閆舒，王凌琴，劉紅娜

（西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，蘭州 730030）

蒙古奶茶是蒙古族傳統(tǒng)的乳制品，也是蒙古族文化的重要組成部分[1]。蒙古奶茶以鮮牛乳和青磚茶為主要原料，青磚茶經(jīng)煮開后加入鮮牛乳、赤砂糖和食鹽煮制而成。奶茶不但具有濃郁清香的氣味，去膩清口，而且還具有牛乳和茶葉共同的營養(yǎng)價值[2]。青磚茶葉中含有300多種有效成分，其中茶多酚的含量最多，占茶葉干物質(zhì)的10%～30%[3]。高濃度的茶多酚可導(dǎo)致癌細(xì)胞凋亡和溶解，對惡性腫瘤可以起到預(yù)防和治療的作用[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、防輻射、減緩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獨特風(fēng)味，又具有營養(yǎng)、保健功能的奶茶制品[7]。

傳統(tǒng)的飲用方法是把青磚茶煮開，加入少量食鹽和適量鮮奶煮開，放入炒米后飲用[2]。這種方法局限性很大，鮮奶、食鹽的加入量是根據(jù)個人感官確定，因此在奶茶口感方面會存在偏差。為實現(xiàn)蒙古奶茶生產(chǎn)工藝的標(biāo)準(zhǔn)化，有許多專家學(xué)者對奶茶的工藝進行了多方面的研究試驗。韓翠萍等[8]應(yīng)用單因素、正交試驗方法，通過感官特性評分，確定了姜香奶茶最佳配方；蘇愛國[9]通過茶湯浸提條件、輔料添加量進行單因素和正交試驗方法對奶茶工藝進行研究，確定了奶茶最優(yōu)工藝；宋杜果等[10]通過對比和正交試驗優(yōu)化奶茶工藝，確定了奶茶的最優(yōu)配方。目前尚無不同工藝條件對青海傳統(tǒng)蒙古奶茶品質(zhì)影響的研究報道。

本試驗以蒙古奶茶的感官特性、營養(yǎng)成分及穩(wěn)定性系數(shù)為評定指標(biāo)，在不改變傳統(tǒng)工藝的條件下，采用單因素試驗、Plackeet-Burman試驗設(shè)計以及Box-Behnken試驗設(shè)計對工藝參數(shù)進行優(yōu)化，篩選出最合理的工藝條件，使奶茶口感達到最佳，以期為制作出品質(zhì)優(yōu)良的蒙古奶茶提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛乳：西北民族大學(xué)養(yǎng)殖場的新鮮牛乳； 青磚茶：“川”字牌青磚茶，湖北趙李橋茶廠；食用鹽：深井巖鹽，中鹽甘肅省鹽業(yè)有限公司；赤砂糖：甘蔗糖，菏澤市玉華堂食品有限公司；其他試劑均為分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 方法

1.2.1 原料預(yù)處理及工藝

青磚茶茶湯的浸提：選擇茶葉成色較好，具有正常磚茶氣味的青磚茶，磨碎呈粉末狀，過80目篩備用[11]。稱取10g青磚茶粉末，茶水比按1:90，將燒杯置于95℃恒溫水浴鍋中浸提90min，過濾取上清液。

牛奶過濾后巴氏殺菌(65℃，30min)，然后冷卻加入赤砂糖。青磚茶浸提后過濾得到茶汁，加入鹽、牛奶進行調(diào)配，然后煮沸、均質(zhì)、滅菌，得到成品[9,12]。

1.2.2 單因素試驗設(shè)計

（1）浸提料水

料水比分別為1:30、1:60、1:90、1:120、1:150，浸提溫度95℃，浸提時間90min，牛乳20%，赤砂糖6%，鹽0.4%，過濾取上清液，溶液按照1:100稀釋，進行OD值測定和感官特性評定。

（2）浸提溫度

浸提溫度分別為80、85、90、95、100℃，料水比1:90，浸提時間90min，牛乳20%，赤砂糖6%，鹽0.4%，過濾取上清液，溶液按照1:100稀釋，進行OD值測定和感官特性評定。

（3）浸提時間

浸提時間分別為30、50、70、90、110min，料水比1:90，浸提溫度95℃，牛乳20%，赤砂糖6%，鹽0.4%，過濾取上清液，溶液按照1∶100稀釋，進行OD值測定和感官特性評定。

（4）牛乳添加量

牛乳添加量分別為5%、10%、15%、20%、25%，浸提料水比1:90，浸提溫度95℃，浸提時間90min，赤砂糖6%，鹽0.4%，研究牛乳添加比例對奶茶感官特性及穩(wěn)定性的影響。

（5）赤砂糖添加量

赤砂糖添加量分別為2%、4%、6%、8%、10%，浸提料水比1:90，浸提溫度95℃，浸提時間90min，牛乳20%，鹽0.4%，研究赤砂糖添加比例對奶茶感官特性及穩(wěn)定性的影響。

（6）鹽添加量

鹽添加量分別為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，浸提料水比1:90，浸提溫度95℃，浸提時間90min，牛乳20%，赤砂糖6%，研究鹽添加比例對奶茶感官特性及穩(wěn)定性的影響。

1.2.3 奶茶感官評定指標(biāo)

采用百分法進行感官評定，評定指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)如表1[13]。隨機樣品由接受過專業(yè)感官分析培訓(xùn)的人員進行感官評價，參與評定的為10人，取其平均值作為最終得分[14,15]。

表1 奶茶感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3 理化指標(biāo)和穩(wěn)定性的測定方法

1.3.1 理化指標(biāo)

茶多酚測定依據(jù)GB/T 21733-2008[16]。采用凱式定氮法測定蛋白質(zhì)，依據(jù)GB 5009.5-2016[17]。采用折光計法，依據(jù)GB/T 12143-2008[18]。

1.3.2 穩(wěn)定性指標(biāo)

通過離心測試奶茶的離心沉淀率來測定奶茶的穩(wěn)定性[19,20]。通過分光光度計測試奶茶的穩(wěn)定系數(shù)[21]。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

運用Excel 2010和SPSS13.0對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析；利用Minitab、DX8軟件進行試驗設(shè)計并對試驗結(jié)果進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 浸提料水比對茶多酚含量及感官特性的影響

由圖1可知，隨著料水比值的減小，吸光度值呈下降趨勢，數(shù)值逐漸減小可能是由于加水量的增加，茶湯濃度變小，導(dǎo)致溶出的茶褐素含量減小[22]。料水比在1:30 ～ 1:60下降迅速，在1:60 ～ 1:120之間下降緩慢，在1:120 ～ 1:150之間趨于等值。1:60 ～ 1:120之間下降緩慢，說明茶湯品質(zhì)在兩值之間比較穩(wěn)定，口感、色澤最好[23]。

隨著加水量逐漸增大，茶湯的感官評分呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。浸提茶湯的料水比過低（1:30、1:60），顏色發(fā)暗，透光率低，且有苦澀味；料水比過高（1:120、1:150），顏色淺，茶的香味和味道變淡，有效成分被稀釋，茶湯的質(zhì)量降低[10]。試驗結(jié)果表明：當(dāng)料水比為1:90時，茶湯顏色、滋味、氣味都達到最佳的狀態(tài)，感官評分最高，因此綜合兩項指標(biāo)考慮，茶湯浸提料水比為1:90時，蒙古奶茶的口感最好。

表面活性劑促助法具有環(huán)境友好、方法簡單的特點，同時可以通過選擇不同種類的表面活性劑對MoS2納米微球的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和調(diào)控。

圖1 不同浸提料水比下的吸光度值和感官評分

2.1.2 浸提溫度對茶多酚含量及感官特性的影響

由圖2可知，隨著浸提溫度的升高，吸光度值呈增大趨勢，數(shù)值逐漸增大可能是由于溫度升高，茶葉可溶性成分的萃取率提高，茶湯中溶出的茶褐素增多，含量增大[22]。溫度在95℃、100℃時吸光度值趨于相等，茶湯的口感、色澤達到最好[23]。

隨著浸提溫度逐漸增大，茶湯的感官評分呈現(xiàn)出先增大后減少的趨勢。不同浸提溫度對茶葉的溶出物有影響，浸提溫度過低，茶葉有效成分的萃取率低，并且茶湯的香氣成分不能最大發(fā)揮出來，口感也會欠佳；浸提溫度過高，茶湯中香氣成分的損失大，并且溶出的不良物質(zhì)使茶湯口感苦澀[13]。試驗結(jié)果表明：95℃時，茶湯顏色優(yōu)良，香氣與滋味濃郁，感官評分最高。80、85、90℃因香氣和滋味不好而總體評分低，100℃時，茶湯的苦澀味重。因此綜合兩項指標(biāo)考慮，茶湯浸提溫度為95℃時，蒙古奶茶的口感最好。

圖2 不同浸提溫度下的吸光度和感官評分

2.1.3 浸提時間對茶多酚含量及感官特性的影響

由圖3可知，隨著浸提時間的增加，吸光度值呈增大趨勢，可能是由于浸提時間增加，茶葉可溶性成分的萃取率提高，茶湯中溶出的茶褐素增加，含量增大[22]。時間在90、100min時吸光度值趨于等值，茶湯的口感、色澤達到最好[23]。

隨著浸提時間的增加，茶湯的感官評分呈現(xiàn)出先增大后減少的趨勢。浸提時間過短，茶葉有效成分的萃取率低，茶湯的色澤較淺，口感會變淡；浸提時間過長，茶湯中香氣成分的損失率大，茶湯的口感變苦變澀[13]。試驗結(jié)果表明：90min時，茶湯顏色優(yōu)良，香氣與滋味濃郁，感官評分最高。浸提時間超過90min，口感下降。因此綜合兩項指標(biāo)考慮，浸提時間為90min時，蒙古奶茶的口感最好。

圖3 不同浸提時間下的吸光度和感官評分

2.1.4 牛乳添加量對奶茶感官特性及穩(wěn)定性的影響

圖4 不同牛乳添加量下的穩(wěn)定系數(shù)和感官評分

2.1.5 赤砂糖添加量對奶茶感官特性及穩(wěn)定性的影響

由圖5可知，隨著赤砂糖添加量的增加，穩(wěn)定系數(shù)呈增大趨勢，添加量在6%時達到最大值，繼而呈現(xiàn)下降趨勢。隨著赤砂糖添加比的升高，甜度會隨著增大，甜度過大，奶茶口感膩、發(fā)黏，對滋味影響較大[8]。當(dāng)添加比小于6%時，奶茶甜味不足，口感較單調(diào)， 喜愛度較低。當(dāng)添加比大于6%時，奶茶甜味較重，蓋過了奶和茶的味道，喜愛度一般。當(dāng)赤砂糖添加比為6%時，奶茶甜味適中，質(zhì)地、色澤均勻，口感最佳。

圖5 不同赤砂糖添加量下的穩(wěn)定系數(shù)和感官評分

2.1.6 鹽添加量對奶茶感官特性及穩(wěn)定性的影響

正宗的蒙古奶茶中都需要添加食鹽，可以增加奶茶的風(fēng)味。由圖6可知，隨著鹽添加量的增加，穩(wěn)定系數(shù)呈增大趨勢，添加量在0.4%時達到最大值，繼而呈現(xiàn)下降趨勢。隨著鹽添加量的增加，奶茶咸味增大，鹽添加比例過低，蒙古奶茶風(fēng)味則不足，比例過高則使得奶茶鹽度過高，對人體健康不利[9]。當(dāng)鹽添加比為0.2%時，咸味淡，為0.6、0.8、1.0%時，咸味濃，而當(dāng)為0.4%時，奶茶有較好的口感與風(fēng)味，咸度適宜。

圖6 不同鹽添加量下的穩(wěn)定系數(shù)和感官評分

2.2 Plackeet-Burman篩選試驗

2.2.1 試驗?zāi)Ｐ偷慕?/p>

根據(jù)單因素的試驗結(jié)果，選取茶湯制備和奶茶調(diào)配工藝條件中的6個因素作為考察對象，每個因素取高、低兩個水平，分別記做1和-1，從而篩選出對奶茶感官評分有重要影響的因素。在單因素基礎(chǔ)上，通過Minitab軟件設(shè)計6因子2水平的DOE全因子試驗設(shè)計來分析各因素之間的顯著性。各因素與水平設(shè)計如表2所示。

表2 試驗因素水平

按照上述試驗設(shè)計方法考察浸提料水比（A）、浸提溫度（B）、浸提時間（C）、牛乳添加量（D）、赤砂糖添加量（E）、鹽添加量（F）6個因素對響應(yīng)值Y(感官評分)的影響，各因素的水平和試驗結(jié)果如表3所示。

表3 Plackett-Burman 試驗設(shè)計及結(jié)果

2.2.2 試驗參數(shù)的估計

表4 PB試驗參數(shù)估計表

由表4可以確定最陡爬坡方向，赤砂糖添加量、鹽添加量和浸提時間對感官評分影響最為顯著，而且浸提時間和鹽添加量系數(shù)為負(fù)、赤砂糖添加量系數(shù)為正，這說明適當(dāng)減小鹽添加量，縮短浸提時間，增大赤砂糖添加量對提高感官評分有促進作用[24]。

2.3 響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果

2.3.1 試驗?zāi)Ｐ偷慕?/p>

在單因素基礎(chǔ)上，選擇影響茶湯感官評分的3個關(guān)鍵因素。通過Design Expert 8.0.6軟件設(shè)計3因素3水平的Box-Behnken中心組合試驗，各因素與水平設(shè)計如表5所示。設(shè)計17個試驗點的響應(yīng)面分析試驗，其中1～12為析因點，自變量取值為在各因素之間構(gòu)成的三維頂點；13～17是零點，中心試驗重復(fù)5次，用以估計試驗誤差，以上如表6所示[12]。

表5 試驗因素水平

表6 響應(yīng)面法試驗設(shè)計及試驗結(jié)果

由表6可知，零點試驗的響應(yīng)值明顯高于分析組，表明此試驗條件為最優(yōu)的試驗組合。利用Design Expert 8.0.6軟件對所得的試驗數(shù)據(jù)進行二次多項式擬合，獲得各因素對響應(yīng)值影響的二次回歸方程為[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 多元回歸模型分析

表7 回歸模型系數(shù)方差分析

由表7可知，回歸模型 F=4.14，P＜0.01，說明顯著性水平極高，失擬項F=4.34，P=0.0952＞0.05，無顯著性，說明該方程的擬合程度較高；二次項（A2、B2）對結(jié)果影響顯著（P＜0.05，P＜0.01）。變異系數(shù)（2.20%）較小，說明試驗的誤差較小，可靠性高，符合試驗設(shè)計的要求。決定系數(shù)R2=0.8418，這說明該模型可以解釋84.18%的響應(yīng)值Y的變化，且該模型的修正系數(shù)R2=0.6385，預(yù)測系數(shù)R2=-0.9934與決定系數(shù)相差較小，這表明該回歸模型的擬合度良好，可以用該模型分析預(yù)測和優(yōu)化凝乳工藝條件。各項按照其影響響應(yīng)值的顯著性大小排序：B2＞A2＞C2＞B＞AC＞A＞BC＞AB＞C[12]。

2.3.3 響應(yīng)面分析

依據(jù)等高線圖的傾斜程度和方差分析數(shù)據(jù)得出影響奶茶感官評分的3個因素的主次順序為：鹽添加量＞赤砂糖添加量＞浸提時間。

由圖7可知，隨著赤砂糖添加量和鹽添加量的增加，感官評分均呈現(xiàn)先上升后下降。等高線圖明顯呈近圓形，可知赤砂糖添加量和鹽添加量的交互作用顯著。在赤砂糖添加量為6%、鹽添加量為0.4%時，感官評分達到最大值。由曲面坡度的陡峭情況得知，鹽添加量曲面比赤砂糖添加量的曲面更陡，說明鹽添加量對感官評分更加顯著。

圖7 赤砂糖添加量和鹽添加量對感官評分的響應(yīng)面和等高線圖

由圖8可知，隨著赤砂糖添加量的提高和浸提時間的增加，感官評分均呈現(xiàn)先上升后下降。等高線圖明顯呈近圓形，可知赤砂糖添加量和浸提時間的交互作用顯著。在赤砂糖添加量為6%、浸提時間為90min時，感官評分達到最大值。由曲面坡度的陡峭情況得知，赤砂糖添加量曲面比浸提時間的曲面更陡，說明赤砂糖添加量對感官評分更加顯著，響應(yīng)面圖形呈鞍形。

圖8 赤砂糖添加量和浸提時間對感官評分的響應(yīng)面和等高線圖

由圖9可知，隨著鹽添加量的提高和浸提時間的增加，感官評分均呈現(xiàn)先上升后下降。等高線圖明顯呈近圓形，可知鹽添加量和浸提時間的交互作用顯著。在鹽添加量為0.4%，浸提時間為90min時，感官評分達到最大值。由曲面坡度的陡峭情況得知，鹽添加量曲面比浸提時間的曲面更陡，說明鹽添加量對感官評分更加顯著。

圖9 鹽添加量和浸提時間對感官評分的響應(yīng)面和等高線圖

2.3.4 驗證性試驗結(jié)果

通過軟件對試驗數(shù)據(jù)的分析，得到的最佳工藝條件為：赤砂糖添加量6%，鹽添加量0.4%，浸提時間90min。利用最佳條件進行驗證，3次試驗的平均感官評分為88.7，與理論值89.44接近，說明采用響應(yīng)面優(yōu)化的生產(chǎn)工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠，按照建立的模型進行生產(chǎn)在實踐中是可行的[12]。

2.4 奶茶成品指標(biāo)檢驗

表8 奶茶成品指標(biāo)

從表8的數(shù)據(jù)可以得到蒙古奶茶成品中的理化指標(biāo)為：茶多酚330.27mg/kg、蛋白質(zhì)0.69%、可溶性固形物14.7%。穩(wěn)定性指標(biāo)為：沉淀率3.24%，穩(wěn)定系數(shù)0.905。以上指標(biāo)均符合GB/T 21733-2008對茶飲料的理化指標(biāo)和衛(wèi)生指標(biāo)的要求。

3 結(jié)論

本試驗以青磚茶和鮮牛乳為原料，砂糖和食鹽作配料，研究蒙古奶茶工藝，通過單因素試驗、Plackeet-Burman和Box-Behnken試驗設(shè)計響應(yīng)曲面法優(yōu)化及評定小組的感官評分，最終得到蒙古奶茶制作的最佳工藝為：茶湯浸提料水比1:90，溫度95℃，時間90min，牛乳添加量20%，赤砂糖添加量6%，鹽添加量0.4%。按照國標(biāo)檢測蒙古奶茶營養(yǎng)指標(biāo)，檢測結(jié)果為茶多酚330.27mg/kg，蛋白質(zhì)0.69%，可溶性固形物14.7%，測得其沉淀率為3.24%，穩(wěn)定系數(shù)為0.905。

本試驗在不改變傳統(tǒng)步驟的基礎(chǔ)上，通過對蒙古奶茶加工工藝的研究，為青海傳統(tǒng)奶茶的進一步工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。