荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料风味优化

周文美，姜　莹，罗　英，赵辰路，周纪廷（.贵州大学 酿酒与食品工程学院，贵州省发酵工程与生物制药重点实验室，贵州 贵阳 55005；.绵阳师范学院 生命科学与技术学院，四川 绵阳 6000）

荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料风味优化

周文美1，姜莹1，罗英2*，赵辰路1，周纪廷1
（1.贵州大学 酿酒与食品工程学院，贵州省发酵工程与生物制药重点实验室，贵州 贵阳 550025；2.绵阳师范学院 生命科学与技术学院，四川 绵阳 621000）

以甜、苦荞麦和大麦芽为原料制备格瓦斯饮料，采用单因素试验和响应面分析法，通过添加蔗糖、柠檬酸和马尾松花粉对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料风味进行优化。结果表明，格瓦斯饮料蔗糖添加量25 g/L、柠檬酸添加量3 g/L、马尾松花粉添加量12%。在此工艺条件下，得到荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料颜色呈深黄色、气味芬芳、口感润滑、风味馥郁，最终感官评分为90.14分。

荞麦芽；马尾松花粉；格瓦斯饮料；风味调配

格瓦斯是以面包或谷物为原料经酵母菌和乳酸菌发酵酿制而成的一种无醇清凉饮料。具有天然发酵的醇香味，乙醇含量低于0.15%vol［1-4］，酸甜可口，富含人体所需的氨基酸、维生素等多种营养成分［5］。除消暑、解渴外还能增进人体消化功能，是可代酒助兴的良好保健饮料［6］。

荞麦是属于蓼科（Polygonaceae）荞麦属（Fagopyrum），为双子叶植物，荞麦具有较高营养价值［7-10］，它含有丰富的多种氨基酸、亚油酸及钙、硒、钾、镁等矿物质元素以及维生素［11］。马尾松花粉是马尾松雄性配子体［12］，存在于雄性花粉囊内，不仅具有低脂肪和高蛋白的特点，而且含有人体生理所需的多种营养物质。

为了得到口感协调、风味馥郁、具有独特风味的荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料，本研究以甜、苦荞麦和大麦芽为原料，通过现代先进生物发酵技术［13］制备格瓦斯饮料，采用单因素试验和响应面分析法，通过添加蔗糖、柠檬酸和马尾松花粉对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料风味进行优化，研制出了一种营养丰富、风味独特、口感细腻的营养保健饮料。为荞麦的综合开发利用提出了一条新的途径。

1　材料与方法

1.1料与试剂

甜荞麦、大麦芽、安琪活性干酵母、蔗糖、柠檬酸（均为食品级）：市售；苦荞麦：贵州师范大学生物育种研究提供；葡萄糖（分析纯）：重庆北培精细化工厂；淀粉酶（2000U/g）：北京东华强盛生物有限公司；糖化酶（50 000 U/g）：湖南省津市市新型发酵有限责任公司；马尾松花粉：实验室自制。

1.2器与设备

LK-1000A中药粉碎机：四川江阳粉碎设备有限公司；FA2004N电子天平：上海菁海仪器有限公司；HH-2数显恒温水浴锅、80-2离心机：上海浦东物理光学仪器厂；722s可见分光光度计：上海菁华科技仪器有限公司；WYT手持糖度仪：成都泰华光学公司；LDZX-40AI立式自动电热压力蒸汽灭菌锅：上海申安医疗器械厂；SPX-250B-Z培养箱：上海博讯实业有限公司。

1.3方法

1.3.1麦-马尾松花粉格瓦斯饮料生产工艺及操作要点

操作要点：

原料比例调配：将80℃干燥60m in的甜荞、苦荞、大麦芽按照1∶2∶1的比例调配；

马尾松花粉破壁：将马尾松花粉按料液比1∶20（g∶m L），在60℃、300W超声条件下，破壁处理25m in；

液化：在调配好的原料中加入一定量的无菌水，加入0.5%的淀粉酶，85～90℃水浴30min；

糖化：将液化好的荞麦降温至60℃，调节pH至3.5，添加原料4%的糖化酶、60℃水浴中保温40min；

酵母活化：取一定量的安琪活性干酵母，加入25倍活性干酵母量的5%葡萄糖溶液，45℃水浴中活化40min；

发酵：在糖化后的麦芽中添加0.5%酵母菌，按照料水比为1∶6（g∶m L），在30℃条件下发酵5 d；

风味调配：在发酵液中加入一定量的蔗糖、柠檬酸和破壁后的马尾松花粉进行风味调配；

巴氏杀毒：将分离出的发酵液在65～70℃条件下保温12～15min。

1.3.2麦-马尾松花粉格瓦斯饮料感官评分

根据荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料特点及影响质量的几个主要因素，确定评分项目［14-18］：选择感官评分人员对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料的颜色、香气、口感、风味和总体感官质量进行感官评分（满分为100分）。感官评分标准见表1。

表1　饮料感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard of the beverage

续表

1.3.3麦-马尾松花粉格瓦斯饮料单因素试验

（1）蔗糖添加量

在荞麦格瓦斯饮料中分别加入蔗糖0、20 g/L、40 g/L、60 g/L、80 g/L，柠檬酸的添加量为2 g/L，马尾松花粉的添加量为10%。并对其感官品质进行评分。

（2）柠檬酸添加量

在荞麦格瓦斯饮料中分别加入柠檬酸0、2 g/L、4 g/L、6 g/L、8 g/L，蔗糖的添加量为40 g/L，马尾松花粉的添加量为10%。并对其感官品质进行评分。

（3）马尾松花粉的添加量

破壁的马尾松花粉按照料液比为1∶20（g∶m L）添加到荞麦格瓦斯饮料中，分别加入破壁的马尾松花粉0、4%、8%、12%、16%，蔗糖的添加量为40 g/L，柠檬酸的添加量为2 g/L，并对其感官品质进行评分。

1.3.4味优化的响应面试验设计

根据Box-Behnken中心组合设计原理，以感官评分（Y）为评价指标，选择蔗糖添加量（A）、柠檬酸添加量（B）、马尾松花粉添加量（C）等3个因素进行响应面分析试验，并运用Design Expert8.0软件对试验数据进行处理以确定荞麦格瓦斯饮料的最佳风味优化工艺。因素与水平编码见表2。

表2　中心组合设计因素与水平Table 2 Factors and levels of central com posite design

2　结果与分析

2.1糖添加量对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料感官品质的影响

考察蔗糖添加量对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料感官品质的影响，结果见图1。

图1　蔗糖添加量对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料感官品质的影响Fig.1 Effect of sucrose addition on sensory evaluation of buckwheat-masson pine pollen KbaC beverage

由图1可知，当蔗糖添加量从0增加到40 g/L时，感官评分随着蔗糖添加量的增加而增加，曲线呈现上升趋势，且当蔗糖添加量为40 g/L时，评分最高，为72分。当蔗糖添加量从40 g/L增加到80 g/L时，感官评分随着蔗糖添加量的增加反而减小，曲线呈现下降趋势。因此，最佳蔗糖添加量为40 g/L。

2.2檬酸添加量对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料感官品质的影响

考察柠檬酸添加量对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料感官品质的影响，结果见图2。

图2　柠檬酸添加量对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料感官品质的影响Fig.2 Effectof citric acid addition on sensory evaluation of buckwheat-masson pine pollen KbaC beverage

由图2可知，当柠檬酸添加量从0增加到4 g/L时，感官评分随着柠檬酸添加量的增加而增大，曲线呈现上升趋势，且当柠檬酸添加量为4 g/L时，感官评分达到最高，为73分。当柠檬酸添加量从4 g/L增加到8 g/L时，感官评分随着柠檬酸添加量的增加反而减少，曲线呈现下降趋势，因此，最佳柠檬酸添加量为4 g/L。

2.3尾松花粉添加量对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料感官品质的影响

考察马尾松花粉添加量对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料感官品质的影响，结果见图3。

图3　马尾松花粉添加量对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料感官品质的影响Fig.3 Effect ofm asson pine pollen addition on sensory evaluation of buckwheat-m asson pine pollen KbaC beve rage

由图3可知，当马尾松花粉添加量从0增加到12%时，感官评分随着马尾松花粉添加量的增加而增大，曲线呈现上升趋势，且当马尾松花粉添加量为12%时，感官评分达到最高，为74分。当马尾松花粉添加量从12%增加到16%时，感官评分随着马尾松花粉添加量的增加反而减少，曲线呈现下降趋势，因此，最佳马尾松花粉添加量为12%。

2.4应面试验结果分析

2.4.1心组合设计结果与回归分析

在单因素试验的基础上，采用响应面分析法对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料风味进行优化，响应面分析试验结果如表3所示，对所得模型方差分析结果见表4。

表3　中心组合试验设计及结果Table 3 Design and results of central com posite experim ents

表4　回归方程方差分析结果Table 4 Variance analysis results of the regression equation

利用Design Expert软件对试验结果进行二次多元回归拟合，得到二次回归方程为：

由表4方差分析结果可知，该响应面模型P=0.0008＜0.01，说明该模型显著，其试验设计及结果可靠，此模型线性相关系数R2=0.952 1、调整性决定系数R2Adj=0.923 7，失拟项不显著（0.411 6＞0.05）说明回归方程拟合度较好，能够详尽的描述试验结果，可以用此模型对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料的风味进行优化。

2.4.2应面优化结果分析

蔗糖添加量、柠檬酸添加量、马尾松花粉添加量对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料感官评分影响的响应面及等高线见图4。

图4　蔗糖、柠檬酸和马尾松花粉添加量的交互作用对荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料感官评分影响的响应面及等高线Fig．4 Response surface plots and counter line of effectof interaction between sucrose，citric acid and masson pine pollen addition on sensory evaluation of buckwheat-masson pine pollen KbaC beverage

各因素A、B、C对响应值感官评分所构成的三维空间曲面图，可形象反应各因素对响应值的影响。响应面图可更为直观的看出各因素对感官评分的影响，曲线越陡峭，表明该因素对感官评分影响越大，由等高线图可以看出存在极值的条件应该处于圆心中，由图4可知，马尾松花粉添加量、柠檬酸添加量、蔗糖添加量对感官评分均有较大影响。符合由表5中对方程3个交互项的方差结果分析。

在Design-Expert的处理方案中本试验选择的最佳优化辅料参数为添加蔗糖添加量23.77 g/L，柠檬酸添加量2.51g/L，马尾松花粉添加量12.07%，在此优化条件下，得到荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料感官评分理论最大值为92.03分。

为验证模型预测的准确性，根据选择的最佳工艺进行验证试验，结合实际操作条件，可调整为格瓦斯饮料蔗糖添加量25 g/L、柠檬酸添加量3 g/L、破壁马尾松花粉添加量12%。得到颜色呈深黄色、气味芬芳、口感润滑、风味馥郁的荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料，最终感官评分为90.14分，与理论预测值接近，进一步表明该模型的合理性。

3　结论

本研究采用单因素试验和响应面分析的方法，通过Design-Expert8.0软件采用Box-Benhnken试验设计对该款格瓦斯饮料调配工艺参数进行优化，得到最佳调配方案为格瓦斯饮料蔗糖添加量25 g/L、柠檬酸添加量3 g/L、马尾松花粉添加量12%。在此工艺条件下，最终感官评分为90.14分，荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料颜色呈深黄色、气味芬芳、口感润滑、风味馥郁，使其不仅具有饮料的特点而且有一定的保健功能，为荞麦-马尾松花粉格瓦斯饮料的开发提供理论依据。

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Optimization of flavor forbuckwheat-masson pine pollen KbaC

ZHOUWenmei1，JIANG Ying1，LUO Ying2*，ZHAOChenlu1，ZHOU Jiting1
（1.GuizhouProvince Key Laboratory of Ferm entation Engineering and Biopharmacy Pharmacy，Schoo lofLiquorand Food Engineering，Guizhou University，Guiyang550025，China；2.College oflife Science and Technology，Mianyang NormalUniversity；M ianyang 621000，China）

A kind of KbaC beverage was developed w ith buckwheat bud and masson pine pollen as raw material.Using single factor tests and response surface analysis，the flavor of buckwheat-masson pine pollen KbaC beverage was optim ized by adding sucrose，citric acid andmasson pine pollen.The results showed that the optimum conditionswere sucrose content25 g/L，citric acid content3 g/L，masson pine pollen content12%.Under the condition，buckwheat-masson pine pollen KbaC beverage obtained had deep yellow colour，fragrance smell，taste lubrication，fragrant flavor，and thesensory scorewas90.14.

buckwheatbud；masson pine pollen；KbaC beverage；flavoradjustment

TS275．4

0254-5071（2016）01-0090-05

10．11882/j．issn．0254-5071．2016．01．020

2015-09-15

贵州省科技厅重大专项（黔科合重大专项字［2012］601-5号）；贵州省科技计划（黔科合农G字［2015］4003号）

周文美（1964-），女，教授，硕士，研究方向为生物化学及发酵食品开发。

罗英（1964-），女，教授，本科，研究方向为生物化学与分子生物学。