楊呂清，胡慧慧，田康永，張海德

（海南大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，海南?？?70228）

咖啡豆為茜草科（Rubiaceae）咖啡屬（Coffea）植物的種子[1]，咖啡豆經(jīng)烘焙后可制成咖啡，咖啡作為世界上一種重要飲品[2]，在全球范圍內(nèi)，是僅次于石油的第二大交易商品[3]。咖啡中所含的化學(xué)物質(zhì)非常豐富，包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸、生物堿、綠原酸、酯類化合物等復(fù)雜成分[4]，與可可、茶并稱為世界三大飲料，具有提神、助消化、生津止渴、利尿、健胃、醒腦、止血、散熱、強(qiáng)身等功效[5-6]，具有令人愉悅的味道和香氣[7]，因而受消費(fèi)者歡迎。

中國(guó)的咖啡種植主要集中在云南、海南[8]。作為中國(guó)咖啡文化的最早起源地，海南省的咖啡產(chǎn)業(yè)正處在加快發(fā)展、加速崛起的關(guān)鍵時(shí)期[9]，因此，豐富咖啡飲料的市場(chǎng)，滿足消費(fèi)者個(gè)性化需求就顯得尤為重要。

苦丁茶是冬青科冬青屬苦丁茶種常綠喬木，俗稱菠蘿樹、大葉茶和茶丁等[10]?？喽〔枋且环N營(yíng)養(yǎng)豐富的茶制品[11]，含有黃酮、苦丁皂苷、多酚、多糖等成分[12-14]，具有清熱消暑、降壓減肥、抑癌防癌、抗衰老、活血脈等多種功效[15]，對(duì)治療咽喉炎、口腔炎、高血壓、肥胖癥、急性腸胃炎等療效顯著[16]。海南是苦丁茶的重要產(chǎn)地，目前全島已查清的野生苦丁茶樹大約500株左右，是目前國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)野生苦丁茶樹數(shù)量最多的地區(qū)[17]。

牛奶是人們公認(rèn)的營(yíng)養(yǎng)豐富的飲品之一，富含蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)元素，具有鎮(zhèn)靜安神、抑制腫瘤、促進(jìn)幼兒大腦發(fā)育、美容養(yǎng)顏、全面補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)等作用[18]。

咖啡和苦丁茶均為海南省特色資源，將咖啡與苦丁茶相結(jié)合，將為海南咖啡和苦丁茶打開更大的發(fā)展空間，本試驗(yàn)以咖啡，苦丁茶，牛奶為主要原料制成復(fù)合型調(diào)配飲料，以期制出風(fēng)味獨(dú)特，營(yíng)養(yǎng)豐富的飲品，豐富飲料市場(chǎng)的品種，滿足大眾需求。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

苦丁茶：海口柏昌泰貿(mào)易有限公司；羅布斯塔咖啡豆：海南省萬(wàn)寧市興隆熱帶植物園；純牛奶：蒙牛有限公司；白砂糖：市售；碳酸氫鈉：食品級(jí)，昌宏食品添加劑有限公司；硫酸、硫酸銅、甲基紅、硫酸鉀、硼酸、溴甲酚綠、氫氧化鈉、95%乙醇、甲醇、三氯乙酸：分析純，廣州化學(xué)試劑廠；咖啡因標(biāo)準(zhǔn)品（純度98.73%）：成都曼斯特生物科技有限公司。

1.2 儀器

恒溫水浴鍋（HH-8）：常州澳華儀器有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器（LDZX-30FBS）：上海申安醫(yī)療器械廠；電動(dòng)磨豆機(jī)（600N）：鄭州市樂(lè)淘卓品商貿(mào)有限責(zé)任公司；電子天平（FA2104型）：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；高效液相色譜儀（Agilent1260）：安捷倫有限公司；高壓均質(zhì)機(jī)（APV-1000）：深圳市榮利豐科技有限公司；快速凱氏定氮儀（K9840）：濟(jì)南海能儀器有限公司；高速離心機(jī)（TG16-WS）：長(zhǎng)沙平凡儀器儀表有限公司；阿貝折射儀（BM-2WAJ）：南通潤(rùn)州化工有限公司。

1.3 工藝流程和操作要點(diǎn)

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 苦丁茶提取液的制備

將苦丁茶葉粉碎，苦丁茶粉與水的料液比為1∶33（g/mL），置于恒溫水浴鍋中于62℃下提取 129 min，4層紗布過(guò)濾，離心[19]。

1.3.2.2 咖啡提取液的制備

挑選顆粒飽滿，大小均勻的咖啡豆，剔除黑豆、缺豆，于240℃烘焙16 min，冷卻后用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)40 目篩，用 90 ℃水沖泡，料液比 1 ∶14（g/mL）[20]，用咖啡濾紙過(guò)濾。

1.3.2.3 調(diào)配

將苦丁茶提取液、咖啡提取液、牛奶加入到容器里，然后加入白砂糖，攪拌均勻，將0.03%的碳酸氫鈉加入到一定量的水中，攪拌，再將其與混合液混勻。

1.3.2.4 均質(zhì)

均質(zhì)條件為25 MPa，50℃，重復(fù)處理兩次。

1.3.2.5 罐裝殺菌

將飲料灌裝后，121℃下滅菌20 min，冷卻至室溫（25℃）得成品。

1.4 苦丁茶牛奶咖啡飲料配方的確定

1.4.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1.1 咖啡提取液添加量的選擇

以苦丁茶為6%，牛奶添加量為10%，白砂糖添加量為5%，選擇咖啡提取液添加量為35%、45%、55%、65%、75%來(lái)調(diào)配飲料，根據(jù)復(fù)合飲料的感官得分來(lái)確定咖啡提取液最佳添加量。

1.4.1.2 苦丁茶提取液添加量的選擇

以咖啡提取液添加量為55%，牛奶添加量為10%，白砂糖添加量為5%，選擇苦丁茶提取液添加量為2%、4%、6%、8%、10%來(lái)調(diào)配飲料，根據(jù)復(fù)合飲料的感官得分來(lái)確定苦丁茶提取液最佳添加量。

1.4.1.3 牛奶添加量的選擇

以咖啡提取液添加量為55%，苦丁茶提取液添加量為6%，白砂糖添加量為5%，選擇牛奶添加量為5%、10%、15%、20%、25%來(lái)調(diào)配飲料，根據(jù)復(fù)合飲料的感官得分來(lái)確定牛奶最佳添加量。

1.4.1.4 白砂糖添加量的選擇

以咖啡提取液添加量為55%，苦丁茶提取液添加量為6%，牛奶添加量為10%，選擇白砂糖添加量為2%、3%、4%、5%、6%來(lái)調(diào)配飲料，根據(jù)復(fù)合飲料的感官得分來(lái)確定白砂糖最佳添加量。

1.4.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)，以感官得分作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，其正交優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平如表1所示。

表1 正交試驗(yàn)因素水平Table 1 Orthogonal experimental design

1.4.3 飲料的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)復(fù)合飲料進(jìn)行高壓蒸汽滅菌后，飲料會(huì)出現(xiàn)絮凝現(xiàn)象，考慮到原因是殺菌后因?yàn)閜H值下降，接近或達(dá)到飲料中蛋白的等電點(diǎn)，從而導(dǎo)致了凝絮現(xiàn)象，因此需要向飲料中添加酸度調(diào)節(jié)劑，本試驗(yàn)采用NaHCO3為酸度調(diào)節(jié)劑，加入量分別為0.01%、0.03%、0.05%、0.07%，考察NaHCO3添加量對(duì)飲料品質(zhì)的影響。

1.5 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

1.5.1 感官評(píng)價(jià)方法

根據(jù)飲料的感官進(jìn)行評(píng)分，包括飲料的香氣（滿分20分），色澤（滿分30分），滋味（滿分30分），組織狀態(tài)（滿分20分），由10名具有食品專業(yè)背景的人員進(jìn)行打分，取平均值作為產(chǎn)品最終得分[21]，感官品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)表見(jiàn)表2。

表2 復(fù)合飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory estimation standard of compound beverage

續(xù)表2 復(fù)合飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Continue table 2 Sensory estimation standard of compound beverage

1.5.2 理化指標(biāo)

蛋白質(zhì)測(cè)定：采用自動(dòng)凱氏定氮儀進(jìn)行測(cè)定；可溶性固形物：采用折射儀法進(jìn)行測(cè)定；咖啡因：采用高效液相色譜法進(jìn)行測(cè)定。

1.5.3 微生物指標(biāo)

大腸菌群、菌落總數(shù)分別按照GB 4789.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》和GB 4789.2-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 咖啡提取液添加量對(duì)感官得分的影響

咖啡提取液添加量對(duì)復(fù)合飲料感官得分的影響見(jiàn)圖1。

圖1 咖啡提取液添加量對(duì)復(fù)合飲料感官得分的影響Fig.1 Effects of the coffee extract addition on sensory score of compound beverage

由圖1可以看出，當(dāng)咖啡提取液添加量為55%時(shí)，感官得分最高，當(dāng)咖啡提取液添加量小于55%時(shí)，咖啡香氣和風(fēng)味明顯不足，當(dāng)咖啡提取液添加量過(guò)多時(shí)，導(dǎo)致茶香和奶香味被遮蓋，因此選用55%為咖啡提取液最佳用量。

2.1.2 苦丁茶提取液添加量對(duì)感官得分的影響

苦丁茶提取液添加量對(duì)復(fù)合飲料感官得分的影響見(jiàn)圖2。

圖2 苦丁茶提取液添加量對(duì)復(fù)合飲料感官得分的影響Fig.2 Effects of the Kuding tea extract addition on sensory score of compound beverage

由圖2可知，當(dāng)苦丁茶提取液添加量6%時(shí)，感官得分最高，當(dāng)苦丁茶提取液添加量低于6%時(shí)，茶香和茶味不足，當(dāng)苦丁茶添加量過(guò)多時(shí)，導(dǎo)致飲料苦味太重，因此，苦丁茶提取液最佳添加量為6%。

2.1.3 牛奶添加量對(duì)感官得分的影響

牛奶添加量對(duì)復(fù)合飲料感官得分的影響見(jiàn)圖3。

圖3 牛奶添加量對(duì)復(fù)合飲料感官得分的影響Fig.3 Effects of the milk addition on sensory score of compound beverage

由圖3可以看到，當(dāng)牛奶添加量為10%時(shí)，感官得分最高，當(dāng)牛奶添加量低于10%時(shí)，奶香和奶味不足，飲料色澤較差，當(dāng)牛奶添加過(guò)多時(shí)，茶味被遮蓋，飲料變得甜膩，因此牛奶最佳添加量為10%。

2.1.4 白砂糖添加量對(duì)感官得分的影響

白砂糖添加量對(duì)復(fù)合飲料感官得分的影響見(jiàn)圖4。

圖4 白砂糖添加量對(duì)復(fù)合飲料感官得分的影響Fig.4 Effects of the white sugar addition on sensory score of compound beverage

由圖4可知，當(dāng)白砂糖添加量為5%時(shí)，飲料感官得分最高，當(dāng)白砂糖添加量小于5%時(shí)，飲料苦味太重，當(dāng)白砂糖添加量過(guò)多時(shí)，飲料太甜，因此，選取白砂糖添加量為5%為最佳添加量。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Orthogonal array experimental results

由表3可知，咖啡提取液、苦丁茶提取液、牛奶、白砂糖對(duì)復(fù)合飲料的感官品質(zhì)的影響的主次順序?yàn)榕Ｄ?苦丁茶提取液>咖啡提取液>白砂糖，極差分析法得到的最優(yōu)組合為A2B2C3D1，由表3直觀分析可知，第5組試驗(yàn)感官得分最高為88分，水平組合為A2B2C3D1，與極差分析的結(jié)果一致，按照最優(yōu)工藝再做一次試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)感官評(píng)分，其感官得分為89分，與正交試驗(yàn)結(jié)果一致。因此，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析可以得到最佳配方組合為A2B2C3D1，即苦丁茶牛奶咖啡飲料的最佳配方為咖啡提取液添加量55%，苦丁茶提取液添加量6%，牛奶添加量15%，白砂糖添加量4%。

2.3 NaHCO3添加量對(duì)飲料滅菌后品質(zhì)的影響

NaHCO3添加量對(duì)飲料滅菌后品質(zhì)的影響見(jiàn)表4。

由表4可知，當(dāng)NaHCO3添加量為0.03%時(shí)，滅菌后飲料品質(zhì)較好，外觀，口感均無(wú)明顯改變，因此選擇向飲料中加入0.03% NaHCO3作為酸度調(diào)節(jié)劑。

表4 NaHCO3添加量對(duì)飲料滅菌后品質(zhì)的影響Table 4 Effect of the NaHCO3addition on the quality of beverage after sterilization

2.4 產(chǎn)品理化指標(biāo)結(jié)果

復(fù)合飲料理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 復(fù)合飲料理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table 5 Physicochemical ananlysis of compound beverage

由表5可知復(fù)合飲料可溶性固形物、蛋白質(zhì)、咖啡因含量分別為7.50%、0.65%、859.04 mg/kg。復(fù)合飲料中蛋白質(zhì)主要來(lái)自于牛奶和咖啡豆，其中0.48%的蛋白質(zhì)來(lái)自于牛奶。復(fù)合飲料中咖啡因主要來(lái)自于咖啡豆，羅布斯塔咖啡豆中咖啡因含量為1.7%～4.0%[22]，因此飲料中咖啡因的檢測(cè)結(jié)果達(dá)到859.04 mg/kg是合理的。

2.5 微生物指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

復(fù)合飲料的微生物測(cè)定結(jié)果表明，飲料中菌落總數(shù)為12 cfu/mL，大腸菌群未檢出。符合GB 7101-2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)飲料》。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，確定復(fù)合飲料最佳參數(shù)為：咖啡提取液添加量55%，苦丁茶提取液添加量6%，牛奶添加量15%，白砂糖添加量4%，碳酸氫鈉添加量0.03%，在最佳參數(shù)下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，所得產(chǎn)品感官得分為89，與正交試驗(yàn)結(jié)果一致，說(shuō)明結(jié)果合理可靠。所得成品飲料可溶性固形物為7.50%，蛋白質(zhì)0.65%，咖啡因含量為859.04 mg/kg，衛(wèi)生指標(biāo)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。所得制品呈咖奶色，組織形態(tài)好，口感細(xì)膩，風(fēng)味獨(dú)特，具有很好的開發(fā)前景。