红茶、玫瑰花发酵乳饮料工艺技术的优化.pdf
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1、食品研究与开发23 年 10 月第 44 卷第 20 期基础研究基金项目:国家“双高计划”茶树栽培与茶叶加工专业群建设(教职成函 201914 号);广西职业技术学院重点课题(桂职院 2021121 号211101)作者简介:李春梅(1977),女(满),高级工程师,博士,研究方向:食品精深加工。*通信作者:刘永智(1978),男(汉),高级实验师,硕士,研究方向:食品精深加工。DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2023.20.022红茶、玫瑰花发酵乳饮料工艺技术的优化李春梅,陈恩海,韩佳临,沈冰,刘永智*(广西职业技术学院,广西 南宁 530226)摘要:该文以红茶
2、粉、玫瑰花粉和发酵乳为原料,通过单因素试验、响应面优化试验,确定杀菌型红茶、玫瑰花发酵乳饮料技术参数。结果表明:红茶粉、玫瑰花粉混合粉(质量比 11)添加量 3.8%,发酵乳基料添加量 42%、白砂糖添加量 8%、稳定剂添加量 0.53%、产品 pH 值为 4.2,产品具有红茶和玫瑰花特有的香味,口感细腻、酸甜适口、无分层、无沉淀,感官评分较高。关键词:红茶;玫瑰花;发酵乳饮料;旋转回归分析;加工工艺Study on the Technology of Black Tea and Rose Fermented Milk BeverageLI Chunmei,CHEN Enhai,HAN Jia
3、lin,SHEN Bing,LIU Yongzhi*(Guangxi Vocational&Technical College,Nanning 530226,Guangxi,China)Abstract:This article uses black tea powder,rose powder,and fermented milk as raw materials,and determinesthe technical parameters of bactericidal black tea and rose fermented milk drinks through single fact
4、or experiments and response surface optimization experiments.The results showed that the mixed powder of black teapowder and rose powder(mass ratio 11)was added at a rate of 3.8%,fermented milk base material was added42%,white sugar was added 8%,stabilizer was added 0.53%,and the pH value of the pro
5、duct was adjusted to4.2,the product has the unique aroma of black tea and roses,with a delicate taste,pleasant acidity and sweetness,without layering or sedimentation,and a high sensory score.Key words:black tea;rose;fermented milk beverage;rotational regression analysis;processing technology引文格式:李春
6、梅,陈恩海,韩佳临,等.红茶、玫瑰花发酵乳饮料工艺技术的优化J.食品研究与开发,2023,44(20):160-166.LI Chunmei,CHEN Enhai,HAN Jialin,et al.Study on the Technology of Black Tea and Rose Fermented Milk BeverageJ.Food Research and Development,2023,44(20):160-166.茶叶是全世界公认的一种功能性食品。饮茶作为一种健康的生活习惯,在我国具有悠久的历史文化。茶叶中含有丰富的功能性活性成分1-3,如茶多酚、茶多糖、茶氨酸、茶皂苷,
7、在调节血压和糖脂代谢、防治动脉粥样硬化、调节肠道菌群、降低癌症及慢性病风险、促进认知和调节情绪等方面具有一定的作用4-8。发酵乳是目前人们日常生活中常见的健康食品,富含活性菌类,具有调节肠道健康,提供人体必需的营养物质,并有改善乳糖不耐的作用9-10。当茶叶与乳制品混合食用时,茶多酚类物质会与乳制品中的蛋白质、多肽、氨基酸和维生素等抗氧化成分发生协同效应,增强体内抗氧化酶活性和血液抗氧化性,并对两种物质原有的抗氧化等作用产生有益影响11-13。玫瑰花中含有丰富的黄酮、酚酸、多糖、膳食纤维、氨基酸、亚麻酸等多种对人体有益的活性成分14-16,在抗菌、抗抑郁、调节血糖等方面有一定的作用。此外,还有
8、大量的研究表明,玫瑰花在美容、养颜等方面也有一定的功效17-19。因此,本文研制一种添加红茶和玫瑰花混合粉的杀菌型发酵乳饮料,以期为茶叶、玫瑰花、发酵乳开辟应用新途径,同时为其附加值的提升提供理论和实践参考依据。应用技术160食品研究与开发23 年 10 月第 44 卷第 20 期基础研究1材料与方法1.1材料与试剂纯牛奶:广西农垦西江乳业有限公司;柠檬酸、苹果酸、稳定剂(果胶与可溶性大豆多糖质量比 11)、瑞士乳杆菌:乔富健康食品(安徽)科技有限公司;速溶红茶粉、超细玫瑰花粉:徐州大自然食品有限公司;白砂糖:郑州好运来食品化工有限公司。1.2仪器与设备凯氏定氮仪(SKD-200):巩义市英峪
9、予华仪器厂;恒温水浴锅(HH S11-Ni6):北京长安科学仪器厂;电子分析天平(ME204):梅特勒-托利多(上海)仪器有限公司;高压均质机(SRH60-70):上海申鹿均质机有限公司;电热恒温鼓风干燥箱(DHG-9070A):上海一恒科学仪器有限公司;离心机(DT5-2):北京医用离心机厂。1.3红茶、玫瑰花混合发酵型乳饮料加工工艺1.3.1操作要点纯牛奶加热到 42,加入菌种进行发酵,发酵至pH3.6 为终点,破乳、均质后作为发酵基料。将红茶粉、玫瑰花粉与稳定剂、白砂糖干混混匀,用 60 的热水搅拌溶解,加入到冷却至 30 以下的发酵基料中,缓慢加入浓度为 20%的柠檬酸和苹果酸的混合酸
10、(2 种酸的质量比为 11),边加边搅拌均匀,以调节溶液的pH 值,用水定容至 1 000 mL,产品在 20 MPa 压力下均质,然后加热到 95 保温 5 min,冷却,即制得红茶、玫瑰花发酵乳产品。1.3.2产品稳定性试验测定取产品 20 g,记为M1,4 000 r/min 离心 5 min,倒出上清液,沉淀物在 95 烘箱中烘干,测定质量,记为M2。沉淀率(A,%)计算公式如下。A=(M2/M1)1001.3.3产品的感官评价感官评定小组由随机挑选的 10 名具有茶和乳饮料研发经验的人员组成,采用 100 分制,对研制的产品的口感、风味、组织状态开展盲评,取平均分。感官评分标准见表
11、1。1.3.4蛋白质含量的测定参照 GB 5009.52016 食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定中的凯氏定氮法进行测定。1.3.5微生物检测方法参照 GB 4789.262013 食品安全国家标准 食品微生物学检验 商业无菌检验进行测定。1.3.6单因素试验1.3.6.1红茶粉与玫瑰花粉质量比对产品品质的影响根据该产品加工工艺,分别添加质量比为 31、21、11、12、13 的红茶粉与玫瑰花粉混合粉,研制产品,对产品进行感官评分。1.3.6.2红茶粉与玫瑰花粉混合粉添加量对产品品质的影响根据该产品加工工艺,分别添加 1%、2%、3%、4%、5%、6%的红茶粉与玫瑰花粉混合粉,研制产品,对产
12、品进行感官评分,并测定沉淀率。1.3.6.3稳定剂添加量对产品品质的影响根据该产品加工工艺,分别添加 0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%的稳定剂,研制产品,对产品进行感官评分,并测定沉淀率。1.3.6.4发酵乳基料添加量对产品品质的影响根据该产品加工工艺,分别添加 35.0%、37.5%、40.0%、42.5%、45.0%、47.5%发酵乳基料,制备产品,对产品进行感官评分,并测定沉淀率。1.3.6.5产品 pH 值对产品品质的影响根据该产品加工工艺,分别调节 pH4.4、4.2、4.0、3.8、3.6、3.4 制备产品,对产品进行感官评分,并测定沉淀率。1.3.6.6
13、白砂糖添加量对产品品质的影响根据该产品加工工艺,分别添加 4%、6%、8%、10%、12%、14%白砂糖溶解,制备产品,对产品进行感官评分,并测定沉淀率。1.3.6.7响应面试验根据单因素试验结果,对产品品质影响较大的5 个因素开展响应面试验。响应面优化试验因素与水平见表 2。表 1感官评分标准Table 1Standards of sensory score项目感官特征得分风味茶、玫瑰香气协调,发酵乳的香味浓2030茶或玫瑰味较重或较淡,发酵乳香味较淡1020无茶和(或)玫瑰味,茶、玫瑰香气严重不协调,010无发酵乳香味口感酸甜适口,入口顺滑2030较酸或较甜,有淡的涩感、1020过酸或过甜
14、,有严重的涩味感010组织状态均匀,细腻,无分层,流动性好3040较均匀,稍有沉淀,流动性较差1030浑浊,有大量沉淀,流动性差010366&F-#AF8381()71#!+-2/应用技术161食品研究与开发23 年 10 月第 44 卷第 20 期基础研究1.4数据处理通过数据统计分析软件 Design Expert 8.0.6 进行Box-Behnken 响应面回归试验设计分析和绘图,通过IBM SPSS Statistics 20 对单因素进行方差分析,P0.05差异显著,P0.01 差异极显著,具有统计学意义。2结果与分析2.1单因素试验结果2.1.1红茶粉与玫瑰粉质量比的确定红茶粉与
15、玫瑰花粉质量比对产品感官评分的影响见图 1。红茶是全发酵茶,香气比鲜叶明显增加,在加工发酵过程中发生了以茶多酚酶促氧化的化学反应20,产生了茶黄素、茶红素等新成分和香气物质21-22,形成红茶特有的色、香、味,具有红茶香甜味醇的特征。玫瑰花含有丰富的维生素 C、葡萄糖、果糖、苹果酸、枸橼酸、胡萝卜素等23-25,甘中略带清苦,香气芬芳浓郁。从图 1 中可以看到,随着玫瑰花粉质量的增加,产品的感官评分先升高后降低,当两者质量比为 11时红茶味和玫瑰花味风味协调,既有红茶的醇香,又有玫瑰花清雅香甜。因此,红茶粉与玫瑰花粉的最佳质量比为 11。2.1.2红茶粉与玫瑰花粉混合粉添加量的确定红茶粉与玫瑰
16、花粉混合粉添加量对产品感官评分和沉淀率的影响见图 2。由图 2 可知,红茶粉与玫瑰花粉混合粉添加量对产品的感官评分和沉淀率影响差异显著(P0.05)。随着混合粉添加量的增加,产品的感官评分先升高后降低,沉淀率先降低后升高。在混合粉添加量为 4%时,产品感官评分最高;在混合粉添加量为 3%时,产品的沉淀率最低。红茶粉与玫瑰花粉混合粉少量添加会提升产品风味和口感,如果添加过多,其中一些不溶性纤维物质会影响产品的组织状态,并增加产品的不稳定性。但在添加混合粉初期产品沉淀率下降的主要原因可能与茶多酚和多糖有关。研究表明,在低温处理下,牛奶蛋白的不稳定性会随茶多酚浓度的增加而降低,茶多酚具有大量羟基,能
17、与乳蛋白的羰基结合形成氢键26-27。此外,多酚芳香环还可与蛋白质中脯氨酸的吡咯烷环之间形成疏水作用,降低乳蛋白的热聚效应,从而提高蛋白的热稳定性28-29。陆婷婷等30研究发现,茶多糖有利于提高褐色发酵乳饮料持水力,并显著改善产品的风味。茶叶中的茶多酚具有苦涩味31,少量添加红茶粉,茶多酚会与牛奶中的蛋白质发生结合,从而掩盖苦涩味,但是蛋白质与茶多酚结合量有限,添加过多,游离的茶多酚会使产品出现不良的风味,并导致蛋白质构象改变,凝胶结构遭到破坏,影响酪蛋白结合水的能力,进而引起持水力下降32。综合考虑感官评分和沉淀率两个指标,选择红茶粉与玫瑰花粉混合粉添加量为 3%5%,开展响应面优化试验。
18、2.1.3稳定剂添加量的确定红茶粉、玫瑰花粉、发酵乳 3 种物质混合,经过调酸,成为一种成分复杂且不稳定的乳浊液体系,容易出现分层和蛋白质沉淀的现象,需要通过添加稳定剂来保证产品品质。单一稳定剂的乳化和稳定效果不理想。果胶和大豆多糖,属于阴离子多糖,是绿色、天然、健康、耐酸的亲水性胶体,能够与酪蛋白发生络合,通过它们之间的静电排斥力与空间位阻防止牛乳酪蛋白聚集沉淀,此外,体系黏度的提高降低了粒子的沉降速度,从而提高产品的稳定性33。稳定剂不仅能解决表 2响应面优化试验因素与水平Table 2Factors and levels of response surface methodology水平
19、因素A 红茶粉和玫瑰花粉混合粉添加量/%B 稳定剂添加量/%C 白砂糖添加量/%D 发酵乳基料添加量/%E 产品pH 值-130.5640.04.0040.6842.54.2150.71045.04.4不同字母表示差异显著,P0.05。图 1红茶粉与玫瑰花粉质量比对产品感官评分的影响Fig.1Effect of the proportion of mixed black tea powder androse powder on the sensory score of products同一指标不同字母表示差异显著,P0.05。图 2红茶粉与玫瑰花粉混合粉添加量对产品品质的影响Fig.2Infl
20、uence of the amount of mixed black tea powder androse powder on product quality%$#$%&CDEDCB!(381()71#1#F!($#$381()71BF!应用技术162食品研究与开发23 年 10 月第 44 卷第 20 期基础研究产品分层的问题,还可以有效减少泡沫的产生以及风味的损失。稳定剂添加量对产品感官评分和沉淀率的影响见图 3。从图 3 可以看出,随着稳定剂添加量的增加,产品的沉淀率显著降低,感官评分先增加后降低,当增加到 0.6%时产品的感官评分最高,沉淀率最低。当稳定剂添加量大于 0.6%时,稳定剂
21、添加量的增加对产品的沉淀率影响差异不显著。因此,选择稳定剂添加量为0.5%0.7%开展响应面优化试验。2.1.4白砂糖添加量的确定白砂糖是天然的甜味剂,尽管与其他甜味剂相比甜度较低,但是甜味纯正,不仅能提升产品的口感,而且还会调节产品的味感、掩盖其他异味。白砂糖是多羟基化合物,具有较高的亲水性,其与蛋白质有较强的亲和性,从而提高产品的稳定性。此外,白砂糖有利于稳定剂的溶解和增稠作用,从而提高产品的稳定性34。白砂糖添加量对产品感官评分和沉淀率的影响见图 4。从图 4 中可以看出,随着白砂糖添加量的增加,产品的感官评分先增加后降低,在白砂糖添加量为 8%时,风味最佳,酸甜适口。白砂糖添加量对沉淀
22、率影响差异不显著。因此,选择白砂糖添加量为 6%10%开展响应面优化试验。2.1.5发酵乳基料添加量的确定发酵乳基料的添加量不仅是影响产品口感、风味的主要因素,也是影响产品蛋白质指标的主要因素。发酵乳饮料根据 GB/T 217322008 含乳饮料的要求,蛋白质含量应不低于 1.0%。因此,发酵乳基料从35.0%添加量为基础,逐渐增加添加量,但是添加量过高,会影响产品成本,所以最高限定为 47.5%。发酵乳基料添加量对产品感官评分和沉淀率的影响见图 5。从图 5 中可以看出,随着发酵乳基料添加量的增加,产品的感官评分先升高后降低,在发酵乳基料添加量为 42.5%时,感官评分最高。主要原因是发酵
23、乳基料添加量的增加会提高产品特有的发酵香气,但随着发酵乳基料添加量的不断增加,红茶和玫瑰花香气被发酵乳风味所掩盖。沉淀率随着发酵乳基料添加量的增加,呈现先降低后升高的趋势,在发酵乳基料添加量为 40.0%时,沉淀率最低。茶多酚、多糖与乳蛋白发酵络合,增加了蛋白的亲水性,但随着乳蛋白量的增加,没有可结合的茶多酚和多糖,从而降低了产品稳定性。茶多酚与乳蛋白形成的多酚-蛋白复合物,使在胃液高酸度下不稳定的茶多酚,得到了缓慢释放的作用,此外,牛奶成分有助于儿茶素通过 Caco-2 细胞膜的转运35。在热处理下,乳蛋白能提高茶多酚的生物可及性,然而在无蛋白体系中,热处理可不同程度地降低茶多酚的生物可及性
24、36,综上,发酵乳的添加,提高了产品的生物利用价值。因此,选择发酵乳基料添加量为 40.0%45.0%开展响应面优化试验。2.1.6产品 pH 值的确定产品的 pH 值是影响产品风味、蛋白质稳定性的主要因素之一,调节产品 pH 值是产品制作过程中应当非常注意的环节。无机酸能够破坏蛋白质颗粒表面双电层结构,使其达到等电点,蛋白质颗粒因失去电荷变得不稳定而沉淀析出37。稳定剂的添加对于蛋白质外的带电结构具有保护作用。然而,在调酸过程中也要注意添加速度,如果添加过快,会造成局部酸度同一指标不同字母表示差异显著,P0.05。图 3稳定剂添加量对产品品质的影响Fig.3Effect of compoun
25、d stabilizer addition on product quality同一指标不同字母表示差异显著,P0.05。图 4白砂糖添加量对产品品质的影响Fig.4Effect of adding amount of sugar on product quality$#$BBBBBB!(+-2#F!(同一指标不同字母表示差异显著,P0.05。图 5发酵乳基料添加量对产品品质的影响Fig.5Effect of adding amount of fermented milk on product quality$#$DDEEDCB!(F#F!(%$#$%BCDEEE!(/#F!(应用技术163食
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