響應面優化紅酸湯固體飲料配方

張金桃

摘要：為開發紅酸湯固體飲料，以紅酸湯為主要原料，在紅酸湯、蔗糖、復合穩定劑和檸檬酸添加量等單因素試驗的基礎上，以模糊數學感官評分為響應值，采用響應面優化紅酸湯固體飲料產品配方。結果表明，紅酸湯固體飲料的最佳配方為：紅酸湯41.0%，蔗糖6.0%，復合穩定劑0.70%，檸檬酸0.05%，實際感官評分88.47，與理論值（88.44）接近，相差0.03。該響應面模型所優化配方參數合理可靠，具有實用價值。

關鍵詞：紅酸湯；固體飲料；產品配方；感官評價；響應面法

中圖分類號：TS278 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20220425

Optimization of Red Acid Solid Beverage Formula by Response Surface

Zhang Jintao

（Guangzhou Dongpeng Food and beverage Co. Ltd， Guangzhou， Guangdong 511325）

Abstract： Taking red sour soup as the main raw material， on the basis of single factor tests of red sour soup， sucrose， compound stabilizer and citric acid， the formula of red sour soup solid beverage product was optimized by response surface design with fuzzy mathematical sensory score as response value. The results showed that the optimal formula of red acid soup solid beverage was 41.0% red acid soup， 6.0% sucrose， 0.70% compound stabilizer， 0.05% citric acid， and the actual sensory score was 88.47， which was close to the theoretical value （88.44）， the difference was 0.03. The formula parameters optimized by the response surface model are reasonable and reliable， and have practical application value.

Key words： red acid soup， solid beverage， product formula， sensory evaluation， response surface methodology

固體飲料是指用食品原輔料、食品添加劑等加工制成的粉末狀、顆粒狀或塊狀等供沖調泡飲用的固態制品[1]。與液體飲料相比，固體飲料具有儲存期長、易攜帶、易沖泡等特點[2]。酸湯分紅酸湯和白酸湯兩種，是貴州最有代表性的傳統發酵“酸食”。在發酵過程中產生大量維生素、多酚、有機酸、氨基酸、黃酮等成分[3-5]。酸湯中的有益菌群可以調節人體腸道微生態平衡，增進人體健康等作用[6]。紅酸湯中的番茄紅素和有機酸具有抗氧化的活性，且與其濃度呈正相關[7-8][9]12 。由于紅酸湯生產和消費的地域性限制，國內對紅酸湯研究也相對較少，主要集中在生理功能[10]、工藝優化[11]、營養成分分析[12]、發酵微生物區系的分離鑒定[13-14]等方面。紅酸湯作為貴州黔南地區的特色食品，目前多用于制作酸湯魚、酸湯火鍋等菜式，難以滿足現代飲食多元化需求，以紅酸湯為基質的其他食品形式有待開發[15]，固體飲料是其可行途徑。本試驗通過響應面優化紅酸湯固體飲料配方，以期為酸湯快捷化和多元化發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

紅酸湯：貴州玉夢食品（集團）有限公司；蔗糖、檸檬酸、黃原膠、海藻酸鈉、羥甲基纖維素（均為食用級）：北京索萊寶生物科技有限公司。

1.1.2 儀器

Sorvall ST 8R型高速冷凍離心機：賽默飛世爾科技有限公司；FA2004B型電子分析天平：上海天美天平儀器有限公司；HH S11-4S型電熱恒溫水浴鍋：上海躍進醫療器械有限公司；SCIENTZ-30F型真空冷凍干燥機：寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 制備工藝

1.2.1 操作流程

紅酸湯離心取上清液→紅酸湯、蔗糖、檸檬酸、復合穩定劑按配方混合→水浴溶解→干燥→紅酸湯粉→殺菌→成品

1.2.2 操作要點

將紅酸湯于3 500 r/mim離心15 min，得紅酸湯澄清液。復合穩定劑采用黃原膠∶海藻酸鈉∶羥甲基纖維素質量比為20∶7∶8[9]16 。將紅酸湯、蔗糖、復合穩定劑和檸檬酸按試驗設計所顯示比例混合。在95 ℃下充分溶解。料液在真空冷凍條件下干燥18 h（-65 ℃，-0.08 MPa）為粉末。

1.3 試驗設計

1.3.1 單因素試驗

（1） 紅酸湯添加量：蔗糖添加量6.0%、復合穩定劑添加量0.70%、檸檬酸添加量0.05%，設置紅酸湯的添加量分別為25.0%、29.0%、33.0%、37.0%、41.0%、45.0%，加水至總量為100 mL，考察紅酸湯添加量對紅酸湯固體飲料感官評分的影響。

（2） 蔗糖添加量：紅酸湯添加量41.0%、復合穩定劑添加量0.70%、檸檬酸添加量0.05%，設置蔗糖的添加量分別為1.0%、3.0%、5.0%、7.0%、9.0%，加水至總量為100 mL，考察蔗糖添加量對紅酸湯固體飲料感官評分的影響。

（3） 復合穩定劑添加量：紅酸湯添加量41.0%、蔗糖添加量6.0%、檸檬酸添加量0.05%，設置復合穩定劑的添加量分別為0.40%、0.50%、0.60%、0.70%、0.80%，加水至總量為100 mL，考察復合穩定劑添加量對紅酸湯固體飲料感官評分的影響。

（4） 檸檬酸添加量：紅酸湯添加量41.0%、蔗糖添加量6.0%、復合穩定劑添加量0.70%，設置檸檬酸的添加量分別為0.01%、0.03%、0.05%、0.07%、0.09%，加水至總量為100 mL，考察檸檬酸添加量對紅酸湯固體飲料感官評分的影響。

1.3.2 響應面優化試驗

在單因素基礎上，利用Design Expert 8.0軟件，采用Box-Behnken程序設計方案，以模糊數學感官評分為響應值，選取紅酸湯添加量、蔗糖添加量、檸檬酸添加量和復合穩定劑添加量4個因素為自變量進行響應面分析，優化產品配方。響應面試驗因素與水平見表1。

1.4 模糊數學感官評價

所選擇的10名感官評價人員為食品質量與安全專業的學生（5男5女）。將制備的固體飲料倒入統一透明的玻璃杯中，加水溶解調配成紅酸湯汁，并對其色澤、風味、口感、狀態4個因素進行感官評價[16]。具體評價標準見表2。

每個因素分別設優、良、中、差4個等級，即指標集U=（U1、U2、U3、U4）=（色澤、風味、滋味、狀態），評價集V=（V1、V2、V3、V4） = （優、良、中、差）。根據各個指標在固體飲料評價中的作用，決定其評價指標集4個因素的權重依次為0.15、0.25、0.35、0.25，即權重集A=（A1、A2、A3、A4）=（0.15、0.25、 0.35、0.25）[9]17。

感官評價結果按式（1）計算：

1.5 數據分析

采用Excel軟件對試驗數據進行分析，采用Origin 2019軟件進行繪圖，采用Design-Expert 8.0軟件進行響應面分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 紅酸湯添加量對紅酸湯固體飲料感官評分的影響

由圖1可知，隨著紅酸湯添加量的增加，飲料綜合得分不斷上分，在添加量到達41.0%時，感官得分達到最大值。分析其原因可能為紅酸湯添加量較少時，飲料中的紅酸湯獨特風味不夠明顯，味道偏淡；當紅酸湯的添加量過大時，飲料的風味變得不協調，口感不好，說明紅酸湯的添加量會影響飲料的口感和風味。因此，選用41.0%的紅酸湯添加量為適宜添加量。

2.1.2 蔗糖添加量對紅酸湯固體飲料感官評分的影響

由圖2可知，隨著蔗糖添加量的增加，飲料的甜度不斷增加，綜合得分不斷上升，添加量為7.0%時感官得分最高。其原因可能為開始階段隨著蔗糖的添加，紅酸湯既保持原有風味又適當提高甜度，使其酸甜比合適。當蔗糖添加過量時，會使紅酸湯獨特風味不夠突出。因此，最終選用7.0%的蔗糖添加量為適宜添加量。

2.1.3 復合穩定劑添加量對紅酸湯固體飲料感官評分的影響

由圖3可知，隨著復合穩定劑添加量的增加，飲料的狀態穩定性和質地均一性越來越好。在添加量為0.70%時，飲料流動液性狀好，無沉淀，質地均一，色澤透亮均勻。添加量大于0.70%時，飲料有少許沉淀和懸浮物。分析其原因可能為隨著穩定劑的添加，飲料的質地和穩定性也隨之增強，當添加量超過0.70%時，飲料的黏稠度增大并伴隨有沉淀產生。因此，選用0.70%的復合穩定劑添加量為適宜添加量。

2.1.4 檸檬酸添加量對紅酸湯固體飲料感官評分的影響

由圖4可知，隨著檸檬酸添加量的增加，感官評分呈現先上升后下降的趨勢。在添加量為0.05%時，酸甜適口，口感細膩潤滑，綜合得分最高。在添加量超過0.05%時，酸甜比失調，過度的酸味會令人感到不適，飲料的感官評分明顯下降。因此，選用0.05%的檸檬酸添加量為適宜添加量。