響應面優(yōu)化信陽毛尖綠茶飲料工藝探究

朱堯 王晶晶 唐笑顏 張燕 宋慶云 張?zhí)K蘇 王曉 張永瑞 曹璐

本研究以信陽毛尖為主要原料，研制出一款信陽毛尖綠茶飲料。通過單因素試驗以及響應面試驗對其工藝進行研究與分析，得出信陽毛尖綠茶飲料的最佳浸提工藝：浸提溫度為80℃，浸提時間為18.6min，茶水比為1：82，信陽毛尖SCC溶液添加量為4.37g/L。在此工藝下生產出的信陽毛尖綠茶飲料的茶多酚含量為970±6.72mg/L，滋味鮮爽，湯色嫩綠明亮，茶湯清澈，香高持久。

一、實驗與方法

1.信陽毛尖綠茶飲料的加工工藝流程。稱取信陽毛尖→浸提→過濾（硅藻土過濾）→離心→添加信陽毛尖SCC溶液→殺菌灌裝→快速冷卻→信陽毛尖綠茶飲料成品。

2.信陽毛尖綠茶飲料的加工工藝優(yōu)化。（1）單因素試驗。以感官評分為評價指標，在茶水比為1：80、浸提時間為20min的基礎上，考察浸提溫度（70℃、75℃、80℃、85℃、90℃）；在茶水比為1：80、浸提溫度為90℃的基礎上，考察浸提時間（15min、20min、25min、30min、35min）；在浸提溫度為90℃、浸提時間為20min的基礎上，考察茶水比（1：60、1：70、1：80、1：90、1：100）；在茶水比為1：80、浸提溫度為90℃、浸提時間為20min的基礎上，考察信陽毛尖SCC溶液添加量（1g/L、2g/L、4g/L、6g/L、8g/L）對信陽毛尖綠茶飲料品質的影響。

（2）響應面試驗。在單因素試驗的基礎上，選取浸提時間（A）、茶水比（B）、信陽毛尖SCC溶液添加量（C）為影響因素，以感官評分指標（Y）為評價指標，利用Box-Behnken方法設計進行3因素3水平試驗，試驗因素與水平詳見表1。

3.信陽毛尖綠茶飲料理化檢測。茶多酚的檢測采用GB/T 21733-2008《茶飲料》中的“酒石酸亞鐵法”；菌落總數的檢測按照GB 4789.2-2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》；大腸菌群的檢測采用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》中的“大腸菌群MPN（most probable number）計數法”。

4.信陽毛尖綠茶飲料感官評價。采取線下打分表的方式，邀請10位經過感官培訓的專業(yè)人員，從湯色、香氣、滋味、澄清度四個方面對試驗成品進行感官審評，并進行打分。具體評價標準如表2所示。

5.數據統(tǒng)計與分析。各數據均為3次測定的平均值，采用Origin2019、SPSS19.0和Excel2019統(tǒng)計軟件對試驗數據進行整理作圖和統(tǒng)計學分析，采用Design-Expert13進行響應面試驗設計和分析，結果以均值±標準差表示。

二、結果與分析

1.單因素試驗結果。（1）浸提溫度對信陽毛尖綠茶飲料品質的影響。隨著浸提溫度的不斷升高，茶多酚的含量逐漸增加。當浸提溫度為80℃時，該飲料的感官評分最高，達到89.2分，茶多酚含量適中，滋味鮮爽，不苦澀，湯色明亮，綜合品質較好。隨著溫度的進一步升高，感官評分逐漸降低，當浸提溫度為90℃時，感官評分最低，茶多酚含量最多，浸提后的湯色加深，滋味苦澀。因此，選擇80℃的浸提溫度不但能夠保證茶葉中的茶多酚充分溶出，而且整體品質最好。

（2）浸提時間對信陽毛尖綠茶飲料品質的影響。當浸提時間為15min時，茶多酚的含量最低，滋味較淡，有水味；當浸提時間為20min時，該飲料的感官評分最高，達到93.6分，茶多酚含量在人們能接受的范圍，茶湯的滋味和顏色較好；隨著浸提時間的增加，感官評分逐漸降低，當浸提時間為25min時，湯色開始發(fā)暗，不再嫩綠明亮；當浸提時間為35min時，感官評分最低，茶多酚含量最多，不僅滋味苦澀，讓人難以接受，湯色也失去綠茶茶湯本身的顏色，為橙黃色。當浸提時間為15-25min時，感官評分的差距較小，需要進一步探究。

（3）茶水比對信陽毛尖綠茶飲料品質的影響。隨著茶水比的下降，茶多酚含量逐漸下降。當茶水比為1：60時，茶多酚含量最高，感官審評得分最低，茶湯滋味過于苦澀，而且茶湯較渾濁；當茶水比為1：80時，感官評分最高，茶多酚含量適中，茶湯較清澈，口感和滋味最好；當茶水比為1：100時，茶多酚含量最低，滋味稍顯寡淡。當茶水比為1：70-1：90時，感官評分的差距較小，需要進一步探究。

（4）信陽毛尖SCC溶液添加量對信陽毛尖綠茶飲料品質的影響。添加信陽毛尖SCC溶液對飲料中茶多酚含量影響較小，主要是影響飲料的感官評分。當添加量為1g/L時，感官評分最低，香氣寡淡；當添加量為4g/L時，感官評分最高，香氣濃度適宜；當添加量為8g/L時，香氣過濃。當添加量為2-4g/L時，感官評分的差距較小，需要進一步探究。

2.響應面結果分析。（1）響應面模型和顯著性分析。根據表1的試驗因素與水平進行響應面試驗，利用Design-Expert13軟件進行數據分析，得到感官評分Y與自變量A、B、C的多元回歸方程為：Y=93.74-2.3A+0.8B+0.375C+0.125AB+0.025AC+0.025BC-3.96A2-2.16B2-1.01C2。由回歸方程可知，各因素的影響程度依次為：A＞B＞C。

由表3分析得出，模型P值＜0.01，失擬項P值＞0.05，因此該模型可以反應各因素對信陽毛尖綠茶飲料感官品質的影響。該回歸模型決定系數R2=0.9702，校正系數R2adj=0.9319，說明該模型擬合度較好，能夠很好預測信陽毛尖綠茶飲料的感官得分。根據P值大小可以看出，因素A、A2、B2對信陽毛尖綠茶飲料感官評分的影響達到了極顯著水平（P＜0.01），因素B、C2對信陽毛尖綠茶飲料感官評分的影響為顯著水平（P＜0.05）。根據F值的大小可以判斷，各因素對信陽毛尖綠茶飲料感官得分的影響由大到小依次為：浸提時間＞茶水比＞信陽毛尖SCC溶液添加量。響應面試驗模型預測的最佳工藝為：浸提時間18.58min，茶水比1：81.78，信陽毛尖SCC溶液添加量4.37g/L，此時信陽毛尖綠茶飲料最高感官評分為94.18。

（2）回歸模型最優(yōu)試驗組合驗證。為了試驗方便，優(yōu)化最佳工藝為：浸提溫度80℃，浸提時間18.6min，茶水比1：82，信陽毛尖SCC溶液添加量4.37g/L，然后制作信陽毛尖綠茶飲料。審評人員和審評標準與之前保持一致，該飲料感官審評的平均分為93.8分，與理論的感官評分94.18分的誤差較小，說明該回歸模型具有較高的擬合度，能夠對信陽毛尖綠茶飲料的感官評分進行很好的預測。

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2021YFD1601103）；河南省高等教育教學改革研究與實踐項目（就業(yè)創(chuàng)業(yè)指導類）（2021SJGLX1032）；信陽農林學院茶學科技創(chuàng)新團隊項目（XNKJTD-003）；信陽農林學院青年教師科研基金項目（QN2021002、QN2021001）；信陽農林學院科研促進教學專項課題項目（kj-2022014）；信陽農林學院教育教學改革研究與實踐項目（2021XJGLX45）。

作者簡介：朱堯（1992-），男，漢族，江西豐城人，助教，碩士研究生，研究方向為茶葉感官品質與綜合利用。