無糖桑葉提取物咖啡的配方設(shè)計研究

夏恩琴，杜沚華，何敏君，林馥丹，賈 青

（廣東醫(yī)科大學 公共衛(wèi)生學院，廣東 東莞 523808）

我國咖啡市場增長迅速，每年增長超過15%。其中，速溶咖啡占據(jù)大部分消費份額，然而缺少適應(yīng)高血糖群體飲用的速溶咖啡，高血糖群體選擇的咖啡種類過單一，不能滿足此類消費者的需求。

從資料得知，桑葉提取物除了具有抗氧化、抗炎、免疫調(diào)節(jié)和肝腎保護作用之外，它還具有顯著的降低餐后血糖、預(yù)防和緩解糖尿病的作用，對慢性退行性病變具有多方位的預(yù)防和控制作用[1-4]。其降血糖作用機制之一通過競爭性抑制α-葡萄糖苷酶來減少雙糖在體內(nèi)的水解，從而延緩葡萄糖的吸收，降低餐后血糖[5]。在其工業(yè)應(yīng)用方面，一般采取提取桑葉活性成分后加入食品載體里供人們食用。但是傳統(tǒng)的溶劑提取方法并不能完好地提取或保留桑葉中的活性成分，甚至會破壞其活性結(jié)構(gòu)。而使用原生態(tài)整片添加的方法，因保藏需經(jīng)過熱加工等處理方法，如烘焙制成桑葉茶葉，或者烘干成粉，其成品的生物活性也會大大衰減[6]。新近發(fā)展的食品加工新技術(shù)，如凍干加工工藝可以有效保存活性成分，因此試驗配方添加的是桑葉提取物凍干粉[7]。同時用木糖醇代替白砂糖，脫脂奶粉代替植脂末，使咖啡的風味得到保留，又更健康[8-9]。工藝配方設(shè)計旨在研發(fā)適宜高血糖或者糖尿病患者飲用的速溶咖啡，豐富高血糖或者糖尿病人群對咖啡產(chǎn)品的選擇。用單因素試驗和正交試驗的方法，對影響無糖桑葉提取物咖啡滋味的主要原材料咖啡凍干粉、木糖醇、桑葉提取物凍干粉和脫脂奶粉的添加量進行優(yōu)化，從而得到無糖桑葉提取物咖啡最佳配方[10-16]。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

后谷凍干速溶咖啡粉，昆明后谷咖啡銷售有限公司提供；木糖醇，河南德鑫化工實業(yè)有限公司提供；雀巢脫脂奶粉。

桑葉提取物凍干粉，南京澤朗生物科技有限公司提供，符合GB/T 22000—2006/ISO的標準。

1.2 試驗設(shè)備、器具

電子天平（精度0.01 g）、量筒、樣品杯、玻璃杯、濾紙等。

1.3 工藝流程

咖啡粉→木糖醇→桑葉提取物凍干粉→調(diào)配→包裝→檢驗→成品。

1.4 操作要點

1.4.1 咖啡粉的選購

選擇入口潤滑、不澀、無雜味的咖啡粉是試驗成功的重要前提。

即溶咖啡袋是加工食品就烘焙和研磨咖啡發(fā)展出來的產(chǎn)品，其鋁薄材質(zhì)最大程度地保持咖啡原有香味。擁有易吸濕、容易變質(zhì)的特點，所以需要避光貯藏于溫度不高且干燥的環(huán)境。

1.4.2 配方設(shè)計

于衛(wèi)生、干燥且溫度合適的條件下進行配方設(shè)計。

（1） 單因素優(yōu)化。對咖啡粉、木糖醇、桑葉提取物凍干粉和脫脂奶粉4種原材料進行單因素試驗，設(shè)計時，只考慮1種原材料含量為最大影響因素，其他因素盡量保持不變，以確定正交試驗設(shè)計4種原材料所需添加量。

（2）正交試驗。進行正交試驗，對無糖桑葉提取物咖啡中的4種主要影響因素進行試驗，從而確定添加無糖桑葉提取物咖啡的最佳配方。

1.5 感官評價方法

此部分參考NY/T 289—2012標準制定[5]。組織10名志愿者對產(chǎn)品感官性質(zhì)做出評價，根據(jù)咖啡的色澤（10分），滋味（40分），香味（20分） 和組織狀態(tài)（30分） 做出測評，得出綜合分數(shù)。志愿者應(yīng)符合感官靈敏，具備較好語言表達能力，同時對無糖桑葉提取物速溶咖啡試飲感興趣的條件。在參與正式的感官評價前，對志愿者進行感官相關(guān)理論知識的教學。

（1） 把樣品置于統(tǒng)一的潔凈白瓷盤中，置于自然光線下，目視、鼻嗅。

（2） 稱取15 g無糖桑葉提取物咖啡，然后用200 mL 92℃熱水溶解放涼到60℃，再添加桑葉提取物凍干粉溶解充分后口嘗。

無糖桑葉提取物咖啡感官評價標準見表1。

1.6 理化指標和微生物指標

根據(jù)DBS53/021—2014《食品安全地方標準 速溶咖啡》標準對咖啡的水分、灰分、蛋白質(zhì)、咖啡因、污染物限量、真菌毒素、致病菌、菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌及酵母進行檢測[6]。

表1 無糖桑葉提取物咖啡感官評價標準

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素優(yōu)化

2.1.1 確定凍干咖啡粉最佳添加量

選擇凍干咖啡粉添加量分別為10.5%，11.3%，12.1%，12.9%，其他條件為木糖醇38.5%，桑葉提取物凍干粉5%，脫脂奶粉30.9%水平下進行測試。制作成品冷卻后進行感官評價，確定凍干咖啡粉最佳添加量。

凍干咖啡粉添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響見表2。

表2 凍干咖啡粉添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由表2可知，凍干咖啡粉添加量在12.1%時的感官評價分數(shù)最高。凍干咖啡粉添加量的多少，主要影響成品的香氣和滋味。凍干咖啡粉添加量過少，咖啡香氣偏淡；凍干咖啡粉添加過多，會過于苦澀。

2.1.2 桑葉提取物凍干粉最佳添加量

前一個單因素試驗得出凍干咖啡粉12.1%為較佳水平，選擇木糖醇分別為33.6%，35.2%，36.8%，38.4%，其他條件為桑葉提取物凍干粉添加量4.8%，脫脂奶粉30.9%水平下進行測試。制作成品冷卻后進行感官評價，確定木糖醇最佳添加量。

桑葉提取物凍干粉添加量對混合咖啡品質(zhì)的影響見表3。

表3 桑葉提取物凍干粉添加量對混合咖啡品質(zhì)的影響

桑葉提取物作為有功效成分的物質(zhì)，在這款咖啡生產(chǎn)過程多少會直接影響咖啡的風味和功效成分，添加量太少失去了功效成分的意義，可是添加量太多就會影響到咖啡的滋味，消費者接受程度變低。由表3可知，當桑葉提取物凍干粉添加4.8%時，對咖啡滋味影響不大[7]。

2.1.3 木糖醇添加量對對混合咖啡滋味的影響

前2個單因素試驗得出凍干咖啡粉12.1%，桑葉提取物凍干粉添加4.8%為較佳水平。選擇木糖醇分別為33.6%，35.2%，36.8%，38.4%，其他條件脫脂奶粉30.9%水平下進行測試。制作成品冷卻后進行感官評價，確定木糖醇最佳添加量。

木糖醇添加量對混合咖啡品質(zhì)的影響見表4。

表4 木糖醇添加量對混合咖啡品質(zhì)的影響

由表4可知，木糖醇的添加量在35.2%時的感官評價分數(shù)最高。該產(chǎn)品意在制作無糖食品，所以用木糖醇代替白砂糖，而木糖醇每人每天的食用量不得超過50 g，否則會出現(xiàn)生理性腹瀉，因此要控制添加量[8]。

2.1.4 脫脂奶粉添加量對對混合咖啡滋味的影響

前3個單因素試驗得出凍干咖啡粉12.1%，桑葉提取物凍干粉添加4.8%，木糖醇的添加量在35.2%為較佳水平。選擇脫脂奶粉分別為29.3%，30.9%，32.5%，34.4%水平進行測試。制作成品冷卻后進行感官評價，確定脫脂奶粉最佳添加量。

脫脂奶粉添加量對混合咖啡品質(zhì)的影響見表5。

表5 脫脂奶粉添加量對混合咖啡品質(zhì)的影響

脫脂奶粉可以改善咖啡的苦味和酸味，也給咖啡帶來順滑的口感，添加量的多少對咖啡感官風味有一定影響。從表5可以知道，當脫脂奶粉添加量為32.5%時滋味和口感較佳，可以在此基礎(chǔ)上根據(jù)口味進行調(diào)節(jié)。

2.2 正交試驗

前4個單因素試驗中，取4個主要因素設(shè)置了各3個適中的水平進行正交試驗，以確定此款無糖桑葉提取物速溶咖啡的最佳配方。

正交試驗因素與水平設(shè)計見表6，添加桑葉提取物無糖速溶咖啡正交試驗結(jié)果與分析見表7。

表6 正交試驗因素與水平設(shè)計/%

R為極差，表明因素對結(jié)果的影響幅度，R值越大表明該因素對試驗結(jié)果影響幅度越大。由表7可以知道，每個因素對結(jié)果影響的幅度大小順序為木糖醇添加量＞凍干咖啡粉添加量＞桑葉提取物凍干粉添加量＞脫脂奶粉添加量，得到最佳的配方為木糖醇添加量35.2%，凍干咖啡粉添加量12.1%，桑葉提取物凍干粉添加量4.8%，脫脂奶粉添加量32.5%。

表7 添加桑葉提取物無糖速溶咖啡正交試驗結(jié)果與分析

參考無糖咖啡熱巧飲品的配方為植脂末185 g，奶粉200 g，黃原膠10 g，可可粉100 g，咖啡粉50 g，復(fù)合甜味劑450 g（木糖醇270 g，山梨糖醇180 g），咖啡香精5 g[9]。與之相比，此配方不添加植脂末，減低患血管硬化、心臟病和腦血管意外的危險；減少甜味劑的使用量用甜味劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)速溶咖啡中的蔗糖，加入脫脂奶粉使得滋味進一步得到豐富；添加了功效成分桑葉提取物，可適度降低血糖。

2.3 產(chǎn)品的評價和檢驗

2.3.1 感官評價

色澤：黃色至棕黃色，色澤均勻一致；外觀形態(tài)：細小不規(guī)則塊狀，無雜質(zhì)，無黏結(jié)現(xiàn)象；氣味和滋味：溶解后具有咖啡的芳香及苦味，無異味；參考NY/T 289—201綠色食品咖啡，結(jié)果符合標準[5]。

2.3.2 理化檢驗

水分≤4.5 g/100 g，咖啡因≥1 g/100g，參考DBS53/021—2014速溶咖啡，檢測水分和咖啡因含量，結(jié)果符合標準[6]。

2.3.3 微生物檢驗

菌落總數(shù)≤1000CUF/g，大腸菌群≤10MPN/100g，霉菌≤20 CUF/g，致病菌不得檢出。

參考DBS53/021—2014速溶咖啡，檢測菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和致病菌，結(jié)果符合標準[6]。

3 結(jié)論

以凍干咖啡粉、木糖醇、脫脂奶粉、桑葉提取物凍干粉為主要原料調(diào)配的無糖桑葉提取物咖啡，得到了無糖桑葉提取物咖啡最佳配方為凍干咖啡粉添加量12.1%，桑葉提取物凍干粉添加量4.8%，木糖醇添加量35.2%，脫脂奶粉添加量32.5%。此時產(chǎn)品色澤均勻一致，顆粒細小，無雜質(zhì)，無黏結(jié)現(xiàn)象。溶解后具有咖啡的芳香及苦味，無異味。