直觀分析Table 7 Orthogonal test results and visual analysis

表8 正交試驗方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal test

由表8可知，因素A、B、C均差異顯著，其中A、B差異極顯著，即香橙粉、檸檬粉、糖粉對產品的感官評價影響較大。由表7可以看出，各個因素對產品的感官評價影響程度依次為A＞B＞C，即香橙粉添加量影響飲品感官品質的最主要因素，其次為檸檬粉添加量、糖粉添加量。通過正交試驗結果分析可知，A2B2C2組合為最優組合，對最優組合進行驗證試驗，其綜合感官評分為92.3，高于表7中最好的4號試驗（90.7），因此正交試驗結果較為可靠。因而復合紅棗粉的配方為：m（紅棗粉）∶m（香橙粉）∶m（檸檬粉）∶m（糖粉）=20∶8∶1∶12，即香橙粉40%、檸檬粉5%、糖粉60%。

2.3 穩定劑最佳配比的確定

2.3.1 單因素試驗結果

單硬脂酸甘油酯、β-環糊精、海藻酸鈉對體系沉淀率的影響結果如圖1所示。

圖1 穩定劑對沉淀率的影響Fig.1 Effect of stabilizer on precipitation rate

由圖1（a）可以看出，隨著單硬脂酸甘油酯添加量的增大，飲品的離心沉淀率先下降后上升，當添加量為0.03%時達到最低點，與空白對照相比下降了24.43%，此時飲品的穩定性最好。因此，選取單硬脂酸甘油酯添加量0.02%、0.03%、0.04%進行穩定劑復配試驗；圖1（b）展示了隨著β-環糊精含量的不斷增加，飲品的離心沉淀率先下降后上升，在0.04%時沉淀率最低，與空白對照相比下降了14.28%。當超過0.04%時，沉淀率上升。因此，選取β-環糊精添加量0.03%、0.04%、0.05%進行穩定劑復配試驗；如圖1（c）所示，隨著海藻酸鈉添加量的增大，飲品的離心沉淀率先下降后上升，當添加量為0.05%時達到最低點，與空白對照相比下降了27.75%，此時飲品的穩定性最好，因此，選取海藻酸鈉添加量0.04%、0.05%、0.06%進行穩定劑復配試驗，從而選出最優組合。

2.3.2 響應面試驗結果

在單因素試驗的基礎上，利用Design-Expert.V8.0.6軟件設計響應面優化試驗，試驗結果見表9。

表9 響應面設計方案及試驗結果Table 9 Design and results of response surface methodology experiment

續表9 響應面設計方案及試驗結果Continue table 9 Design and results of response surface methodology experiment

通過Design-Expert.V8.0.6軟件對試驗結果進行二次多項式擬合以及方差分析，方差分析結果見表10。

表10 響應面二次模型方差分析Table 10 Analysis and results of ANOVA for response surface quadratic model

由回歸分析結果得到沉淀率對單硬脂酸甘油酯、β-環糊精、海藻酸鈉3個因素的二次多項回歸方程如下：

Y=1.89+0.21A-0.17B-0.23C-0.43AB-0.28AC+0.24BC+1.08B2+0.67C2

表10中回歸模型P=0.000 1＜0.01，該模型極顯著；失擬項P=0.063 2＞0.05，說明失擬項差異不顯著，表明試驗設計可靠。同時模型的決定系數R2=0.972 8，說明回歸方程和試驗結果擬合狀況較好，可以較好地描述各因素和響應值之間的關系。從模型方差分析結果中可以看出 A、B、C、AC、BC 項的影響顯著，AB、B2、C2項的影響為極顯著，其余項則對沉淀率無顯著影響。回歸模型的診斷分析表明，各因素的F值可以反應出對試驗響應值的重要性，F值越大，表明該因素對響應值的影響越大，由各因素對響應值影響程度分析可得影響復合紅棗粉沉淀率的主次因素為：海藻酸鈉＞單硬脂酸甘油酯＞β-環糊精，說明各因素對復合紅棗粉沉淀率的影響并非簡單的線性關系。

2.3.3 各因素之間交互作用響應面分析

為了更直觀地反映響應因素對復合紅棗粉沉淀率的影響，對方差分析影響顯著的各交互作用進行響應面分析，結果見圖2。

圖2 各因素之間交互作用響應面圖Fig.2 Response surface diagram of interaction among factors

從圖2（a）可以看出，當海藻酸鈉添加量為0.05%不變時，復合紅棗粉的沉淀率隨單硬脂酸甘油酯的增加先減后增，當β-環糊精添加量從0.03%增加到0.05%時，復合紅棗粉的沉淀率隨β-環糊精的增加先減后增，響應面呈現的曲線弧度也比較明顯，因此AB交互作用對復合紅棗粉的沉淀率有影響；圖2（b）說明，當β-環糊精添加量為0.04%不變時，復合紅棗粉的沉淀率隨單硬脂酸甘油酯的增加先減后增，當海藻酸鈉添加量從0.04%增加到0.06%時，復合紅棗粉的沉淀率隨海藻酸鈉的增加先減后增；圖2（c）表明當單硬脂酸甘油酯添加量為0.03%不變時，復合紅棗粉的沉淀率呈現一個極明顯的凹面，在海藻酸鈉添加量控制在0.05%時，β-環糊精添加量在0.03%～0.05%的范圍內，復合紅棗粉的沉淀率較低，由曲面圖可以直觀地看出BC交互作用比AB、AC交互作用對復合紅棗粉沉淀率的影響大。

2.3.4 最佳配比的確定及驗證試驗

根據復合紅棗粉沉淀率模型的二次回歸方程，利用Design-Expert.V8.0.6軟件對復合紅棗粉穩定劑添加量進行優化，得最優參數為單硬脂酸甘油酯0.03%、β-環糊精0.04%、海藻酸鈉0.05%，得到沉淀率預測值為1.83%。結合優化分析參數，選擇添加單硬脂酸甘油酯0.03%、β-環糊精0.04%、海藻酸鈉0.05%對響應面試驗結果進行驗證試驗，測得沉淀率為1.92%，與預測值非常接近，表明該參數可靠。

3 結論

紅棗作為一種重要的經濟作物，具有很高的營養價值、經濟價值、藥用價值和開發前景。本研究以紅棗粉為原料，香橙粉、檸檬粉等為輔料進行復合紅棗粉固體飲料的開發研究。通過單因素試驗篩選和正交試驗設計，確定最佳的紅棗粉配方為：香橙粉40%、檸檬粉5%、糖粉60%；為了提高穩定性，減少沉淀和分層現象，選擇單硬脂酸甘油酯、β-環糊精、海藻酸鈉3種穩定劑進行復配，響應面試驗結果表明復配穩定劑最佳配比為單硬脂酸甘油酯0.03%、β-環糊精0.04%、海藻酸鈉0.05%。根據上述配方制得的產品顏色呈淡金色，組織均一，口感細膩，甜度適中，具有紅棗特有的甜香風味及口感，并兼具一定的營養和保健價值，其市場前景十分廣闊，研究將為紅棗綜合開發利用價值奠定良好基礎。