绿茶魔芋南瓜子配方优化

张珍林，韦传宝，殷智超

（皖西学院 生物与制药工程学院，安徽 六安 237012）

南瓜子，成熟南瓜的植物种子，可食；据文献研究南瓜子含有一定成分的叶绿醌、脂肪及脂肪酸，维生素E等基本营养成分；对降低血糖，软化血管，抑制血栓形成及血小板聚集，缓解糖尿病人的糖耐量等有一定效果[1].壳是南瓜子深加工的主要下脚料，目前多用于制作为饲料或直接在环境中自然降解，并没有很好地利用它丰富的膳食纤维含量[2]；膳食纤维第七大营养成分，各类功能性食品已经用作为原料，用于生产功能性食品.六安瓜片作为安徽省大别山地区的茶叶代表，有它独特的色泽、口感、香气；同时茶叶中也具有生物碱、茶多酚、茶多糖等功能物质，对于消除自由基、清油解腻等有一定的效果[3-4].魔芋粉是魔芋块根磨碎的粗粉，营养主成分为魔芋葡甘露聚糖，在单分子组成上是1分子葡萄糖和2分子甘露糖，此种多糖是可溶性多糖物质，多糖降解为低聚糖，使其具备热量低、甜度高、容易产生饱腹感、人体不易消化吸收等优点；同时也具有良好的成膜性和阻气性[5-6]，食品工业生产上利用程度大.

模糊数学感官评定试验方法和其他感官评定方法相比，在食品感官评定中具有精确度高，误差小的优点[7-8]，在消除食品感官品评人员主观因素影响上效果较好，增加了评价食品感官的科学性.实际应用过程中再结合统计学响应面技术，来制定、测量和优化食品生产工艺路线.

本文以绿茶粉、魔芋粉、南瓜子壳粉为原料，将南瓜子仁表面再形成一层可食用性外壳，通过添加盐、糖、味精来调整风味.可食南瓜子壳的提出一方面实现了从喝茶变为吃茶，传统对于茶叶的吃法都是泡喝，不能最大化地利用茶叶中有用含量，我们将茶叶磨成粉直接添加到可食壳原液中，使得茶叶可以直接吃下去；另一方面实现了从剥壳到吃壳的想法，这样不仅干净卫生而且加大了膳食纤维的摄入；同时，也降低南瓜子壳的废弃物处理问题；魔芋粉的加入，它独特的生物功能性也增加了可食外壳的成膜性和保鲜性.此产品经过一系列工艺后制作成一种独特的茶味南瓜子，旨在为南瓜子的深加工另辟新径.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

南瓜子，自备.

六安瓜片、魔芋粉、白糖、碘盐、味精均为食品级.

水，生物与制药工程学院自制的纯净水.

1.2 仪器与设备

强力粉碎机：济南天宇专用设备有限公司；高效包衣机：宝鸡市瑞意技术开发有限公司；三层电烤箱：上海弘惜机械制造有限公司；220/260目网晒.

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

南瓜子→预处理（分选、清洗、炒制）→脱壳→包衣（茶粉、魔芋粉、南瓜子壳粉、盐、糖、味精、水）→烘烤→风干、精选、包装

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 南瓜子预处理：挑选色泽均匀、颗粒饱满、大小一致的南瓜子，剔去有明显杂质的南瓜子.南瓜子用水清洗，洗去表面的浮沉和杂质.再进行炒制.

1.3.2.2 南瓜子脱壳：将炒制好的南瓜子脱壳.

1.3.2.3 包衣：将用植物粉碎机粉碎好的茶叶、南瓜子壳、糯米粉、糖、盐、味精混合成一定程度的液体，用包衣机将混合粉液体裹于南瓜子仁外.

1.3.2.4 烘烤：将包好衣的南瓜子仁放在铺有茶叶的烤盘中，烤制30分钟，炉温100℃/110℃.

1.3.2.5 包装成品：从烤箱中取出，放在通风橱内降至室温后，剔除色泽不均匀、形状不规整、有明显焦色的南瓜子，采用合适的包装将产品包好.

1.3.3 感官评定方法

评价小组由15名食品专业老师、12名食品专业学生、2名其他专业学生组成，考虑到食品感官评定的主观性影响，要求29位评价人员在感官评定前12小时不要吃影响感觉器官的食物，并对评价人员进行相关培训，评定过程用清水漱口，每个样品评定过程间隔时间为3-5min[9]，根据响应面软件确定评价样品29个，随机编码进行评价，依据炒货类国标确定感官评定内容，见表1.

表1 南瓜子感官评定指标

1.3.4 配方设计

在参照GB/T22165-2008《坚果炒货食品通则》及GB2760-2014《食品添加剂使用标准》的基础上，设定主要影响因素为绿茶粉、魔芋粉、南瓜子壳粉、辅料复合粉，采用Box-Behnken Design中的四因素三水平进行响应面优化实验，依据模糊感官评定试验法进行模糊评定.

表2 南瓜子配方因素水平表

1.3.5 模糊数学模型的建立

确定判断对象的因素集，设定为U，U=｛口感、颗粒形态、色泽｝，设定 V 是评语集，V=｛优、良、中、差｝，套用模糊感官评定模式，依据因素集和评语集建立单因素评判矩阵R，对矩阵进行模糊变换后分析.

1.3.5.1 南瓜子的因素集、评语集：本实验因素集U={口感u1，颗粒形态 u2，色泽 u3}；评语集 V={优 v1，良 v2，中 v3，差v4}；其中，优4分，良3分，中2分，差1分.

1.3.5.2 权重的确定：一般是采用德尔菲法根据“0-4判断法”进行赋权打分，确定每个因素的权重.操作步骤是请10位食安专业老师根据被评价对象，对每个对象两两分组，进行影响性比较，根据相对重要性打分；很重要-很不重要4-0分；较重要-不很重要3-1分；同样重要2-2分，依据每位评委所打分数，进行计算，确定各个因素分数，除去所有指标总得分，就可以建立由各单个因素在总体因素中的权重，设定为X，X={x1,x2,x3……xp},P为评价指标的个数.

1.3.5.3 模糊关系综合评判集：利用模糊合成算子中的M（∧，∨）建立模糊综合评价模型.模糊变换综合评判集B=X·R，其中X为权重集，R为模糊矩阵.归一化处理综合评判集B得到B'，B'就代表本食品模糊感官评语集.依据统计学的最大隶属度原则，确定本食品感官品质的所属评语[10].

1.3.6 配方的响应面优化

采用Design Expert对配方感官评定结果进行优化组合方差分析，得出最优配方.

2 结果与分析

2.1 南瓜子感官单因素评价

专评的29名人员参照制定的评定方法及标准，评定29个样品并打分，以第一号样品为例，建立一个从U到V的模糊关系R1，得出评价集R1，经过模糊转化，得到对应的模糊关系矩阵，再进行归一化处理；以此类推计算R2—R29.结果见表3.

表3 样品1感官品评结果

以R1为例得到：

以此类推可以计算出R2—R29.

2.2 评价指标的权重集

10名专评员给出各项因素的得分见表4.

表4 南瓜子的权重打分统计

利用权重系数公式，权重系数=各项因素总分之和÷所有因素总分之和，从而计算得出：X=[0.325,0.379,0.296].

2.3 模糊综合评价模型

以R1为例，确定模糊评价模型B1

同理可得B2-B29.

模糊计算得出综合评判结果Bj，根据Bj的峰值最大隶属度原则，得出所属的评语论域级别.综合考虑Bj中各分量的影响，确立综合结果值S，作为南瓜子总体感官品质判定依据.

统计学中提高排列顺序的正确性，我们设定质量阶级系数为Hj[11]，j代表评语域级V中的级别数（j=1,2….，M=4）.讨论研究，规定如下等级系数 h1=90，h2=80，h3=70，h4=60，得出每个序列号配方的综合结果S值.如S1=0.325×90+0.2069×80+0.2069×70+0.379×60=83.025.

同理，求得S2-S29的值.

2.4 配方优化

Box-Benhnken实验结果见表5，采用Design-Expert对配方进行回归分析，结果见表6.

四因素经2次多项回归拟合后，得到综合评价值（Y）与绿茶粉、南瓜子壳粉、魔芋粉、辅料复合粉的多项回归方程为：

从表6的方差分析结果可以看出，模型显著，失拟项不显著，回归模型可以用来拟合4个因素对感官综合评价的影响.从四因素对感官综合评价的影响来看，方程的交互项AD、BC和CD均显著，这说明四因素相互之间的变化是联动的，单个因素并不是简单的线性关系，而是相互制约影响.根据回归方程，利用Design-Expert作各因素间的3D分析图1和图2，直观地反应了绿茶粉和辅料复合粉、南瓜子壳粉和魔芋粉之间的交互作用对综合评价值的影响，这个交互作用说明在制作可食南瓜子壳时，加入的所有原料均会影响整体口感，我们在配置原液时需要统筹考虑.

表5 响应面设计方案和感官评价

通过Box-Benhnken实验结果得出最优的配方是：绿茶粉1.75%，南瓜子壳粉0.30%，魔芋粉25%，辅料复合粉6.35%；此条件下，得到的综合评价预测值为93.59.

2.5 优化配方的验证

验证响应面模型的合适性和有效性，进行相关试验.利用单因素的最优值绿茶粉1.75%，南瓜子壳粉0.35%，魔芋粉28%，辅料复合粉7.35%，水平实验3组，得出综合评价预测值为93.61，十分接近响应面模型预测值，说明本次联合模糊数学和响应面的优化实验法是成功的，同时也为可食南瓜子壳这个新的健康营养型食物的大规模生产提供实践支撑.

表6 方差分析

图1 Y=(A,D)对感官评定影响的3D面

图2 Y=(B,C)对感官评定影响的3D面

3 结论

模糊综合评价法联合响应面优化法用于南瓜子重塑外壳配方的优化是可行的.

可食南瓜子壳最佳配方为：绿茶粉1.75%、南瓜子壳粉0.35%、魔芋粉28%、辅料复合粉7.35%.通过此配方重塑的南瓜子香气纯正，具有茶叶的清香；滋味纯正，松脆口感适中；颗粒形态饱满，外壳均匀细腻，无缺口，无裂缝；色泽均匀，棕绿色，光泽明显.食品实物图如下图3.

图3 绿茶魔芋南瓜子实物

〔1〕 Libo Wang,Fangcheng Liu,Aoxue Wang,et al.Purification,characterization and bioactivity determination of a novel polysaccharide from pumpkin(Cucurbita moschata)seeds[J].Food Hydrocolloids,2017,66:357-364.

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〔3〕 李海珊,刘丽乔,聂少平.茶多糖对小鼠肠道健康及免疫调节功能的影响[J].食品科学,2017,38(7):187-192.

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〔5〕 李少华,曹琳,杜庆庆,等.不同涂膜保鲜剂对柠檬贮藏品质的影响[J].食品科技,2017,42(7):50-54.

〔6〕 段丹萍,鲁丽莎,王海宏,等.果蔬涂膜保鲜技术研究现状与应用前景[J].果蔬保鲜,2009,6(5):1-6.

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