桑葉黃瓜奶茶的研制※

楊心怡 袁 燦 陳麗蘭

(四川旅游學院,四川 成都 610100)

黃瓜,葫蘆科,黃瓜屬植物[1]。黃瓜肉質脆嫩、汁多味甘,具有特殊清香氣味,其含水量高達98%,富含維生素、糖類和礦物元素,可補充人體所需營養物質,適量食用黃瓜能起到清涼解暑、降壓的功效[2-3]。桑葉含有多種活性功能物質,如黃酮類、生物堿等,具有抗氧化、降血糖、降血脂的作用,是常用的中藥材,也常被用于煎湯、煮粥、包水餃,將其作為健康食品的原料,應用前景廣闊[4]。近年來,奶茶深受年輕人的喜愛,但是市售奶茶中含有高脂肪的植脂末以及較高的糖分,長期飲用存在引發高血壓、糖尿病等多種疾病的風險[5],因此,研發一款清香可口、順滑細膩、健康的奶茶具有重要意義。本實驗將桑葉和黃瓜二者有機結合,以純牛奶代替植脂末,以麥芽糖醇代替白砂糖,旨在研制出一種低糖、營養豐富、風味獨特的奶茶。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

桑葉:頤鹿堂商貿有限公司;黃瓜:市售;正山小種茶葉:廈門五虎茶葉有限公司;麥芽糖醇:河北源創生物科技有限公司;純牛奶:四川新希望乳業股份有限公司;蘆丁標準品:成都麥德生科技有限公司;無水乙醇:國藥集團化學試劑有限公司;亞硝酸鈉:國藥集團化學試劑有限公司;硝酸鋁:國藥集團化學試劑有限公司;氫氧化鈉:國藥集團化學試劑有限公司。以上試劑均為分析純。

電熱恒溫水浴鍋:型號HH.S11-4,上海博迅實業有限公司;紫外可見分光光度計:型號UV-BlueStar-A,北京萊博泰科儀器有限公司;電磁爐:廣州美的集團股份有限公司;榨汁機:廣州美的集團股份有限公司;GC-IMS:德國 G.A.S.公司;電子秤、移液槍、比色皿等實驗室常用設備。

1.2 桑葉黃瓜奶茶制作工藝及操作要點

1.2.1 制作工藝

(1)桑葉→干燥→粉碎→過篩→浸提→過濾→桑葉浸提液

(2)黃瓜→去皮→切片→打漿→過濾→黃瓜汁

(1)+(2)+純牛奶+茶葉+麥芽糖醇→混合熬煮→無菌灌裝→成品

1.2.2 操作要點

(1)原料準備

用電子秤稱取正山小種紅茶,加清水清洗,用細紗布包住瀝干待用,防止在煮制過程中因茶葉分散于液體中而撈取不便;用天平稱取所需的麥芽糖醇備用;用稱量杯稱取純牛奶備用。

(2)桑葉浸提液的制備

挑選完整新鮮的桑葉,用清水洗凈后自然晾干,然后用烘箱烘干6h,烘干溫度為50℃。干燥后的桑葉經粉碎后過80目篩,備用。

采用熱水浸提法,按照一定的料液比稱取桑葉粉,在恒溫水浴鍋中浸提一定的時間,過濾得桑葉浸提液。

(3)黃瓜汁的制備

挑選新鮮黃瓜,清洗,去皮,切成小塊,與水按1∶100(g/g)的比例進行榨汁。

(4)桑葉黃瓜奶茶的制備

將制備好的桑葉浸提液、黃瓜汁和稱取好的麥芽糖醇、茶葉、純牛奶分別加入電磁爐中,邊加邊攪拌,加熱至沸騰即可。

1.3 黃酮含量的測定

參照賈福懷[6]的方法,采用硝酸鋁顯色法在波長510nm處測定桑葉黃瓜奶茶的吸光度從而計算出樣品中的黃酮含量。

標準曲線繪制:用未加蘆丁標準品的溶液作空白對照,測定波長在510nm處的吸光度。標準曲線方程以蘆丁質量濃度(mg/mL)為橫坐標,吸光值D(510nm)為縱坐標,得標準曲線方程:y=0.2752x-0.0019,R2=0.9995。

由下面公式計算得桑葉浸提液的黃酮含量:

(1)

式(1)中:ρ為根據標準曲線計算出的樣品黃酮質量濃度,mg/mL;V為樣品溶液的體積,mL;N為樣品的稀釋倍數;m為桑葉粉末質量。

1.4 感官評價

挑選10位具有食品專業背景的感官鑒評人員,準確、客觀地評價樣品質量,評分標準采用百分制,桑葉浸提液的感官評分標準見表1,桑葉黃瓜奶茶的感官評分標準見表2。

表1 桑葉浸提液感官評分標準

表2 桑葉黃瓜奶茶感官評分標準

1.5 桑葉浸提液工藝的確定

1.5.1 單因素實驗

稱取10g桑葉粉,在料液比為1∶30,浸提時間為30min,浸提溫度分別為50℃、60℃、70℃、80℃、90℃的條件下,以桑葉浸提液感官評分和黃酮含量為評價指標分析結果。

稱取10g桑葉粉,在料液比為1∶30,浸提溫度為80℃,浸提時間分別為10min、20min、30min、40min、50min的條件下,以桑葉浸提液感官評分和黃酮含量為評價指標分析結果。

稱取10g桑葉粉,在浸提時間為30min,浸提溫度為80℃,料液比分別為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50的條件下,以桑葉浸提液感官評分和黃酮含量為評價指標分析結果。

1.5.2 正交試驗

在單因素實驗的基礎上,在浸提溫度、浸提時間、料液比3個單因素中以桑葉浸提液感官評分和黃酮含量為評價指標,分別選出對評分指標影響較大的3個水平,采用L9(33)設計進行正交試驗。各因素及水平見表3。

表3 桑葉浸提液正交試驗設計因素水平表

1.6 桑葉黃瓜奶茶配方的確定

1.6.1 單因素實驗

在預實驗的基礎上,以100g牛奶為基準,以不同比例的桑葉浸提液、黃瓜汁、麥芽糖醇、茶葉為單因素進行實驗。加入桑葉浸提液占牛奶質量的10%、20%、30%、40%、50%,黃瓜汁占牛奶質量的10%、20%、30%、40%、50%,麥芽糖醇占牛奶質量的4%、8%、12%、16%、20%,茶葉占牛奶質量的2%、4%、6%、8%、10%。以感官評分作為評價指標,確定各因素適宜的添加量。

1.6.2 響應面優化實驗

根據單因素實驗的結果,設計Bok-Behnken實驗,選以桑葉浸提液添加量/%(A)、黃瓜汁添加量/%(B)、麥芽糖醇添加量/%(C)、茶葉添加量/%(D)為相應因子,以感官評分(Y)作為響應值進行響應面優化實驗,對桑葉黃瓜奶茶配方進行優化。響應面實驗設計因素及水平見表4。

表4 響應面因素與水平設計

1.7 數據處理

數據處理和圖表繪制使用Microsoft Excel 2019,響應面試驗設計和分析使用Design Expert 13.0。

2 結果與分析

2.1 桑葉浸提工藝的確定

2.1.1 單因素實驗結果分析

2.1.1.1 桑葉浸提液浸提溫度的確定

如圖1,隨著浸提溫度的升高,桑葉浸提液的感官評分和黃酮含量呈上升趨勢,在浸提溫度為80℃時達到最大值,之后呈遞減趨勢。黃酮本身具有還原性,溫度過高會使黃酮類化合物水解,使黃酮含量減少[7]。因此桑葉浸提液最佳的浸提溫度范圍為70℃～90℃。

圖1 浸提溫度對感官評分和黃酮含量的影響

2.1.1.2 桑葉浸提液浸提時間的確定

由圖2可知,在浸提時間達到30min時,感官評分達到最大值83.2分,隨后下降,而總黃酮含量為2.4%未達到最大值。在浸提時間達到40min時,總黃酮含量達到最大值2.59%,隨后下降明顯,而感官評分為79.6,較30min時低。浸提時間過短味道較淡,浸提時間過長會增加其口感的苦澀,綜合考量,桑葉浸提液最佳的浸提時間范圍為20min～40min。

圖2 浸提時間對感官評分和黃酮含量的影響

2.1.1.3 桑葉浸提液料液比的確定

由圖3可知,在料液比1∶10～1∶20時,桑葉浸提液感官評分和黃酮含量呈上升趨勢,在料液比為1∶20時達到最大值,隨后呈下降趨勢。料液比過高會增加口感的粗糙度和顆粒度。因此,桑葉浸提液最佳的料液比范圍為1∶10～1∶30。

圖3 料液比對感官評分和黃酮含量的影響

2.1.2 正交試驗結果分析

桑葉浸提液正交試驗及結果,如表5所示。以感官評分為指標時,影響因素為C>A>B,料液比影響最大,浸提溫度其次,浸提時間影響較小,最優組合為A2B3C2。以黃酮含量為指標時,影響因素為A>C>B,浸提溫度影響最大,料液比其次,浸提時間影響較小,最優組合為A2B3C2。以感官評分和黃酮含量為指標得出的最優組合一致,即80℃的浸提溫度、40min的浸提時間、1∶20的料液配比,桑葉浸提液具有均勻的色澤、清香微苦。

表5 浸提工藝正交試驗結果

2.2 桑葉黃瓜奶茶配方的確定

2.2.1 單因素實驗結果分析

2.2.1.1 桑葉浸提液添加量的確定

桑葉浸提液的添加對桑葉黃瓜奶茶的香氣、口感、色澤具有顯著影響。由圖4可知,感官評分隨著桑葉浸提液添加量的增加呈上升趨勢,添加量達到牛奶的30%時,感官評分最大,此時的奶茶富有桑葉的清香,口感順滑細膩、色澤均勻、沒有雜色。添加量較低,桑葉氣味不明顯;添加量較高時,味道較突出,使奶茶滋味不協調。因此,桑葉浸提液添加量的最適范圍為30%～50%。

圖4 桑葉浸提液添加量對桑葉黃瓜奶茶感官品質的影響

2.2.1.2 黃瓜汁添加量的確定

適當添加黃瓜汁,可使奶茶散發獨特的清香;添加過多,黃瓜味突出,奶茶滋味不協調;添加過少,茶香、奶香易被桑葉香氣覆蓋。由圖5可知,隨黃瓜汁添加量的增加,感官評分呈上升趨勢,當添加量達40%時,感官評分為最大值,此時奶茶滋味協調、清香四溢。因此,黃瓜汁最適宜的添加范圍為30%～50%。

圖5 黃瓜汁添加量對桑葉黃瓜奶茶感官品質的影響

2.2.1.3 麥芽糖醇添加量的確定

添加適量的麥芽糖醇可以增加奶茶的香甜滋味;但是,添加麥芽糖醇含量過多,會導致奶茶過甜,滋味失調;添加麥芽糖醇含量過少造成奶茶風味不佳,無法掩蓋牛奶的奶腥味。由圖6可知,感官評分隨著麥芽糖醇添加量的增加而呈現先升高后下降的趨勢。當麥芽糖醇添加量在12%時,奶茶的清香可口,同時感官評分為最大值。因此,麥芽糖醇添加量的最適范圍為8%～16%。

圖6 麥芽糖醇添加量對桑葉黃瓜奶茶感官品質的影響

2.2.1.4 茶葉添加量的確定

茶葉添加量過多容易使奶茶發苦,掩蓋了桑葉和黃瓜本身的清香風味;茶葉添加量過少,茶味不明顯,奶味過于濃厚,滋味失調。由圖7可知,隨著茶葉添加量的增加,感官評分先呈上升趨勢后下降。當茶葉添加量為6%時,奶茶的茶味純正濃郁、細膩絲滑,同時感官評分為最大值。因此,茶葉添加量的最適范圍為4%～8%。

2.2.2 響應面優化桑葉黃瓜奶茶配方

2.2.2.1 響應面實驗設計與結果

在單因素實驗結果的基礎上,進一步將桑葉浸提液添加量/%(A)、黃瓜汁添加量/%(B)、麥芽糖醇添加量/%(C)、茶葉添加量/%(D)為相應因子,以感官評分(Y)為響應值進行響應面實驗,在Design Expert 13.0軟件上得到響應面的實驗設計及實驗結果,如表6。

表6 桑葉黃瓜奶茶響應面實驗設計及實驗結果

2.2.2.2 響應面回歸模型方差分析

實驗數據回歸擬合后,得到感官評分對桑葉浸提液添加量/%(A)、黃瓜汁添加量/%(B)、麥芽糖醇添加量/%(C)、茶葉添加量/%(D)的擬合方程:Y=87.94-1.56A-0.19B-0.67C-0.13D-0.78AB-1.30AC+1.13AD-1.01BC+0.07BD+0.50CD-2.74A2-2.77B2-5.50C2-3.61D2。

表7 回歸模型方差分析

2.2.2.3 響應面交互作用分析

為了考察A(桑葉浸提液添加量)、B(黃瓜汁添加量)、C(麥芽糖醇添加量)和D(茶葉添加量)及交互作用對桑葉黃瓜奶茶感官品質的影響,在其他因素固定不變的條件下,得到任意2個因素交互作用對桑葉黃瓜奶茶感官品質影響的響應面圖,結果見圖9。響應面的等高線圖反映了2個因素交互作用的強度,等高線圖越接近橢圓,兩個因素的交互作用越明顯。從圖8可以看出,AC、BC整個響應圖較陡峭,等高線接近橢圓形,表明兩者交互作用顯著。

圖8 桑葉黃瓜奶茶中各因素交互作用的等高線和響應面圖

2.2.2.4 驗證實驗

利用Design Expert 13.0軟件,對建立的模型中的參數進行最優化分析,得到桑葉黃瓜奶茶的最佳工藝條件:桑葉浸提液添加量37.07%、黃瓜汁添加量40.12%、麥芽糖醇添加量11.88%、茶葉添加量5.88%,預測感官評分為88.18分。以此最佳工藝條件進行三次平行實驗,得到黃瓜奶茶感官評分的平均值為87.12分,與預測值88.18分相近,且最佳工藝條件制得的桑葉黃瓜奶茶呈乳黃色、清香可口、順滑細膩,說明利用響應面法優化黃瓜奶茶的配方研究真實可靠。

3 結論

以桑葉、黃瓜、麥芽糖醇、純牛奶、茶葉為主要原料,根據桑葉黃瓜奶茶的色澤、香氣、口感、組織狀態等感官為評分指標,在單因素實驗的基礎上,采用響應面實驗法優化桑葉黃瓜奶茶配方,最終得到優化后的配方為:桑葉浸提液添加量37.07%、黃瓜汁添加量40.12%、麥芽糖醇添加量11.88%、茶葉添加量5.88%,以此最佳工藝條件進行三次平行實驗,得到黃瓜奶茶感官評分的平均值為87.12分,與預測值88.18分相近,且最佳工藝條件制得的桑葉黃瓜奶茶呈乳黃色、清香可口、順滑細膩。