屈海盼羅皓然梁怡張文靜劉蘇瑤李淑君袁唯*（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院 昆明6500 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 長(zhǎng)春308）

?

響應(yīng)面法優(yōu)化辣木乳飲料工藝技術(shù)

屈海盼1羅皓然1梁怡1張文靜1劉蘇瑤1李淑君2袁唯1*
（1云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院 昆明650201 2吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 長(zhǎng)春130118）

對(duì)辣木乳飲料工藝進(jìn)行研究，采用響應(yīng)面分析法研究液料比、蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量和蔗糖添加量對(duì)工藝的影響。以感官評(píng)定分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值，最終確定最佳條件：液料：1：14.24，蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量0.18%，蔗糖量添加量6.01%。與理論值匹配，說明所建模型具有很好的擬合值。同時(shí)在最優(yōu)條件下對(duì)所做的辣木乳飲料進(jìn)行微生物檢測(cè)以達(dá)到相應(yīng)的要求。

響應(yīng)面；辣木籽；飲料；工藝

1 、前言

辣木又名鼓槌樹，是辣木科辣木屬的一種木本植物［1］。常見英文名為Moringa、Drumstick或horseradish tree，原產(chǎn)于熱帶、南亞熱帶的干旱或半干旱地區(qū)，其生長(zhǎng)周期短［2-3］。較常食用的有3種：印度傳統(tǒng)辣木（Moringa oleifera）、印度改良種辣木和非洲辣木（Moringa stenopetala）［4］。辣木全身均可開發(fā)利用且用途廣泛，可供觀賞、食用、藥用、植物油及啤酒凈化，也是理想的油料植物、蜜源植物、畜牧飼料和薪材［2］。辣木籽具有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素及微量元素。從辣木籽中研究發(fā)現(xiàn)純蛋白為30.29%、脂肪為6.50%、同時(shí)含有豐富的單寧為3.12（mg/g）和總多元酚為2.02%。通過氨基酸研究發(fā)現(xiàn)丙氨酸、酪氨酸、谷丙氨酸最高分別為3.03%、2.65%、2.53%。并且通過對(duì)脂肪酸研究發(fā)現(xiàn)，總飽和脂肪酸（SFA）43.31%、總單不飽和脂肪酸（MUFA）4.48%、總多不飽和脂肪酸（PUFA）52.21%，同時(shí)對(duì)辣木籽總n-6脂肪酸和n-3脂肪酸也進(jìn)行研究分別為7.64%和44.57%［5］。通過大量研究發(fā)現(xiàn)每100g辣木籽中鐵含量是菠菜的25倍，鈣含量是牛奶的17倍，維生素A含量是胡蘿卜的10倍，維生素C含量是橘子0.75倍， 鉀含量是香蕉的15倍，蛋白質(zhì)含量是雞蛋的4倍［6］。與此同時(shí)辣木籽中含有單寧和多元酚具有很好的抗氧化護(hù)肝、降血糖、降血脂及抗動(dòng)脈粥樣硬化等作用［7］。在我國(guó)云南、廣東、廣西和海南等地均有種植［8］。但是辣木籽的利用卻不夠充分，所以本文對(duì)辣木乳飲料的加工工藝進(jìn)行深入研究，并對(duì)最優(yōu)工藝進(jìn)行探討。

2 、材料與儀器

試驗(yàn)材料：去殼辣木籽（產(chǎn)地為云南省芒市）、蒸餾單硬脂酸甘油酯、蔗糖、甘草、決明子等。

試驗(yàn)儀器：膠體磨、高壓均質(zhì)機(jī)、電動(dòng)磨漿機(jī)、電子天平、烤箱、高壓滅菌鍋等。

3 、工藝流程與加工操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

3.2 辣木乳飲料加工操作要點(diǎn)

3.2.1 原料要求及預(yù)處理

原料要求，選擇完好飽滿無污染的辣木籽進(jìn)行去殼，去殼后的籽要求表面光滑呈現(xiàn)出白色，不得擠壓，不得受潮。

3.2.2 甘草、決明子萃取液制備

將甘草和決明子置于烘箱中烘至有濃郁的香味產(chǎn)生。以1：15體積的溫水浸泡，打碎甘草和決明子，有利于其成分浸出。將粉碎后的甘草和決明子及浸提液倒入預(yù)煮鍋中煮制，浸提，過濾后將殘?jiān)c飲用水再重復(fù)上述過程，合并三次濾液，去除濾渣，將初濾液靜止，虹吸上清液。

3.2.3 磨漿

將辣木籽添加純凈水和甘草、決明子萃取液進(jìn)行磨漿，將混液使用紗布進(jìn)行過濾，靜止后進(jìn)行虹吸。

3.2.4 調(diào)配

向虹吸后的辣木乳漿中添加適量的蒸餾單硬脂酸甘油酯和蔗糖進(jìn)行調(diào)配。

3.2.5 乳化

使用膠體磨進(jìn)行乳化回流循環(huán)。待辣木乳原漿表層粗大的氣泡被細(xì)膩的氣泡基本代替后即可完畢。

3.2.6 高壓均質(zhì)乳化

將調(diào)配的辣木乳以30-35Mpa壓力高壓回流均質(zhì)。均質(zhì)過程中注意事項(xiàng)進(jìn)行調(diào)解時(shí)需要時(shí)刻關(guān)注壓力表的變化，避免壓力過大造成均質(zhì)液體的溢出；放出均質(zhì)后液體的操作必須在均質(zhì)壓力穩(wěn)定后進(jìn)行。

3.2.7 灌裝密封

分次灌裝到玻璃瓶，要求玻璃瓶無任何裂紋及異味。然后將灌裝好的辣木乳飲料進(jìn)行立式封口，要求美觀、嚴(yán)密、整齊。

3.2.8 殺菌和冷卻

經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)最終確定殺菌條件為：升溫10min，在121℃條件下殺菌15min，殺菌后分段冷卻至常溫。

3.2.9 檢驗(yàn)

取出經(jīng)過殺菌冷卻后的飲料，擦凈包裝外水珠，剔除不合格產(chǎn)品，并抽樣進(jìn)行產(chǎn)品感官評(píng)定及微生物檢驗(yàn)。

3.2.10 保藏

放入室內(nèi)避光、干燥、清潔、衛(wèi)生的地方避免對(duì)產(chǎn)品有污染。

4 、試驗(yàn)方法

4.1 單因素實(shí)驗(yàn)

根據(jù)辣木籽磨漿料液比、蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量以及蔗糖添加量單因素對(duì)口感的影響。

4.1.1 料液比對(duì)辣木乳飲料口感的影響

以料液比1：5，1：10，1：15，1：20，1：25，以表1感官評(píng)定為指標(biāo)，研究不同液料比對(duì)辣木乳飲料口感的影響。

表1 不同液料比對(duì)辣木乳飲料感官評(píng)定表Table1 Different liquid ratio of Moringa milk beverages sensory evaluation table

4.1.2 蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量對(duì)辣木乳飲料口感的影響

蒸餾單硬脂酸甘油酯分別以不同添加量0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%，以表2感官評(píng)定為指標(biāo)，研究蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量對(duì)辣木乳飲料口感的影響。

表2 不同蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量對(duì)辣木乳飲料感官評(píng)定表Table2 Different distilled glycerol monostearate add to Moringa milk beverages sensory evaluation table

4.1.3 蔗糖添加量對(duì)辣木乳飲料口感的影響

以蔗糖為主，分別以不同添加量2.0%、4.0%、6.0%、8.0%、10.0%，表3感官評(píng)定為指標(biāo)，研究蔗糖對(duì)辣木乳飲料口感的影響。

表3 不同添加量蔗糖對(duì)辣木乳飲料感官評(píng)定表Table3 Different amounts of sucrose add to Moringa milk beverages sensory evaluation table

4.1.4 辣木乳飲料制備條件優(yōu)化

根據(jù)辣木籽液料比、添加蒸餾單硬脂酸甘油酯以及添加蔗糖量等單因素對(duì)口感的影響，以及Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，以（液料比）、（蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量）和（蔗糖添加量）為自變量，每個(gè)自變量按低、中、高3個(gè)水平分別以-1、0、1進(jìn)行編碼，以感官評(píng)定為響應(yīng)面，設(shè)計(jì)三因素三水平的響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化口感條件。

4.1.5 辣木乳飲料感官評(píng)定方法

根據(jù)辣木乳飲料的色澤、香氣、口感、組織狀況等感官指標(biāo)，制定感官評(píng)審表（表4）。

表4 辣木乳飲料感官評(píng)定表Table4 Moringa beverage sensory evaluation table

4.1.6 數(shù)據(jù)處理

單因素試驗(yàn)使用Microsoft Execel軟件處理；響應(yīng)面采用Design Expert8.0軟件。

4.2 微生物指標(biāo)

對(duì)辣木乳飲料的菌落總數(shù)、大腸菌群、致病菌進(jìn)行測(cè)定。

菌落總數(shù)通過GB/T4789.2，大腸菌群通過GB/T4789.3，致病菌通過GB/T4789.5（志賀氏菌檢驗(yàn)）、GB/T4789.10（葡萄球菌檢驗(yàn)）［9-12］。

5 、結(jié)果與分析

5.1 單因素試驗(yàn)分析

5.1.1 不同料比對(duì)辣木乳飲料口感的影響

分別以料液比1：5，1：10，1：15，1：20，1：25添加軟化水磨漿，考察不同液料比對(duì)辣木乳飲料口感的影響。

圖1 不同料比對(duì)辣木乳飲料的影響Fig. 1 Effect of different material Moringa milk beverages

由表1感官評(píng)定分?jǐn)?shù)和圖1可知當(dāng)液料比小于1：15時(shí)出現(xiàn)苦澀味。辣木乳飲料隨液料比增加到1：15時(shí)辣木乳飲料口感醇厚，清新爽口，回甘較重。當(dāng)液料比大于1：15時(shí)辣木乳飲料口感逐漸失調(diào)，回甘味逐漸消失。

5.1.2 蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量對(duì)辣木乳飲料口感的影響

分別以蒸餾單硬脂酸甘油酯不同添加量，考察蒸餾單硬脂酸甘油酯添對(duì)辣木乳飲料口感的影響。

圖2 不同蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量對(duì)辣木乳飲料影響Fig.2 Effect of different distilled monoglycerides stearate Moringa milk beverages

由表2感官評(píng)定和圖2可知當(dāng)添加量小于0.15%時(shí)，辣木乳飲料稍有分層現(xiàn)象，隨添加量增加到0.15%時(shí)，辣木乳飲料放置一會(huì)無分層現(xiàn)象，而當(dāng)添加量大于0.15%時(shí)，雖然辣木乳飲料無分層現(xiàn)象但是口感下降影響了感官評(píng)定分。

5.1.3 蔗糖添加量對(duì)辣木乳飲料口感的影響

分別以蔗糖不同添加量4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%，考察蔗糖添加量對(duì)辣木乳飲料口感的影響。

圖3 不同添加量蔗糖對(duì)辣木乳飲料影響Fig. 3 Effect of different amounts of sucrose Moringa milk beverages

由表3感官評(píng)定分?jǐn)?shù)和圖3可知當(dāng)蔗糖添加量小于6.0%時(shí)辣木乳飲料甜味失調(diào)，苦味略重。隨蔗糖添加量等于6.0%時(shí)辣木乳飲料甜味適中，回甘較重。當(dāng)蔗糖添加量大于6.0%時(shí)辣木乳飲料甜味過重。

5.2 響應(yīng)面法優(yōu)化辣木乳飲料制備條件

5.2.1 根據(jù)Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，同時(shí)綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)口感影響較大的3個(gè)因素（液料比）、（蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量）和（蔗糖添加量）進(jìn)行響應(yīng)面分析，以感官評(píng)定為響應(yīng)值。試驗(yàn)因素和水平設(shè)計(jì)見表5，實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果見表6。

表5 響應(yīng)面分析因素與水平表Table5 Response surface analysis factors and the level of the table

表6 響應(yīng)面分析方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table6 Response surface analysis program and results

試驗(yàn)號(hào) A B C 感官評(píng)定8 1-1 0 77-1 1 0 82 10 0 0 0 92 11 0 1 1 84 12 0-1 1 76 13 0 0 0 94 14 0 1-1 84 15 1 0 1 67 16 0 0 0 97 17 1 1 0 76 9

5.2.2 回歸方程的建立

利用Design Expert8.0.0軟件中的（Analysis of variance）ANOVA程序?qū)Ρ?所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次回歸分析可得Y=93.80-1.50 A+1.63 B-0.62 C-1.25 A B-4.75 A C+1.50 B C-12.15 A2-3.40 B2-8.90 C2根據(jù)表7可以看出3個(gè)因素對(duì)影響次序在B＞A＞C。Y模型失擬性檢測(cè)P=0.5786，失擬性不顯著說明該方程對(duì)實(shí)驗(yàn)擬合較好。Y模型決定系數(shù)R2為0.9722說明能夠很好描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

表7 感官評(píng)定的ANOVA分析結(jié)果Table7 ANOVA analysis of sensory evaluation

5.2.3 各因素間交互影響

從響應(yīng)面可以形象地看出最佳參數(shù)和各參數(shù)之間相互作用。圖4、圖5、圖6可以反映液料比、蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量和蔗糖添加量對(duì)響應(yīng)值感官評(píng)定的影響。比較后發(fā)現(xiàn)液料比和蔗糖添加量對(duì)辣木乳飲料感官評(píng)定分的影響較顯著。擬合后獲得最佳條件：液料比1：14.23，蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量0.18%，蔗糖量添加量6.01%。

圖4 液料比和蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量對(duì)辣木乳飲料感官評(píng)定分的影響Fig. 4 Liquid ratio and the amount of distilled glycerol monostearate assess the impact points of Moringa milk beverages senses

圖5 液料比和蔗糖添加量對(duì)辣木乳飲料感官評(píng)定分的影響Figure 5 Liquid ratio and the amount of sucrose assess the impact points of Moringa milk beverages senses

圖6 蔗糖添加量和蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量對(duì)辣木乳飲料感官評(píng)定分的影響Fig. 6 The amount of sucrose added and the amount of distilled glycerol monostearate assess the impact points of Moringa milk beverages senses

5.3 辣木乳飲料微生物指標(biāo)

表8 微生物指標(biāo)Table8 Microbial indicators

6 、結(jié)論

（1）近年來，對(duì)辣木生物活性進(jìn)行了大量的研究，如抗菌、抗真菌、降血糖、降壓活性及改善睡眠等［13］。本試驗(yàn)是用云南芒市辣木籽進(jìn)行辣木乳飲料工藝研究，通過大量文獻(xiàn)的查閱發(fā)現(xiàn)辣木在食品深加工方面只進(jìn)行了氨基丁酸產(chǎn)品的研究開發(fā)，而對(duì)辣木酸乳、辣木茶等方面飲料的研發(fā)很少［14-15］。又因?yàn)槔蹦咀训奈兜廓?dú)特在加工過程中難以控制其口感，通過響應(yīng)面法研究發(fā)現(xiàn)影響辣木乳飲料因素順序?yàn)檎麴s單硬脂酸甘油酯添加量＞液料比＞蔗糖添加量。

（2）本試驗(yàn)除了對(duì)加工工藝的研究外同時(shí)對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)也進(jìn)行了重點(diǎn)介紹保證原料的品質(zhì)，產(chǎn)品包裝環(huán)境、包裝材料和儲(chǔ)藏環(huán)境等多因素對(duì)產(chǎn)品的影響。

（3）基于單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果和根據(jù)Box-Benhnken中心組合設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，以液料比、蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量和蔗糖添加量3個(gè)因素做試驗(yàn)，最后得出最優(yōu)條件：液料比1：14.23，蒸餾單硬脂酸甘油酯添加量0.18%，蔗糖量添加量6.01%。

［1］ 羅云霞，陸斌，石卓功. 辣木的特性與價(jià)值及其在云南引種發(fā)展的景況［J］.西部林業(yè)科學(xué)，2006， 35（4）：137-140

［2］ 盛軍. 現(xiàn)代辣木生物學(xué)［M］. 昆明：云南科技出版社， 2014， 2-3.

［3］ Da Porto C， Decorti D， Natolino A. Microwave pretreatment of Moringa oleifera seed： Effect on oil obtained by pilot-scale supercritical carbon dioxide extraction and Soxhlet apparatus［J］. The Journal of Supercritical Fluids， 2015， 107： 38-43.

［4］ Folkard G， Sutherland J. Moringa oleifera： a tree and alitany of potential［J］. Agroforestry Today， 1996， 8（3）：5-8.

［5］ Moyo B， Muchenje V. Nutritional characterization of Moringa （Moringa oleifera Lam.） leaves［J］. African Journal of Biotechnology， 2011， 10（60）： 12925-12933.

［6］ 劉昌芬，李國(guó)華.辣木的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值［J］.熱帶農(nóng)業(yè)科技，2004， 27（1）：4-7，29

［7］ Govardhan Singh RS， Radha C. Phenolic composition， antioxidant andantimicrobial activities of free and bound phenolic extracts of Moringa oleifera seed flour［J］. Journal of functional foods， 2013， 5： 1883-1891.

［8］ 賀艷培，王倩，孔令鈺.辣木的研究進(jìn)展［J］.天津科技，2013，（2）：87-90.

［9］ GB/T4789.2， 食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定本標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［10］ GB/T4789.3， 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 大腸菌群計(jì)數(shù)［S］.

［11］ GB/T4789.5， 食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)志賀氏菌檢驗(yàn)本標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［12］ GB/T4789.10， 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 金黃色葡萄球菌檢驗(yàn)［S］.

［13］ Bakre AG， Aderibigbe AO， Ademowo OG. Studies on neuropharmacological profile of ethanol extract of Moringa oleifera leaves in mice［J］. Journal of Ethnopharmacology， 2013， 149（3）： 783-789.

［14］ 蘇科巧，陶亮，黃艾祥.辣木食品研究進(jìn)展［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)刊，2015， （1）： 73-74.

Optimization of the Moringa milk beverages processes using Response Surface Analysis

QU Hai-pan1， LUO Hao-ran1， LIANG Yi1， ZHANGWen-jing1，LIUSu-yao1，LI Shu-jun2， Yuan Wei1*
（ 1College of Food Science and Technology， Yunnan Agricultural University， Kunming， 650201， China）（ 2College of Food Science and Technology， Jilin Agricultural University， Changchun， 130118， China）

The Moringa milk beverages processes research， the use of impact response surface methodology study liquid ratio，the amount of distilled glyceryl monostearate and sucrose addition on the process. In sensory evaluation score of response，Ultimately determine the best conditions： Liquid ratio 1：14.23， the amount of distilled glycerol monostearate 0.11%， the amount of the amount of 6.01% sucrose. Match with the theoretical value， indicating that the model has a good fit value. At the same time under optimal conditions made moringa milk beverage microbiological testing to achieve the appropriate requirements.