响应面优化信阳毛尖绿茶饮料工艺探究

朱尧 王晶晶 唐笑颜 张燕 宋庆云 张苏苏 王晓 张永瑞 曹璐

本研究以信阳毛尖为主要原料，研制出一款信阳毛尖绿茶饮料。通过单因素试验以及响应面试验对其工艺进行研究与分析，得出信阳毛尖绿茶饮料的最佳浸提工艺：浸提温度为80℃，浸提时间为18.6min，茶水比为1：82，信阳毛尖SCC溶液添加量为4.37g/L。在此工艺下生产出的信阳毛尖绿茶饮料的茶多酚含量为970±6.72mg/L，滋味鲜爽，汤色嫩绿明亮，茶汤清澈，香高持久。

一、实验与方法

1.信阳毛尖绿茶饮料的加工工艺流程。称取信阳毛尖→浸提→过滤（硅藻土过滤）→离心→添加信阳毛尖SCC溶液→杀菌灌装→快速冷却→信阳毛尖绿茶饮料成品。

2.信阳毛尖绿茶饮料的加工工艺优化。（1）单因素试验。以感官评分为评价指标，在茶水比为1：80、浸提时间为20min的基础上，考察浸提温度（70℃、75℃、80℃、85℃、90℃）；在茶水比为1：80、浸提温度为90℃的基础上，考察浸提时间（15min、20min、25min、30min、35min）；在浸提温度为90℃、浸提时间为20min的基础上，考察茶水比（1：60、1：70、1：80、1：90、1：100）；在茶水比为1：80、浸提温度为90℃、浸提时间为20min的基础上，考察信阳毛尖SCC溶液添加量（1g/L、2g/L、4g/L、6g/L、8g/L）对信阳毛尖绿茶饮料品质的影响。

（2）响应面试验。在单因素试验的基础上，选取浸提时间（A）、茶水比（B）、信阳毛尖SCC溶液添加量（C）为影响因素，以感官评分指标（Y）为评价指标，利用Box-Behnken方法设计进行3因素3水平试验，试验因素与水平详见表1。

3.信阳毛尖绿茶饮料理化检测。茶多酚的检测采用GB/T 21733-2008《茶饮料》中的“酒石酸亚铁法”；菌落总数的检测按照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》；大肠菌群的检测采用GB 4789.3-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠菌群计数》中的“大肠菌群MPN（most probable number）计数法”。

4.信阳毛尖绿茶饮料感官评价。采取线下打分表的方式，邀请10位经过感官培训的专业人员，从汤色、香气、滋味、澄清度四个方面对试验成品进行感官审评，并进行打分。具体评价标准如表2所示。

5.数据统计与分析。各数据均为3次测定的平均值，采用Origin2019、SPSS19.0和Excel2019统计软件对试验数据进行整理作图和统计学分析，采用Design-Expert13进行响应面试验设计和分析，结果以均值±标准差表示。

二、结果与分析

1.单因素试验结果。（1）浸提温度对信阳毛尖绿茶饮料品质的影响。随着浸提温度的不断升高，茶多酚的含量逐渐增加。当浸提温度为80℃时，该饮料的感官评分最高，达到89.2分，茶多酚含量适中，滋味鲜爽，不苦涩，汤色明亮，综合品质较好。随着温度的进一步升高，感官评分逐渐降低，当浸提温度为90℃时，感官评分最低，茶多酚含量最多，浸提后的汤色加深，滋味苦涩。因此，选择80℃的浸提温度不但能够保证茶叶中的茶多酚充分溶出，而且整体品质最好。

（2）浸提时间对信阳毛尖绿茶饮料品质的影响。当浸提时间为15min时，茶多酚的含量最低，滋味较淡，有水味；当浸提时间为20min时，该饮料的感官评分最高，达到93.6分，茶多酚含量在人们能接受的范围，茶汤的滋味和颜色较好；随着浸提时间的增加，感官评分逐渐降低，当浸提时间为25min时，汤色开始发暗，不再嫩绿明亮；当浸提时间为35min时，感官评分最低，茶多酚含量最多，不仅滋味苦涩，让人难以接受，汤色也失去绿茶茶汤本身的颜色，为橙黄色。当浸提时间为15-25min时，感官评分的差距较小，需要进一步探究。

（3）茶水比对信阳毛尖绿茶饮料品质的影响。随着茶水比的下降，茶多酚含量逐渐下降。当茶水比为1：60时，茶多酚含量最高，感官審评得分最低，茶汤滋味过于苦涩，而且茶汤较浑浊；当茶水比为1：80时，感官评分最高，茶多酚含量适中，茶汤较清澈，口感和滋味最好；当茶水比为1：100时，茶多酚含量最低，滋味稍显寡淡。当茶水比为1：70-1：90时，感官评分的差距较小，需要进一步探究。

（4）信阳毛尖SCC溶液添加量对信阳毛尖绿茶饮料品质的影响。添加信阳毛尖SCC溶液对饮料中茶多酚含量影响较小，主要是影响饮料的感官评分。当添加量为1g/L时，感官评分最低，香气寡淡；当添加量为4g/L时，感官评分最高，香气浓度适宜；当添加量为8g/L时，香气过浓。当添加量为2-4g/L时，感官评分的差距较小，需要进一步探究。

2.响应面结果分析。（1）响应面模型和显著性分析。根据表1的试验因素与水平进行响应面试验，利用Design-Expert13软件进行数据分析，得到感官评分Y与自变量A、B、C的多元回归方程为：Y=93.74-2.3A+0.8B+0.375C+0.125AB+0.025AC+0.025BC-3.96A2-2.16B2-1.01C2。由回归方程可知，各因素的影响程度依次为：A＞B＞C。

由表3分析得出，模型P值＜0.01，失拟项P值＞0.05，因此该模型可以反应各因素对信阳毛尖绿茶饮料感官品质的影响。该回归模型决定系数R2=0.9702，校正系数R2adj=0.9319，说明该模型拟合度较好，能够很好预测信阳毛尖绿茶饮料的感官得分。根据P值大小可以看出，因素A、A2、B2对信阳毛尖绿茶饮料感官评分的影响达到了极显著水平（P＜0.01），因素B、C2对信阳毛尖绿茶饮料感官评分的影响为显著水平（P＜0.05）。根据F值的大小可以判断，各因素对信阳毛尖绿茶饮料感官得分的影响由大到小依次为：浸提时间＞茶水比＞信阳毛尖SCC溶液添加量。响应面试验模型预测的最佳工艺为：浸提时间18.58min，茶水比1：81.78，信阳毛尖SCC溶液添加量4.37g/L，此时信阳毛尖绿茶饮料最高感官评分为94.18。

（2）回归模型最优试验组合验证。为了试验方便，优化最佳工艺为：浸提温度80℃，浸提时间18.6min，茶水比1：82，信阳毛尖SCC溶液添加量4.37g/L，然后制作信阳毛尖绿茶饮料。审评人员和审评标准与之前保持一致，该饮料感官审评的平均分为93.8分，与理论的感官评分94.18分的误差较小，说明该回归模型具有较高的拟合度，能够对信阳毛尖绿茶饮料的感官评分进行很好的预测。

基金项目：国家重点研发计划项目（2021YFD1601103）；河南省高等教育教学改革研究与实践项目（就业创业指导类）（2021SJGLX1032）；信阳农林学院茶学科技创新团队项目（XNKJTD-003）；信阳农林学院青年教师科研基金项目（QN2021002、QN2021001）；信阳农林学院科研促进教学专项课题项目（kj-2022014）；信阳农林学院教育教学改革研究与实践项目（2021XJGLX45）。

作者简介：朱尧（1992-），男，汉族，江西丰城人，助教，硕士研究生，研究方向为茶叶感官品质与综合利用。