“桑·椹有幸”复合固体饮料的研制

桑叶是桑科植物桑树的叶片，又名家桑、荆桑等，药食同源[1]。桑叶除含大量水分、蛋白质、脂肪酸、矿物质和维生素等成分以外，还含有丰富的生物活性物质，如多酚、生物碱、多糖、多种氨基酸和1-DNJ等[2]。桑叶除了能明目降火、清肺润燥、疏风散热外，还具有降血糖、平血脂、促进新陈代谢、抑菌抗病毒、提高机体免疫力、清除自由基及延缓衰老等功效[3]。常见用途有养蚕、制药、作为食品食用以及制茶等[4]。

桑椹是桑科植物桑树的果穗，也叫桑枣、桑果，也被称作桑葚，药食同源。桑椹含有氨基酸、矿物质、天然色素和多种生物活性物质，如多酚类化合物、生物碱化合物、多糖化合物等，具有生津润燥、滋阴补血的功效，在一定程度上能发挥出免疫、降糖、降脂、抗氧化和防衰老等作用。常见用途有生食、泡酒、制汁、制酱和制浆等。

罗汉果甜苷也称为罗汉果甜素、罗汉果甜甙等，它是葫芦科多年生藤本植物罗汉果甜味的主要来源物质，可从罗汉果中直接提取，是一款天然的可溶性甜味剂，其甜度约是蔗糖的200倍，代谢过程中不产生能量，化学性能稳定，甜味纯正且可保持较长的时间，被广泛运用于食品加工。

固体饮料主要是指以糖类、乳类、蛋类、果蔬汁或可食用植物的提取物或浸提液等为主要加工原料，通过添加适量的辅料或食品添加剂所制出的固体制品，能较好保留食物天然的营养物质，具有方便携带、风味自然、饮用方便等特点[5]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原材料：桑叶，安徽省刘晴晴药业有限公司；桑椹，安徽首丰生物科技有限公司

辅料：白砂糖，南京甘汁园糖业有限公司；罗汉果甜苷、柠檬酸、维生素C、纤维素酶、麦芽糊精、氯化钙和阿拉伯胶，均由河南万邦化工科技有限公司提供。

1.2 仪器与设备

JYC-21HEC05型电磁炉，中山市索奈斯生活电器有限公司；电热恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司产品；TD10型手持糖度计，郑州欧诺仪器设备有限公司；SD-100型喷雾干燥机，南北仪器一站式实验室仪器设备服务中心。

1.3 实验方法

“桑·椹有幸”复合固体饮料制备过程为桑叶（桑葚）称量→晾干→称量水分→水浴锅第一次浸提（60 ℃）→过滤→水浴锅（60 ℃）二次浸提过滤→取汁密封→取汁混合→配料→喷雾→成品。

1.3.1 操作要点

（1）称量20 g桑叶干，温开水400 g加入护色剂（柠檬酸0.2 g、维生素C 0.2 g、氯化钠6 g）搅拌均匀后加入桑叶，放入60 ℃水浴锅中恒温搅拌4 min。

（2）将桑叶和桑椹分别进行两次浸提、过滤（两次操作一致）。①称量桑叶20 g，量200 g水，先稍微把水煮开，放在60 ℃水浴锅中恒温，加入0.4 g纤维素酶搅拌均匀再加入晾过的桑叶，在水浴锅中恒温10 min，将过滤网放在玻璃容器上，过滤取滤液。②称量20 g桑椹干，温开水100 g稍微煮开后加入0.4 g纤维素酶搅拌溶解放入60 ℃水浴锅中，再加入桑椹干恒温搅拌10 min，将过滤网放在玻璃容器上，过滤取滤液。

（3）将两次浸提所得的桑叶和桑椹浸提液进行混合，搅拌均匀后密封保存。

（4）取一定量阿拉伯胶和白砂糖混合物，水浴加热搅拌至透明状后加入混合的浸提液中，加入罗汉果甜苷和麦芽糊精。

（5）喷雾干燥。设置喷雾干燥机参数：风机频率为25 Hz，通针运行频率为5 s，蠕动速度为25 r·min-1，进风温度为155 ℃。桑椹干和桑叶的混合液通过导管吸入高压泵后变成无数细小的雾滴，风机将热气流吹进干燥室里，与雾滴充分接触，在短时间里快速蒸发水分，使雾滴变成细小的颗粒，通过旋风分离器分离出成品，落入收集器当中。

（6）固体粉末放置常温后，进行包装。

1.3.2 感官评价

参考标准《固体饮料》（GB/T 29602—2013），从色泽与透明度、口感、甜度与涩度味、风味、粉质颗粒以及冲泡后有无沉淀方面制定本复合固体饮料的感官评价标准（表1）。请10位专业人员分别对“桑·椹有幸”复合型固体饮料进行感官评定。

1.3.3 单因素试验设计

分别探讨进风温度、麦芽糊精添加量、桑叶和桑椹混合浸提料液比这3个单因素对“桑·椹有幸”复合型固体饮料感官品质的影响。

（1）进风温度对“桑·椹有幸”复合型固体饮料品质的影响。设定进风温度为145 ℃、150 ℃、155 ℃、160 ℃和165 ℃，桑椹叶比例为5∶5，麦芽糊精添加量35 g，柠檬酸0.2 g，维生素0.2 g，氯化钠6 g，纤维素酶0.4 g，阿拉伯胶0.525 g，白砂糖1.75 g，罗汉果甜苷0.3 g，进行单因素试验，并对“桑·椹有幸”复合型固体饮料成品进行感官评定。

（2）麦芽糊精添加量对“桑·椹有幸”复合型固体饮料品质的影响。设定麦芽糊精添加量为17.5 g、35.0 g、52.5 g、70.0 g和87.5 g，进风温度为150 ℃，柠檬酸0.2 g，维生素0.2 g，氯化钠6 g，纤维素酶0.4 g，阿拉伯胶0.525 g，白砂糖1.75 g，进行单因素试验，并对“桑·椹有幸”固体饮料成品进行感官评定。

表1 固体饮料感官评价标准表

（3）桑叶和桑椹混合浸提料液比对“桑·椹有幸”复合型固体饮料品质的影响。设定桑叶和桑椹混合浸提料液比为3∶7、4∶6、5∶5、6∶4和7∶3，进风温度为150 ℃，麦芽糊精添加量35 g，柠檬酸0.2 g，维生素0.2 g，氯化钠6 g，纤维素酶0.4 g，阿拉伯胶0.525 g，白砂糖1.75 g，进行单因素试验，并对“桑·椹有幸”复合型固体饮料成品进行感官评定。

1.3.4 正交试验设计

根据单因素试验结果，选用桑叶和桑椹混合浸提料液比、进风温度、麦芽糊精添加量这3个因素进行3因素3水平正交试验，结合模糊数学感官评价方法，确定各因素的最优水平。正交因素与水平值如表2所示。

表2 正交因素水平表

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 进风温度对“桑·椹有幸”复合型固体饮料感官品质的影响

如图1所示，进风温度对“桑·椹有幸”复合型固体饮料凝胶效果影响较大。进风温度逐渐增加时，其黏稠度也会有所不同，感官评分也有所差异，当进风温度达到155 ℃时评分达到最高值8分，因此确定最佳进风温度为155 ℃。

2.1.2 麦芽糊精添加量对“桑·椹有幸”复合型固体饮料感官品质的影响

如图2所示，麦芽糊精添加量对“桑·椹有幸”复合型固体饮料凝胶效果影响较大。当麦芽糊精添加量逐渐增加时，其黏稠度也会有所不同，感官评分也有所差异，当麦芽糊精添加量达到52.5 g时评分达到最高值8分，从而确定最佳麦芽糊精添加量为52.5 g。

图1 进风温度对感官评分的影响图

图2 麦芽糊精添加量对感官评分的影响图

2.1.3 桑叶和桑椹混合浸提料液比对桑椹叶固体饮料感官品质的影响

如图3所示，桑叶和桑椹混合浸提料液比对“桑·椹有幸”复合型固体饮料凝胶效果影响较大。随着桑叶和桑椹混合浸提料液比逐渐增加，其黏稠度增加，感官评分上升，当桑叶和桑椹比例为6∶4时评分达到最高值9分，从而确定最佳桑叶和桑椹混合浸提料液比为6∶4。

2.2 建立模糊综合评价数学模型

（1）评价对象集（Y）的建立。对象集是研究中感官评价的产品的集合。Y={Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8,Y9}，其中Y1～Y9分别表示正交试验中制作的9组桑椹桑叶固体饮料，用Yj表示9组桑叶桑椹固体饮料的综合评价，其中j=1、2、3、4、5、6、7、8、9。

图3 桑叶和桑椹混合浸提料液比对感官评分的影响图

（2）评价因素集（U）的建立。所谓因素集在本研究中指产品的感官质量所构成因素的集合。U={U1,U2,U3,U4,U5},其中U1～U5分别代表色泽与透明度；口感；甜度/涩味；风味；粉质颗粒、有无沉淀物等指标。

（3）评语集（V）的确定。评语集是每个因素评价的集合，V={V1,V2,V3}，其中V1～V3分别代表好、一般和差。

（4）权重集（X）的确定。X={X1,X2,X3,X4,X5}，其中X1～X5分别为0.25、0.20、0.15、0.20和0.20。

2.3 建立模糊评价矩阵

结合国标制定“桑·椹有幸”复合型固体饮料的感官评价标准，选择10名不同职业、不同性别、不同年龄段（10～60岁）的人员对“桑·椹有幸”复合型固体饮料进行感官评价。模糊感官评价结果见表3。

表3 模糊感官评定结果表

以第1组试验为例建立样品模糊矩阵，其他依次类推。样品1模糊矩阵为

2.4 综合评判结果

依据模糊运算公式Y=X·R，对样品进行综合模糊评判，得到综合评判结果，即Y1(0.46,0.36,0.18)，Y2(0.56,0.44,0)，Y3(0.38,0.31,0.31)，Y4(0.46,0.36,0.18)，Y5(0.56,0.44,0)，Y6(0.56,0.44,0)，Y7(0.46,0.36,0.18)，Y8(0.56,0.44,0)，Y9(0.63,0.37,0)。

2.5 正交试验结果

将2.4评价结果的各个量分别乘以对应的分值（好10、一般7、差4）并进行加和，可得到每个样品的综合评分，如表4所示。方差分析是正交试验中常用过的分析方法，能直观呈现出影响试验结果因素的主次，进而找出最优组合。

表4 L9(33)正交试验结果表

由表4可知，影响桑椹桑叶固体饮料感官品质的因素A=C＞B，即喷雾干燥机进风温度与桑叶桑椹比例对试验结果的影响最大，麦芽糖糊精添加量次之。根据表4中的方差值，喷雾干燥机进风温度因素中的K3、麦芽糖糊精添加量因素的K2和桑叶桑椹比例因素中的K2值为同序列中最大，故可得出最佳组合为A3B2C2，即喷雾干燥机进风温度为155 ℃、麦芽糖糊精添加量为52.5 g、桑叶桑椹比例为6∶4。经验证试验证实，此条件下制作的桑叶桑椹固体饮料综合评分为8.91分，高于正交表中组合得分，确为最佳组合，且其口感细腻，具有一定桑叶桑椹风味、透光性较佳。

3 结论

本试验以桑叶干和桑椹干为试验原料，搭配功能性甜味剂——罗汉果甜苷等系列辅料，通过单因素探究和正交试验，采用模糊数学感官评价，得到“桑·椹有幸”复合型固体饮料加工工艺的最优参数：进风温度设定为155 ℃、麦芽糊精52.5 g、桑叶和桑椹浸提汁混合比例为6∶4、纤维素酶0.4 g、氯化钠6 g、柠檬酸0.2 g、罗汉果甜苷0.3 g、维生素C 0.2 g；喷雾干燥机参数为风机频率设定为25 Hz、通针运行频率设定为5 s、蠕动速度设定为25 r·min-1。此配方研制出的“桑·椹有幸”复合型固体饮料风味独特、色泽较好、甜味适合、低脂低糖、口感黏稠度适合，具有一定的保健功能，适合广大消费者饮用。