響應(yīng)面法優(yōu)化銀耳山楂紅棗速溶飲料的加工工藝

李翔，徐宏，鄧杰，王秋果，凌云坤，劉達(dá)玉

成都大學(xué)，食品加工四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（成都 610106）

銀耳是我國重要的食用菌之一[1-2]，有“菌中之冠”的美稱[3]。四川通江縣素有“中國銀耳之鄉(xiāng)”的美譽(yù)[4-9]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)證實(shí)，銀耳是藥食兩用食物，具有多種藥理活性[10-14]，可以抗輻射、清除超氧陰離子和羥自由基，誘導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生抗體和干擾素，提升免疫力[14-19]。山楂是薔薇科蘋果亞科山楂屬，其味酸甘、性微溫，研究顯示山楂有促進(jìn)脂肪類食物的消化，降脂降壓，強(qiáng)心，抗心絞痛、心律失常，增強(qiáng)機(jī)體的免疫力，抗氧化，防衰老等作用[20-21]。紅棗又名大棗，富含維生素A、C、B1、B2，紅棗中含有豐富的的蛋白質(zhì)、糖類、纖維素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是一種美容、延緩衰老、保護(hù)肝臟的藥食兩用的“天然維生素丸”[22-25]。試驗(yàn)以紅棗粉末、銀耳粉末、山楂粉末為主要原料，以感官試驗(yàn)為評(píng)定指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)確定出銀耳山楂紅棗速溶飲料的最佳配方，研制出以銀耳、紅棗、山楂為主要原料的方便即食、營(yíng)養(yǎng)豐富的銀耳速溶性飲料，既滿足了人們對(duì)健康飲品的需求，又豐富了銀耳精深加工產(chǎn)品類型，使我國的銀耳資源得到充分有效利用，同時(shí)促進(jìn)了四川省通江縣銀耳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

通江銀耳（通江縣成都中茂農(nóng)業(yè)科技有限公司提供）；新疆和田棗（樂陵市銘途棗業(yè)有限公司）；復(fù)合配方穩(wěn)定劑（伊川縣德潤(rùn)昇塑料科技有限公司）；冰糖（云南古訓(xùn)紅糖有限公司）；復(fù)合配方穩(wěn)定劑（濰坊市邦泰高分子材料有限公司）。

1.2 主要設(shè)備與設(shè)備

電磁爐（美的集團(tuán)有限公司）；ESJ 120-4 B型電子天平（西安秦之駿電子科技有限公司）；101型電熱鼓風(fēng)干燥箱（吳江長(zhǎng)勝烘箱設(shè)備制造有限公司）；JYL-C 19 V粉碎機(jī)（永康市鉑歐五金制品有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 銀耳山楂紅棗速溶飲料加工工藝流程

原料挑選→泡制清洗→煮制→干燥→粉碎處理→調(diào)配→混合沖調(diào)→確定配方

1.3.2 操作工藝要點(diǎn)

1) 原料挑選：購買一級(jí)品通江銀耳；購買凍干紅棗與山楂。

2) 泡制清洗：將購買的通江銀耳用50～70 ℃的自來水浸泡處理30 min，水料比約為2∶1，用剪刀剪去銀耳黑色、深黃色木質(zhì)部分。

3) 煮制：將泡制后的銀耳于沸騰的水中煮制20 min后，備用。

4) 干燥：將經(jīng)過煮制的銀耳放置于小篩子中，自然晾干至不在有明顯水珠滴落，然后將銀耳片于60 ℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)干燥2.5 h。

5) 粉碎處理：將經(jīng)過熱風(fēng)干燥銀耳片打粉處理，經(jīng)過磨制的銀耳粉末用密封包裝袋裝好，備用。將去核的凍干紅棗切片處理，大小約為1 cm×1 cm，放入粉碎機(jī)磨粉處理，用密封包裝袋裝好，備用。同樣，將去核的山楂干放入粉碎機(jī)磨粉處理，用密封包裝袋裝好，備用。

6) 稱量調(diào)配：按一定比例準(zhǔn)確稱取原輔料，在干燥壞境下避免干燥物吸水回潮，將各種原輔料混合均勻。

7) 調(diào)配沖調(diào)及配方確定：準(zhǔn)確稱2.43 g銀耳粉末、1.68 g紅棗粉末、0.84 g山楂粉末、0.3 g復(fù)合穩(wěn)定劑、5.34 g冰糖粉末、88.3 g水?；靹蚝笤撆浞降馁|(zhì)量百分比為：銀耳粉末2.6%、紅棗粉末1.8%、山楂粉末0.9%、復(fù)合穩(wěn)定劑0.3%、冰糖粉末5.3%、水88.3%。

8) 殺菌[26-28]：用微波殺菌法對(duì)成品進(jìn)行殺菌，殺菌時(shí)間80～140 s，殺菌微波功率430～460 W。

9) 包裝、檢查、成品：經(jīng)過殺菌后的半成品冷卻并裝袋封口，貼上標(biāo)簽，即為成品。

1.3.3 銀耳山楂紅棗速溶飲料感官評(píng)價(jià)的測(cè)定

銀耳山楂紅棗速溶飲料感官評(píng)價(jià)指標(biāo)包括其外觀、氣味、滋味、均勻性，由10名（5男5女）食品專業(yè)的同學(xué)組成的評(píng)價(jià)小組對(duì)沖調(diào)飲料感官評(píng)價(jià)，銀耳山楂紅棗速溶飲料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 銀耳山楂紅棗速溶飲料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

1.3.4 單因素試驗(yàn)

以銀耳山楂紅棗速溶飲料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表為指標(biāo)，依次進(jìn)行銀耳粉末添加量（A）、紅棗粉末添加量（B）、山楂粉末添加量（C）、冰糖粉末添加量（D）的單因素試驗(yàn)，每個(gè)單因素試驗(yàn)得到的最佳條件作為下一組單因素試驗(yàn)的固定條件值，具體見表2。

表2 銀耳山楂紅棗速溶飲料單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

1.3.5 響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過單因素試驗(yàn)結(jié)果分析，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，使用Design Expert 8.0.6軟件，選用銀耳粉末添加量、紅棗粉末添加量、山楂粉末添加量、冰糖粉末添加量4個(gè)因素的添加量，根據(jù)Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，具體見表3。

表3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

由圖1可知，當(dāng)銀耳粉末為2.4 g，或紅棗粉末為1.6 g，或山楂粉末為0.8 g，或冰糖粉末為5.0 g時(shí)，銀耳山楂紅棗速溶性飲料的感官評(píng)分相應(yīng)達(dá)到最高值，其外觀、黏稠度、滋味、均勻性達(dá)到最好。

圖1 因素A、B、C、D對(duì)速溶飲料感官評(píng)分影響

2.2 響應(yīng)面法試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

以銀耳山楂紅棗速溶營(yíng)養(yǎng)粉的感官評(píng)分為響應(yīng)值（Y），以A、B、C、D四個(gè)因素為自變量進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步優(yōu)化銀耳山楂紅棗速溶營(yíng)養(yǎng)粉配方，試驗(yàn)方案與結(jié)果見表4。

表4 響應(yīng)面設(shè)計(jì)表與結(jié)果

2.2.2 響應(yīng)面回歸模型分析

表5 回歸方程方差分析表

將表4的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Design-Expert 8.0.6統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行回歸擬合與方差分析，得到回歸方程：Y=-1 088.005 83+209.952 78A+260.950 0B+778.858 33C+139.566 67D+0.208 33AB-26.875 00AC-6.833 33AD+43.125 00BC-17.437 50BD+38.500 00CD-30.502 31A2-60.973 96B2-586.395 83C2-11.780 83D2。

由表5可知，該模型差異性極顯著（p＜0.001），失擬項(xiàng)不顯著（p＞0.05），說明方程與實(shí)際情況擬合比較好，能準(zhǔn)確反映感官評(píng)分與各因素之間的關(guān)系。信噪比22.625＞4，即信噪比大于臨界值，由此可知該模型是可行的。由表5中F值的大小可以判斷影響感官評(píng)分的主次因素順序?yàn)镈＞C＞B＞A，該模型R2=0.966 0，adjustedR2=0.947 0，由此可知該模型中的96.60%復(fù)合飲料的感官評(píng)分變化都是因?yàn)樽宰兞俊＞C上結(jié)果表明可以用該模型對(duì)復(fù)合飲料的感官評(píng)分進(jìn)行預(yù)測(cè)。由表5可知，A、B、C、D、A2、B2、C2、D2項(xiàng)差異極顯著（p＜0.001），BD項(xiàng)差異高度顯著（p＜0.01），AD、BC、CD項(xiàng)差異顯著（p＜0.05）。

銀耳粉末、紅棗粉末、山楂粉末、冰糖粉末四種配料的添加量之間存在交互作用關(guān)系，具體關(guān)系見圖2（R1為感官評(píng)分值）。

圖2 各因素交互作用對(duì)感官評(píng)分影響的響應(yīng)面

2.2.3 模型優(yōu)化

由響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)過Design Expert 8.0.6軟件的最優(yōu)組合分析得到的銀耳山楂紅棗速溶飲料的最佳配方為：銀耳粉末2.43 g、紅棗粉末1.68 g、山楂粉末0.84 g、冰糖粉末5.34 g。在此配方下的銀耳山楂紅棗速溶飲料的感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為92.723 8。

2.3 銀耳山楂紅棗速溶飲料添加量的確定[29]

由表6可知，銀耳山楂紅棗速溶飲料的感官品質(zhì)隨著復(fù)合穩(wěn)定劑添加量的增加而變好，當(dāng)復(fù)合穩(wěn)定劑添加量到0.3 g以后，其感官品質(zhì)在下降。因此，銀耳山楂紅棗速溶飲料的復(fù)合穩(wěn)定劑添加量選取0.3 g為宜。

2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

由Design-Expert 8.0軟件得出的銀耳山楂紅棗速溶飲料的最佳制作條件為：銀耳粉末2.43 g、紅棗粉末1.68 g、山楂粉末0.84 g、冰糖粉末5.34 g。按此配方制作的銀耳山楂紅棗速溶飲料感官評(píng)分最高，為92.723 8分。在此條件下，再添加復(fù)合穩(wěn)定劑（0.3 g）進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，制成的速溶飲料具有很好的色澤和外觀形態(tài)，復(fù)水性合適，無明顯結(jié)塊，風(fēng)味獨(dú)特，口感醇厚，穩(wěn)定性合適，被認(rèn)為是銀耳山楂紅棗速溶飲料的最佳風(fēng)味。

表6 復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對(duì)速溶飲料品質(zhì)的影響

3 結(jié)論

以銀耳粉末、紅棗粉末、山楂粉末等為原料，制作銀耳山楂紅棗速溶性飲料，通過單因素試驗(yàn)、Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)、加工工藝探究試驗(yàn)，以感官評(píng)分為依據(jù)篩選其最佳制作配方，配方為：銀耳粉末2.43 g、紅棗粉末1.68 g、山楂粉末0.84 g、冰糖粉末5.34 g。通過單因素試驗(yàn)，確定復(fù)合穩(wěn)定劑（0.3 g）。在此條件下的銀耳山楂紅棗速溶性飲料的成品具有很好的色澤和外觀形態(tài)，復(fù)水性合適，無明顯結(jié)塊，酸甜可口，風(fēng)味獨(dú)特，口感醇厚，穩(wěn)定性適宜。