响应面法优化抹茶酱的制作工艺

王敬涵，赵开飞，黄潇，李晓娅，刘政权

(安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室，合肥 230036)

响应面法优化抹茶酱的制作工艺

王敬涵，赵开飞，黄潇，李晓娅，刘政权*

(安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室，合肥 230036)

在单因素试验的基础上，以感官指标为评定指标，采用响应面法优化抹茶酱的制作工艺。研制出抹茶酱的最佳工艺为：牛奶150%、淡奶油100%、白砂糖45.97%、抹茶6.13%、增稠剂0.38%，熬制时间16.87 min生产出的抹茶酱色泽亮绿，茶味浓郁，具有独特的风味。

抹茶酱；感官评定；响应面；最佳工艺

抹茶是用遮荫鲜叶加工制成的超微茶粉，超微茶粉是将茶鲜叶经过蒸汽杀青和干燥处理后进行超微粉碎成200目(74 μm，气流粉碎式加工)甚至1000目(12 μm左右)以上的茶叶超微细粉[1]。它最大限度地保持了茶叶原有的色、香、味、品质和各种成分[2]。在食品加工方面，目前已有大量抹茶制作出的食品，如茶饼干、茶面包、茶果冻、茶蛋糕等，这些产品的色泽翠绿，茶香味明显。现代抹茶因原料选择和新工艺、新设备的应用而彰显出色泽翠绿，滋味清香淡雅，粉质细腻的特点。此外，其具有超细微，具有三原三清的特点，即原色、原味、原质，清香、清口、略带青草气[3]；具有一般食品添加剂的特点，如可以将其充当着色剂、抗氧化剂、增香剂、吸湿剂来使用。抹茶与食品的结合，不仅能提高茶食品的营养价值和保健功效，还可以形成新的产品外观特征和独特风味，有利于丰富茶食品的产品体系，满足消费者日益增长的绿色与健康食品要求[4]。在生活中，餐桌上多用沙拉酱[5]、番茄酱等作为冷盘沙拉酱料使用，同时它们也可以作为汉堡吐司等烘培品馅料；抹茶酱也同样广泛应用于烘培面制品，如抹茶土司、抹茶泡芙；应用在饮品中，如抹茶奶昔、抹茶沙冰；应用在豆腐、山药等凉菜中，如豆腐、山药茶膳，但目前鲜有关于抹茶酱的报道与研究。 本研究以抹茶和牛奶、白糖为主要原料，在单因素试验的基础上，通过响应面优化工艺，为抹茶酱开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验原料

纯牛奶、淡奶油、抹茶(浙江御茶村公司抹茶6星)、增稠剂(决明胶等复配胶)、白砂糖，以上原料均符合国家食品卫生标准。

1.1.2 试验设备

电子天平 上海精天电子仪器有限公司；Mastersizer 2000E激光粒度仪 英国马尔文仪器有限公司；C21-SC2007电磁炉 九阳股份有限公司；Rheo3000流变仪、TA-XTplus质构仪。

1.2 方法

1.2.1 基础配方

本试验中，配方的组成是以淡奶油的总量(牛奶)100%来计算。本实验基本配方见表1。

表1 抹茶酱的基本配方 %

1.2.2 工艺流程

1.2.3 操作要点

取牛奶+淡奶油+白砂糖→倒入锅中，大火2100 W煮沸后改用文火600 W持续熬制一段时间→搅拌冷却静置一旁。

另取牛奶+抹茶→搅拌均匀后倒入锅中→继续搅拌倒入烧杯中。

将抹茶酱放入搅拌仪器中进行搅拌。

注意事项：熬制过程中需注意不能使材料粘锅结底，要时刻保持搅拌状态；熬制的温度需要把控好，在煮沸时需要及时调控温度；熬制结束后需继续搅拌，以免粘锅结底。

1.2.4 单因素试验设计

1.2.4.1 熬制工艺对抹茶酱品质的影响

按照基本配方：牛奶100%，淡奶50%，白砂糖50%，抹茶5%，增稠剂0.5%，研究熬制时间10，12，14，16，18，20 min对抹茶酱品质的影响，从中找出最适宜的熬制时间。

1.2.4.2 白砂糖添加量的影响

按照基本配方：抹茶5%，增稠剂0.5%，设计白砂糖用量分别为30%，35%，40%，45%，50%，55%熬制16 min，6个水平选出白砂糖的添加量。

1.2.4.3 抹茶添加量的影响

按照基本配方：白砂糖50%，增稠剂0.5%，设计抹茶用量分别为3%，4%，5%，6%，7%，8%熬制16 min，6个水平选出抹茶的添加量。

1.2.4.4 增稠剂添加量的影响

按照基本配方：白砂糖50%，抹茶3%，设计增稠剂用量分别为0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%熬制16 min，6个水平选出增稠剂的添加量。

1.2.5 产品感官评定

抹茶酱的感官评定表，见表2。

表2 抹茶酱的感官评定表

2 结果与分析

2.1 单因素方法分析结果

2.1.1 熬制时间确定

表3 熬制时间对抹茶酱体系的影响

由表3可知，不同的熬制时间对抹茶酱的流质感有很大影响，熬制时间短，配方中的水分无法及时散失，流质感较强，不适合做涂抹状的抹茶酱使用；熬制时间过长，会导致在熬制过程中后期水分散失过快、粘结锅底导致样品变糊无法使用，且制作出来的抹茶酱基本不流动，会出现气孔使得表面粗糙不光滑，质感不够，确定熬制16 min为佳。

2.1.2 白砂糖添加量的确定

所谓过腔，即介于前字腔与后字腔之间的腔调。过腔和字腔是两种不同性质的音调。字腔的创作手法是依字行腔法，音乐材料都来自于字声。过腔的音乐材料来自于本唱调音阶的级音和昆曲主调，创作手法均为过腔法。

白砂糖不同的添加比例对感官评定的影响见表4。

表4 白砂糖添加比例对感官评定的影响

由表4可知，白砂糖的添加比例不仅影响着制作的抹茶酱的甜度，还影响茶味，进行了多次对比试验，审评出的结果是：白砂糖在添加45%时，使抹茶酱达到的甜度和发挥出的茶味达到一个最适中的表现。

2.1.3 抹茶添加量的确定

抹茶不同的添加比例对感官评定的影响见表5。

表5 抹茶添加比例对感官评定的影响

由表5可知，抹茶的添加比例在影响着茶味的同时，还影响着抹茶酱的甜度，同时影响着抹茶酱整体的色泽。抹茶添加过量时，会导致抹茶酱颜色偏暗，味道变苦。抹茶添加不足时，会导致整体味道茶味不凸显。所以根据抹茶添加比例的单因素试验，可以得出当抹茶添加量在6%时，使得抹茶酱整体风味最适宜，色泽最自然，不暗淡。

2.1.4 增稠剂添加量的确定

增稠剂不同的添加比例对感官评定的影响见表6。

表6 增稠剂添加比例对感官评定的影响

由表6可知，增稠剂的添加比例对抹茶酱的涂抹影响较大，增稠剂添加量较少时，抹茶酱流质性比较强，不易涂抹。增稠剂添加过多时，使得抹茶酱太稠，不易涂抹，涂抹时会有断层，且会导致气泡。在增稠剂添加0.3%时，涂抹性最好。

2.2 响应面方法结果

以白砂糖、抹茶、增稠剂、熬制时间为自变量，感官评分为响应值，在单因素基础上，对抹茶酱的加工工艺进行四因素三水平的响应面分析试验，试验因素和水平表见表7。

表7 Box-Behnken试验因素水平表

2.2.2 响应面优化试验结果

2.2.2.1 Box-Behnken试验结果

因素水平编码、响应面优化试验设计及结果见表8，29个试验点给出的试验结果，29个试验点分两类：其一是析因点，自变量取值在A，B，C，D所构成的三维顶点，共有24个析因点；其二是零点，为区域中心点，零点试验重复5次，用来估计试验误差[6]。

表8 Box-Behnken试验设计及结果

续 表

2.2.2.2 模型方差分析

以感官评分为响应值(Y)，利用Design Expert 8.0软件进行二次多元回归拟合，初步建立二次多元回归方程：

Y=91.22+2.85A+1.73B-1.84C+1.14D+1.81AB-3.68AC-0.26AD-0.025BC-0.45BD+0.73CD-9.13A2-7.08B2-7.25C2-1.07D2。

式中：Y为感官评分值；A，B，C，D分别为白砂糖、抹茶、增稠剂、熬制时间4个变量的编码值。

表9 回归模型方差分析表

注：**表示极显著(P<0.01)；*表示显著(P<0.05)。

利用Design Expert 8.0软件，对表9进行二次多项式回归拟合，得到方程：Y=91.22+2.84A+1.73B-1.84C+1.14D+1.81AB-3.68AC-0.26AD-0.025BC-0.45BD+0.73CD-9.13A2-7.08B2-7.25C2-1.07D2。

式中：A，B，C，D分别为白砂糖、抹茶、增稠剂、熬制时间4个变量的编码值。

由表9方差分析结果可知，模型P<0.0001，模型达到极显著；失拟P=0.0543>0.05，因此不显著；该模型R2=0.9243，RAdj2=0.8486，拟合度良好，则可以用该模型预测抹茶酱的最佳工艺。

白砂糖添加量A及其二次项A2、抹茶B2、增稠剂C2对响应值的影响极显著，白砂糖与增稠剂的交互项AC具有显著影响，其他变量的影响均不显著(P>0.05)。

各因素的影响程度分析，各因素的F值可以反映出各因素对试验指标的重要性，F值越大，表明对实验的重要性越大[7]。由方差分析表可知FA=14.11，FB=5.2，FC=5.9，FD=2.29，即各因素对感官评分值的影响程度大小顺序为白砂糖>增稠剂>抹茶>熬制时间[8]。

2.2.2.3 感官评分响应面分析及最优配方的确定

图1 抹茶量和白砂糖添加量交互作用影响感官评分的响应面图

图2 白砂糖和增稠剂添加量交互作用影响感官评分的响应面图

图3 熬制时间和白砂糖添加量交互作用影响感官评分的响应面图

图4 增稠剂和抹茶添加量交互作用影响感官评分的响应面图

两因素的交互作用见图1～图4，由软件分析可知，抹茶酱的最佳工艺是在基本配方的基础上调整为白砂糖45.97%，抹茶6.13%，增稠剂0.38%，熬制时间16.87 min，最终感官评分可达92.00分。

3 结论

抹茶具有自身的色、香、味、形等特点，可作为天然色素加入酱品，增加产品的美观。具有营养与保健功能，作为营养强化剂加入酱品，可提高产品的绿色、健康概念。作为防腐剂加入到酱料制品[9]，既可以抑菌又能延长酱品货架期，抹茶可作为添加剂广泛应用于酱制品。研究采用单因素、响应面方法优化抹茶酱工艺，得到最优的工艺为牛奶150%、淡奶100%、白砂糖45.97%、抹茶6.13%、增稠剂0.38%，熬制时间16.87 min生产出的抹茶酱品质最佳。

[1]宛晓春,李大祥,张正竹,等.茶叶生物化学研究进展[J].茶叶科学,2015(1):1-10.

[2]张承祥,汪保根.超微茶粉生产技术[J].技术与市场,2009,16(1):109.

[3]来明乔,万景红.抹茶的特点及在食品中的应用[J].中国食品添加剂,2007(G00):343-344.

[4]张正竹.超微绿茶粉加工技术[J].茶业通报,2006,28(1):19.

[5]陈杰,丘明栋, 闫杰,等.沙拉酱生产工艺的研究[J].食品工业,2000(5):29-31.

[6]杨丽红,刘政权.响应面法优化绿茶荞麦酥配方[J].安徽农业大学学报,2015,42(4):555-560.

[7]吴现芳,赵成爱,余梅燕,等.响应面法优化八宝景天叶总黄酮的超声提取工艺[J].食品工业科技,2013,34(1):224-228.

[8]张世奇,阚建全.响应面法优化块菌多糖提取工艺条件的研究[J].食品工业科技,2011(11):345-348.

[9]巩文慧,马淑凤,王周平.抹茶南瓜复合果酱的研制[J].食品研究与开发,2013,34(5):43-46.

OptimizationoftheProcessingTechnologyforMatchaPastewithResponseSurfaceMethodology

WANG Jing-han, ZHAO Kai-fei, HUANG Xiao, LI Xiao-ya, LIU Zheng-quan*

(State Key Laboratory of Tea Plant Biology and Resource Utilization,Anhui Agricultural University,Hefei 230036,China)

On the basis of single factor experiment,taking sensory indicators as the assessment index,response surface is used to optimize the formula of matcha paste.The optimal formula and technology for matcha paste are as follows: milk is 150%,whipping cream is 100%, sugar is 45.97%,matcha is 6.13%, thickener is 0.38%, boiling time is 16.87 min.Under such conditions, matcha paste is produced with bright green color and strong tea flavor,meanwhile, it has unique flavor.

Matcha paste；sensory evaluation；response surface；optimal technology

TS201.1

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.12.020

1000-9973(2017)12-0094-04

2017-06-15 *通讯作者

浙江省重点研发项目——26县绿色技术应用专项(2017C02037)

王敬涵(1990-)，男，山西忻州人，硕士，研究方向：茶叶深加工与综合利用；

刘政权(1975-)，男，安徽肥东人，副教授，硕士生导师，国家一级评茶师，研究方向：茶叶深加工与综合利用。