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摘要[目的] 研制成具有保健功能的银耳复合保健饮料。[方法]以银耳、竹荪、蛹虫草、百合、莲子、佛手等为主要原料研制一种功能性复合饮料，采用正交设计研究能有效改善银耳复合饮料风味及品质稳定性的复合甜味剂和乳化稳定剂的组合配方，采用D最优混料设计进行复合饮料配方優化。[结果]通过分析得出，复合甜味剂的配比为蔗糖
∶蜂蜜∶阿巴斯甜∶赤藓糖醇=60∶30∶2∶5，乳化稳定剂的配比为黄原胶∶结冷胶∶羧甲基纤维素钠=5∶10∶8；在单响应值分析的基础上，用DesignExpert 8.0.6软件的最优化功能（optimization）对满足所有期望的响应值进行优化，获得银耳复合饮料配方的最优组合为纯净水61.942%、浓缩液25.182%、复合甜味剂11.895%、乳化稳定剂0.681%、柠檬酸0.3%。 [结论] 按研究所得配方生产的银耳复合饮料口感、风味最佳，稳定性良好。
关键词银耳复合饮料；工艺；配方优化
中图分类号S509.9文献标识码A文章编号0517-6611（2015）16-284-04
Processing Technology of a Tremella fuciformis Compound Beverage
YANG Yong1，2， CHEN Gang1*， TAN Hongjun1 et al
（1. Chongqing Academy of Chinese Materia Medica， Chongqing 400065； 2. Chongqing Engineering Research Center for Tremella Nutrition Food Enterprises， Chongqing 409003）
Abstract [Objective] To develop Tremella fuciformis compound beverage with healthy function. [Method] With Tremella fuciformis， dictyophora， Cordyceps militaris， lily， lotus seeds， bergamot as main raw materials to develop a kind of functional compound beverage. By using orthogonal test， the combination formula which can effectively improve the Tremella fuciformis compound beverage flavor and quality stability of compound sweeteners and emulsion stabilizer was studied，
Doptimal mixture design was adopted to optimize compound beverage formula. [Result] Through analysis， the results were obtained that compound sweetener ratio of sucrose ∶ honey∶ sweet Abbas ∶ erythritol was 60∶ 30∶ 2∶ 5， emulsifying stabilizer ratio of xanthan gum∶ gellan gum∶ sodium carboxymethyl cellulose was 5∶ 10∶ 8； using Doptimal mixture design to optimize the composite beverage formula， in a single response based on the analysis of the optimal value function， use DesignExpert 8.0.6 software （optimization） to meet the response all expected values are optimized to obtain the optimal combination of Tremella fuciformis compound beverage formula for pure water 61.942%， 25.182% concentrated liquid， composite sweetener 11.895%， emulsifying stabilizer 0.681%， citric acid 0.3%. [Conclusion] The obtained compound beverage has good taste， flavor， and stability.
Key words Tremella fuciformis compound beverage； Processing technology； Formula optimization
银耳、竹荪、蛹虫草是食用菌中营养保健功效优越的著名菌类。银耳为门担子菌门真菌银耳的子实体，营养成分相当丰富，含多糖、蛋白质、脂肪和多种氨基酸等营养物质。竹荪是寄生在枯竹根部的一种隐花菌类，子实体中含有多种酶和高分子多糖，其多糖为异多糖，可增强肌体对肿瘤细胞的抵抗力，因此，具有良好的防癌、抗癌作用。蛹虫草又称北冬虫夏草，是著名的食药用菌，其菌体内蛋白质含量高达40%以上，氨基酸种类齐全，并含有多种微量元素和维生素，此外，还含有虫草素、虫草酸、虫草多糖、甘露醇、SOD等多种有效成分[1-2]。百合为百合科植物卷丹百合或细叶百合的干燥肉质鳞叶，气微，味微苦[3]。百合的重要功效有润肺止咳，清心提神。莲子古称莲实、水芝丹，性味甘涩、平，入心、脾、肾经可补虚损，养心安神，健脾止泻补肾止遗。佛手又名佛手柑，具有理气化痰、止咳消胀、舒肝健脾和健胃等多种功效[4-5]。 随着人们生活水平的提高，对饮品提出了更高的要求，特别是天然的保健饮品更受人们的青睐。笔者以银耳、竹荪、蛹虫草、百合、莲子、佛手等为主要原料，对复合饮料的制备工艺和配方进行筛选，研制成具有保健功能的复合保健饮料，以满足人们的需求。
1 材料與方法
1.1 材料
银耳、竹荪、蛹虫草、百合、莲子、佛手，均为市售干品；蔗糖、蜂蜜、果葡糖浆、阿巴斯甜、赤藓糖醇、安赛蜜、木糖醇、黄原胶、结冷胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、阿拉伯胶、琼脂，均为食品级，市售。
主要仪器与设备：
WYAZT自动阿贝折射仪，AL104型电子天平，IHHZ15T型电磁炉，CPWX型高性能超速离心机，BG1型灌装机，SRH6070高压均质机，KLZT1真空脱气罐，配料缸。
1.2方法
1.2.1
工艺流程及操作要点。复合饮料生产工艺流程见图1。
1.2.1.1
检选。银耳选用干燥、呈淡黄色、质地硬脆、无异味及其他杂质的干品；竹荪选用色泽浅黄、大小适中、无霉变、无虫蛀的干品；莲子、百合选用无杂质、无霉变、无虫眼的干品，莲子须去芯；蛹虫草选用呈金黄色、有清淡膻香味、无霉变无杂质、质地较硬脆的干品；佛手选用外皮橙黄色、果肉浅黄白色、质地硬脆、切片干品。
1.2.1.2
原料预处理。原料用清水反复漂洗、去蒂除核，沥干；银耳切分成3 cm×3 cm的小块，竹荪、蛹虫切分成3 cm小段，佛手切分成宽3 cm的长条。
1.2.1.3
称量。将预处理完的原料按银耳∶百合∶莲子∶佛手∶蛹虫草∶竹荪=17∶5∶3∶3∶2∶1的质量比例进行称量混合。
图1复合饮料生产工艺流程
1.2.1.4
水提取。将混合原料在常温条件下用水浸泡2 h，使原料充分溶胀，加入40倍纯净水，加热至沸腾，保持沸腾1.5 h，过滤；滤渣用15 倍纯净水于沸腾状态提取0.5 h，过滤；合并2次滤液。
1.2.1.5
浓缩。采用真空浓缩方法，将水提液浓缩至可溶性固形物含量为47%、28°Bé的浓缩液。
1.2.1.6
调配。将浓缩液按比例进行稀释，再按配方要求加入充分溶解的甜味剂、乳化稳定剂和柠檬酸，混匀。
1.2.1.7
均质。将调配好的混合液在压力为20 MPa，温度为55 ℃的条件下，用均质机均质2～3 min。
1.2.1.8
超高温灭菌。对均质后的料液采用超高温瞬时灭菌，灭菌温度121 ℃ 左右，出料温度为60 ℃ 。
1.2.2
试验因素的确定。
1.2.2.1
浓缩液稀释量的确定。原料水煮液经浓缩后可使品质达到均一化，但是浓缩液口感过于黏稠、适口性较差，生产时需用一定量的纯水进行稀释，以改善产品的口感和稳定性。试验将浓缩液与纯净水配成不同的比例，根据稀释液的色泽、质地、口感和香气进行感官评分（评分标准见表1），选择最佳比例。
1.2.2.2
复合甜味剂配方研究。
各种甜味剂的味质不同，要到达令人满意的甜度，减少甜味剂的用量，需进行甜味剂的复配。而且研制的银耳复合饮料有着浓郁的银耳、佛手等气味，单纯一种甜味剂易被这些味道掩盖。考虑到其安全性、保健功能，试验选用饮料中常用甜味剂蔗糖、蜂蜜、果葡糖浆及低热能高甜度的阿巴斯甜、赤藓糖醇、安赛蜜、木糖醇进行单因素预试验，在单因素试验基础上进行复配试验。
预试验将选用的7种甜味剂按一定量分别加入预先制备好的稀释液中进行口感评定，挑选出适合银耳复合饮料风味、对饮料口感影响较大的甜味剂进行互配组合。通过预试验选用蔗糖、蜂蜜、阿巴斯甜和赤藓糖醇4种甜味剂作为试验因素，每个因素设3个用量作为水平进行L9（34）正交试验。将4种甜味剂按不同比例混合配入稀释液中，然后选定10位鉴评人员对9个配方饮料进行品尝，满分100分（评分标准见表1）。
1.2.2.3
乳化稳定剂配方研究。
银耳复合饮料含蛋白质、多糖、淀粉等大分子物质，在存放期间易出现分层沉淀，合理使用乳化稳定剂可以保持饮料的稳定性。试验选用黄原胶、结冷胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、阿拉伯胶、琼脂等作为稳定剂进行单因素试验，在单因素试验基础上选用几种稳定效果较好的乳化剂进行互配试验，通过L9（34）正交试验，以稳定率为评价指标，确定复合稳定剂的最优配比。
1.2.2.4
银耳复合饮料配方优化。借助试验设计软件DesignExpert 8.0.6，采用混料（mixture）设计中的DOptional方法，对复合饮料的配方进行优化。
在采用D最优混料设计进行复合饮料配方优化前，基于试验设计的需要和优化设计的准确性，首先需对饮料配方中各组分的比例范围进行确定。根据饮料的稳定性和感官评价，采用单因素考察的方法来确定纯净水（A）、浓缩液（B）、甜味剂（C）、乳化稳定剂（D）、柠檬酸（E）等因素的范围。根据单因素试验结果确定各组分的用量限度分别为纯净水（A）（60%～65%）、浓缩液（B）（21.95%～30.00%）、甜味剂（C）（10%～13%）、乳化稳定剂（D）（0.5%～0.7%）、柠檬酸（E）（0.1%～0.3%），组分总量为100 g。以稳定性和感官评价为考察指标，得到它们与变量之间的定量数学模型，进而优化出最佳配方。根据拟合模型回归系数方差最小化，回归模型预测精度最高的原则，选取5因素D最优混料设计在试验因素空间内的候选点，组成25个模拟配方。
1.2.3 感官评价标准与检测方法。
1.2.3.1
检测方法。可溶性固形物含量按GB/T12143.1规定的折光计法测定。
乳化稳定性的测定[8]：取一定量饮料装入离心管中，用台式离心机在4 000 r/min下离心30 min，倒出上部均匀乳液称其沉淀的重量，稳定性可由下式计算：
稳定率= [1-（沉淀重量/饮料重量）] ×100%。
表1银耳复合饮料感官评分标准
评价指标标准分数
色泽（20分）微黄，色泽鲜亮16～20
色泽鲜亮，颜色过深或过淡11～15
色泽暗、有杂色或无色0～10
质地（10分）质地均一，无沉淀及悬浮物8～10
质地均一，稍有沉淀，无悬浮物5～7
质地均一性差，有较多沉淀与悬浮物0～4
口感（40分）口感细腻、清爽，风味柔和，甜度适宜，回味浓35～40
口感细腻、清爽，甜度一般，有回味25～34
口感细腻、清爽，甜度低，无回味0～24
香气（30分）银耳蛹虫草等香味浓，风味多样，无异味26～30
银耳蛹虫草等香味较轻，风味多样，无异味21～25
无银耳蛹虫草等香味，风味单一，有异味0～20
1.2.3.2
感官评价标准。
评定小组由10位成员组成，他们根据表1中的评分标准对复合饮料的色泽、香气、口感和质地进行评价，独立分项打分，以累计总分的平均值作为产品的感官得分。
1.3 统计方法
采用DesignExpert 8.0.6统计软件统计分析数据，建立回归方程，进行多目标的优化分析。
2结果与分析
2.1浓缩液稀释量的确定
根据表2的试验结果，当加水稀释比为2∶3～3∶2时，稀释液的感官质量逐渐提高；当加水稀释比3∶1时，稀释液的感官得分最高；之后随着稀释比的加大，感官质量逐渐减弱。加水稀释比过多或过少均不利于产品的感官质量。这是由于稀释比小时，稀释液口感过于黏稠，适口性较差；当稀释比过高时，稀释液的固形物含量过低，口感稀薄，香味淡。综合考虑，初步确定适宜的稀释比为纯净水∶浓缩液=3∶1。
表2加水稀释比对浓缩液品质的影响
试验号纯净水∶浓缩液（V∶V）感官评分
12∶363.7
21∶171.3
33∶280.5
43∶187.1
54∶182.6
65∶177.1
76∶168.9
2.2复合甜味剂的配方确定
表3为复合甜味剂正交试验因素水平设计，结果见表4。从表4可以看出，4种甜味剂对饮料感官质量影响的大小顺序为D﹥A﹥B﹥C，即影响最大的是赤藓糖醇，其次是蔗糖，再次是蜂蜜，最后是阿巴斯甜。得出甜味剂的最佳组合为A2B2C3D1，复合甜味剂组成配方为蔗糖∶蜂蜜∶阿巴斯甜∶赤藓糖醇=60∶30∶2∶5。
表3甜味剂配方正交试验因素水平设计
%
水平因素
蔗糖（A）蜂蜜（B）阿巴斯甜（C）赤藓糖醇（D）
1520.050.5
2630.101.0
3740.202.0
表4甜味剂配方正交试验结果
试验号因素
蔗糖（A）蜂蜜（B）阿巴斯甜（C）赤藓糖醇（D）感官评分
1111185.4
2122282.6
3133378.7
4212374.4
5223193.1
6231287.3
7313280.5
8321377.0
9332183.3
K1246.7240.3249.7261.8
K2254.8252.7240.3250.4
K3240.8249.3252.3230.1
極差R14.012.412.031.7
较优水平A2B2C3D1
因素主次D﹥A﹥B﹥C
2.3乳化稳定剂配方研究
由表5可知，采用的7种稳定剂从稳定率和澄清度2方面考虑以黄原胶、结冷胶、羧甲基纤维素钠3种效果较好。与空白组比较发现，卡拉胶、阿拉伯胶和琼脂以0.5 g/L加入饮料后反而引起饮料稳定性的下降，离心沉淀率提高。
表5稳定剂的种类对饮料稳定性的影响
试验号稳定剂种类用量∥g/L稳定率∥%澄清度
0空白098.03一般
1黄原胶0.598.58较好
2结冷胶0.598.43较好
3卡拉胶0.597.72较差
4羧甲基纤维素钠0.598.29较好
5海藻酸钠0.597.88一般
6阿拉伯胶0.597.38较差
7琼脂0.597.16较差
选用黄原胶、结冷胶、羧甲基纤维素钠3种稳定剂进行复配，通过L9（34）正交试验（因素水平设计见表6，结果见表7）结果极差分析可知，影响复合饮料稳定的主次顺序为：黄原胶﹥结冷胶﹥羧甲基纤维素钠。稳定剂的最佳配方为A3B3C1，即黄原胶0.30 g/L，结冷胶0.20 g/L，羧甲基纤维素钠0.15 g/L。复合稳定剂配方为黄原胶∶结冷胶∶羧甲基纤维素钠=5∶10∶8。
安徽农业科学2015年 表6乳化穩定剂配方正交试验因素水平设计
g/L
水平因素
黄原胶（A）结冷胶（B）羧甲基纤维素钠（C）
10.200.120.15
20.250.160.20
30.300.200.25
表7乳化稳定剂配方正交试验结果
试验号因素
黄原胶（A）结冷胶（B）羧甲基纤维素钠（C）稳定率%
111198.56
212298.61
313398.72
421298.68
522398.52
623198.79
731398.83
832199.04
933298.97
K1295.89296.07296.39
K2295.99296.17296.26
K3296.84296.48296.07
极差R0.950.410.32
较优水平A3B3C1
因素主次A﹥B﹥C
2.4银耳复合饮料配方的优化
表8列出了银耳复合饮料各组分混合调制后饮料的稳定率和感官评分的试验结果及其预测值，利用DesignExpert 8.0.6软件，对响应值稳定率和感官评分的试验值进行二次多项回归拟合，分别建立2个指标（Y稳定率、Y感官评分）的回归模型，其模型方程如下：
Y稳定率=98.68A+98.81B+98.90C+35.56D-39.19E+0.20AB-0.73AC+76.15AD+132.85AE+0.070BC+61.49BD+140.81BE+61.94CD+158.21CE+15.98DE，
R2=0.989 2，P<0.001；
Y感官评分=68.53A+81.86B+47.11C-41 111.35D+50 429.43E+43.87AB+76.07AC+41 781.24AD-51 727.25AE+50.93BC+41 672.66BD-51 914.52BE+42 687.97CD-51 519.09CE+1 291.47DE，R2=0.997 7，P<0.001。
结果表明，2个指标的线性模型都不显著，二次模型都达到0.001的极显著水平，校正后的决定系数R2达到0.974 0～0.994 4，表明二次模型能很好地拟合各指标与配方比例。
表8 模拟配方的组成和试验结果
试验号
配方∥%
纯净水（A）浓缩液（B）复合甜味剂（C）乳化稳定剂（D）柠檬酸（E）
稳定率∥%
实测值预测值
感官评分
实测值预测值
165.00022.05012.0000.7500.20098.8298.8270.470.37
263.61525.5209.9150.7000.25098.8498.8382.182.17
360.00026.95012.0000.7500.30098.7698.7883.783.90
461.35030.0008.0000.5500.10098.7398.7182.982.86
562.50024.65012.0000.7500.10098.7398.7381.481.33
665.00024.35010.0000.5500.10098.7498.7477.377.23
761.35328.5459.1530.7000.25098.7398.7480.980.58
862.22027.0609.8200.6500.25098.8098.8083.083.16
960.00026.95012.0000.7500.30098.7998.7884.183.90
1062.36525.97010.9150.6000.15098.7598.7579.179.44
1165.00022.05012.0000.6500.30098.7298.7881.481.38
1261.35030.0008.0000.5500.10098.7098.7182.882.86
1360.95030.0008.0000.7500.30098.6798.6176.876.90
1460.00030.0009.1500.7500.10098.5998.6177.777.49
1565.00023.95010.0000.7500.30098.8498.8482.882.73
1663.61526.6208.9150.7000.15098.8398.8880.680.12
1760.00027.35012.0000.5500.10098.6498.6673.673.53
1865.00026.1508.0000.5500.30098.7998.8075.475.42
1965.00026.1508.0000.7500.10099.0499.0774.574.69
2063.61524.52010.9150.7000.25098.8598.8281.882.04
2160.00030.0009.1500.7500.10098.6498.6177.277.49
2265.00022.05012.0000.6500.30098.7898.7881.481.38 2360.00030.0009.1500.5500.30098.7198.7574.874.80
2462.50024.65012.0000.5500.30098.7998.8473.973.80
2565.00026.1508.0000.5500.30098.8098.8075.475.42
在最佳配方的区域内选取5个优化的验证组合（以最大稳定率和感官评分为目标值优选配方组合），其组合配比及试验结果见表9。结果表明，验证配方的稳定率和感官评分实际值均接近预测值，表明D最优混料设计可以准确地预测符合银耳饮料的最优配比，其最优配方组合为纯净水61.942%、浓缩液25.182%、复合甜味剂11.895%、乳化稳定剂0.681%、柠檬酸0.3%。
表9 优化验证配方的实测值与预测值比较
优化配方组合（A∶B∶C∶D∶E）
稳定率∥%
预测值实测值
感官评分
预测值实测值
61.942∶25.182∶11.895∶0.681∶0.30098.831 198.8488.5988.7
62.296∶25.176∶11.548∶0.680∶0.30098.822 098.8089.2389.1
63.422∶25.567∶10.032∶0.680∶0.30098.807 998.8189.3589.3
64.326∶25.270∶9.421∶0.682∶0.30098.822 998.8287.2987.5
62.534∶24.416∶12.000∶0.750∶0.30098.810 998.8087.1087.0
3 结论
该试验采用正交设计研究了能有效改善银耳复合饮料风味及品质稳定性的复合甜味剂和乳化稳定剂的组合配方，通过结果分析得出复合甜味剂的配比为蔗糖∶蜂蜜∶阿巴斯甜∶赤藓糖醇=60∶30∶2∶5，乳化稳定剂的配比为黄原胶∶结冷胶∶羧甲基纤维素钠=5∶10∶8。
在单响应值分析的基础上，用DesignExpert 8.0.6软件的最优化功能（optimization）对满足所有期望的响应值进行优化，获得银耳复合饮料配方的最优组合为纯净水61.942%、浓缩液25.182%、复合甜味剂11.895%、乳化稳定剂0.681%、柠檬酸0.3%。
该试验采用的混料设计通过建立试验指标与各组分的回归模型，考查配方中各组分的互作效应，并通过模型优化得到了银耳复合饮料配方的最优组合，这种方法不仅科学合理，而且快速有效。
参考文献
[1]
張平，朱述钧，钱大顺，等.北冬虫夏草功能成分及保健作用分析[J].江苏农业科学，2003（1）：105-107.
[2] 都兴范，李亚杰，王林华，等.北冬虫夏草的研究发展现状[J].辽宁农业科学，2003（4）：26-28.
[3] 中华人民共和国卫生部药典委员会.中国药典2010版（第一部）[S].北京：人民卫生出版社，2010.
∶蜂蜜∶阿巴斯甜∶赤藓糖醇=60∶30∶2∶5，乳化稳定剂的配比为黄原胶∶结冷胶∶羧甲基纤维素钠=5∶10∶8；在单响应值分析的基础上，用DesignExpert 8.0.6软件的最优化功能（optimization）对满足所有期望的响应值进行优化，获得银耳复合饮料配方的最优组合为纯净水61.942%、浓缩液25.182%、复合甜味剂11.895%、乳化稳定剂0.681%、柠檬酸0.3%。 [结论] 按研究所得配方生产的银耳复合饮料口感、风味最佳，稳定性良好。
关键词银耳复合饮料；工艺；配方优化
中图分类号S509.9文献标识码A文章编号0517-6611（2015）16-284-04
Processing Technology of a Tremella fuciformis Compound Beverage
YANG Yong1，2， CHEN Gang1*， TAN Hongjun1 et al
（1. Chongqing Academy of Chinese Materia Medica， Chongqing 400065； 2. Chongqing Engineering Research Center for Tremella Nutrition Food Enterprises， Chongqing 409003）
Abstract [Objective] To develop Tremella fuciformis compound beverage with healthy function. [Method] With Tremella fuciformis， dictyophora， Cordyceps militaris， lily， lotus seeds， bergamot as main raw materials to develop a kind of functional compound beverage. By using orthogonal test， the combination formula which can effectively improve the Tremella fuciformis compound beverage flavor and quality stability of compound sweeteners and emulsion stabilizer was studied，
Doptimal mixture design was adopted to optimize compound beverage formula. [Result] Through analysis， the results were obtained that compound sweetener ratio of sucrose ∶ honey∶ sweet Abbas ∶ erythritol was 60∶ 30∶ 2∶ 5， emulsifying stabilizer ratio of xanthan gum∶ gellan gum∶ sodium carboxymethyl cellulose was 5∶ 10∶ 8； using Doptimal mixture design to optimize the composite beverage formula， in a single response based on the analysis of the optimal value function， use DesignExpert 8.0.6 software （optimization） to meet the response all expected values are optimized to obtain the optimal combination of Tremella fuciformis compound beverage formula for pure water 61.942%， 25.182% concentrated liquid， composite sweetener 11.895%， emulsifying stabilizer 0.681%， citric acid 0.3%. [Conclusion] The obtained compound beverage has good taste， flavor， and stability.
Key words Tremella fuciformis compound beverage； Processing technology； Formula optimization
银耳、竹荪、蛹虫草是食用菌中营养保健功效优越的著名菌类。银耳为门担子菌门真菌银耳的子实体，营养成分相当丰富，含多糖、蛋白质、脂肪和多种氨基酸等营养物质。竹荪是寄生在枯竹根部的一种隐花菌类，子实体中含有多种酶和高分子多糖，其多糖为异多糖，可增强肌体对肿瘤细胞的抵抗力，因此，具有良好的防癌、抗癌作用。蛹虫草又称北冬虫夏草，是著名的食药用菌，其菌体内蛋白质含量高达40%以上，氨基酸种类齐全，并含有多种微量元素和维生素，此外，还含有虫草素、虫草酸、虫草多糖、甘露醇、SOD等多种有效成分[1-2]。百合为百合科植物卷丹百合或细叶百合的干燥肉质鳞叶，气微，味微苦[3]。百合的重要功效有润肺止咳，清心提神。莲子古称莲实、水芝丹，性味甘涩、平，入心、脾、肾经可补虚损，养心安神，健脾止泻补肾止遗。佛手又名佛手柑，具有理气化痰、止咳消胀、舒肝健脾和健胃等多种功效[4-5]。 随着人们生活水平的提高，对饮品提出了更高的要求，特别是天然的保健饮品更受人们的青睐。笔者以银耳、竹荪、蛹虫草、百合、莲子、佛手等为主要原料，对复合饮料的制备工艺和配方进行筛选，研制成具有保健功能的复合保健饮料，以满足人们的需求。
1 材料與方法
1.1 材料
银耳、竹荪、蛹虫草、百合、莲子、佛手，均为市售干品；蔗糖、蜂蜜、果葡糖浆、阿巴斯甜、赤藓糖醇、安赛蜜、木糖醇、黄原胶、结冷胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、阿拉伯胶、琼脂，均为食品级，市售。
主要仪器与设备：
WYAZT自动阿贝折射仪，AL104型电子天平，IHHZ15T型电磁炉，CPWX型高性能超速离心机，BG1型灌装机，SRH6070高压均质机，KLZT1真空脱气罐，配料缸。
1.2方法
1.2.1
工艺流程及操作要点。复合饮料生产工艺流程见图1。
1.2.1.1
检选。银耳选用干燥、呈淡黄色、质地硬脆、无异味及其他杂质的干品；竹荪选用色泽浅黄、大小适中、无霉变、无虫蛀的干品；莲子、百合选用无杂质、无霉变、无虫眼的干品，莲子须去芯；蛹虫草选用呈金黄色、有清淡膻香味、无霉变无杂质、质地较硬脆的干品；佛手选用外皮橙黄色、果肉浅黄白色、质地硬脆、切片干品。
1.2.1.2
原料预处理。原料用清水反复漂洗、去蒂除核，沥干；银耳切分成3 cm×3 cm的小块，竹荪、蛹虫切分成3 cm小段，佛手切分成宽3 cm的长条。
1.2.1.3
称量。将预处理完的原料按银耳∶百合∶莲子∶佛手∶蛹虫草∶竹荪=17∶5∶3∶3∶2∶1的质量比例进行称量混合。
图1复合饮料生产工艺流程
1.2.1.4
水提取。将混合原料在常温条件下用水浸泡2 h，使原料充分溶胀，加入40倍纯净水，加热至沸腾，保持沸腾1.5 h，过滤；滤渣用15 倍纯净水于沸腾状态提取0.5 h，过滤；合并2次滤液。
1.2.1.5
浓缩。采用真空浓缩方法，将水提液浓缩至可溶性固形物含量为47%、28°Bé的浓缩液。
1.2.1.6
调配。将浓缩液按比例进行稀释，再按配方要求加入充分溶解的甜味剂、乳化稳定剂和柠檬酸，混匀。
1.2.1.7
均质。将调配好的混合液在压力为20 MPa，温度为55 ℃的条件下，用均质机均质2～3 min。
1.2.1.8
超高温灭菌。对均质后的料液采用超高温瞬时灭菌，灭菌温度121 ℃ 左右，出料温度为60 ℃ 。
1.2.2
试验因素的确定。
1.2.2.1
浓缩液稀释量的确定。原料水煮液经浓缩后可使品质达到均一化，但是浓缩液口感过于黏稠、适口性较差，生产时需用一定量的纯水进行稀释，以改善产品的口感和稳定性。试验将浓缩液与纯净水配成不同的比例，根据稀释液的色泽、质地、口感和香气进行感官评分（评分标准见表1），选择最佳比例。
1.2.2.2
复合甜味剂配方研究。
各种甜味剂的味质不同，要到达令人满意的甜度，减少甜味剂的用量，需进行甜味剂的复配。而且研制的银耳复合饮料有着浓郁的银耳、佛手等气味，单纯一种甜味剂易被这些味道掩盖。考虑到其安全性、保健功能，试验选用饮料中常用甜味剂蔗糖、蜂蜜、果葡糖浆及低热能高甜度的阿巴斯甜、赤藓糖醇、安赛蜜、木糖醇进行单因素预试验，在单因素试验基础上进行复配试验。
预试验将选用的7种甜味剂按一定量分别加入预先制备好的稀释液中进行口感评定，挑选出适合银耳复合饮料风味、对饮料口感影响较大的甜味剂进行互配组合。通过预试验选用蔗糖、蜂蜜、阿巴斯甜和赤藓糖醇4种甜味剂作为试验因素，每个因素设3个用量作为水平进行L9（34）正交试验。将4种甜味剂按不同比例混合配入稀释液中，然后选定10位鉴评人员对9个配方饮料进行品尝，满分100分（评分标准见表1）。
1.2.2.3
乳化稳定剂配方研究。
银耳复合饮料含蛋白质、多糖、淀粉等大分子物质，在存放期间易出现分层沉淀，合理使用乳化稳定剂可以保持饮料的稳定性。试验选用黄原胶、结冷胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、阿拉伯胶、琼脂等作为稳定剂进行单因素试验，在单因素试验基础上选用几种稳定效果较好的乳化剂进行互配试验，通过L9（34）正交试验，以稳定率为评价指标，确定复合稳定剂的最优配比。
1.2.2.4
银耳复合饮料配方优化。借助试验设计软件DesignExpert 8.0.6，采用混料（mixture）设计中的DOptional方法，对复合饮料的配方进行优化。
在采用D最优混料设计进行复合饮料配方优化前，基于试验设计的需要和优化设计的准确性，首先需对饮料配方中各组分的比例范围进行确定。根据饮料的稳定性和感官评价，采用单因素考察的方法来确定纯净水（A）、浓缩液（B）、甜味剂（C）、乳化稳定剂（D）、柠檬酸（E）等因素的范围。根据单因素试验结果确定各组分的用量限度分别为纯净水（A）（60%～65%）、浓缩液（B）（21.95%～30.00%）、甜味剂（C）（10%～13%）、乳化稳定剂（D）（0.5%～0.7%）、柠檬酸（E）（0.1%～0.3%），组分总量为100 g。以稳定性和感官评价为考察指标，得到它们与变量之间的定量数学模型，进而优化出最佳配方。根据拟合模型回归系数方差最小化，回归模型预测精度最高的原则，选取5因素D最优混料设计在试验因素空间内的候选点，组成25个模拟配方。
1.2.3 感官评价标准与检测方法。
1.2.3.1
检测方法。可溶性固形物含量按GB/T12143.1规定的折光计法测定。
乳化稳定性的测定[8]：取一定量饮料装入离心管中，用台式离心机在4 000 r/min下离心30 min，倒出上部均匀乳液称其沉淀的重量，稳定性可由下式计算：
稳定率= [1-（沉淀重量/饮料重量）] ×100%。
表1银耳复合饮料感官评分标准
评价指标标准分数
色泽（20分）微黄，色泽鲜亮16～20
色泽鲜亮，颜色过深或过淡11～15
色泽暗、有杂色或无色0～10
质地（10分）质地均一，无沉淀及悬浮物8～10
质地均一，稍有沉淀，无悬浮物5～7
质地均一性差，有较多沉淀与悬浮物0～4
口感（40分）口感细腻、清爽，风味柔和，甜度适宜，回味浓35～40
口感细腻、清爽，甜度一般，有回味25～34
口感细腻、清爽，甜度低，无回味0～24
香气（30分）银耳蛹虫草等香味浓，风味多样，无异味26～30
银耳蛹虫草等香味较轻，风味多样，无异味21～25
无银耳蛹虫草等香味，风味单一，有异味0～20
1.2.3.2
感官评价标准。
评定小组由10位成员组成，他们根据表1中的评分标准对复合饮料的色泽、香气、口感和质地进行评价，独立分项打分，以累计总分的平均值作为产品的感官得分。
1.3 统计方法
采用DesignExpert 8.0.6统计软件统计分析数据，建立回归方程，进行多目标的优化分析。
2结果与分析
2.1浓缩液稀释量的确定
根据表2的试验结果，当加水稀释比为2∶3～3∶2时，稀释液的感官质量逐渐提高；当加水稀释比3∶1时，稀释液的感官得分最高；之后随着稀释比的加大，感官质量逐渐减弱。加水稀释比过多或过少均不利于产品的感官质量。这是由于稀释比小时，稀释液口感过于黏稠，适口性较差；当稀释比过高时，稀释液的固形物含量过低，口感稀薄，香味淡。综合考虑，初步确定适宜的稀释比为纯净水∶浓缩液=3∶1。
表2加水稀释比对浓缩液品质的影响
试验号纯净水∶浓缩液（V∶V）感官评分
12∶363.7
21∶171.3
33∶280.5
43∶187.1
54∶182.6
65∶177.1
76∶168.9
2.2复合甜味剂的配方确定
表3为复合甜味剂正交试验因素水平设计，结果见表4。从表4可以看出，4种甜味剂对饮料感官质量影响的大小顺序为D﹥A﹥B﹥C，即影响最大的是赤藓糖醇，其次是蔗糖，再次是蜂蜜，最后是阿巴斯甜。得出甜味剂的最佳组合为A2B2C3D1，复合甜味剂组成配方为蔗糖∶蜂蜜∶阿巴斯甜∶赤藓糖醇=60∶30∶2∶5。
表3甜味剂配方正交试验因素水平设计
%
水平因素
蔗糖（A）蜂蜜（B）阿巴斯甜（C）赤藓糖醇（D）
1520.050.5
2630.101.0
3740.202.0
表4甜味剂配方正交试验结果
试验号因素
蔗糖（A）蜂蜜（B）阿巴斯甜（C）赤藓糖醇（D）感官评分
1111185.4
2122282.6
3133378.7
4212374.4
5223193.1
6231287.3
7313280.5
8321377.0
9332183.3
K1246.7240.3249.7261.8
K2254.8252.7240.3250.4
K3240.8249.3252.3230.1
極差R14.012.412.031.7
较优水平A2B2C3D1
因素主次D﹥A﹥B﹥C
2.3乳化稳定剂配方研究
由表5可知，采用的7种稳定剂从稳定率和澄清度2方面考虑以黄原胶、结冷胶、羧甲基纤维素钠3种效果较好。与空白组比较发现，卡拉胶、阿拉伯胶和琼脂以0.5 g/L加入饮料后反而引起饮料稳定性的下降，离心沉淀率提高。
表5稳定剂的种类对饮料稳定性的影响
试验号稳定剂种类用量∥g/L稳定率∥%澄清度
0空白098.03一般
1黄原胶0.598.58较好
2结冷胶0.598.43较好
3卡拉胶0.597.72较差
4羧甲基纤维素钠0.598.29较好
5海藻酸钠0.597.88一般
6阿拉伯胶0.597.38较差
7琼脂0.597.16较差
选用黄原胶、结冷胶、羧甲基纤维素钠3种稳定剂进行复配，通过L9（34）正交试验（因素水平设计见表6，结果见表7）结果极差分析可知，影响复合饮料稳定的主次顺序为：黄原胶﹥结冷胶﹥羧甲基纤维素钠。稳定剂的最佳配方为A3B3C1，即黄原胶0.30 g/L，结冷胶0.20 g/L，羧甲基纤维素钠0.15 g/L。复合稳定剂配方为黄原胶∶结冷胶∶羧甲基纤维素钠=5∶10∶8。
安徽农业科学2015年 表6乳化穩定剂配方正交试验因素水平设计
g/L
水平因素
黄原胶（A）结冷胶（B）羧甲基纤维素钠（C）
10.200.120.15
20.250.160.20
30.300.200.25
表7乳化稳定剂配方正交试验结果
试验号因素
黄原胶（A）结冷胶（B）羧甲基纤维素钠（C）稳定率%
111198.56
212298.61
313398.72
421298.68
522398.52
623198.79
731398.83
832199.04
933298.97
K1295.89296.07296.39
K2295.99296.17296.26
K3296.84296.48296.07
极差R0.950.410.32
较优水平A3B3C1
因素主次A﹥B﹥C
2.4银耳复合饮料配方的优化
表8列出了银耳复合饮料各组分混合调制后饮料的稳定率和感官评分的试验结果及其预测值，利用DesignExpert 8.0.6软件，对响应值稳定率和感官评分的试验值进行二次多项回归拟合，分别建立2个指标（Y稳定率、Y感官评分）的回归模型，其模型方程如下：
Y稳定率=98.68A+98.81B+98.90C+35.56D-39.19E+0.20AB-0.73AC+76.15AD+132.85AE+0.070BC+61.49BD+140.81BE+61.94CD+158.21CE+15.98DE，
R2=0.989 2，P<0.001；
Y感官评分=68.53A+81.86B+47.11C-41 111.35D+50 429.43E+43.87AB+76.07AC+41 781.24AD-51 727.25AE+50.93BC+41 672.66BD-51 914.52BE+42 687.97CD-51 519.09CE+1 291.47DE，R2=0.997 7，P<0.001。
结果表明，2个指标的线性模型都不显著，二次模型都达到0.001的极显著水平，校正后的决定系数R2达到0.974 0～0.994 4，表明二次模型能很好地拟合各指标与配方比例。
表8 模拟配方的组成和试验结果
试验号
配方∥%
纯净水（A）浓缩液（B）复合甜味剂（C）乳化稳定剂（D）柠檬酸（E）
稳定率∥%
实测值预测值
感官评分
实测值预测值
165.00022.05012.0000.7500.20098.8298.8270.470.37
263.61525.5209.9150.7000.25098.8498.8382.182.17
360.00026.95012.0000.7500.30098.7698.7883.783.90
461.35030.0008.0000.5500.10098.7398.7182.982.86
562.50024.65012.0000.7500.10098.7398.7381.481.33
665.00024.35010.0000.5500.10098.7498.7477.377.23
761.35328.5459.1530.7000.25098.7398.7480.980.58
862.22027.0609.8200.6500.25098.8098.8083.083.16
960.00026.95012.0000.7500.30098.7998.7884.183.90
1062.36525.97010.9150.6000.15098.7598.7579.179.44
1165.00022.05012.0000.6500.30098.7298.7881.481.38
1261.35030.0008.0000.5500.10098.7098.7182.882.86
1360.95030.0008.0000.7500.30098.6798.6176.876.90
1460.00030.0009.1500.7500.10098.5998.6177.777.49
1565.00023.95010.0000.7500.30098.8498.8482.882.73
1663.61526.6208.9150.7000.15098.8398.8880.680.12
1760.00027.35012.0000.5500.10098.6498.6673.673.53
1865.00026.1508.0000.5500.30098.7998.8075.475.42
1965.00026.1508.0000.7500.10099.0499.0774.574.69
2063.61524.52010.9150.7000.25098.8598.8281.882.04
2160.00030.0009.1500.7500.10098.6498.6177.277.49
2265.00022.05012.0000.6500.30098.7898.7881.481.38 2360.00030.0009.1500.5500.30098.7198.7574.874.80
2462.50024.65012.0000.5500.30098.7998.8473.973.80
2565.00026.1508.0000.5500.30098.8098.8075.475.42
在最佳配方的区域内选取5个优化的验证组合（以最大稳定率和感官评分为目标值优选配方组合），其组合配比及试验结果见表9。结果表明，验证配方的稳定率和感官评分实际值均接近预测值，表明D最优混料设计可以准确地预测符合银耳饮料的最优配比，其最优配方组合为纯净水61.942%、浓缩液25.182%、复合甜味剂11.895%、乳化稳定剂0.681%、柠檬酸0.3%。
表9 优化验证配方的实测值与预测值比较
优化配方组合（A∶B∶C∶D∶E）
稳定率∥%
预测值实测值
感官评分
预测值实测值
61.942∶25.182∶11.895∶0.681∶0.30098.831 198.8488.5988.7
62.296∶25.176∶11.548∶0.680∶0.30098.822 098.8089.2389.1
63.422∶25.567∶10.032∶0.680∶0.30098.807 998.8189.3589.3
64.326∶25.270∶9.421∶0.682∶0.30098.822 998.8287.2987.5
62.534∶24.416∶12.000∶0.750∶0.30098.810 998.8087.1087.0
3 结论
该试验采用正交设计研究了能有效改善银耳复合饮料风味及品质稳定性的复合甜味剂和乳化稳定剂的组合配方，通过结果分析得出复合甜味剂的配比为蔗糖∶蜂蜜∶阿巴斯甜∶赤藓糖醇=60∶30∶2∶5，乳化稳定剂的配比为黄原胶∶结冷胶∶羧甲基纤维素钠=5∶10∶8。
在单响应值分析的基础上，用DesignExpert 8.0.6软件的最优化功能（optimization）对满足所有期望的响应值进行优化，获得银耳复合饮料配方的最优组合为纯净水61.942%、浓缩液25.182%、复合甜味剂11.895%、乳化稳定剂0.681%、柠檬酸0.3%。
该试验采用的混料设计通过建立试验指标与各组分的回归模型，考查配方中各组分的互作效应，并通过模型优化得到了银耳复合饮料配方的最优组合，这种方法不仅科学合理，而且快速有效。
参考文献
[1]
張平，朱述钧，钱大顺，等.北冬虫夏草功能成分及保健作用分析[J].江苏农业科学，2003（1）：105-107.
[2] 都兴范，李亚杰，王林华，等.北冬虫夏草的研究发展现状[J].辽宁农业科学，2003（4）：26-28.
[3] 中华人民共和国卫生部药典委员会.中国药典2010版（第一部）[S].北京：人民卫生出版社，2010.