紅棗粉固體飲料配方的研制

王元熠，陳國剛

（石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆石河子832000）

棗（Zizyphus jujuba Mill.）為鼠李科棗屬植物[1]，原產(chǎn)于中國，已有四千多年的栽培歷史[2]，是我國的“五果”之一[3]。有研究表明：干棗的粗蛋白含量為2.28%～3.78%，總糖含量為51.4%～66.5%，粗纖維含量為1.95%～3.10%，粗脂肪含量為0.6%～1.4%[4-7]。紅棗不僅有極高的營養(yǎng)價值，還有著較高的藥用價值[8]，因此，紅棗逐漸成為廣大消費者喜愛的“木本糧食，滋補佳品”[9]。然而，紅棗是時段集中式的采收，多采用干制的方式儲存，極易受市場波動和貯藏條件的影響。由于紅棗的加工與食用方式比較單一，曬干后棗皮較硬，難咀嚼且不易消化，易潮易霉爛[10-12]，使得產(chǎn)品的附加值和營養(yǎng)利用率降低。因此，研究紅棗的精深加工成為研究者關(guān)注的熱點。

紅棗粉是紅棗通過干燥技術(shù)制得的產(chǎn)品，有著運輸方便，易儲存，保質(zhì)期較長等優(yōu)勢[13]，可以有效的解決品相不好的棗果和剩果的浪費，降低經(jīng)濟損失。在不同的紅棗粉加工方法中，噴霧干燥法更適用于工業(yè)生產(chǎn)[14-15]，但由于噴霧干燥制得的紅棗粉適口性較差，所以市面上極少有紅棗粉為主要原料的產(chǎn)品。

本研究以紅棗粉為主料，香橙粉、檸檬粉、糖粉等為輔料，進行沖調(diào)紅棗粉配方的開發(fā)研制。通過合理調(diào)配，有效地解決了紅棗粉適口性較差的問題，為后期紅棗粉深加工產(chǎn)品的研發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

紅棗片：新疆石河子農(nóng)貿(mào)市場；香橙粉、檸檬粉：西安賽揚生物科技有限公司提供；單硬脂酸甘油酯、β-環(huán)糊精、海藻酸鈉：興化市聯(lián)富食品有限公司；糖粉：太古糖業(yè)（中國）有限公司。

1.2 試驗儀器

HR2872型打漿機：珠海飛利浦家電有限公司；LPG-5型離心式噴霧干燥機：常州市佳騰干燥制粒設(shè)備有限公司；BT102S型蠕動泵：濟南溫騰醫(yī)療器械有限公司；78-2型磁力加熱攪拌器：江蘇金怡儀器有限公司；HHS-11-1型智能數(shù)顯恒溫水浴鍋：上海予卓儀器有限公司；FA1204型分析天平：常州市幸運電子設(shè)備有限公司。

1.3 試驗設(shè)計方案

1.3.1 復(fù)合紅棗粉配方設(shè)計

1.3.1.1 單因素試驗

在大量預(yù)試驗的基礎(chǔ)上，選擇感官評價較好的配比參數(shù)點，以這些參數(shù)點為基礎(chǔ)上下浮動取點，通過單因素試驗，確定合適的輔料添加范圍。

1）香橙粉配比的確定

在檸檬粉0.25 g、糖粉1.00 g、紅棗粉5.00 g的條件下，香橙粉添加量分別為 1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 g，進行感官評價。

2）檸檬粉配比的確定

在香橙粉1.00 g、糖粉1.00 g、紅棗粉5.00 g的條件下，檸檬粉添加量分別為 0.00、0.25、0.50、0.75、1.00 g，進行感官評價。

3）糖粉配比的確定

在香橙粉1.00 g、檸檬粉0.25 g、紅棗粉5.00 g的條件下，糖粉添加量分別為 1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 g，進行感官評價。

1.3.1.2 正交試驗設(shè)計

在單因素試驗基礎(chǔ)上，用L9（34）正交表設(shè)計三因素三水平試驗，共9個組合。以感官評價評分為指標，其正交優(yōu)化試驗設(shè)計因素及水平見表1。

表1 紅棗粉配方正交試驗因素和水平Table 1 Orthogonal test factors and levels of jujube powder formula

1.3.1.3 感官評定方法

采用100分制評定方法，對產(chǎn)品樣品進行評價，評分由10名有經(jīng)驗的人員組成。分別從色澤、風味、口感、沖調(diào)效果4個方面為指標進行評價。評分結(jié)果去掉一個最高分和最低分，最后以平均分為最終得分。感官評分滿分為100分，具體見表2。

表2 感官檢驗評分標準Table 2 Sensory test score

1.3.2 復(fù)合穩(wěn)定劑的確定

1.3.2.1 單因素試驗

以配制的紅棗粉為原料，在預(yù)試驗基礎(chǔ)上選擇單硬脂酸甘油酯、β-環(huán)糊精、海藻酸鈉這3種穩(wěn)定劑進行單因素試驗。單硬脂酸甘油酯分別添加0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%；海藻酸鈉分別添加0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%；β-環(huán)糊精分別添加 0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%，以離心沉淀率為指標，分別測定其對紅棗粉沖調(diào)穩(wěn)定性的影響。

1.3.2.2 穩(wěn)定劑復(fù)配試驗

基于單因素試驗結(jié)果分析，利用Design-Expert.V8.0.6軟件設(shè)計三因素三水平響應(yīng)面分析試驗，響應(yīng)面試驗因素及水平見表3。

表3 穩(wěn)定劑響應(yīng)面設(shè)計因素及水平Table 3 Factors and levels of stabilizer response surface design

1.3.2.3 穩(wěn)定性測定方法

添加穩(wěn)定劑后，置于60℃～80℃恒溫水浴30 min，待冷卻至25℃左右后均質(zhì)約5 min，取10 mL樣液置于15 mL離心管中，于4 000 r/min離心15 min，棄去上清液，倒置30 min，用濾紙吸去殘留于離心管壁的液體，準確稱量沉淀重量（精確至0.001 g），計算離心沉淀率。

式中：M1為樣品離心前的質(zhì)量，g；M2為樣品離心后沉淀物的質(zhì)量，g。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

有關(guān)數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，試驗結(jié)果采用3次重復(fù)平均值±標準誤差（Standard error，SE）表示，采用 Design-Expert.V8.0.6 軟件對試驗結(jié)果進行二次多項式擬合。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅棗粉配方設(shè)計單因素試驗結(jié)果

2.1.1 香橙粉配比的確定

香橙粉添加量對紅棗粉固體飲料品質(zhì)的影響結(jié)果見表4。

表4 香橙紅棗粉的感官評價Table Sensory evaluation of orange jujube powder

由表4可知香橙粉的添加量對紅棗粉的風味和口感影響較大。在添加量為1 g～3 g范圍內(nèi)，隨著香橙粉含量的增加，香橙特有的水果香氣逐漸與紅棗香氣相交融，使得飲品具有獨特的風味，但過多的香橙粉會逐漸將紅棗風味掩蓋，影響飲品的感官。因此，每5 g紅棗粉加入香橙粉的適宜區(qū)間為1 g～3 g。

2.1.2 檸檬粉配比的確定

檸檬粉添加量對紅棗粉固體飲料品質(zhì)的影響結(jié)果見表5。

表5 檸檬紅棗粉的感官評價Table 5 Sensory evaluation of lemon jujube powder

從表5可看出，當檸檬粉添加量在0 g～0.5 g時，飲品口感適中，氣味協(xié)調(diào)均勻。當添加量大于0.5 g時，隨著檸檬粉的增加，對飲品的風味和口感產(chǎn)生較大的影響，飲品苦味過重。因此，每5 g紅棗粉中0 g～0.5 g為檸檬粉的適宜添加范圍。

2.1.3 糖粉配比的確定

檸檬粉添加量對紅棗粉固體飲料品質(zhì)的影響結(jié)果見表6。

表6 糖粉添加的感官評價Table 6 Sensory evaluation of sugar powder addition

由表6可知，隨著糖粉含量的增加，飲品的感官評分整體先上升后下降。由此說明，糖粉含量對飲品的感官產(chǎn)生較大的影響。當糖粉添加量在3 g時感官評分達到最高，此時飲品口感香醇，氣味協(xié)調(diào)。但隨著過量的糖粉的加入，使得飲品的甜味加重，同時使得飲品的黏度逐漸增大，影響了飲品的感官。因此5 g紅棗粉中糖粉的適宜添加范圍為2 g～4 g。

2.2 紅棗粉配方的確定

在單因素試驗基礎(chǔ)上，以香橙粉、檸檬粉、糖粉添加量為因素進行L9（34）正交試驗，以感官評價評分為指標，直觀分析及方差分析結(jié)果如表7、表8所示。

表7 正交試驗結(jié)果及直觀分析Table 7 Orthogonal test results and visual analysis

表8 正交試驗方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal test

由表8可知，因素A、B、C均差異顯著，其中A、B差異極顯著，即香橙粉、檸檬粉、糖粉對產(chǎn)品的感官評價影響較大。由表7可以看出，各個因素對產(chǎn)品的感官評價影響程度依次為A＞B＞C，即香橙粉添加量影響飲品感官品質(zhì)的最主要因素，其次為檸檬粉添加量、糖粉添加量。通過正交試驗結(jié)果分析可知，A2B2C2組合為最優(yōu)組合，對最優(yōu)組合進行驗證試驗，其綜合感官評分為92.3，高于表7中最好的4號試驗（90.7），因此正交試驗結(jié)果較為可靠。因而復(fù)合紅棗粉的配方為：m（紅棗粉）∶m（香橙粉）∶m（檸檬粉）∶m（糖粉）=20∶8∶1∶12，即香橙粉40%、檸檬粉5%、糖粉60%。

2.3 穩(wěn)定劑最佳配比的確定

2.3.1 單因素試驗結(jié)果

單硬脂酸甘油酯、β-環(huán)糊精、海藻酸鈉對體系沉淀率的影響結(jié)果如圖1所示。

圖1 穩(wěn)定劑對沉淀率的影響Fig.1 Effect of stabilizer on precipitation rate

由圖1（a）可以看出，隨著單硬脂酸甘油酯添加量的增大，飲品的離心沉淀率先下降后上升，當添加量為0.03%時達到最低點，與空白對照相比下降了24.43%，此時飲品的穩(wěn)定性最好。因此，選取單硬脂酸甘油酯添加量0.02%、0.03%、0.04%進行穩(wěn)定劑復(fù)配試驗；圖1（b）展示了隨著β-環(huán)糊精含量的不斷增加，飲品的離心沉淀率先下降后上升，在0.04%時沉淀率最低，與空白對照相比下降了14.28%。當超過0.04%時，沉淀率上升。因此，選取β-環(huán)糊精添加量0.03%、0.04%、0.05%進行穩(wěn)定劑復(fù)配試驗；如圖1（c）所示，隨著海藻酸鈉添加量的增大，飲品的離心沉淀率先下降后上升，當添加量為0.05%時達到最低點，與空白對照相比下降了27.75%，此時飲品的穩(wěn)定性最好，因此，選取海藻酸鈉添加量0.04%、0.05%、0.06%進行穩(wěn)定劑復(fù)配試驗，從而選出最優(yōu)組合。

2.3.2 響應(yīng)面試驗結(jié)果

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，利用Design-Expert.V8.0.6軟件設(shè)計響應(yīng)面優(yōu)化試驗，試驗結(jié)果見表9。

表9 響應(yīng)面設(shè)計方案及試驗結(jié)果Table 9 Design and results of response surface methodology experiment

續(xù)表9 響應(yīng)面設(shè)計方案及試驗結(jié)果Continue table 9 Design and results of response surface methodology experiment

通過Design-Expert.V8.0.6軟件對試驗結(jié)果進行二次多項式擬合以及方差分析，方差分析結(jié)果見表10。

表10 響應(yīng)面二次模型方差分析Table 10 Analysis and results of ANOVA for response surface quadratic model

由回歸分析結(jié)果得到沉淀率對單硬脂酸甘油酯、β-環(huán)糊精、海藻酸鈉3個因素的二次多項回歸方程如下：

Y=1.89+0.21A-0.17B-0.23C-0.43AB-0.28AC+0.24BC+1.08B2+0.67C2

表10中回歸模型P=0.000 1＜0.01，該模型極顯著；失擬項P=0.063 2＞0.05，說明失擬項差異不顯著，表明試驗設(shè)計可靠。同時模型的決定系數(shù)R2=0.972 8，說明回歸方程和試驗結(jié)果擬合狀況較好，可以較好地描述各因素和響應(yīng)值之間的關(guān)系。從模型方差分析結(jié)果中可以看出 A、B、C、AC、BC 項的影響顯著，AB、B2、C2項的影響為極顯著，其余項則對沉淀率無顯著影響?；貧w模型的診斷分析表明，各因素的F值可以反應(yīng)出對試驗響應(yīng)值的重要性，F(xiàn)值越大，表明該因素對響應(yīng)值的影響越大，由各因素對響應(yīng)值影響程度分析可得影響復(fù)合紅棗粉沉淀率的主次因素為：海藻酸鈉＞單硬脂酸甘油酯＞β-環(huán)糊精，說明各因素對復(fù)合紅棗粉沉淀率的影響并非簡單的線性關(guān)系。

2.3.3 各因素之間交互作用響應(yīng)面分析

為了更直觀地反映響應(yīng)因素對復(fù)合紅棗粉沉淀率的影響，對方差分析影響顯著的各交互作用進行響應(yīng)面分析，結(jié)果見圖2。

圖2 各因素之間交互作用響應(yīng)面圖Fig.2 Response surface diagram of interaction among factors

從圖2（a）可以看出，當海藻酸鈉添加量為0.05%不變時，復(fù)合紅棗粉的沉淀率隨單硬脂酸甘油酯的增加先減后增，當β-環(huán)糊精添加量從0.03%增加到0.05%時，復(fù)合紅棗粉的沉淀率隨β-環(huán)糊精的增加先減后增，響應(yīng)面呈現(xiàn)的曲線弧度也比較明顯，因此AB交互作用對復(fù)合紅棗粉的沉淀率有影響；圖2（b）說明，當β-環(huán)糊精添加量為0.04%不變時，復(fù)合紅棗粉的沉淀率隨單硬脂酸甘油酯的增加先減后增，當海藻酸鈉添加量從0.04%增加到0.06%時，復(fù)合紅棗粉的沉淀率隨海藻酸鈉的增加先減后增；圖2（c）表明當單硬脂酸甘油酯添加量為0.03%不變時，復(fù)合紅棗粉的沉淀率呈現(xiàn)一個極明顯的凹面，在海藻酸鈉添加量控制在0.05%時，β-環(huán)糊精添加量在0.03%～0.05%的范圍內(nèi)，復(fù)合紅棗粉的沉淀率較低，由曲面圖可以直觀地看出BC交互作用比AB、AC交互作用對復(fù)合紅棗粉沉淀率的影響大。

2.3.4 最佳配比的確定及驗證試驗

根據(jù)復(fù)合紅棗粉沉淀率模型的二次回歸方程，利用Design-Expert.V8.0.6軟件對復(fù)合紅棗粉穩(wěn)定劑添加量進行優(yōu)化，得最優(yōu)參數(shù)為單硬脂酸甘油酯0.03%、β-環(huán)糊精0.04%、海藻酸鈉0.05%，得到沉淀率預(yù)測值為1.83%。結(jié)合優(yōu)化分析參數(shù)，選擇添加單硬脂酸甘油酯0.03%、β-環(huán)糊精0.04%、海藻酸鈉0.05%對響應(yīng)面試驗結(jié)果進行驗證試驗，測得沉淀率為1.92%，與預(yù)測值非常接近，表明該參數(shù)可靠。

3 結(jié)論

紅棗作為一種重要的經(jīng)濟作物，具有很高的營養(yǎng)價值、經(jīng)濟價值、藥用價值和開發(fā)前景。本研究以紅棗粉為原料，香橙粉、檸檬粉等為輔料進行復(fù)合紅棗粉固體飲料的開發(fā)研究。通過單因素試驗篩選和正交試驗設(shè)計，確定最佳的紅棗粉配方為：香橙粉40%、檸檬粉5%、糖粉60%；為了提高穩(wěn)定性，減少沉淀和分層現(xiàn)象，選擇單硬脂酸甘油酯、β-環(huán)糊精、海藻酸鈉3種穩(wěn)定劑進行復(fù)配，響應(yīng)面試驗結(jié)果表明復(fù)配穩(wěn)定劑最佳配比為單硬脂酸甘油酯0.03%、β-環(huán)糊精0.04%、海藻酸鈉0.05%。根據(jù)上述配方制得的產(chǎn)品顏色呈淡金色，組織均一，口感細膩，甜度適中，具有紅棗特有的甜香風味及口感，并兼具一定的營養(yǎng)和保健價值，其市場前景十分廣闊，研究將為紅棗綜合開發(fā)利用價值奠定良好基礎(chǔ)。