红枣粉固体饮料配方的研制

王元熠，陈国刚

（石河子大学食品学院，新疆石河子832000）

枣（Zizyphus jujuba Mill.）为鼠李科枣属植物[1]，原产于中国，已有四千多年的栽培历史[2]，是我国的“五果”之一[3]。有研究表明：干枣的粗蛋白含量为2.28%～3.78%，总糖含量为51.4%～66.5%，粗纤维含量为1.95%～3.10%，粗脂肪含量为0.6%～1.4%[4-7]。红枣不仅有极高的营养价值，还有着较高的药用价值[8]，因此，红枣逐渐成为广大消费者喜爱的“木本粮食，滋补佳品”[9]。然而，红枣是时段集中式的采收，多采用干制的方式储存，极易受市场波动和贮藏条件的影响。由于红枣的加工与食用方式比较单一，晒干后枣皮较硬，难咀嚼且不易消化，易潮易霉烂[10-12]，使得产品的附加值和营养利用率降低。因此，研究红枣的精深加工成为研究者关注的热点。

红枣粉是红枣通过干燥技术制得的产品，有着运输方便，易储存，保质期较长等优势[13]，可以有效的解决品相不好的枣果和剩果的浪费，降低经济损失。在不同的红枣粉加工方法中，喷雾干燥法更适用于工业生产[14-15]，但由于喷雾干燥制得的红枣粉适口性较差，所以市面上极少有红枣粉为主要原料的产品。

本研究以红枣粉为主料，香橙粉、柠檬粉、糖粉等为辅料，进行冲调红枣粉配方的开发研制。通过合理调配，有效地解决了红枣粉适口性较差的问题，为后期红枣粉深加工产品的研发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

红枣片：新疆石河子农贸市场；香橙粉、柠檬粉：西安赛扬生物科技有限公司提供；单硬脂酸甘油酯、β-环糊精、海藻酸钠：兴化市联富食品有限公司；糖粉：太古糖业（中国）有限公司。

1.2 试验仪器

HR2872型打浆机：珠海飞利浦家电有限公司；LPG-5型离心式喷雾干燥机：常州市佳腾干燥制粒设备有限公司；BT102S型蠕动泵：济南温腾医疗器械有限公司；78-2型磁力加热搅拌器：江苏金怡仪器有限公司；HHS-11-1型智能数显恒温水浴锅：上海予卓仪器有限公司；FA1204型分析天平：常州市幸运电子设备有限公司。

1.3 试验设计方案

1.3.1 复合红枣粉配方设计

1.3.1.1 单因素试验

在大量预试验的基础上，选择感官评价较好的配比参数点，以这些参数点为基础上下浮动取点，通过单因素试验，确定合适的辅料添加范围。

1）香橙粉配比的确定

在柠檬粉0.25 g、糖粉1.00 g、红枣粉5.00 g的条件下，香橙粉添加量分别为 1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 g，进行感官评价。

2）柠檬粉配比的确定

在香橙粉1.00 g、糖粉1.00 g、红枣粉5.00 g的条件下，柠檬粉添加量分别为 0.00、0.25、0.50、0.75、1.00 g，进行感官评价。

3）糖粉配比的确定

在香橙粉1.00 g、柠檬粉0.25 g、红枣粉5.00 g的条件下，糖粉添加量分别为 1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 g，进行感官评价。

1.3.1.2 正交试验设计

在单因素试验基础上，用L9（34）正交表设计三因素三水平试验，共9个组合。以感官评价评分为指标，其正交优化试验设计因素及水平见表1。

表1 红枣粉配方正交试验因素和水平Table 1 Orthogonal test factors and levels of jujube powder formula

1.3.1.3 感官评定方法

采用100分制评定方法，对产品样品进行评价，评分由10名有经验的人员组成。分别从色泽、风味、口感、冲调效果4个方面为指标进行评价。评分结果去掉一个最高分和最低分，最后以平均分为最终得分。感官评分满分为100分，具体见表2。

表2 感官检验评分标准Table 2 Sensory test score

1.3.2 复合稳定剂的确定

1.3.2.1 单因素试验

以配制的红枣粉为原料，在预试验基础上选择单硬脂酸甘油酯、β-环糊精、海藻酸钠这3种稳定剂进行单因素试验。单硬脂酸甘油酯分别添加0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%；海藻酸钠分别添加0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%；β-环糊精分别添加 0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%，以离心沉淀率为指标，分别测定其对红枣粉冲调稳定性的影响。

1.3.2.2 稳定剂复配试验

基于单因素试验结果分析，利用Design-Expert.V8.0.6软件设计三因素三水平响应面分析试验，响应面试验因素及水平见表3。

表3 稳定剂响应面设计因素及水平Table 3 Factors and levels of stabilizer response surface design

1.3.2.3 稳定性测定方法

添加稳定剂后，置于60℃～80℃恒温水浴30 min，待冷却至25℃左右后均质约5 min，取10 mL样液置于15 mL离心管中，于4 000 r/min离心15 min，弃去上清液，倒置30 min，用滤纸吸去残留于离心管壁的液体，准确称量沉淀重量（精确至0.001 g），计算离心沉淀率。

式中：M1为样品离心前的质量，g；M2为样品离心后沉淀物的质量，g。

1.4 数据统计分析

有关数据采用SPSS 19.0对数据进行单因素方差分析，试验结果采用3次重复平均值±标准误差（Standard error，SE）表示，采用 Design-Expert.V8.0.6 软件对试验结果进行二次多项式拟合。

2 结果与分析

2.1 红枣粉配方设计单因素试验结果

2.1.1 香橙粉配比的确定

香橙粉添加量对红枣粉固体饮料品质的影响结果见表4。

表4 香橙红枣粉的感官评价Table Sensory evaluation of orange jujube powder

由表4可知香橙粉的添加量对红枣粉的风味和口感影响较大。在添加量为1 g～3 g范围内，随着香橙粉含量的增加，香橙特有的水果香气逐渐与红枣香气相交融，使得饮品具有独特的风味，但过多的香橙粉会逐渐将红枣风味掩盖，影响饮品的感官。因此，每5 g红枣粉加入香橙粉的适宜区间为1 g～3 g。

2.1.2 柠檬粉配比的确定

柠檬粉添加量对红枣粉固体饮料品质的影响结果见表5。

表5 柠檬红枣粉的感官评价Table 5 Sensory evaluation of lemon jujube powder

从表5可看出，当柠檬粉添加量在0 g～0.5 g时，饮品口感适中，气味协调均匀。当添加量大于0.5 g时，随着柠檬粉的增加，对饮品的风味和口感产生较大的影响，饮品苦味过重。因此，每5 g红枣粉中0 g～0.5 g为柠檬粉的适宜添加范围。

2.1.3 糖粉配比的确定

柠檬粉添加量对红枣粉固体饮料品质的影响结果见表6。

表6 糖粉添加的感官评价Table 6 Sensory evaluation of sugar powder addition

由表6可知，随着糖粉含量的增加，饮品的感官评分整体先上升后下降。由此说明，糖粉含量对饮品的感官产生较大的影响。当糖粉添加量在3 g时感官评分达到最高，此时饮品口感香醇，气味协调。但随着过量的糖粉的加入，使得饮品的甜味加重，同时使得饮品的黏度逐渐增大，影响了饮品的感官。因此5 g红枣粉中糖粉的适宜添加范围为2 g～4 g。

2.2 红枣粉配方的确定

在单因素试验基础上，以香橙粉、柠檬粉、糖粉添加量为因素进行L9（34）正交试验，以感官评价评分为指标，直观分析及方差分析结果如表7、表8所示。

表7 正交试验结果及直观分析Table 7 Orthogonal test results and visual analysis

表8 正交试验方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal test

由表8可知，因素A、B、C均差异显著，其中A、B差异极显著，即香橙粉、柠檬粉、糖粉对产品的感官评价影响较大。由表7可以看出，各个因素对产品的感官评价影响程度依次为A＞B＞C，即香橙粉添加量影响饮品感官品质的最主要因素，其次为柠檬粉添加量、糖粉添加量。通过正交试验结果分析可知，A2B2C2组合为最优组合，对最优组合进行验证试验，其综合感官评分为92.3，高于表7中最好的4号试验（90.7），因此正交试验结果较为可靠。因而复合红枣粉的配方为：m（红枣粉）∶m（香橙粉）∶m（柠檬粉）∶m（糖粉）=20∶8∶1∶12，即香橙粉40%、柠檬粉5%、糖粉60%。

2.3 稳定剂最佳配比的确定

2.3.1 单因素试验结果

单硬脂酸甘油酯、β-环糊精、海藻酸钠对体系沉淀率的影响结果如图1所示。

图1 稳定剂对沉淀率的影响Fig.1 Effect of stabilizer on precipitation rate

由图1（a）可以看出，随着单硬脂酸甘油酯添加量的增大，饮品的离心沉淀率先下降后上升，当添加量为0.03%时达到最低点，与空白对照相比下降了24.43%，此时饮品的稳定性最好。因此，选取单硬脂酸甘油酯添加量0.02%、0.03%、0.04%进行稳定剂复配试验；图1（b）展示了随着β-环糊精含量的不断增加，饮品的离心沉淀率先下降后上升，在0.04%时沉淀率最低，与空白对照相比下降了14.28%。当超过0.04%时，沉淀率上升。因此，选取β-环糊精添加量0.03%、0.04%、0.05%进行稳定剂复配试验；如图1（c）所示，随着海藻酸钠添加量的增大，饮品的离心沉淀率先下降后上升，当添加量为0.05%时达到最低点，与空白对照相比下降了27.75%，此时饮品的稳定性最好，因此，选取海藻酸钠添加量0.04%、0.05%、0.06%进行稳定剂复配试验，从而选出最优组合。

2.3.2 响应面试验结果

在单因素试验的基础上，利用Design-Expert.V8.0.6软件设计响应面优化试验，试验结果见表9。

表9 响应面设计方案及试验结果Table 9 Design and results of response surface methodology experiment

续表9 响应面设计方案及试验结果Continue table 9 Design and results of response surface methodology experiment

通过Design-Expert.V8.0.6软件对试验结果进行二次多项式拟合以及方差分析，方差分析结果见表10。

表10 响应面二次模型方差分析Table 10 Analysis and results of ANOVA for response surface quadratic model

由回归分析结果得到沉淀率对单硬脂酸甘油酯、β-环糊精、海藻酸钠3个因素的二次多项回归方程如下：

Y=1.89+0.21A-0.17B-0.23C-0.43AB-0.28AC+0.24BC+1.08B2+0.67C2

表10中回归模型P=0.000 1＜0.01，该模型极显著；失拟项P=0.063 2＞0.05，说明失拟项差异不显著，表明试验设计可靠。同时模型的决定系数R2=0.972 8，说明回归方程和试验结果拟合状况较好，可以较好地描述各因素和响应值之间的关系。从模型方差分析结果中可以看出 A、B、C、AC、BC 项的影响显著，AB、B2、C2项的影响为极显著，其余项则对沉淀率无显著影响。回归模型的诊断分析表明，各因素的F值可以反应出对试验响应值的重要性，F值越大，表明该因素对响应值的影响越大，由各因素对响应值影响程度分析可得影响复合红枣粉沉淀率的主次因素为：海藻酸钠＞单硬脂酸甘油酯＞β-环糊精，说明各因素对复合红枣粉沉淀率的影响并非简单的线性关系。

2.3.3 各因素之间交互作用响应面分析

为了更直观地反映响应因素对复合红枣粉沉淀率的影响，对方差分析影响显著的各交互作用进行响应面分析，结果见图2。

图2 各因素之间交互作用响应面图Fig.2 Response surface diagram of interaction among factors

从图2（a）可以看出，当海藻酸钠添加量为0.05%不变时，复合红枣粉的沉淀率随单硬脂酸甘油酯的增加先减后增，当β-环糊精添加量从0.03%增加到0.05%时，复合红枣粉的沉淀率随β-环糊精的增加先减后增，响应面呈现的曲线弧度也比较明显，因此AB交互作用对复合红枣粉的沉淀率有影响；图2（b）说明，当β-环糊精添加量为0.04%不变时，复合红枣粉的沉淀率随单硬脂酸甘油酯的增加先减后增，当海藻酸钠添加量从0.04%增加到0.06%时，复合红枣粉的沉淀率随海藻酸钠的增加先减后增；图2（c）表明当单硬脂酸甘油酯添加量为0.03%不变时，复合红枣粉的沉淀率呈现一个极明显的凹面，在海藻酸钠添加量控制在0.05%时，β-环糊精添加量在0.03%～0.05%的范围内，复合红枣粉的沉淀率较低，由曲面图可以直观地看出BC交互作用比AB、AC交互作用对复合红枣粉沉淀率的影响大。

2.3.4 最佳配比的确定及验证试验

根据复合红枣粉沉淀率模型的二次回归方程，利用Design-Expert.V8.0.6软件对复合红枣粉稳定剂添加量进行优化，得最优参数为单硬脂酸甘油酯0.03%、β-环糊精0.04%、海藻酸钠0.05%，得到沉淀率预测值为1.83%。结合优化分析参数，选择添加单硬脂酸甘油酯0.03%、β-环糊精0.04%、海藻酸钠0.05%对响应面试验结果进行验证试验，测得沉淀率为1.92%，与预测值非常接近，表明该参数可靠。

3 结论

红枣作为一种重要的经济作物，具有很高的营养价值、经济价值、药用价值和开发前景。本研究以红枣粉为原料，香橙粉、柠檬粉等为辅料进行复合红枣粉固体饮料的开发研究。通过单因素试验筛选和正交试验设计，确定最佳的红枣粉配方为：香橙粉40%、柠檬粉5%、糖粉60%；为了提高稳定性，减少沉淀和分层现象，选择单硬脂酸甘油酯、β-环糊精、海藻酸钠3种稳定剂进行复配，响应面试验结果表明复配稳定剂最佳配比为单硬脂酸甘油酯0.03%、β-环糊精0.04%、海藻酸钠0.05%。根据上述配方制得的产品颜色呈淡金色，组织均一，口感细腻，甜度适中，具有红枣特有的甜香风味及口感，并兼具一定的营养和保健价值，其市场前景十分广阔，研究将为红枣综合开发利用价值奠定良好基础。