響應(yīng)面優(yōu)化紅酸湯固體飲料配方

張金桃

摘要：為開發(fā)紅酸湯固體飲料，以紅酸湯為主要原料，在紅酸湯、蔗糖、復(fù)合穩(wěn)定劑和檸檬酸添加量等單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)分為響應(yīng)值，采用響應(yīng)面優(yōu)化紅酸湯固體飲料產(chǎn)品配方。結(jié)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(fù)合穩(wěn)定劑0.70%，檸檬酸0.05%，實(shí)際感官評(píng)分88.47，與理論值（88.44）接近，相差0.03。該響應(yīng)面模型所優(yōu)化配方參數(shù)合理可靠，具有實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：紅酸湯；固體飲料；產(chǎn)品配方；感官評(píng)價(jià)；響應(yīng)面法

中圖分類號(hào)：TS278 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(diào)泡飲用的固態(tài)制品[1]。與液體飲料相比，固體飲料具有儲(chǔ)存期長(zhǎng)、易攜帶、易沖泡等特點(diǎn)[2]。酸湯分紅酸湯和白酸湯兩種，是貴州最有代表性的傳統(tǒng)發(fā)酵“酸食”。在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生大量維生素、多酚、有機(jī)酸、氨基酸、黃酮等成分[3-5]。酸湯中的有益菌群可以調(diào)節(jié)人體腸道微生態(tài)平衡，增進(jìn)人體健康等作用[6]。紅酸湯中的番茄紅素和有機(jī)酸具有抗氧化的活性，且與其濃度呈正相關(guān)[7-8][9]12 。由于紅酸湯生產(chǎn)和消費(fèi)的地域性限制，國(guó)內(nèi)對(duì)紅酸湯研究也相對(duì)較少，主要集中在生理功能[10]、工藝優(yōu)化[11]、營(yíng)養(yǎng)成分分析[12]、發(fā)酵微生物區(qū)系的分離鑒定[13-14]等方面。紅酸湯作為貴州黔南地區(qū)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(xiàn)代飲食多元化需求，以紅酸湯為基質(zhì)的其他食品形式有待開發(fā)[15]，固體飲料是其可行途徑。本試驗(yàn)通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化紅酸湯固體飲料配方，以期為酸湯快捷化和多元化發(fā)展提供理論依據(jù)。

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(mèng)食品（集團(tuán)）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(jí)）：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(jī)：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(jìn)醫(yī)療器械有限公司；SCIENTZ-30F型真空冷凍干燥機(jī)：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(fù)合穩(wěn)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(diǎn)

將紅酸湯于3 500 r/mim離心15 min，得紅酸湯澄清液。復(fù)合穩(wěn)定劑采用黃原膠∶海藻酸鈉∶羥甲基纖維素質(zhì)量比為20∶7∶8[9]16 。將紅酸湯、蔗糖、復(fù)合穩(wěn)定劑和檸檬酸按試驗(yàn)設(shè)計(jì)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(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 單因素試驗(yàn)

（1） 紅酸湯添加量：蔗糖添加量6.0%、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.70%、檸檬酸添加量0.05%，設(shè)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(duì)紅酸湯固體飲料感官評(píng)分的影響。

（2） 蔗糖添加量：紅酸湯添加量41.0%、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.70%、檸檬酸添加量0.05%，設(shè)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(duì)紅酸湯固體飲料感官評(píng)分的影響。

（3） 復(fù)合穩(wěn)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(shè)置復(fù)合穩(wěn)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(fù)合穩(wěn)定劑添加量對(duì)紅酸湯固體飲料感官評(píng)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(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.70%，設(shè)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(duì)紅酸湯固體飲料感官評(píng)分的影響。

1.3.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素基礎(chǔ)上，利用Design Expert 8.0軟件，采用Box-Behnken程序設(shè)計(jì)方案，以模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)分為響應(yīng)值，選取紅酸湯添加量、蔗糖添加量、檸檬酸添加量和復(fù)合穩(wěn)定劑添加量4個(gè)因素為自變量進(jìn)行響應(yīng)面分析，優(yōu)化產(chǎn)品配方。響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平見表1。

1.4 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)

所選擇的10名感官評(píng)價(jià)人員為食品質(zhì)量與安全專業(yè)的學(xué)生（5男5女）。將制備的固體飲料倒入統(tǒng)一透明的玻璃杯中，加水溶解調(diào)配成紅酸湯汁，并對(duì)其色澤、風(fēng)味、口感、狀態(tài)4個(gè)因素進(jìn)行感官評(píng)價(jià)[16]。具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

每個(gè)因素分別設(shè)優(yōu)、良、中、差4個(gè)等級(jí)，即指標(biāo)集U=（U1、U2、U3、U4）=（色澤、風(fēng)味、滋味、狀態(tài)），評(píng)價(jià)集V=（V1、V2、V3、V4） = （優(yōu)、良、中、差）。根據(jù)各個(gè)指標(biāo)在固體飲料評(píng)價(jià)中的作用，決定其評(píng)價(jià)指標(biāo)集4個(gè)因素的權(quán)重依次為0.15、0.25、0.35、0.25，即權(quán)重集A=（A1、A2、A3、A4）=（0.15、0.25、 0.35、0.25）[9]17。

感官評(píng)價(jià)結(jié)果按式（1）計(jì)算：

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用Origin 2019軟件進(jìn)行繪圖，采用Design-Expert 8.0軟件進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 紅酸湯添加量對(duì)紅酸湯固體飲料感官評(píng)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(dá)41.0%時(shí)，感官得分達(dá)到最大值。分析其原因可能為紅酸湯添加量較少時(shí)，飲料中的紅酸湯獨(dú)特風(fēng)味不夠明顯，味道偏淡；當(dāng)紅酸湯的添加量過(guò)大時(shí)，飲料的風(fēng)味變得不協(xié)調(diào)，口感不好，說(shuō)明紅酸湯的添加量會(huì)影響飲料的口感和風(fēng)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(duì)紅酸湯固體飲料感官評(píng)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(shí)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(fēng)味又適當(dāng)提高甜度，使其酸甜比合適。當(dāng)蔗糖添加過(guò)量時(shí)，會(huì)使紅酸湯獨(dú)特風(fēng)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(fù)合穩(wěn)定劑添加量對(duì)紅酸湯固體飲料感官評(píng)分的影響

由圖3可知，隨著復(fù)合穩(wěn)定劑添加量的增加，飲料的狀態(tài)穩(wěn)定性和質(zhì)地均一性越來(lái)越好。在添加量為0.70%時(shí)，飲料流動(dòng)液性狀好，無(wú)沉淀，質(zhì)地均一，色澤透亮均勻。添加量大于0.70%時(shí)，飲料有少許沉淀和懸浮物。分析其原因可能為隨著穩(wěn)定劑的添加，飲料的質(zhì)地和穩(wěn)定性也隨之增強(qiáng)，當(dāng)添加量超過(guò)0.70%時(shí)，飲料的黏稠度增大并伴隨有沉淀產(chǎn)生。因此，選用0.70%的復(fù)合穩(wěn)定劑添加量為適宜添加量。

2.1.4 檸檬酸添加量對(duì)紅酸湯固體飲料感官評(píng)分的影響

由圖4可知，隨著檸檬酸添加量的增加，感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。在添加量為0.05%時(shí)，酸甜適口，口感細(xì)膩潤(rùn)滑，綜合得分最高。在添加量超過(guò)0.05%時(shí)，酸甜比失調(diào)，過(guò)度的酸味會(huì)令人感到不適，飲料的感官評(píng)分明顯下降。因此，選用0.05%的檸檬酸添加量為適宜添加量。