“桑·椹有幸”復合固體飲料的研制

桑葉是桑科植物桑樹的葉片，又名家桑、荊桑等，藥食同源[1]。桑葉除含大量水分、蛋白質、脂肪酸、礦物質和維生素等成分以外，還含有豐富的生物活性物質，如多酚、生物堿、多糖、多種氨基酸和1-DNJ等[2]。桑葉除了能明目降火、清肺潤燥、疏風散熱外，還具有降血糖、平血脂、促進新陳代謝、抑菌抗病毒、提高機體免疫力、清除自由基及延緩衰老等功效[3]。常見用途有養蠶、制藥、作為食品食用以及制茶等[4]。

桑椹是桑科植物桑樹的果穗，也叫桑棗、桑果，也被稱作桑葚，藥食同源。桑椹含有氨基酸、礦物質、天然色素和多種生物活性物質，如多酚類化合物、生物堿化合物、多糖化合物等，具有生津潤燥、滋陰補血的功效，在一定程度上能發揮出免疫、降糖、降脂、抗氧化和防衰老等作用。常見用途有生食、泡酒、制汁、制醬和制漿等。

羅漢果甜苷也稱為羅漢果甜素、羅漢果甜甙等，它是葫蘆科多年生藤本植物羅漢果甜味的主要來源物質，可從羅漢果中直接提取，是一款天然的可溶性甜味劑，其甜度約是蔗糖的200倍，代謝過程中不產生能量，化學性能穩定，甜味純正且可保持較長的時間，被廣泛運用于食品加工。

固體飲料主要是指以糖類、乳類、蛋類、果蔬汁或可食用植物的提取物或浸提液等為主要加工原料，通過添加適量的輔料或食品添加劑所制出的固體制品，能較好保留食物天然的營養物質，具有方便攜帶、風味自然、飲用方便等特點[5]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原材料：桑葉，安徽省劉晴晴藥業有限公司；桑椹，安徽首豐生物科技有限公司

輔料：白砂糖，南京甘汁園糖業有限公司；羅漢果甜苷、檸檬酸、維生素C、纖維素酶、麥芽糊精、氯化鈣和阿拉伯膠，均由河南萬邦化工科技有限公司提供。

1.2 儀器與設備

JYC-21HEC05型電磁爐，中山市索奈斯生活電器有限公司；電熱恒溫水浴鍋，上海精宏實驗設備有限公司產品；TD10型手持糖度計，鄭州歐諾儀器設備有限公司；SD-100型噴霧干燥機，南北儀器一站式實驗室儀器設備服務中心。

1.3 實驗方法

“桑·椹有幸”復合固體飲料制備過程為桑葉（桑葚）稱量→晾干→稱量水分→水浴鍋第一次浸提（60 ℃）→過濾→水浴鍋（60 ℃）二次浸提過濾→取汁密封→取汁混合→配料→噴霧→成品。

1.3.1 操作要點

（1）稱量20 g桑葉干，溫開水400 g加入護色劑（檸檬酸0.2 g、維生素C 0.2 g、氯化鈉6 g）攪拌均勻后加入桑葉，放入60 ℃水浴鍋中恒溫攪拌4 min。

（2）將桑葉和桑椹分別進行兩次浸提、過濾（兩次操作一致）。①稱量桑葉20 g，量200 g水，先稍微把水煮開，放在60 ℃水浴鍋中恒溫，加入0.4 g纖維素酶攪拌均勻再加入晾過的桑葉，在水浴鍋中恒溫10 min，將過濾網放在玻璃容器上，過濾取濾液。②稱量20 g桑椹干，溫開水100 g稍微煮開后加入0.4 g纖維素酶攪拌溶解放入60 ℃水浴鍋中，再加入桑椹干恒溫攪拌10 min，將過濾網放在玻璃容器上，過濾取濾液。

（3）將兩次浸提所得的桑葉和桑椹浸提液進行混合，攪拌均勻后密封保存。

（4）取一定量阿拉伯膠和白砂糖混合物，水浴加熱攪拌至透明狀后加入混合的浸提液中，加入羅漢果甜苷和麥芽糊精。

（5）噴霧干燥。設置噴霧干燥機參數：風機頻率為25 Hz，通針運行頻率為5 s，蠕動速度為25 r·min-1，進風溫度為155 ℃。桑椹干和桑葉的混合液通過導管吸入高壓泵后變成無數細小的霧滴，風機將熱氣流吹進干燥室里，與霧滴充分接觸，在短時間里快速蒸發水分，使霧滴變成細小的顆粒，通過旋風分離器分離出成品，落入收集器當中。

（6）固體粉末放置常溫后，進行包裝。

1.3.2 感官評價

參考標準《固體飲料》（GB/T 29602—2013），從色澤與透明度、口感、甜度與澀度味、風味、粉質顆粒以及沖泡后有無沉淀方面制定本復合固體飲料的感官評價標準（表1）。請10位專業人員分別對“桑·椹有幸”復合型固體飲料進行感官評定。

1.3.3 單因素試驗設計

分別探討進風溫度、麥芽糊精添加量、桑葉和桑椹混合浸提料液比這3個單因素對“桑·椹有幸”復合型固體飲料感官品質的影響。

（1）進風溫度對“桑·椹有幸”復合型固體飲料品質的影響。設定進風溫度為145 ℃、150 ℃、155 ℃、160 ℃和165 ℃，桑椹葉比例為5∶5，麥芽糊精添加量35 g，檸檬酸0.2 g，維生素0.2 g，氯化鈉6 g，纖維素酶0.4 g，阿拉伯膠0.525 g，白砂糖1.75 g，羅漢果甜苷0.3 g，進行單因素試驗，并對“桑·椹有幸”復合型固體飲料成品進行感官評定。

（2）麥芽糊精添加量對“桑·椹有幸”復合型固體飲料品質的影響。設定麥芽糊精添加量為17.5 g、35.0 g、52.5 g、70.0 g和87.5 g，進風溫度為150 ℃，檸檬酸0.2 g，維生素0.2 g，氯化鈉6 g，纖維素酶0.4 g，阿拉伯膠0.525 g，白砂糖1.75 g，進行單因素試驗，并對“桑·椹有幸”固體飲料成品進行感官評定。

表1 固體飲料感官評價標準表

（3）桑葉和桑椹混合浸提料液比對“桑·椹有幸”復合型固體飲料品質的影響。設定桑葉和桑椹混合浸提料液比為3∶7、4∶6、5∶5、6∶4和7∶3，進風溫度為150 ℃，麥芽糊精添加量35 g，檸檬酸0.2 g，維生素0.2 g，氯化鈉6 g，纖維素酶0.4 g，阿拉伯膠0.525 g，白砂糖1.75 g，進行單因素試驗，并對“桑·椹有幸”復合型固體飲料成品進行感官評定。

1.3.4 正交試驗設計

根據單因素試驗結果，選用桑葉和桑椹混合浸提料液比、進風溫度、麥芽糊精添加量這3個因素進行3因素3水平正交試驗，結合模糊數學感官評價方法，確定各因素的最優水平。正交因素與水平值如表2所示。

表2 正交因素水平表

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 進風溫度對“桑·椹有幸”復合型固體飲料感官品質的影響

如圖1所示，進風溫度對“桑·椹有幸”復合型固體飲料凝膠效果影響較大。進風溫度逐漸增加時，其黏稠度也會有所不同，感官評分也有所差異，當進風溫度達到155 ℃時評分達到最高值8分，因此確定最佳進風溫度為155 ℃。

2.1.2 麥芽糊精添加量對“桑·椹有幸”復合型固體飲料感官品質的影響

如圖2所示，麥芽糊精添加量對“桑·椹有幸”復合型固體飲料凝膠效果影響較大。當麥芽糊精添加量逐漸增加時，其黏稠度也會有所不同，感官評分也有所差異，當麥芽糊精添加量達到52.5 g時評分達到最高值8分，從而確定最佳麥芽糊精添加量為52.5 g。

圖1 進風溫度對感官評分的影響圖

圖2 麥芽糊精添加量對感官評分的影響圖

2.1.3 桑葉和桑椹混合浸提料液比對桑椹葉固體飲料感官品質的影響

如圖3所示，桑葉和桑椹混合浸提料液比對“桑·椹有幸”復合型固體飲料凝膠效果影響較大。隨著桑葉和桑椹混合浸提料液比逐漸增加，其黏稠度增加，感官評分上升，當桑葉和桑椹比例為6∶4時評分達到最高值9分，從而確定最佳桑葉和桑椹混合浸提料液比為6∶4。

2.2 建立模糊綜合評價數學模型

（1）評價對象集（Y）的建立。對象集是研究中感官評價的產品的集合。Y={Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8,Y9}，其中Y1～Y9分別表示正交試驗中制作的9組桑椹桑葉固體飲料，用Yj表示9組桑葉桑椹固體飲料的綜合評價，其中j=1、2、3、4、5、6、7、8、9。

圖3 桑葉和桑椹混合浸提料液比對感官評分的影響圖

（2）評價因素集（U）的建立。所謂因素集在本研究中指產品的感官質量所構成因素的集合。U={U1,U2,U3,U4,U5},其中U1～U5分別代表色澤與透明度；口感；甜度/澀味；風味；粉質顆粒、有無沉淀物等指標。

（3）評語集（V）的確定。評語集是每個因素評價的集合，V={V1,V2,V3}，其中V1～V3分別代表好、一般和差。

（4）權重集（X）的確定。X={X1,X2,X3,X4,X5}，其中X1～X5分別為0.25、0.20、0.15、0.20和0.20。

2.3 建立模糊評價矩陣

結合國標制定“桑·椹有幸”復合型固體飲料的感官評價標準，選擇10名不同職業、不同性別、不同年齡段（10～60歲）的人員對“桑·椹有幸”復合型固體飲料進行感官評價。模糊感官評價結果見表3。

表3 模糊感官評定結果表

以第1組試驗為例建立樣品模糊矩陣，其他依次類推。樣品1模糊矩陣為

2.4 綜合評判結果

依據模糊運算公式Y=X·R，對樣品進行綜合模糊評判，得到綜合評判結果，即Y1(0.46,0.36,0.18)，Y2(0.56,0.44,0)，Y3(0.38,0.31,0.31)，Y4(0.46,0.36,0.18)，Y5(0.56,0.44,0)，Y6(0.56,0.44,0)，Y7(0.46,0.36,0.18)，Y8(0.56,0.44,0)，Y9(0.63,0.37,0)。

2.5 正交試驗結果

將2.4評價結果的各個量分別乘以對應的分值（好10、一般7、差4）并進行加和，可得到每個樣品的綜合評分，如表4所示。方差分析是正交試驗中常用過的分析方法，能直觀呈現出影響試驗結果因素的主次，進而找出最優組合。

表4 L9(33)正交試驗結果表

由表4可知，影響桑椹桑葉固體飲料感官品質的因素A=C＞B，即噴霧干燥機進風溫度與桑葉桑椹比例對試驗結果的影響最大，麥芽糖糊精添加量次之。根據表4中的方差值，噴霧干燥機進風溫度因素中的K3、麥芽糖糊精添加量因素的K2和桑葉桑椹比例因素中的K2值為同序列中最大，故可得出最佳組合為A3B2C2，即噴霧干燥機進風溫度為155 ℃、麥芽糖糊精添加量為52.5 g、桑葉桑椹比例為6∶4。經驗證試驗證實，此條件下制作的桑葉桑椹固體飲料綜合評分為8.91分，高于正交表中組合得分，確為最佳組合，且其口感細膩，具有一定桑葉桑椹風味、透光性較佳。

3 結論

本試驗以桑葉干和桑椹干為試驗原料，搭配功能性甜味劑——羅漢果甜苷等系列輔料，通過單因素探究和正交試驗，采用模糊數學感官評價，得到“桑·椹有幸”復合型固體飲料加工工藝的最優參數：進風溫度設定為155 ℃、麥芽糊精52.5 g、桑葉和桑椹浸提汁混合比例為6∶4、纖維素酶0.4 g、氯化鈉6 g、檸檬酸0.2 g、羅漢果甜苷0.3 g、維生素C 0.2 g；噴霧干燥機參數為風機頻率設定為25 Hz、通針運行頻率設定為5 s、蠕動速度設定為25 r·min-1。此配方研制出的“桑·椹有幸”復合型固體飲料風味獨特、色澤較好、甜味適合、低脂低糖、口感黏稠度適合，具有一定的保健功能，適合廣大消費者飲用。