不同工艺条件对青海传统蒙古奶茶品质的影响

闫舒，王凌琴，刘红娜

（西北民族大学生命科学与工程学院，兰州 730030）

蒙古奶茶是蒙古族传统的乳制品，也是蒙古族文化的重要组成部分[1]。蒙古奶茶以鲜牛乳和青砖茶为主要原料，青砖茶经煮开后加入鲜牛乳、赤砂糖和食盐煮制而成。奶茶不但具有浓郁清香的气味，去腻清口，而且还具有牛乳和茶叶共同的营养价值[2]。青砖茶叶中含有300多种有效成分，其中茶多酚的含量最多，占茶叶干物质的10%～30%[3]。高浓度的茶多酚可导致癌细胞凋亡和溶解，对恶性肿瘤可以起到预防和治疗的作用[4,5]。此外茶多酚在抗脂肪肝、降低血脂、抗炎、防止血管硬化、防感染、防辐射、减缓衰老等方面也有重要保健作用[6]。因此蒙古奶茶是一款既有独特风味，又具有营养、保健功能的奶茶制品[7]。

传统的饮用方法是把青砖茶煮开，加入少量食盐和适量鲜奶煮开，放入炒米后饮用[2]。这种方法局限性很大，鲜奶、食盐的加入量是根据个人感官确定，因此在奶茶口感方面会存在偏差。为实现蒙古奶茶生产工艺的标准化，有许多专家学者对奶茶的工艺进行了多方面的研究试验。韩翠萍等[8]应用单因素、正交试验方法，通过感官特性评分，确定了姜香奶茶最佳配方；苏爱国[9]通过茶汤浸提条件、辅料添加量进行单因素和正交试验方法对奶茶工艺进行研究，确定了奶茶最优工艺；宋杜果等[10]通过对比和正交试验优化奶茶工艺，确定了奶茶的最优配方。目前尚无不同工艺条件对青海传统蒙古奶茶品质影响的研究报道。

本试验以蒙古奶茶的感官特性、营养成分及稳定性系数为评定指标，在不改变传统工艺的条件下，采用单因素试验、Plackeet-Burman试验设计以及Box-Behnken试验设计对工艺参数进行优化，筛选出最合理的工艺条件，使奶茶口感达到最佳，以期为制作出品质优良的蒙古奶茶提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牛乳：西北民族大学养殖场的新鲜牛乳； 青砖茶：“川”字牌青砖茶，湖北赵李桥茶厂；食用盐：深井岩盐，中盐甘肃省盐业有限公司；赤砂糖：甘蔗糖，菏泽市玉华堂食品有限公司；其他试剂均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 方法

1.2.1 原料预处理及工艺

青砖茶茶汤的浸提：选择茶叶成色较好，具有正常砖茶气味的青砖茶，磨碎呈粉末状，过80目筛备用[11]。称取10g青砖茶粉末，茶水比按1:90，将烧杯置于95℃恒温水浴锅中浸提90min，过滤取上清液。

牛奶过滤后巴氏杀菌(65℃，30min)，然后冷却加入赤砂糖。青砖茶浸提后过滤得到茶汁，加入盐、牛奶进行调配，然后煮沸、均质、灭菌，得到成品[9,12]。

1.2.2 单因素试验设计

（1）浸提料水

料水比分别为1:30、1:60、1:90、1:120、1:150，浸提温度95℃，浸提时间90min，牛乳20%，赤砂糖6%，盐0.4%，过滤取上清液，溶液按照1:100稀释，进行OD值测定和感官特性评定。

（2）浸提温度

浸提温度分别为80、85、90、95、100℃，料水比1:90，浸提时间90min，牛乳20%，赤砂糖6%，盐0.4%，过滤取上清液，溶液按照1:100稀释，进行OD值测定和感官特性评定。

（3）浸提时间

浸提时间分别为30、50、70、90、110min，料水比1:90，浸提温度95℃，牛乳20%，赤砂糖6%，盐0.4%，过滤取上清液，溶液按照1∶100稀释，进行OD值测定和感官特性评定。

（4）牛乳添加量

牛乳添加量分别为5%、10%、15%、20%、25%，浸提料水比1:90，浸提温度95℃，浸提时间90min，赤砂糖6%，盐0.4%，研究牛乳添加比例对奶茶感官特性及稳定性的影响。

（5）赤砂糖添加量

赤砂糖添加量分别为2%、4%、6%、8%、10%，浸提料水比1:90，浸提温度95℃，浸提时间90min，牛乳20%，盐0.4%，研究赤砂糖添加比例对奶茶感官特性及稳定性的影响。

（6）盐添加量

盐添加量分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，浸提料水比1:90，浸提温度95℃，浸提时间90min，牛乳20%，赤砂糖6%，研究盐添加比例对奶茶感官特性及稳定性的影响。

1.2.3 奶茶感官评定指标

采用百分法进行感官评定，评定指标及标准如表1[13]。随机样品由接受过专业感官分析培训的人员进行感官评价，参与评定的为10人，取其平均值作为最终得分[14,15]。

表1 奶茶感官评分标准

1.3 理化指标和稳定性的测定方法

1.3.1 理化指标

茶多酚测定依据GB/T 21733-2008[16]。采用凯式定氮法测定蛋白质，依据GB 5009.5-2016[17]。采用折光计法，依据GB/T 12143-2008[18]。

1.3.2 稳定性指标

通过离心测试奶茶的离心沉淀率来测定奶茶的稳定性[19,20]。通过分光光度计测试奶茶的稳定系数[21]。

1.3.3 数据处理

运用Excel 2010和SPSS13.0对试验数据进行统计分析；利用Minitab、DX8软件进行试验设计并对试验结果进行分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 浸提料水比对茶多酚含量及感官特性的影响

由图1可知，随着料水比值的减小，吸光度值呈下降趋势，数值逐渐减小可能是由于加水量的增加，茶汤浓度变小，导致溶出的茶褐素含量减小[22]。料水比在1:30 ～ 1:60下降迅速，在1:60 ～ 1:120之间下降缓慢，在1:120 ～ 1:150之间趋于等值。1:60 ～ 1:120之间下降缓慢，说明茶汤品质在两值之间比较稳定，口感、色泽最好[23]。

随着加水量逐渐增大，茶汤的感官评分呈现出先增大后减小的趋势。浸提茶汤的料水比过低（1:30、1:60），颜色发暗，透光率低，且有苦涩味；料水比过高（1:120、1:150），颜色浅，茶的香味和味道变淡，有效成分被稀释，茶汤的质量降低[10]。试验结果表明：当料水比为1:90时，茶汤颜色、滋味、气味都达到最佳的状态，感官评分最高，因此综合两项指标考虑，茶汤浸提料水比为1:90时，蒙古奶茶的口感最好。

表面活性剂促助法具有环境友好、方法简单的特点，同时可以通过选择不同种类的表面活性剂对MoS2纳米微球的结构进行设计和调控。

图1 不同浸提料水比下的吸光度值和感官评分

2.1.2 浸提温度对茶多酚含量及感官特性的影响

由图2可知，随着浸提温度的升高，吸光度值呈增大趋势，数值逐渐增大可能是由于温度升高，茶叶可溶性成分的萃取率提高，茶汤中溶出的茶褐素增多，含量增大[22]。温度在95℃、100℃时吸光度值趋于相等，茶汤的口感、色泽达到最好[23]。

随着浸提温度逐渐增大，茶汤的感官评分呈现出先增大后减少的趋势。不同浸提温度对茶叶的溶出物有影响，浸提温度过低，茶叶有效成分的萃取率低，并且茶汤的香气成分不能最大发挥出来，口感也会欠佳；浸提温度过高，茶汤中香气成分的损失大，并且溶出的不良物质使茶汤口感苦涩[13]。试验结果表明：95℃时，茶汤颜色优良，香气与滋味浓郁，感官评分最高。80、85、90℃因香气和滋味不好而总体评分低，100℃时，茶汤的苦涩味重。因此综合两项指标考虑，茶汤浸提温度为95℃时，蒙古奶茶的口感最好。

图2 不同浸提温度下的吸光度和感官评分

2.1.3 浸提时间对茶多酚含量及感官特性的影响

由图3可知，随着浸提时间的增加，吸光度值呈增大趋势，可能是由于浸提时间增加，茶叶可溶性成分的萃取率提高，茶汤中溶出的茶褐素增加，含量增大[22]。时间在90、100min时吸光度值趋于等值，茶汤的口感、色泽达到最好[23]。

随着浸提时间的增加，茶汤的感官评分呈现出先增大后减少的趋势。浸提时间过短，茶叶有效成分的萃取率低，茶汤的色泽较浅，口感会变淡；浸提时间过长，茶汤中香气成分的损失率大，茶汤的口感变苦变涩[13]。试验结果表明：90min时，茶汤颜色优良，香气与滋味浓郁，感官评分最高。浸提时间超过90min，口感下降。因此综合两项指标考虑，浸提时间为90min时，蒙古奶茶的口感最好。

图3 不同浸提时间下的吸光度和感官评分

2.1.4 牛乳添加量对奶茶感官特性及稳定性的影响

图4 不同牛乳添加量下的稳定系数和感官评分

2.1.5 赤砂糖添加量对奶茶感官特性及稳定性的影响

由图5可知，随着赤砂糖添加量的增加，稳定系数呈增大趋势，添加量在6%时达到最大值，继而呈现下降趋势。随着赤砂糖添加比的升高，甜度会随着增大，甜度过大，奶茶口感腻、发黏，对滋味影响较大[8]。当添加比小于6%时，奶茶甜味不足，口感较单调， 喜爱度较低。当添加比大于6%时，奶茶甜味较重，盖过了奶和茶的味道，喜爱度一般。当赤砂糖添加比为6%时，奶茶甜味适中，质地、色泽均匀，口感最佳。

图5 不同赤砂糖添加量下的稳定系数和感官评分

2.1.6 盐添加量对奶茶感官特性及稳定性的影响

正宗的蒙古奶茶中都需要添加食盐，可以增加奶茶的风味。由图6可知，随着盐添加量的增加，稳定系数呈增大趋势，添加量在0.4%时达到最大值，继而呈现下降趋势。随着盐添加量的增加，奶茶咸味增大，盐添加比例过低，蒙古奶茶风味则不足，比例过高则使得奶茶盐度过高，对人体健康不利[9]。当盐添加比为0.2%时，咸味淡，为0.6、0.8、1.0%时，咸味浓，而当为0.4%时，奶茶有较好的口感与风味，咸度适宜。

图6 不同盐添加量下的稳定系数和感官评分

2.2 Plackeet-Burman筛选试验

2.2.1 试验模型的建立

根据单因素的试验结果，选取茶汤制备和奶茶调配工艺条件中的6个因素作为考察对象，每个因素取高、低两个水平，分别记做1和-1，从而筛选出对奶茶感官评分有重要影响的因素。在单因素基础上，通过Minitab软件设计6因子2水平的DOE全因子试验设计来分析各因素之间的显著性。各因素与水平设计如表2所示。

表2 试验因素水平

按照上述试验设计方法考察浸提料水比（A）、浸提温度（B）、浸提时间（C）、牛乳添加量（D）、赤砂糖添加量（E）、盐添加量（F）6个因素对响应值Y(感官评分)的影响，各因素的水平和试验结果如表3所示。

表3 Plackett-Burman 试验设计及结果

2.2.2 试验参数的估计

表4 PB试验参数估计表

由表4可以确定最陡爬坡方向，赤砂糖添加量、盐添加量和浸提时间对感官评分影响最为显著，而且浸提时间和盐添加量系数为负、赤砂糖添加量系数为正，这说明适当减小盐添加量，缩短浸提时间，增大赤砂糖添加量对提高感官评分有促进作用[24]。

2.3 响应面优化结果

2.3.1 试验模型的建立

在单因素基础上，选择影响茶汤感官评分的3个关键因素。通过Design Expert 8.0.6软件设计3因素3水平的Box-Behnken中心组合试验，各因素与水平设计如表5所示。设计17个试验点的响应面分析试验，其中1～12为析因点，自变量取值为在各因素之间构成的三维顶点；13～17是零点，中心试验重复5次，用以估计试验误差，以上如表6所示[12]。

表5 试验因素水平

表6 响应面法试验设计及试验结果

由表6可知，零点试验的响应值明显高于分析组，表明此试验条件为最优的试验组合。利用Design Expert 8.0.6软件对所得的试验数据进行二次多项式拟合，获得各因素对响应值影响的二次回归方程为[12]：Y=+89.44+0.76A-1.12B+0.16C-0.38AB+1.40AC+0.57BC-2.95A2-3.62B2-1.74C2。

2.3.2 多元回归模型分析

表7 回归模型系数方差分析

由表7可知，回归模型 F=4.14，P＜0.01，说明显著性水平极高，失拟项F=4.34，P=0.0952＞0.05，无显著性，说明该方程的拟合程度较高；二次项（A2、B2）对结果影响显著（P＜0.05，P＜0.01）。变异系数（2.20%）较小，说明试验的误差较小，可靠性高，符合试验设计的要求。决定系数R2=0.8418，这说明该模型可以解释84.18%的响应值Y的变化，且该模型的修正系数R2=0.6385，预测系数R2=-0.9934与决定系数相差较小，这表明该回归模型的拟合度良好，可以用该模型分析预测和优化凝乳工艺条件。各项按照其影响响应值的显著性大小排序：B2＞A2＞C2＞B＞AC＞A＞BC＞AB＞C[12]。

2.3.3 响应面分析

依据等高线图的倾斜程度和方差分析数据得出影响奶茶感官评分的3个因素的主次顺序为：盐添加量＞赤砂糖添加量＞浸提时间。

由图7可知，随着赤砂糖添加量和盐添加量的增加，感官评分均呈现先上升后下降。等高线图明显呈近圆形，可知赤砂糖添加量和盐添加量的交互作用显著。在赤砂糖添加量为6%、盐添加量为0.4%时，感官评分达到最大值。由曲面坡度的陡峭情况得知，盐添加量曲面比赤砂糖添加量的曲面更陡，说明盐添加量对感官评分更加显著。

图7 赤砂糖添加量和盐添加量对感官评分的响应面和等高线图

由图8可知，随着赤砂糖添加量的提高和浸提时间的增加，感官评分均呈现先上升后下降。等高线图明显呈近圆形，可知赤砂糖添加量和浸提时间的交互作用显著。在赤砂糖添加量为6%、浸提时间为90min时，感官评分达到最大值。由曲面坡度的陡峭情况得知，赤砂糖添加量曲面比浸提时间的曲面更陡，说明赤砂糖添加量对感官评分更加显著，响应面图形呈鞍形。

图8 赤砂糖添加量和浸提时间对感官评分的响应面和等高线图

由图9可知，随着盐添加量的提高和浸提时间的增加，感官评分均呈现先上升后下降。等高线图明显呈近圆形，可知盐添加量和浸提时间的交互作用显著。在盐添加量为0.4%，浸提时间为90min时，感官评分达到最大值。由曲面坡度的陡峭情况得知，盐添加量曲面比浸提时间的曲面更陡，说明盐添加量对感官评分更加显著。

图9 盐添加量和浸提时间对感官评分的响应面和等高线图

2.3.4 验证性试验结果

通过软件对试验数据的分析，得到的最佳工艺条件为：赤砂糖添加量6%，盐添加量0.4%，浸提时间90min。利用最佳条件进行验证，3次试验的平均感官评分为88.7，与理论值89.44接近，说明采用响应面优化的生产工艺参数准确可靠，按照建立的模型进行生产在实践中是可行的[12]。

2.4 奶茶成品指标检验

表8 奶茶成品指标

从表8的数据可以得到蒙古奶茶成品中的理化指标为：茶多酚330.27mg/kg、蛋白质0.69%、可溶性固形物14.7%。稳定性指标为：沉淀率3.24%，稳定系数0.905。以上指标均符合GB/T 21733-2008对茶饮料的理化指标和卫生指标的要求。

3 结论

本试验以青砖茶和鲜牛乳为原料，砂糖和食盐作配料，研究蒙古奶茶工艺，通过单因素试验、Plackeet-Burman和Box-Behnken试验设计响应曲面法优化及评定小组的感官评分，最终得到蒙古奶茶制作的最佳工艺为：茶汤浸提料水比1:90，温度95℃，时间90min，牛乳添加量20%，赤砂糖添加量6%，盐添加量0.4%。按照国标检测蒙古奶茶营养指标，检测结果为茶多酚330.27mg/kg，蛋白质0.69%，可溶性固形物14.7%，测得其沉淀率为3.24%，稳定系数为0.905。

本试验在不改变传统步骤的基础上，通过对蒙古奶茶加工工艺的研究，为青海传统奶茶的进一步工业化生产提供了理论依据。