苦蕎姜汁咖啡飲料的研制

張淑紅，趙夢君，蔣亞麗，高豐衣

商丘師范學院生物與食品學院（商丘 476000）

咖啡雖和茶葉、可可并稱為世界三大飲料，但其消費量穩(wěn)居第一。咖啡和苦蕎均為我國云南省的特色資源，將咖啡與苦蕎相結(jié)合，可為云南咖啡和苦蕎打開更大的發(fā)展空間。苦蕎含有多種化合物，如黃酮、多酚、多糖、皂苷、蛋白質(zhì)、脂肪酸和微量元素[1]。其中，多糖具有廣泛的生理功能，包括降血糖、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化和神經(jīng)保護等功能[2]。經(jīng)動物試驗表明，苦蕎水提取物可以通過調(diào)節(jié)能量代謝和氨基酸代謝的途徑，降低糖尿病模型大鼠體內(nèi)血糖[3]?？嗍w飲食還能通過大鼠體內(nèi)的腸道菌群來降低其血壓[4]?？Х戎泻锌Х葔A，經(jīng)糖尿病大鼠模型的動物試驗表明，咖啡堿具有防治糖尿病性膀胱病的作用[5]。將苦蕎和咖啡結(jié)合起來，做成能夠降血糖的保健型咖啡，對人類身體健康具有重大意義。生姜化學成分主要包括姜辣素、姜精油和二苯基庚烷。胡許欣等[6]通過建立異食癖嘔吐大鼠模型，證實生姜汁、生姜水煎液有顯著止嘔作用。張旭等[7]通過建立小鼠耳腫脹和小鼠腹膜炎模型，證實生姜水提物具有明顯的抗炎、鎮(zhèn)痛作用。在將苦蕎和咖啡結(jié)合的同時，加入生姜汁，以期得到具有降低血糖、改善血壓、止嘔、抗炎、鎮(zhèn)痛等多種保健功能的咖啡飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

咖啡豆（云南，阿拉比卡）；苦蕎麥、生姜、牛奶（均為市售）。

1.2 儀器與設(shè)備

JE5002GE/02電子臺秤（梅特勒-托利多儀器有限公司）；C21-QH2130電磁爐（廣東美的生活電器制造有限公司）；MJ-54A高壓蒸汽滅菌鍋（施都凱儀器設(shè)備有限公司）；APPIA 2咖啡機（意大利Nuova simonelli公司）；HN-08均質(zhì)器（上海汗諾儀器有限公司）；鑫凱馳KC-1000液體灌裝機（鑫凱馳包裝機械）。

1.3 工藝流程

1.3.1 生姜汁工藝流程

1.4 操作要點

1.4.1 材料預(yù)處理

取苦蕎麥與水，以1∶10（g/mL）比例在鍋中煮沸，煮制時間5 min，煮制后過濾取汁，得苦蕎茶備用。生姜用清水將表面清洗干凈后削皮，切小塊后研磨、過濾，得姜汁備用。選新鮮咖啡豆，經(jīng)重度烘焙后磨粉，咖啡粉與水以1∶15（g/mL）比例使用掛耳咖啡濾紙袋得咖啡液，浸提咖啡液用水溫度為90 ℃。

1.4.2 均質(zhì)

將苦蕎茶、姜汁、咖啡液和牛奶以一定比例混合，均質(zhì)條件為25 MPa，50 ℃，重復處理2次。

1.4.3 灌裝、滅菌

將飲料灌裝后，在121 ℃下滅菌20 min，冷卻至室溫（25 ℃）得成品。

1.5 試驗設(shè)計

1.5.1 單因素試驗

綜合考慮苦蕎姜汁咖啡飲料加工中的多種因素，主要研究苦蕎茶添加量（25，30，35，40和45 mL）、姜汁添加量（3，5，7，9和11 mL）、咖啡液添加量（70，80，90，100和110 mL）、牛奶添加量（50，60，70，80和90 mL）4個單因素之間的配比對苦蕎姜汁咖啡飲料感官品質(zhì)的影響。

1.5.2 正交試驗

基于上述單因素試驗結(jié)果，針對苦蕎茶、姜汁、咖啡液和牛奶，設(shè)計四因素三水平正交試驗，從而確定苦蕎姜汁咖啡飲料的最佳配方。具體因素水平編碼見表1。

表1 正交試驗因素水平表 單位：mL

1.6 產(chǎn)品技術(shù)指標

1.6.1 感官評定標準

苦蕎姜汁咖啡飲料的感官評價指標包括色澤、氣味、滋味、組織狀態(tài)[8]，由10名從事食品行業(yè)的專家組成評價小組，依據(jù)GB/T30767—2014《咖啡類飲料》進行感官評價。將苦蕎姜汁咖啡飲料置于無色透明容器中，置于亮處觀察色澤，并在室溫下品嘗滋味、嗅其氣味，對產(chǎn)品的色澤、氣味進行綜合評分，取10名人員總分平均值作為最終得分，感官評分標準見表2。

表2 苦蕎姜汁咖啡飲料感官評價表

1.6.2 微生物指標

大腸菌群、菌落總數(shù)的測定分別參考GB 4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數(shù)》和GB 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 苦蕎茶添加量對苦蕎姜汁咖啡飲料感官評分的影響

咖啡液、姜汁和牛奶的添加量分別為90，7和70 mL，選擇苦蕎茶添加量25，30，35，40和45 mL調(diào)配飲料。由圖1可知：苦蕎茶添加量25 mL時，苦蕎茶味道不明顯，口感較差；苦蕎茶添加量35～45 mL時，隨著添加量增加，苦蕎姜汁咖啡飲料的咖啡香味減弱，且顏色變淺；苦蕎茶添加量30 mL時，感官評分最高，此時產(chǎn)品整體口感較好、香氣協(xié)調(diào)。

結(jié)合圖1，選取苦蕎茶添加量25，30和35 mL進行正交試驗。

圖1 苦蕎茶添加量對苦蕎姜汁咖啡飲料感官評分的影響

2.1.2 生姜汁添加量對苦蕎姜汁咖啡飲料感官評分的影響

咖啡液添加量90 mL、苦蕎茶添加量35 mL、牛奶添加量70 mL，選擇生姜汁添加量3，5，7，9和11 mL調(diào)配飲料。由圖2可知，隨著姜汁添加量升高，感官評分也相應(yīng)地升高。姜汁添加量7 mL時感官評分最高，此時辣味與咖啡香味比較協(xié)調(diào)，口感最佳，無不良味道產(chǎn)生。姜汁添加量大于7 mL時，其添加量越高，姜汁辣味過于突出，影響口感并且會產(chǎn)生不良余味，因而感官評分反而越低。

圖2 生姜汁添加量對苦蕎姜汁咖啡飲料感官評分的影響

結(jié)合圖2，選取姜汁添加量5，7和9 mL進行正交試驗。

2.1.3 咖啡液添加量對苦蕎姜汁咖啡飲料感官評分的影響

姜汁添加量7 mL、苦蕎茶添加量35 mL、牛奶添加量70 mL，選擇咖啡液添加量70，80，90，100和110 mL調(diào)配飲料。由圖3可知，隨著咖啡液添加量升高，感官評分也相應(yīng)升高。咖啡液添加量100 mL時感官評分最高，此時咖啡香味濃郁，口感合適，無不良味道。但咖啡液添加量繼續(xù)增加時，因咖啡的苦味與酸味過于突出，感官評分反而降低。

結(jié)合圖3，選取咖啡液添加量95，100和105 mL進行正交試驗。

圖3 咖啡液添加量對苦蕎姜汁咖啡飲料感官評分的影響

2.1.4 牛奶添加量對苦蕎姜汁咖啡飲料感官評分的影響

咖啡液添加量90 mL、姜汁添加量7 mL、苦蕎茶添加量35 mL，選擇牛奶添加量50，60，70，80和90 mL調(diào)配飲料。由圖4可知，牛奶添加量50 mL時，產(chǎn)品咖啡苦味過于明顯。

圖4 牛奶添加量對苦蕎姜汁咖啡飲料品質(zhì)的影響

牛奶添加量大于60 mL時，其添加量越高，牛奶味道越突出，越能掩蓋咖啡香味與姜汁辣味，因而產(chǎn)品感官評分越低。只有牛奶添加量60 mL時，感官評分最高，此時產(chǎn)品中咖啡的苦味與酸味、姜汁的辣味、牛奶的香味協(xié)調(diào)一致，口感適宜，無不良余味，顏色最佳。

結(jié)合圖4，選取牛奶添加量57，60和63 mL進行正交試驗。

2.2 正交試驗結(jié)果分析

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過正交試驗，其結(jié)果見表3。從R值可以看出，各因素對苦蕎姜汁咖啡飲料的影響程度為B＞C＞A＞D，其中姜汁最為重要，其次是咖啡，再次是苦蕎麥，最后是牛奶。正交試驗結(jié)果顯示，最優(yōu)水平組合是A3B1C3D2，即當苦蕎茶添加量35 mL、姜汁添加量5 mL、咖啡液添加量105 mL、牛奶用量60 mL時，苦蕎姜汁咖啡飲料的風味最佳，感官評分為79.90分。但通過選擇各因素的最佳水平，確定的理論最優(yōu)組合為A3B1C1D3，這與實際上的最優(yōu)組合所需要的工藝條件不同。因此需要進行驗證試驗。

表3 正交試驗結(jié)果分析表

經(jīng)驗證試驗，理論最優(yōu)組合A3B1C1D3得到的苦蕎姜汁咖啡飲料的感官評分平均值為82.33分，高于正交表內(nèi)所有試驗組。該配方與A3B1C3D2相比，苦蕎茶和姜汁的添加量相同，咖啡添加量更少，而牛奶添加量更多，因而獲得的飲料在滋味上得分更高，更體現(xiàn)出了飲料的醇厚感。因此，最終選用A3B1C1D3為制作苦蕎姜汁咖啡飲料的最佳工藝組合，即苦蕎茶添加量35 mL、姜汁添加量5 mL、咖啡液添加量95 mL、牛奶用量63 mL。

2.3 微生物指標檢測結(jié)果

苦蕎姜汁咖啡飲料經(jīng)121 ℃ 20 mi n滅菌后分別放置7，14，21和28 d，進行微生物檢測。飲料中菌落總數(shù)為0 CFU/mL，大腸菌群未檢出。檢測結(jié)果符合GB 7101—2015《食品安全國家標準飲料》的相關(guān)要求。

3 結(jié)論

通過單因素試驗及正交試驗可知，苦蕎茶、姜汁、咖啡液、牛奶的添加量對苦蕎姜汁咖啡飲料品質(zhì)的影響從大到小為姜汁＞咖啡＞苦蕎麥＞牛奶。并確定了苦蕎姜汁咖啡飲料的最佳配方：苦蕎茶35 mL、姜汁5 mL、咖啡液95 mL、牛奶63 mL。以該配方獲得的苦蕎姜汁咖啡飲料呈褐色，色澤均勻，顏色較好，無分層，無沉淀物，咖啡香味與生姜辛辣味結(jié)合融洽，香味明顯但不過于突出，品嘗后無異味殘留，口感醇厚，風味最佳。該功能性飲料現(xiàn)處于試驗階段，若要作為產(chǎn)品推向市場，還需進行動物試驗，對飲料開展進一步安全性及功能性檢測。