荷叶固体饮料中风味检测方案(感官智能分析)

生：产 工艺饮 料 工 业 荷叶固体饮料配方及风味研究 刘军波，邹礼根，赵 芸 杭州市农业科学研究院，浙江杭州 310024 摘要：利用模糊数学理论在荷叶固体饮料配方研究中进行感官评判，借助正交试验设计模型，以七度等级制定评语论域，优化出荷叶固体饮料最佳配方(质量比)，荷叶提取物：桂圆粉：蔗糖：麦芽糊精为 12.5：5：75：5，并利用电子鼻技术对优选的荷叶固体饮料配方进行风味图谱测试，1、4、6号传感器的响应值为该配方风味的特征值。 关键词：荷叶；固体饮料；模糊数学；配方；风味 A Study on Formula and Flavor of a Solid Beverage of Lotus Leaf LIU Jun-bo， ZOU Li-gen， ZHAO Yun (Hangzhou Academy of Agricultural Sciences， Hangzhou 310024， Zhejiang， China Abstract： A sensory evaluation was carried out on the formula of a solid beverage of lotus leaf by the fuzzy mathematicstheory， and an orthogonal test design model was used to formulate a 7-grade domain of comments to optimize the optimalformula of the beverage as (mass ratio) lotus leaf extract： longan powder ： sugar ： maltodextrin =12.5：5： 75：5.Theflavor of the solid beverage was also studied using an electronic nose， and the response values of Sensors 1， 4 and 6 werethe characteristic values of flavor of the formula. Key Words： lotus leaf； solid beverage； fuzzy mathematics；formula； flavor 中图分类号：TS278 文献标志码：A 文章编号：1007-7871(2013)12-0013-03 荷叶是莲的叶子，是我国公布的药食同源的植物之一，荷叶中含有黄酮和多糖等功能性物质，具有降血脂、降血压、降血糖的功能。莲的种植在我国南北方都比较普遍，以收获莲藕或莲子为主，荷叶多被丢弃，造成资源的浪费。我国自古就有饮用荷叶茶的传统，荷叶固体饮料的开发就是在此基础上，利用现代加工技术将荷叶中的功能性成分提取出来，再与其他原辅料配伍制作而成。荷叶固体饮料的开发一方面是对荷叶废弃资源的综合利用，另一方面也符合现代人时尚、快捷、方便的饮用习惯。 在固体饮料加工过程中，口感好、风味纯正的配方设计是关键，而食品感官属性中的色、香、味、形难以明确划分优劣界限，因此，感官检验在判断食品优劣时，由于个体的喜好差异性，每个评判员对同一样品的评判结果不一致，采用统计方法处理检验数据，其结果往往不准确，模糊 数学感官评价方法并不是以简单的分值来作为评判指标，1而是将模糊数学理论与感官指标评判的有机结合，评价更价客观12，3。 材料与方法 1.1 材料与试剂 荷叶 浙江建德里叶白莲有限公司；纤维素酶、果胶酶(酶活均为10000U/g 南宁东恒华道生物科技有限公司；蔗糖、麦芽糊精、桂圆粉、红枣粉、甜橙粉均为食品级。 1.2 仪器与设备 喷雾干燥设备 英国LAB-PLANT公司；CH系列槽型混料设备 常州市东南干燥设备有限公司；摇摆式造粒机 江阴凯太基机械制造有限公司；振动型喷动流化床 常州海正药化设备有限公司； IENSO 电子鼻测试系统 上海昂申智能科技有限公司。 ( [收稿日期] 2013-11-28 ) ( [基金项目] 杭州市科技发展计划项目 (20120232B09) ) ( [作者简介] 刘军波(1985-)，男，硕士，助理工程师，研究方向究农产品加工与保鲜。E-mail：j u nbliu@126.com ) 1.3 方法 1.3. 工艺流程 荷叶→干燥→粉碎→浸提→浓缩→喷雾干燥→提取物→混料→造粒→干燥其他辅料 →包装→产品 1.3.2 操作要点 粉碎：将鲜荷叶在45~50℃烘干至水分含量在5%以下，用低温超微粉碎机破碎后过100目筛网得到荷叶粉。 浸提：将荷叶粉与水以质量比1：35混合，加入纤维素酶和果胶酶的混合酶(1：1)0.2g/100g， 在55℃辅助浸提120min。 浓缩、喷雾干燥：在65~70℃真空农缩至5Brix 后喷雾干燥，进口温度190℃，出口温度85℃，制备荷叶提取物。 混料、造粒、干燥：将荷叶提取物与其他果粉、蔗糖、麦芽糊精混合后利用摇摆式造粒机过20目筛网造粒，然后进入喷动流化床干燥，进口温度110℃，出口温度80℃，停留时间15min，干燥至水分含量在5%以下。 1.3.33模糊数学感管评判实验 由具有感官评价知识背景的20人组成评价小组进行感官评价。采用模糊数学中的七度标分法对评分值进行分析。评语论域V见表1，因素域即感官质量指标域U定为<色泽、香气、口感、形态>。根据环比法确定各指标的权重集为X：<0.20(x)、0.30(x)、0.30(x)、0.20(x)>，R为从U映射到V的一个评判模糊矩阵。R： 其中ag为第i个感官质量指标评定等级为j的人数比例。 评判结果集Y=X·R，最后将Y集进行归一化处理得到M集其中m；表示第i个评定等级的评分比例，以最高值作为峰值。 表1 评语论域(七度标分法) Table 1 Comment domain (Seven degrees standard of law 评定 等级 1 2 3 4 5 6 7 评语 最难 较难 稍难 一般 稍易 较易 最易 接受 接受 接受 接受 接受 接受 接受 1.3.4 配方方案设计 根据前期单因素实验确定荷叶提取物、其他 果粉(1：桂圆粉、2：甜橙粉、3：红枣粉)、蔗糖、麦芽糊精为荷叶固体饮料混合成分，麦芽糊精主要是在造粒过程中起到粘合剂的作用。因为荷叶香气清淡，偏凉性，选取的其他果粉与荷叶提取物配伍，能起到风味互补的作用。具体原辅料配方质量分数见表2，其中其他果粉质量份数固定在5。借助四因素三水平的正交试验模型L，(3)进行配方优选，各原辅料中质量比见表2。评价指标以每5g荷叶固体饮料冲调至200mL后进行感官评判。 表2 原辅料用量因素水平表 Table 2 Factors level form of raw materials consumption 水平 因 素 荷叶提取物 其他果粉 蔗糖 麦芽糊精 1 10.0 1 70 3 2 12.5 2 75 4 3 15.0 3 80 5 注：其他果粉中1、2、3分别代表桂圆粉、甜橙粉和红枣粉，质量比例固定为5。 1.3.5 电子鼻风味图谱测定 将优选后的配方利用电子鼻测试系统中的10个风味传感器，对其进行风味测定，确定荷叶固体饮料的风味图谱及风味特征值。 1.3.6感官、理化和微生物指标检验 根据 GB7101-2003，对荷叶固体饮料产品的感官、理化和微生物指标进行产品检验。 2 结果与分析 2.1 模糊数学在荷叶固体饮料配方设计中的应用 对于饮料配方的研究，感官质量评分的离散度较大，仅用一个平均数也很难准确地表示出某一指标应得的分值，如果评定的样品数较多，最后的平均数若出现相同，很难排列它们的名次。采用模糊数学的方法，就可以解决上述问题，获得一个综合且较客观的结果果。 选取10名男性和10名女性组成评判小组，对每个设计配方的每项指标进行感官评判。评判的具体实施过程举例说明： 如对试验1号每项质量指标分别评定等级，然后再统计出各个指标、各个等级的评定比例，确定评判模糊矩矩Ri。 评判结果集Y=X·R1，得到Y(0 0.04 0.100.29 0.39 0.18) 最后将Y集进行归一化处理得到 M1集(O 0 0.04 0.09 0.29 0.39 0.18)其中式验号1评定等级为6级，评判峰值为0.39，其他以此类推，统计结果见表3。由L，(3) 的正交试验评定结果可知，所有试验方案的评定等级都介于5~7之间，其中试验配方4和7的评定等级都为7，为较优配方，但试验配方4的峰值0.48明显高于配方7的峰值0.31，说明评定小组中对4号评定等级为7的认同人数比例高于7号的，所以荷叶固体饮料最佳配方质量比是荷叶提取物：桂圆粉：蔗糖：麦芽糊精为12.5：5：75：5。 表3 感官评判结果 Table 3 Results of sensory evaluation 试验号 荷叶提取物其他果粉 蔗糖 麦芽糊精 4等级 峰值 1 1 1 1 1 6 0.39 2 1 2 2 2 5 0.42 3 1 3 3 3 6 0.36 4 2 1 2 3 7 0.48 5 2 2 3 1 6 0.28 6 2 3 1 2 5 0.38 7 3 1 3 2 7 0.31 8 3 2 1 3 5 0.29 9 3 3 2 1 6 0.45 2.2 荷叶固体饮料电子鼻测试风味图谱的讨论 电子鼻测试系统包含有10个金属氧化物传感器组成的阵列。传感器对不同的化学成分有不同的响应值。响应信号为传感器接触到样品挥发物后的电导率G，上与传感器在经过标准活性碳过滤气体的电导率Go的比值。经测试优化得到荷叶固体饮料具体风味图谱见图1，其中1号传感器响应值最高，为1.64，其次是6号和4号。1、4和6号传感器响应值为荷叶固体饮料风味的特征值， 与其他固体饮料予以区分。 图1 荷叶固体饮料电子鼻风味图谱 Fig1 Electronic nose flavor spectrum of Lotus leaf solid beverage 2.3 荷叶固体饮料感官、理化和微生物指标 2.3.1 感观指标 荷叶固体饮料为淡黄色、均匀的颗粒状固体，每5g冲调至200mL， 溶解性好，颜色为淡黄色、具有荷叶和桂圆特有的清香。 2.3.2 理化指标 经测试荷叶固体饮料水分含量≤5%，荷叶黄酮含量≥30mg/100g，铅含量≤1.0mg/kg，铜含量≤5mg/kg，总砷含量≤0.5mg/kg，理化指标符合国家标准。 2.3.3 微生物指标 细菌总数≤1000CFU/g、大肠杆菌≤40MPN/100g、霉菌≤50CFU/g， 致病菌没有检出，微生物指标符合国家标准。 3 结论 通过模糊数学综合评判法优选出荷叶固体饮料的最佳配方(质量比)为荷叶提取物：桂圆粉：蔗糖：麦芽糊精为 12.5：5：75：5，该配方下制备的荷叶固体饮料，溶解性良好，颜色为淡黄色、均匀、明亮、风味清香。利用电子鼻技术对荷叶固体饮料的配方进行风味图谱测试，11、4、6号传感器的响应值为该配方的特征值。荷叶固体饮料的开发丰富了市场上固体饮料的品种。 ( 参 考 文献 ) ( [1]李强.荷叶中黄酮类化合物的浸提、分离及其抗氧化性研究[D].杨凌： 西 北农林科技大学，2007. ) ( [2]徐慧诠，郑为完，高媛媛.模糊数学在菠萝果乳固体饮料制备 中的应用[J].食品工业科技，2012， 33(1)：308-310. ) ( [3]李凤霞 ， 陈守江，王志强.基于 QFD 及模糊数学设计评判大学生早餐粥配方[J].食品工业科技，2011 ， 32(11)：223-236. ) ( [4]长长英.感官模糊综合评价中权重分配的正确制定.食品科学， 1993 (3)： 9-11. ) ( [5]王慧.正交设计的优良性[D]. 上 海：华东师范大学，2010. ) ( [6]刘军波.全藕粉饮料加工工艺及贮藏稳定性研究[D].无锡：江南 大学，2011. ) ( 《勘 误》 因本刊编辑疏忽，《饮料工业》2013年第16卷第10期(总第143期)第32页，应将脚注[作者简介]中的“尚修杰”更正为“高翔” 。 特此更正! ) ◎China Academic Journal Electronic Publishing House. 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