張淑紅，趙夢(mèng)君，蔣亞麗，高豐衣

商丘師范學(xué)院生物與食品學(xué)院（商丘 476000）

咖啡雖和茶葉、可可并稱(chēng)為世界三大飲料，但其消費(fèi)量穩(wěn)居第一?？Х群涂嗍w均為我國(guó)云南省的特色資源，將咖啡與苦蕎相結(jié)合，可為云南咖啡和苦蕎打開(kāi)更大的發(fā)展空間?？嗍w含有多種化合物，如黃酮、多酚、多糖、皂苷、蛋白質(zhì)、脂肪酸和微量元素[1]。其中，多糖具有廣泛的生理功能，包括降血糖、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化和神經(jīng)保護(hù)等功能[2]。經(jīng)動(dòng)物試驗(yàn)表明，苦蕎水提取物可以通過(guò)調(diào)節(jié)能量代謝和氨基酸代謝的途徑，降低糖尿病模型大鼠體內(nèi)血糖[3]?？嗍w飲食還能通過(guò)大鼠體內(nèi)的腸道菌群來(lái)降低其血壓[4]。咖啡中含有咖啡堿，經(jīng)糖尿病大鼠模型的動(dòng)物試驗(yàn)表明，咖啡堿具有防治糖尿病性膀胱病的作用[5]。將苦蕎和咖啡結(jié)合起來(lái)，做成能夠降血糖的保健型咖啡，對(duì)人類(lèi)身體健康具有重大意義。生姜化學(xué)成分主要包括姜辣素、姜精油和二苯基庚烷。胡許欣等[6]通過(guò)建立異食癖嘔吐大鼠模型，證實(shí)生姜汁、生姜水煎液有顯著止嘔作用。張旭等[7]通過(guò)建立小鼠耳腫脹和小鼠腹膜炎模型，證實(shí)生姜水提物具有明顯的抗炎、鎮(zhèn)痛作用。在將苦蕎和咖啡結(jié)合的同時(shí)，加入生姜汁，以期得到具有降低血糖、改善血壓、止嘔、抗炎、鎮(zhèn)痛等多種保健功能的咖啡飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

咖啡豆（云南，阿拉比卡）；苦蕎麥、生姜、牛奶（均為市售）。

1.2 儀器與設(shè)備

JE5002GE/02電子臺(tái)秤（梅特勒-托利多儀器有限公司）；C21-QH2130電磁爐（廣東美的生活電器制造有限公司）；MJ-54A高壓蒸汽滅菌鍋（施都凱儀器設(shè)備有限公司）；APPIA 2咖啡機(jī)（意大利Nuova simonelli公司）；HN-08均質(zhì)器（上海汗諾儀器有限公司）；鑫凱馳KC-1000液體灌裝機(jī)（鑫凱馳包裝機(jī)械）。

1.3 工藝流程

1.3.1 生姜汁工藝流程

1.4 操作要點(diǎn)

1.4.1 材料預(yù)處理

取苦蕎麥與水，以1∶10（g/mL）比例在鍋中煮沸，煮制時(shí)間5 min，煮制后過(guò)濾取汁，得苦蕎茶備用。生姜用清水將表面清洗干凈后削皮，切小塊后研磨、過(guò)濾，得姜汁備用。選新鮮咖啡豆，經(jīng)重度烘焙后磨粉，咖啡粉與水以1∶15（g/mL）比例使用掛耳咖啡濾紙袋得咖啡液，浸提咖啡液用水溫度為90 ℃。

1.4.2 均質(zhì)

將苦蕎茶、姜汁、咖啡液和牛奶以一定比例混合，均質(zhì)條件為25 MPa，50 ℃，重復(fù)處理2次。

1.4.3 灌裝、滅菌

將飲料灌裝后，在121 ℃下滅菌20 min，冷卻至室溫（25 ℃）得成品。

1.5 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.5.1 單因素試驗(yàn)

綜合考慮苦蕎姜汁咖啡飲料加工中的多種因素，主要研究苦蕎茶添加量（25，30，35，40和45 mL）、姜汁添加量（3，5，7，9和11 mL）、咖啡液添加量（70，80，90，100和110 mL）、牛奶添加量（50，60，70，80和90 mL）4個(gè)單因素之間的配比對(duì)苦蕎姜汁咖啡飲料感官品質(zhì)的影響。

1.5.2 正交試驗(yàn)

基于上述單因素試驗(yàn)結(jié)果，針對(duì)苦蕎茶、姜汁、咖啡液和牛奶，設(shè)計(jì)四因素三水平正交試驗(yàn)，從而確定苦蕎姜汁咖啡飲料的最佳配方。具體因素水平編碼見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表 單位：mL

1.6 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

1.6.1 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

苦蕎姜汁咖啡飲料的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)包括色澤、氣味、滋味、組織狀態(tài)[8]，由10名從事食品行業(yè)的專(zhuān)家組成評(píng)價(jià)小組，依據(jù)GB/T30767—2014《咖啡類(lèi)飲料》進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。將苦蕎姜汁咖啡飲料置于無(wú)色透明容器中，置于亮處觀察色澤，并在室溫下品嘗滋味、嗅其氣味，對(duì)產(chǎn)品的色澤、氣味進(jìn)行綜合評(píng)分，取10名人員總分平均值作為最終得分，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 苦蕎姜汁咖啡飲料感官評(píng)價(jià)表

1.6.2 微生物指標(biāo)

大腸菌群、菌落總數(shù)的測(cè)定分別參考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》。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 苦蕎茶添加量對(duì)苦蕎姜汁咖啡飲料感官評(píng)分的影響

咖啡液、姜汁和牛奶的添加量分別為90，7和70 mL，選擇苦蕎茶添加量25，30，35，40和45 mL調(diào)配飲料。由圖1可知：苦蕎茶添加量25 mL時(shí)，苦蕎茶味道不明顯，口感較差；苦蕎茶添加量35～45 mL時(shí)，隨著添加量增加，苦蕎姜汁咖啡飲料的咖啡香味減弱，且顏色變淺；苦蕎茶添加量30 mL時(shí)，感官評(píng)分最高，此時(shí)產(chǎn)品整體口感較好、香氣協(xié)調(diào)。

結(jié)合圖1，選取苦蕎茶添加量25，30和35 mL進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖1 苦蕎茶添加量對(duì)苦蕎姜汁咖啡飲料感官評(píng)分的影響

2.1.2 生姜汁添加量對(duì)苦蕎姜汁咖啡飲料感官評(píng)分的影響

咖啡液添加量90 mL、苦蕎茶添加量35 mL、牛奶添加量70 mL，選擇生姜汁添加量3，5，7，9和11 mL調(diào)配飲料。由圖2可知，隨著姜汁添加量升高，感官評(píng)分也相應(yīng)地升高。姜汁添加量7 mL時(shí)感官評(píng)分最高，此時(shí)辣味與咖啡香味比較協(xié)調(diào)，口感最佳，無(wú)不良味道產(chǎn)生。姜汁添加量大于7 mL時(shí)，其添加量越高，姜汁辣味過(guò)于突出，影響口感并且會(huì)產(chǎn)生不良余味，因而感官評(píng)分反而越低。

圖2 生姜汁添加量對(duì)苦蕎姜汁咖啡飲料感官評(píng)分的影響

結(jié)合圖2，選取姜汁添加量5，7和9 mL進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.1.3 咖啡液添加量對(duì)苦蕎姜汁咖啡飲料感官評(píng)分的影響

姜汁添加量7 mL、苦蕎茶添加量35 mL、牛奶添加量70 mL，選擇咖啡液添加量70，80，90，100和110 mL調(diào)配飲料。由圖3可知，隨著咖啡液添加量升高，感官評(píng)分也相應(yīng)升高。咖啡液添加量100 mL時(shí)感官評(píng)分最高，此時(shí)咖啡香味濃郁，口感合適，無(wú)不良味道。但咖啡液添加量繼續(xù)增加時(shí)，因咖啡的苦味與酸味過(guò)于突出，感官評(píng)分反而降低。

結(jié)合圖3，選取咖啡液添加量95，100和105 mL進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖3 咖啡液添加量對(duì)苦蕎姜汁咖啡飲料感官評(píng)分的影響

2.1.4 牛奶添加量對(duì)苦蕎姜汁咖啡飲料感官評(píng)分的影響

咖啡液添加量90 mL、姜汁添加量7 mL、苦蕎茶添加量35 mL，選擇牛奶添加量50，60，70，80和90 mL調(diào)配飲料。由圖4可知，牛奶添加量50 mL時(shí)，產(chǎn)品咖啡苦味過(guò)于明顯。

圖4 牛奶添加量對(duì)苦蕎姜汁咖啡飲料品質(zhì)的影響

牛奶添加量大于60 mL時(shí)，其添加量越高，牛奶味道越突出，越能掩蓋咖啡香味與姜汁辣味，因而產(chǎn)品感官評(píng)分越低。只有牛奶添加量60 mL時(shí)，感官評(píng)分最高，此時(shí)產(chǎn)品中咖啡的苦味與酸味、姜汁的辣味、牛奶的香味協(xié)調(diào)一致，口感適宜，無(wú)不良余味，顏色最佳。

結(jié)合圖4，選取牛奶添加量57，60和63 mL進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)正交試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表3。從R值可以看出，各因素對(duì)苦蕎姜汁咖啡飲料的影響程度為B＞C＞A＞D，其中姜汁最為重要，其次是咖啡，再次是苦蕎麥，最后是牛奶。正交試驗(yàn)結(jié)果顯示，最優(yōu)水平組合是A3B1C3D2，即當(dāng)苦蕎茶添加量35 mL、姜汁添加量5 mL、咖啡液添加量105 mL、牛奶用量60 mL時(shí)，苦蕎姜汁咖啡飲料的風(fēng)味最佳，感官評(píng)分為79.90分。但通過(guò)選擇各因素的最佳水平，確定的理論最優(yōu)組合為A3B1C1D3，這與實(shí)際上的最優(yōu)組合所需要的工藝條件不同。因此需要進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果分析表

經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)，理論最優(yōu)組合A3B1C1D3得到的苦蕎姜汁咖啡飲料的感官評(píng)分平均值為82.33分，高于正交表內(nèi)所有試驗(yàn)組。該配方與A3B1C3D2相比，苦蕎茶和姜汁的添加量相同，咖啡添加量更少，而牛奶添加量更多，因而獲得的飲料在滋味上得分更高，更體現(xiàn)出了飲料的醇厚感。因此，最終選用A3B1C1D3為制作苦蕎姜汁咖啡飲料的最佳工藝組合，即苦蕎茶添加量35 mL、姜汁添加量5 mL、咖啡液添加量95 mL、牛奶用量63 mL。

2.3 微生物指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

苦蕎姜汁咖啡飲料經(jīng)121 ℃ 20 mi n滅菌后分別放置7，14，21和28 d，進(jìn)行微生物檢測(cè)。飲料中菌落總數(shù)為0 CFU/mL，大腸菌群未檢出。檢測(cè)結(jié)果符合GB 7101—2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)飲料》的相關(guān)要求。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)可知，苦蕎茶、姜汁、咖啡液、牛奶的添加量對(duì)苦蕎姜汁咖啡飲料品質(zhì)的影響從大到小為姜汁＞咖啡＞苦蕎麥＞牛奶。并確定了苦蕎姜汁咖啡飲料的最佳配方：苦蕎茶35 mL、姜汁5 mL、咖啡液95 mL、牛奶63 mL。以該配方獲得的苦蕎姜汁咖啡飲料呈褐色，色澤均勻，顏色較好，無(wú)分層，無(wú)沉淀物，咖啡香味與生姜辛辣味結(jié)合融洽，香味明顯但不過(guò)于突出，品嘗后無(wú)異味殘留，口感醇厚，風(fēng)味最佳。該功能性飲料現(xiàn)處于試驗(yàn)階段，若要作為產(chǎn)品推向市場(chǎng)，還需進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)，對(duì)飲料開(kāi)展進(jìn)一步安全性及功能性檢測(cè)。