全 文 ：饮料工业2016，Vol.19，No.5
收稿日期：2016-08-13
作者简介：张 钟（1962—），男，教授，研究方向为农产品贮藏与加工。E-mail：47108887@qq.com
摘 要：以高州粉葛为原料，粉葛加水 80%打浆，然后经 0.1%的糖化酶酶解，在单因素实验基础上进行三因素三水
平响应面实验确定了制备粉葛汁乳酸菌饮料的最佳配方，并研究了稳定剂对粉葛汁乳酸菌饮料的影响。结果表明：
添加粉葛汁 71.80%，添加蔗糖 4%，发酵时间为 5h、菌种（保加利亚乳酸杆菌：嗜热链球菌 =1∶1）接种量 3.30%，复合
稳定剂（酸性 CMC-NA∶黄原胶 =5∶3）0.16%。制成的粉葛乳酸菌饮料酸甜适口，具有粉葛的特有香味。
关键词：粉葛汁；乳酸菌饮料；稳定性研究；模糊评价；响应面
Development of Lactic acid bacteria beverage of Kudzu juice
ZHANG Zhong，DONG Fang-ping
（Guangdong University of Petrochemical Technology，Maoming 525000，China）
Abstract: This paper takes Gaozhou kudzu Pueraria as raw material，which is beat with 80 percent water，and then
digested by 0.1% glucoamylase. On the basis of single factor test，the fomular of lactic acid bacteria beverage of kudzu
juice is determined under the three factors and three levels of response surface experiment，and the effect of stabilizer on
kudzu juice lactic acid bacteria beverage is studied. The results show that: with 71.80% kudzu juice，4% sugar，5hs
fermentation time，3.30% bacteria（Lactobacillus bulgaricus: Streptococcus thermophilus =1∶1）inoculation，and 0.16%
compound stabilizer（acid xanthan CMC-NA∶xanthan gum =5∶3），the lactic acid bacteria beverage of kudzu juice，with
the unique flavor of kudzu，tastes sweet and sour.
Key words: Kudzu juice；Lactic acid bacteria beverage；study on the stability；fuzzy evaluation；response surface
中图分类号：TS275 文献标志码：A 文章编号：1007-7871（2016）05-0016-07
粉葛汁乳酸菌饮料的研制
张 钟，董方平
（广东石油化工学院，广东 茂名 525000）
粉葛为豆科植物野葛或甘葛藤的干燥根，粉葛为常
用中药，始载于《神农本草经》，性辛凉、味甘，归脾、
胃经，具有解肌退热、生津、透疹、升阳止泻之功。中
医多用于治疗外感发热头痛、项背强痛、口渴、消渴、
麻疹不透、热痢、泄泻、头晕等症，西医常用于治疗高
血压、心绞痛、心肌梗死、视网膜动静脉阻塞、脑供血
不足、偏头痛、颈椎病、突发性耳聋等病。粉葛还含有
丰富的淀粉、纤维素以及多种人体所必需的微量元素，
是一种较好的保健食品[1]。目前，国内外研制开发出的
粉葛功能食品种类繁多，主要有葛粉、葛根口服液、粉
葛粉丝、粉葛饮料、葛花茶、粉葛菜肴配料等[2]。粉葛
饮料的开发上，申晓琳等研究以葛根和鲜乳为主要原
料，先将葛根用水浸提得到葛根汁，鲜乳用乳酸菌进行
发酵，然后以一定的比例混合，再进行均质、杀菌等工
艺，研制出风味独特的保健型复合饮料[3]；陈钢等以鲜
奶、葛根酶解液为发酵的主原料，发酵液中适当添加蔗
糖及其他辅料，选用乳酸菌（保加利亚乳杆菌和嗜热链
球菌） 作为发酵菌种，生产乳酸发酵型葛根乳饮料。本
研究以高州粉葛为原料，粉葛加水打浆，然后经糖化酶
酶解，在单因素实验基础上进行三因素三水平响应面试
验确定了制备粉葛汁乳酸菌饮料的最佳配方，并研究了
稳定剂对粉葛汁乳酸菌饮料的影响，为粉葛饮料新产品
开发提供依据[4]。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
粉葛 广东高州；脱脂奶粉 伊利；α -淀粉酶 广
州利源食品添加剂有限公司；酸奶发酵剂（保加利亚乳
杆菌∶嗜热链球菌 =1∶1） 北京川秀国际贸易有限公
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饮料工业 2016，Vol.19，No.5
司；耐酸 CMC-Na（食品级） 苏州依俐法化工有限公
司；黄原胶、单甘脂、果胶、琼脂（均为食品级） 河南
永康精细化工。
1.2 仪器与设备
0.1mg电子分析天平 上海天平仪器厂；BM255C
型榨汁机 美的；SPX/MJX恒温生化培养箱 上海和
呈仪器制造有限公司；HH-6数显恒温水浴锅 江苏金
坛市亿通电子有限公司；WEM高压灭菌锅 江苏金坛
市亿通电子有限公司；超净工作台 苏州净化设备有限
公司；HMH-L精密酸度计 上海方瑞仪器有限公司；
WYT糖度计（0～80%） 上海方瑞仪器有限公司；JM-L
胶体磨 上海诺尼轻工机械有限公司；NDJ粘度计 上
海方瑞仪器有限公司；GJJ均质机 上海和呈仪器制造
有限公司。
2 方法
2.1 工艺流程
检验→成品[5，6]
糊化→糖化→过滤→杀菌→粉葛汁
护色←去皮切块←清洗←粉葛
↓
→调配→胶体磨
↓
杀菌
↓
拌和均匀、溶解→杀菌→冷却
↑
砂糖、不同配比稳定剂
发酵←分装封口←搅拌均匀←接种←活化←降温
↓
2.2 粉葛汁乳酸菌饮料操作要点
2.2.1 粉葛汁的制取
粉葛洗净、去皮、切块后，投入到 0.05%VC+0.1%
柠檬酸溶液中进行 1h护色处理。然后加入粉葛 5倍重
量的净化水，置于打浆机中进行打浆，完成后将汁液置
于 95℃水浴中 30min，待乳白色的浆液变成均匀透明的
稀糊体，即完成糊化[7]。α -淀粉酶的作用条件：最适温
度范围：95～97℃；最适 pH范围：5.5～6.0；α -淀粉
酶添加量 0.1%、酶解时间 30min。将稀糊体用 200目的
滤网过滤，得到的滤液为粉葛汁。将滤液置于恒温水浴
锅中 95℃杀菌 15min，备用[8]。
2.2.2 调配
蔗糖、稳定剂按一定的比例加入 70～80℃的热水中
充分溶解，经杀菌、冷却后，将一定量的粉葛汁，配入
已杀过菌的蔗糖、稳定剂、再搅拌均匀。
2.2.3 胶体磨研磨
将混合均匀的原料通过已调好间隙的加工的细度为
10～20μm的胶体磨。
2.2.4 菌种活化
将实验室提供的原始菌种在无菌操作条件下分别移
接到两支灭菌的鲜牛乳管中，接种量为 0.1%（V/V），在
42℃恒温生化培养箱中发酵至凝乳，如此连续多次培养
活化，直到牛乳凝乳快速[9]，转入冷藏备用。
2.2.5 菌种驯化
按照菌种活化的步骤，将 10%、20%、30%、40%、
50%、60%、70%、80%、90%、100%的梯度在粉葛汁中
进行活化[10]。
2.2.6 杀菌与接种
将调配好的粉葛汁溶液装入洗净的 200mL密封罐
中，封盖。混合液于 90℃下杀菌 30min，冷至 40℃左右
加入保加利亚发酵乳杆菌和嗜热链球菌混合菌剂 3%
（W/W） 左右，接种后放入 40℃、200r/min恒温震荡仪
中震荡 5min，使发酵剂充分溶解。
2.2.7 包装与发酵
无菌罐装发酵温度为 42℃，时间为 4h左右，使产
酸率达适宜。
2.3 粉葛汁乳酸菌饮料优化实验方案
1）粉葛汁添加量对乳酸菌饮料的影响
在菌种接种量为 2%，蔗糖添加量为 4%，发酵时间
5h，发酵温度 42℃，葛汁浓度为 20%的条件下，粉葛汁
添加量按照 40%、50%、60%、70%、80%、90%进行单
因素实验，再通过发酵后的感官评价确定粉葛汁的最佳
添加量。
2）乳酸菌接种量对乳酸菌饮料的影响
粉葛汁添加量按照（1）得出的最佳结果进行添加，
在发酵时间 5h，发酵温度 42℃的条件下，乳酸菌接种
量按照 1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%
进行调配及单因素实验。再通过发酵后的感官评价确定
发酵乳中的乳酸菌接种量。
3）稳定剂对乳酸菌饮料稳定性的影响
粉葛汁、接种量按照上述（1）、（2）结果进行实验，
在发酵时间 5h，发酵温度 42℃条件下，不同种类的稳
定剂（单苷酯、耐酸 CMC-Na、黄原胶、果胶、琼脂）
按照一定的比例添加到乳酸菌饮料中，进行调配及单因
素实验。从中选择稳定性能较好，成本较低的 2种稳定
剂 A、B（其单独使用的最佳百分含量分别为 n，m）。
以（n，0.2m）、（n，0.4m）、（n，0.6m）、（n，0.8m），
（0.2n，m）（0.4n，m）（0.6n，m）（0.8n，m）（n，m） 调配
到饮料中，再通过发酵后的感官评价确定最佳配比的复
合稳定剂。
2.4 配方的响应面实验
在单因素实验的结果上，选取粉葛汁添加量为
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60%、70%、80%；接种量为 2%、3%、4%；复合稳定
剂添加量为 0.12%、0.16%、0.20%。其余添加配料的添
加量均保持为蔗糖添加量 4%，发酵时间为 5h。用 De
sign Expert软件中的 Box-Behnken模型进行响应面优化
设计，以粉葛汁乳酸菌饮料的感官评分值为响应值。响
应面优化实验的因素水平见表 1。
表 1 配方的响应面设计因素水平表
Table 1 The table of response surface design level and factors about
formulation
水平 粉葛汁添加量 /% 接种量 /% 复合稳定剂添加量 /%
1 80 4 0.20
0 70 3 0.16
-1 60 2 0.12
2.5 粉葛汁乳酸菌饮料综合品质感官评价方法
感官鉴评时由 10名食品专业人员组成评议组，对
产品进行评分，其中在单因素实验中，评议组人员评分
后取其平均值作为最终得分。而在响应面实验中，则采
取模糊评价方式，计算得分。评分标准要求详见表 2。
表 2 粉葛汁乳酸饮料感官评定标准
Table 2 The sensory evaluation standards of lactic acid beverage of Kudzu
juice
评价项目 评价要点 得分
色泽
（满分 20分）
米白色，有光泽，色泽诱人 19～20
米白色，具有本品应有的色泽 16～18
米白色较淡，无夹杂物，色泽不良 11～15
微混，无光泽，米白色很淡 0～10
香味
（满分 20分）
香味浓馥幽郁，协调悦人 15～20
香味适中，但无异香 10～15
香气不足或偏淡或有异香 5～10
香气不足，使人厌恶 0～5
滋味
（满分 30分）
浓厚，协调，柔和爽口，回味绵延 28～30
调和恰当，纯正无杂 23～27
略酸，较甜腻，欠浓郁 18～22
酸，涩，苦，平淡，有异味 0～17
组织状态
（满分 30分）
无或少量乳清或沉淀析出，均匀细腻无气 20～30
有乳清析出，均匀细腻有少量气泡 10～20
有大量乳清析出，有大量颗粒状凝乳 0～10
3 结果与讨论
3.1 粉葛汁乳酸菌饮料配方单因素实验结果
1）粉葛汁添加量对乳酸菌饮料的影响
表 3 粉葛汁添加量对乳酸菌饮料品质的影响
Table 3 The effect of the adding amount of Kudzu juice on the quality of
lactic acid bacteria beverage
序
号
粉葛汁
添加量
/%
色泽 香味 滋味 组织状态
感官
得分
1 40 淡白色
粉葛香
气不足
酸味平淡，
欠浓郁，
有少量乳清析
出，颗粒状凝乳
75
2 50 米白色，
略带褐色
香气略
不足
酸味略平淡，
欠浓郁
有少量乳清析
出，颗粒凝乳
78
3 60 淡米褐色
香气略
欠缺
酸甜口感
略不足
颗粒凝乳较少 80
4 70
米白色，具
有本品应
有的色泽
香气
适宜
酸甜适口 少量颗粒凝乳 85
5 80 色泽稍深
香味
适宜
葛味稍浓 少量乳清析出 82
6 90 色泽较深
香味
过浓
葛味过浓 少量颗粒凝乳 81
通过发酵后的感官评价确定粉葛汁最佳添加比例为
70%。此时粉葛汁乳酸菌饮料的风味及口感最佳。
粉葛汁添加比例会对饮料的口感、风味、色泽以及
饮料的性质产生较大影响。由于粉葛有独特的味道，浓
度过低则香味不足以及饮料中含有的粉葛中的营养少，
如果浓度过高，则使饮料粉葛味浓，掩盖了乳酸菌饮料
应有的香气，同时降低了其他配料的溶解度，使饮料稳
定性降低。
2）接种量对粉葛汁乳酸菌饮料的影响
表 4 接种量量对粉葛汁乳酸菌饮料的影响
Table 4 The effect of inoculum size on the quality of lactic acid bacteria
beverage
序
号
接种量
/%
色泽 香味 风味
组织
状态
感官
得分
1 1.5
微混，无光泽，
米白色很淡
适中，但
无异香
乳酸味
不足
少量颗
粒凝乳
77
2 2.0
微混，无光泽，
米白色较淡
浓馥幽郁，
协调悦人
乳酸味
不足
少量颗
粒凝乳
79
3 2.5
米白色较淡，
色泽不良
浓馥幽郁，
协调悦人
乳酸味
较少
少量颗
粒凝乳
72
4 3.0
米白色，有
光泽，色泽诱人
一般浓馥幽
郁，协调悦人
乳酸味
适中
少量颗
粒凝乳
86
5 3.5
米白色，具有本
品应有的色泽
一般
乳酸味
稍浓
较多颗
粒凝乳
84
6 4.0
米白色，具有本
品应有的色泽
一般
乳酸味
稍浓
较多颗
粒凝乳
83
7 4.5
米白色，具有本
品应有的色泽
一般
乳酸味
稍浓
较多颗
粒凝乳
82
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饮料工业 2016，Vol.19，No.5
通过发酵后的感官评价确定最佳的单独使用稳定剂
及其比例为 0.1%CMC-NA和 0.1%黄原胶，此时粉葛汁
乳酸菌饮料的风味及口感最佳。
稳定剂是影响乳制品品质的重要因素，由于在酸性
环境下，乳制品本身处于不稳定的状态，乳酸菌饮料易
出现水析及沉淀，甚至水乳分层现象，因此对稳定剂的
稳定效果有更大的依赖性，要求稳定剂有很好的稳定作
用。
通过发酵后的感官评价确定蔗糖的最佳添加比例为
3.0%。此时粉葛汁乳酸菌饮料的风味及口感最佳。
经过一段时间的发酵，乳酸菌分解了原料中的一部
分糖，产生一定量的乳酸和其他一些带有香味的物质。
乳酸菌添加比例会对饮料的口感、风味、色泽以及饮料
的性质产生较大影响。菌种的接种量应该严格控制，接
种量太大则发酵过快，不利发酵乳的风味完全形成和良
好组织结构的构建，接种量太小，则发酵周期太长，污
染杂菌的几率增加。
3）稳定剂对粉葛汁乳酸菌饮料的影响
表 5 单一稳定剂对粉葛汁乳酸菌饮料的影响
Table 5 The effect of stabilizer of lactic acid bacteria beverage
序号 稳定剂及比例 /% 色泽 香味 风味 组织状态 感官得分
1 单甘酯 0.1 白色 粉葛乳酸味很淡 乳酸味不足 少量悬浮及沉淀颗粒凝乳 70
2 单甘酯 0.2 白色 粉葛乳酸味较淡 乳酸味不足，较粘稠 颗粒凝乳有较多悬浮少量沉淀 72
3 单甘酯 0.3 白色 粉葛乳酸味很淡 乳酸味不足，较粘稠 很多悬浮颗粒凝乳 73
4 单甘酯 0.4 白色 粉葛乳酸味很淡 乳酸味不足，较粘稠 很多悬浮颗粒凝乳 72
5 单甘酯 0.5 白色 粉葛乳酸味很淡 乳酸味不足，很粘稠 很多颗粒凝乳 70
6 CMC-Na0.1 乳白色 粉葛乳酸味适宜 黏度适宜 少量沉淀 85
7 CMC-Na0.2 乳白色 粉葛乳酸味适宜 黏度较稠 少量沉淀 83
8 CMC-Na0.3 乳白色 粉葛乳酸味适宜 黏度过稠 少量沉淀 80
9 CMC-Na0.4 乳白色 粉葛乳酸味适宜 黏度过稠 少量沉淀 78
10 CMC-Na0.5 乳白色 粉葛乳酸味适宜 黏度很稠 少量沉淀 76
11 果胶 0.1 褐白色 粉葛乳酸味较淡 有异味 不均匀有较多沉淀 75
12 果胶 0.2 褐白色 粉葛乳酸味很淡 有异味 不均匀，有沉淀 77
13 果胶 0.3 褐白色 粉葛乳酸味很淡 有异味 不均匀，有少量沉淀 73
14 果胶 0.4 褐白色 有异味 有异味 不均匀，有少量沉淀 72
15 果胶 0.5 褐白色 有异味 有异味 不均匀，有少量沉淀 70
16 黄原胶 0.05 乳白色 有较好的粉葛乳酸味 口感一般 少量沉淀 83
17 黄原胶 0.10 乳白色 有较好的粉葛乳酸味 口感不错 较均匀，微量沉淀 86
18 黄原胶 0.15 乳白色 较好的粉葛乳酸味 稍粘稠 较均匀，微量沉淀 84
19 黄原胶 0.20 乳白色 较好的粉葛乳酸味 较粘稠 较均匀，微量沉淀 82
20 黄原胶 0.25 乳白色 较好的粉葛乳酸味 粘稠 较均匀，微量沉淀 80
表 6 复合稳定剂对粉葛汁乳酸菌饮料的影响
Table 6 The effect of compound stabilizer of lactic acid bacteria beverage
序号 复合稳定剂种类 色泽 香味 风味 组织状态
感官
得分
1 0.1%CMC-NA+0.02%黄原胶 米白色，具有本品应有的色泽 粉葛乳酸味适宜 较好 少量颗粒凝乳 77
2 0.1%CMC-NA+0.04%黄原胶 米白色，具有本品应有的色泽 粉葛乳酸味适宜 较好 少量颗粒凝乳 79
3 0.1%CMC-NA+0.06%黄原胶 米白色，具有本品应有的色泽 粉葛乳酸味适宜 较好 组织均匀 88
4 0.1%CMC-NA+0.08%黄原胶 米白色，具有本品应有的色泽 粉葛乳酸味适宜 较粘稠 少量颗粒凝乳 84
5 0.1%CMC-NA+0.1%黄原胶 米白色，具有本品应有的色泽 粉葛乳酸味适宜 过粘稠 少量颗粒凝乳 82
6 0.08%CMC-NA+0.1%黄原胶 米白色，具有本品应有的色泽 粉葛乳酸味适宜 过粘稠 少量颗粒凝乳，少量分层 80
7 0.06%CMC-NA+0.1%黄原胶 米白色，具有本品应有的色泽 粉葛乳酸味适宜 过粘稠 少量颗粒凝乳，少量分层 79
8 0.04%CMC-NA+0.1%黄原胶 米白色，具有本品应有的色泽 粉葛乳酸味适宜 过粘稠 少量颗粒凝乳，少量分层 78
9 0.02%CMC-NA+0.1%黄原胶 米白色，具有本品应有的色泽 粉葛乳酸味适宜 过粘稠 少量颗粒凝乳，少量分层 76
※基础研究 19
饮料工业2016，Vol.19，No.5
感官
质量
因素
色泽 u1 香味 u2 滋味 u3 组织状态 u4
v1 v2 v3 v1 v2 v3 v1 v2 v3 v1 v2 v3
1 0.7 0.2 0.1 0.7 0.3 0.0 0.5 0.4 0.1 0.4 0.4 0.2
2 0.8 0.0 0.2 0.8 0.0 0.2 0.5 0.5 0.0 0.5 0.5 0.0
3 0.8 0.1 0.1 0.7 0.2 0.1 0.7 0.3 0.0 0.7 0.2 0.1
4 0.7 0.2 0.1 0.7 0.1 0.2 0.8 0.1 0.1 0.8 0.2 0.0
5 0.7 0.2 0.1 0.8 0.2 0.0 0.5 0.3 0.2 0.5 0.4 0.1
6 0.8 0.2 0.0 0.7 0.1 0.2 0.8 0.1 0.1 0.8 0.2 0.0
7 0.9 0.1 0.0 0.9 0.1 0.0 0.9 0.1 0.0 0.8 0.2 0.0
8 0.9 0.1 0.0 0.9 0.1 0.0 0.9 0.1 0.0 0.9 0.1 0.0
9 0.8 0.1 0.1 0.7 0.2 0.1 0.8 0.2 0.0 0.7 0.2 0.1
10 0.9 0.1 0.0 0.9 0.1 0.0 0.8 0.2 0.0 0.8 0.2 0..0
11 0.8 0.0 0.2 0.8 0.0 0.2 0.5 0.5 0.0 0.5 0.5 0.0
12 0.8 0.1 0.1 0.7 0.2 0.1 0.7 0.3 0.0 0.7 0.2 0.1
通过发酵后的感官评价确定最佳的复合稳定剂及其
比例为 0.1%CMC-NA和 0.06%黄原胶，此时粉葛汁乳
酸菌饮料的风味及口感最佳。
该乳酸菌饮料是一种客观不稳定分散体系，既有蛋
白质及粉葛汁微粒形成的悬浮液、脂肪的乳浊液，又有
以糖类、盐类形成的真溶液。实际生产中常发生油脂上
浮和蛋白质沉淀等质量问题，所以要添加适量的乳化
剂。复配乳化稳定剂有很多优越性，它具有协同增效的
作用，具有改善风味、口味，提高质量的作用，保证其
产品乳化稳定性，突出产品风味和具备稳定的组织状
态，防止蛋白颗粒沉降分层[11]。此稳定剂复配使用可改
变糖分和蛋白沉降速度，并具有较好的悬浮效果，提高
了产品质量，延长了保质期。
3.2 粉葛汁乳酸菌饮料的模糊评价
1）模糊矩阵的确定
根据表 1所设计的响应面因素水平，按工艺要点制
作出两组响应面相应的产品。选取 10人组成评委，分
别对 17组产品的色泽、香味、滋味与组织状态四个方
面进行评定。评定标准参加表 2。设粉葛汁乳酸菌饮料
的评定论域为 U[12]。
U=｛色泽 u1，香味 u2，滋味 u3，组织状态 u4｝
评语论域为 V，V=｛好 v1，一般 v2，差 v3｝
再根据粉葛汁乳酸菌饮料评分标准（见表 2），确定
权重集 A={0.2，0.2，0.3，0.3}，即产品品质特性中色
泽占 20分，香味占 20分，滋味占 30分，组织状态占
30分，合计 100分。最后将评定系数统计后分别除 10
得出结果，填于表 7和表 8。
表 7 评委对各配方粉葛汁乳酸菌饮料的评定结果
Table 7 The result of expert evaluation on Yam almond cakes about
formulation
2）权重分配的确定
为了避免出现双峰值，选用加权平均型的数学模型
M（誗，+），“誗”为合成算子即普通矩阵乘法。食品感官
指标综合评判的结果为 Y，Y是模糊向量 A与模糊关系
矩阵 K的合成，即：Y=A誗K，则评定结果 Y=∑AiKj，
i=1，2...n；j=1，2...m，这里 n=5，m=3。由权重集 A和
表 3.4的数据可得到 1-17号产品评定结果。
如由表 8可得到序号 1的配方模糊关系矩阵 K[13]。
K1=
0.7 0.2 0.2
0.7 0.3 0.0
0.5 0.4 0.2
0.4 0.3 0.
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑3
则评定结果 Y1=（y1y2y3）=（a1，a2，a3，a4）·K1
y1=0.2×0.7+0.2×0.7+0.3×0.5+0.3×0.4＝0.55；
y2=0.2×0.2+0.2×0.3+0.3×0.4+0.3×0.4＝0.34；
y3=0.2×0.1+0.2×0.0+0.3×0.1+0.3×0.2＝0.11；
由此可得 Y1=（0.55，0.34，0.11）
同理得出 Y2-Y17的评定结果：
Y2=（0.62，0.30，0.08）；Y3=（0.72，0.21，0.07）；Y4=（0.76，
0.21，0.03）；Y5=（0.6，0.29，0.11）；Y6=（0.77，0.20，0.03）；Y7=（0.87，
0.13，0.0）；Y8=（0.9，0.1，0.00）；Y9=（0.73，0.21，0.06）；Y10=
（0.78，0.16，0.06）；Y11=（0.78，0.21，0.01；Y12=（0.85，0.15，
0.0）；Y13=（0.64，0.32，0.02）；Y14=（0.70，0.23，0.07）；Y15=（0.57，
0.34，0.09）；Y16=（0.66，0.34，0.00）；Y17=（0.89，0.11，0.00）。
根据综合评判结果 Yj中的峰值，确定该品种所属
的评语论域级别。综合考虑 Yj中各分量的影响，确立
综合结果值 S，作为粉葛汁乳酸菌饮料总体感官品质判
定依据。
为了正确的排列顺序，使用 Hj质量等级系数[14]，j
为评语论域 V中的等级数（j=1，2...，m=3）。经过研究，
定出如下等级系数 h1=90，h2=70，h3=50，确定各序列号
配方的综合结果 S 值。如 S1=0.55×90+0.34×70+0.11×
50=78.8
同理，求得 S2-S17的值：
S2=80.8；S3=83.0；S4=84.6；S5=79.8；S6=84.9；S7=87.4；
S8=88.0；S9=83.9；S10=86.9；S11=85.2；S12=87.2；S13=81.6；
感官
质量
因素
色泽 u1 香味 u2 滋味 u3 组织状态 u4
v1 v2 v3 v1 v2 v3 v1 v2 v3 v1 v2 v312 0.8 0.1 0.1 0.7 0.2 0.1 0.7 0.3 0.0 0.7 0.2 0.1
13 0.7 0.2 0.1 0.7 0.1 0.2 0.8 0.1 0.1 0.8 0.2 0.0
14 0.7 0.2 0.1 0.8 0.2 0.0 0.5 0.3 0.2 0.5 0.4 0.1
15 0.8 0.2 0.0 0.7 0.1 0.2 0.8 0.1 0.1 0.8 0.2 0.0
16 0.8 0.0 0.2 0.7 0.1 0.2 0.5 0.5 0.0 0.5 0.5 0.0
17 0.9 0.1 0.0 0.9 0.1 0.0 0.8 0.2 0.0 0.9 0.1 0.0
续表 7
基础研究※20
饮料工业 2016，Vol.19，No.5
S14=82.4；S15=78.9；S16=82.0；S17=87.8
3.3 粉葛汁乳酸菌饮料配方响应面实验结果及分析
表 8 Box-Benhnken设计方案及实验结果
Table 8 Box-Behnken design and test results
因素
A
粉葛汁添加量 /%
B
接种量 /%
C
复合稳定剂添加量 /%
感官
评价
1 60 4.00 0.16 78.8
2 60 3.00 0.20 80.7
3 70 2.00 0.20 83.0
4 70 2.00 0.12 84.6
5 80 2.00 0.16 79.8
6 80 4.00 0.16 84.9
7 70 3.00 0.16 87.4
8 70 3.00 0.16 88.0
9 70 4.00 0.12 83.9
10 70 3.00 0.16 86.9
11 70 4.00 0.20 85.2
12 70 3.00 0.16 87.2
13 60 2.00 0.16 81.6
14 80 3.00 0.20 82.4
15 60 3.00 0.12 78.9
16 80 3.00 0.12 82.0
17 70 3.00 0.16 87.8
运用 Design-Expert7软件对数据进行回归分析，结
果如下表：
表 9 回归分析结果表
Table 9 The results of regression analysis table
因素
系数
估算
自由度
错误
标准
95%CI
Low
95%CI
High
方差膨
胀系数
截距 87.46 9 0.25 86.88 88.04
A-粉葛汁添加量 1.04 1.00 0.19 0.58 1.50 1.00
B-蔗糖添加量 0.58 1.00 0.19 0.12 1.03 1.00
C-复合稳定剂
添加量
0.24 1.00 0.19 -0.22 0.70 1.00
A2 -4.78 1.00 0.27 -5.41 -4.15 1.01
B2 -1.61 1.00 0.27 -2.24 -0.97 1.01
C2 -1.68 1.00 0.27 -2.31 -1.05 1.01
AB 2.17 1.00 0.27 1.53 -2.82 1.00
AC -0.35 1.00 0.27 -1.00 -0.30 1.00
BC 0.72 1.00 0.27 -0.077 1.37 1.00
得感官评分值（Y）的回归关系式如下:
Y=87.46 -1.04A+0.58B+0.24C -4.78A2-1.61B2-1.68C2+
2.17AB-0.35AC+0.72BC
回归模型方差分析的结果表明，该模型显著（P<0.005），
失拟项不显著，由此可见，该方程可以比较准确地描述
各因素与响应值之间的真实关系，可以利用该回归方程
确定最佳配方组成。
表 10 回归模型的方差分析
Table 10 Response surface model
变异来源 平方和 自由度 均方差 F值 Prob> F 显著性
模式 165.51 9.00 17.95 59.69 < 0.0001 **
A 8.61 1.00 8.61 28.64 0.0011 **
B 2.65 1.00 2.65 8.80 0.0209 *
C 0.45 1.00 0.45 1.50 0.2601
A2 96.20 1.00 96.20 319.99 < 0.0001 **
B2 10.85 1.00 10.85 38.08 0.0005 **
C2 11.88 1.00 11.88 39.53 0.0004 **
AB 18.92 1.00 18.92 62.94 < 0.0001 **
AC 0.49 1.00 0.49 1.63 0.2424
BC 2.10 1.00 2.10 6.99 0.0332 *
剩余值 2.10 7.00 0.30
失拟项 1.31 3.00 0.44 2.21 0.2294
纯误差 0.79 4.00 0.20
总离差 163.62 16.00
注：P<0.01为差异极显著；0.01*表示显著。
由上表可知：粉葛汁的添加量、接种量、复合稳定
剂添加量对粉葛汁乳酸菌饮料的感官品质的影响分别达
到了极显著、极显著和不显著水平。而粉葛汁的添加量
与接种量交互作用对粉葛汁乳酸菌饮料的感官品质影响
都是极显著的，粉葛汁的添加量与复合稳定剂的交互作
用对粉葛汁乳酸菌饮料的感官品质影响不显著的，而接
种量与复合稳定剂添加量交互作用对粉葛汁乳酸菌饮料
的感官品质影响都是显著的[15]。
87.6349
评
分
85.3355
83.0362
78.4375
80.7368
B：接种量
A：粉葛汁添加量
4.00
3.50
3.00
2.50
2.00 60.00
65.00
70.00
75.00
80.00
图 1 粉葛汁添加量与接种量交互作用对粉葛汁乳酸菌饮料品质的影响
Fig.1 The effect of Kudzu juice content and inoculum size of interaction on
kudzu juice lactic acid bacteria beverage quality
※基础研究 21
饮料工业2016，Vol.19，No.5
响应面图形的等高线（图 1）表明，当接种量为 3.0%
时，淮山粉添加量与糖粉添加量有明显的交互作用。粉
葛汁添加量在 60%～80%之间时，随着添加量的增加粉
葛汁乳酸菌饮料的感官评分值增大。当粉葛汁添加量
>80%时，感官评分值又随着接种量的增加而减少。
响应面图形的等高线（图 2）表明，当接种量为 3%
时，粉葛汁添加量与复合稳定剂添加量有明显的交互作
用。粉葛汁添加量在 60%～80%之间时，随着复合稳定
剂添加量的增加粉葛汁乳酸菌饮料的感官评分值增大。
当粉葛汁添加量 >80%时，感官评分值又随着复合稳定
剂添加量的增加而减少。
87.5323
评
分
86.4273
85.3224
83.1125
84.2174
B：接种量C：复合稳定剂添加量
0.20
0.18
0.16
0.14
0.12 2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
图 2 粉葛汁添加量与复合稳定剂交互作用对粉葛汁乳酸菌饮料
品质的影响
Fig.2 The effect of Kudzu juice content and compound stabilizer of
interaction on kudzu juice lactic acid bacteria beverage quality
当粉葛汁添加量为 70%时，粉葛汁添加量与糖粉添
加量有明显的交互作用。接种量在 2.0%～4.0%之间时，
随着复合稳定剂添加量的增加粉葛汁乳酸菌饮料的感官
评分值增大。当复合稳定剂添加量 >2%时，感官评分值
又随着复合稳定剂添加量的增加而减少。
87.9
评
分
85.7
83.5
79.1
81.3
A：粉葛汁添加量C：复合稳定剂添加量
0.20
0.18
0.16
0.14
0.12 60.00
65.00
70.00
75.00
80.00
图 3 接种量与复合稳定剂添加量交互作用对粉葛汁乳酸菌饮料品质
的影响
Fig.3 The effect of culum size and compound stabilizer of interaction on
kudzu juice lactic acid bacteria beverage quality
4 结论
本研究以粉葛为材料，研制出粉葛乳酸菌饮料的配
方，得到具有良好稳定性的粉葛乳酸菌饮料，得出的结
论如下：
1）粉葛乳酸菌饮料的最佳配方：添加葛汁 71.8%，添
加蔗糖 4%、发酵时间为 5h、菌种（保加利亚乳酸杆菌：
嗜热链球菌 =1∶1） 接种量 3.30%，复合稳定剂（酸性
CMC-NA:黄原胶 =5∶3）0.16%。
2）通过感官评定，制作成粉葛乳酸菌饮料后，此乳
酸菌饮料具有粉葛天然柔和粉葛香味使该饮料口感清爽
润喉，柔和，酸甜可口。
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