奶茶 优化设计及指标检验.docx
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奶茶优化设计及指标检验
一．前言
二．产品制作
1.原料
1.1红茶1.2奶粉
1.3冰糖1.4炼乳
2.设备
3.奶茶的制作工艺
三．感官评价
四．单因素实验及正交试验
1.单因素实验
1.1奶粉添加量对奶茶口味的影响
1.2红茶添加量对奶茶口味的影响
2.正交试验
五．指标检测
（一）理化指标的检测
1.蛋白质含量的检测
2.总糖含量的检测
（二）微生物指标的检测——细菌总数的检测
六．经济化指标
食品工艺与质量综合实践
——台湾奶茶
一．前言
对于学习食品质量与安全专业的学生来说，了解食品的加工工艺过程与准确掌握食品各项理化指标的检测是必不可少的专业知识。
然而目前中国食品工业总体发展水平还比较低，农产品加工率不高，产品结构不合理，生产技术水平有待提高，而且相关的食品工业质量安全监督检测体系不够健全。
在消费者购买的食品的时候，总是会很关注于食品的质量安全问题。
食品质量安全是一个关系到人民群众的身体健康、生命安全及社会经济的问题。
但我国的食品供应体系主要是围绕解决食品供给量问题而建立起来的，对于食品质量安全的关注程度不够。
我国食品行业在原料供给、生产环境、加工、包装、贮存运输及销售等环节的质量安全管理，都存在严重的不适应性。
同世界其他国家一样，目前，由致病微生物和其他有毒、有害因素引起的食物中毒和食源性疾病是对我国食品质量安全构成的最明显威助。
特别是近年来，一些企业无视国家法律，惟利是图，在食品生产加工中不按标准生产，偷工减料，掺杂使假，以假充真，滥用添加剂，以非食品原料、发霉变质原料加工食品，致使重大食品质量安全事故屡有发生，如山西溯洲毒酒事件、阜阳劣质奶粉事件、苏丹红事件等等，直接危害了人民群众健康安全，严重打击了广大消费者的消费心理。
人们谈“食”色变，食品质量安全问题构成了社会反映强烈的热点。
为了能够进一步加深我们对食品生产过程以及理化检测的认知和掌握，在宋艳翎老师的带领下，我们开始了台湾奶茶（台湾奶茶由于其口味独特、价格实惠，深受大众，尤其是青少年的喜爱）的最优化设计及理化检测的综合实践，想从中大致了解现在市场上所售奶茶的制作过程、成本以及是否存在相关质量问题等。
在《奶茶的制作研究》（黄晓琴、梁艳、张丽霞，山东农业大学园艺科学与工程学院，2007-12-29）、《奶茶的研制》（袁永俊、龙玲、邓涛、刘梅，四种工业学院包装与食品工程系，2002-04-25）、《珍珠奶茶的优化工艺》（作者不详）、《1例奶茶中污染菌的分析鉴定》（李世东、肖云、刘志国、周帼萍，武汉工业大学学院生物与制药工程学院，2010-10-15）、《对街客奶茶的成本定价分析》（黄亚男、王林、梁菁，北京师范大学经济与工商管理学院，2010-07-23）、正交试验设计书以及相关的国家标准的帮助下，制定了实验方案，完成了此次实验。
二．产品制作
1.原料
a.红茶：
本次试验中所用的红茶产自安徽；
b.冰糖：
福临门优质单晶冰糖；
c.炼奶：
雀巢原味炼奶；
d.奶粉：
完达山脱脂奶粉；
e.矿泉水：
泉阳泉矿泉水。
2.设备
电磁炉，托盘天平，锅，勺，筷子，一次性杯子。
3．制作工艺
（1）取一汤锅，将水煮沸，加入红茶煎煮，然后除去茶叶。
（2）将奶粉加入到红茶中，搅拌均匀。
（3）将白砂糖、甜炼乳分别加入至红茶，微热使其均匀溶解。
三．感官评价
项目
满分
分级
评分标准
口味
40
优
醇厚的奶香味，茶味、奶味均衡，甜味适宜，30—40
良
奶茶香味淡，茶味、奶味其一味稍淡或稍浓，甜味较淡或较浓16—29
中
无奶茶香味，茶味、奶味某一味太淡或太浓，甜味太淡或太浓1—15
颜色
20
优
灰色，16—20
良
红灰色或米白色，7—15
中
红色或白色,1—6
气味
20
优
有纯正的奶茶味，不含其他不适气味16—20
良
奶茶味较淡，含其他不适气味7—15
中
无奶茶味，不适气味浓郁1—6
杂质
10
优
不含杂质8—10
良
含有少量杂质4—7
中
含有大量杂质1—3
状态
10
优
液体状，不分层8—10
良
液体状，略有分层现象4—7
中
明显的分层现象1—3
三．单因素实验
先将500ml水煮沸，待煮沸后加入红茶5g再加热12min，然后用勺子等去除其中的茶叶，然后将奶粉12g、冰糖11g、甜炼乳1.5g加入锅中，微热使其溶解。
1.奶粉添加量不同对奶茶口味的影响
水平
奶精添加量（g）
评价结果
1
11
80
2
12
84
3
13
90
4
14
85
5
15
75
2.红茶浓度对奶茶口味的影响
水平
红茶添加量（g）
评价结果
1
6
78
2
7
81
3
8
90
4
9
84
5
10
80
四．正交试验
本次试验中，以250ml水开始试验，因此各种量均取半。
根据单因素试验，确定本次试验中的因素水平。
（1）因素水平表
水平
A
B
C（min）
D（g）
1
6.0
3.5
11
5
2
6.5
4.0
12
5.5
3
7.0
4.5
13
6
A：
奶粉添加量（g）B：
红茶添加量（g）C：
茶叶蒸煮时间（min）D：
白砂糖添加量（g）
（2）L9（34）正交试验表
A
B
C
D
评价结果
1
6.0
3.5
11
5.0
86
2
6.0
4.0
12
5.5
87
3
6.0
4.5
13
6.0
87
4
6.5
3.5
12
6.0
91
5
6.5
4.0
13
5.0
90
6
6.5
4.5
11
5.5
95
7
7.0
3.5
13
5.5
90
8
7.0
4.0
11
6.0
88
9
7.0
4.5
12
5.5
86
yj1（平均）
86.7
89
89.7
88.7
yj2（平均）
92
88.3
88.7
89.3
yj3（平均）
88
89.3
89
88.7
Rj
5.3
1.0
1.0
0.6
优水平
6.5
4.5
11
5.5
主次因素
A，BC，D
最优组合
A2B3C1D2
五．指标检测
（一）理化指标
1.总糖测定
1.1试剂：
（1）盐酸：
化学纯。
（2）30%和10%氢氧化钠溶液：
化学纯。
（3）1%次甲基蓝指示剂。
（4）1%铁氰化钾溶液：
置棕色瓶中保存，每次临用前按照下法标定其浓度：
准确称取经105℃烘干并冷却的分析纯蔗糖1.00~1.50g，用蒸馏水溶解并移入500ml容量瓶中，加水至刻度，摇匀。
吸取此液50ml于100ml容量瓶中，加盐酸5ml，摇匀。
置水浴中加热，使溶液在2~2.5min内升温至67~69℃，保持7.5~8min，使全部加热时间为10min。
取出，迅速冷却至室温。
用30%氢氧化钠溶液中和，加水至刻度，摇匀，注入滴定管中。
吸取配置好的铁氰化钾液10ml于250ml锥形瓶中，共3~5份。
各加入10%氢氧化钠溶液2.5ml、水12.5ml和玻璃珠数粒。
置石棉网上加热至沸腾，保持1min。
加入次甲基蓝指示剂一滴，立即以糖液滴定至蓝色褪去。
滴定时，先加入比预滴时约少0.5ml的糖液，煮沸1min，加指示剂一滴，再用糖液滴定至蓝色褪去。
按下式计算铁氰化钾溶液浓度：
A=W×V/（1000×0.95）
式中A—相当于10ml铁氰化钾溶液的转化糖的量（g）
W—称取的纯蔗糖的量（g）
V—滴定时消耗的糖液的体积（ml）
1000—稀释比
0.95—换算系数
1.2.操作方法
称取样品10.00~20.00g用200ml左右的水洗入500ml容量瓶中（如样品中含有较多的蛋白质、单宁、色素、胶体等，可逐渐加入20%醋酸铅液15~20ml，至沉淀完全为止。
并加入15~20ml10%硫酸钠或磷酸氢二钠溶液，至不再产生沉淀为止），加水至刻度，摇匀，过滤。
吸取滤液50ml于100ml容量瓶中，按前述试剂中铁氰化钾标定方法进行转化、中和及滴定（仅以样液代替糖液，其余操作完全相同）。
按照下式计算糖含量：
总糖（以转化糖计，%）=[A×1000/（W×V）]×100%
式中A—10ml铁氰化钾液的转化糖的量（g）
W—样品的重量（g）
V—滴定时样液消耗的量
1.3实验结果及结果分析
（1）铁氰化钾溶液标定
1
2
3
V（平均）
V（始）
5.50
4.60
9.40
4.63
V（终）
10.10
9.10
14.20
V
4.60
4.50
4.80
W=1.00g
代入数据至公式A=W×V÷（1000×0.95）得
A=1.00×4.63÷（1000×0.95）
=0.0049
（2）样品滴定
1
2
3
V（平均）
V（始）
0.70
6.50
7.30
5.82
V（终）
6.40
12.45
13.10
V
5.70
5.95
5.85
总糖（以转化糖计，%）=[A×1000/（W×V）]×100%
=0.0049×1000/（25×5.82）×100%
=3.37%
（3）结果分析：
实验所得总糖数据与实际所含较为相符。
2.蛋白质测定
2.1试剂
（1）硫酸铜（CuSO4·5H2O）；
（2）硫酸钾；
（3）硫酸（密度为1.8419g/L）；
（4）硼酸溶液（20g/L）；
（5）氢氧化钠溶液（400g/L）；
（6）硫酸标准滴定溶液[（1/2H2S04）=0.0500mol/L]或盐酸标准滴定溶液［c（HCl）=0.0500mol/L]。
（7）混合指示液：
1份甲基红乙醇溶液（1g/L）与5份溴甲酚绿乙醇溶液（1g/L）临用时混合。
也可用2份甲基红乙醇溶液（1g/L）与1份亚甲基蓝乙醉溶液（1g/L）临用时混合。
2.2仪器
凯氏定氮蒸馏装置
2.3操作方法
（1）试样处理：
称取0.20g一2.00g固体试样或2.00g一5.00g半固体试样或吸取10.00mL-25.00mL液体试样（约相当氮30mg—40mg），移入干燥的100mL或500mL定氮瓶中，加入0.2g硫酸铜、6g硫酸钾及20mL硫酸，稍摇匀后于瓶口放一小漏斗，将瓶以45°角斜支于有小孔的石棉网上。
小心加热，待内容物全部炭化，泡沫完全停止后，加强火力，并保持瓶内液体微沸，至液体呈蓝绿色澄清透明后，再继续加热0.5h—1h。
取下放冷，小心加20mL水。
放冷后，移入100mL容量瓶中，并用少量水洗定氮瓶，洗液并人容量瓶中，再加水至刻度，混匀备用。
同时做试剂空白试验。
（2）测定：
装好定氮装置，于水蒸气发生瓶内装水至三分之二处，加入数粒玻璃珠，加甲基红指示液数滴及数毫升硫酸，以保持水呈酸性，用调压器控制，加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。
（3）向接收瓶内加入10mL硼酸溶液（20g/L）及1滴一2滴混合指示液，并使冷凝管的下端插入液面下，准确吸取10mL试样处理液由小漏斗流入反应室，并以10mL水洗涤小烧杯使流入反应室内，棒状玻塞塞紧。
将10mL氢氧化钠溶液（400g/L）倒入小玻杯，提起玻塞使其缓缓流入反应室，立即将玻塞盖紧，并加水于小玻杯以防漏气。
夹紧螺旋夹，开始蒸馏。
蒸馏5min。
移动接收瓶，液面离开冷凝管下端，再蒸馏1min。
然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。
取下接收瓶。
以硫酸或盐酸标准滴定溶液（0.05mol/L）滴定至灰色或蓝紫色为终点。
同时准确吸取10ml，试剂空白消化液按（3）操作。
试样中蛋白质的含量按下式进行计算。
式中X——试样中蛋白质的含量，单位为克每百克或克每百毫升（g/100g或g/100ml）；
V1——试样消耗硫酸或盐酸标准滴定液的体积，单位为毫升（ml）；
V2——试样空白消耗硫酸或盐酸滴定液的体积，单位为毫升（ml）；
C——盐酸或硫酸标准滴定溶液浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；
0.0140——1.0ml硫酸【c（1/2H2SO4）=1.000mol/L】或盐酸【c（HCL）=1.000mol/L】标准滴定溶液相当的氮的质量，单位为克（g）；
M——试样的质量或体积，单位为克或毫升（g或ml）；
F——氮换算为蛋白质的系数。
一般食物为6.25，乳制品为6.38，面粉为5.70，玉米、高粱为6.24，花生为5.46，米为5.95，大豆及及制品为5.71，肉与肉制品为6.25，大麦、小米、燕麦、裸麦为5.83。
2.4实验结果与分析
V（始）
V（终）
V
样品滴定
3.00
5.50
2.50
空白实验
5.60
5.66
0.06
V1=2.50mL，V2=0.06mL，c=0.05mol/L，F=6.25，m=25.00mL
=2.44×0.005×0.140×6.25×100÷25.00×10/100
=0.427g/100mL
结果分析：
所测数据与实际较为相符。
（二）微生物指标的检测——细菌总数的检测
1、实验仪器与设备
1.1电热恒温培养箱：
35℃±1，30℃±1。
1.2冰箱:
2℃—5℃。
3.3恒温水浴箱：
46℃±1℃。
3.4天平：
感量0.1g。
3.5均质器。
3.6振荡器。
3.7无菌吸管：
1mL（具0.01mL刻度）、10mL（具0.1mL刻度）或微量移液器及吸头。
3.8无菌锥形瓶：
容量250mL、500mL。
3.9无菌培养皿：
直径90nm。
3.10pH计或pH比色管或精密pH试纸。
2、培养基和试剂
2.1平板计数琼脂培养基。
2.2磷酸盐缓冲液。
2.3无菌生理盐水：
称取8.5g氯化钠溶于1000mL蒸馏水中，121℃高压灭菌15min。
2.41mol/L氢氧化钠：
称取40g氢氧化钠溶于1000mL蒸馏水中。
2.51mol/L盐酸：
移取浓盐酸90mL，用蒸馏水稀释至1000mL。
3、实验步骤
3.1培养基的配制
a.成分
胰蛋白胨：
5.0g酵母浸膏：
2.5g
葡萄糖：
1.0g琼脂：
15.0g
蒸馏水：
1000ml
Ph7.0±0.2
b.制法
将上述成分加于蒸馏水中，煮沸溶解，调节pH。
分装试管或锥形瓶，121℃高压灭菌15min。
3.2磷酸缓冲液的制备
a.成分
磷酸二氢钾：
34.0g
蒸馏水:
:
5000ml
pH7.2
b.制法：
储存液：
称取34.0g的磷酸二氢钾于500ml蒸馏水中，用大约175ml的1mol/L氢氧化钠溶液调节pH至7.2，用蒸馏水稀释至1000ml后储存于冰箱。
稀释液：
取储存液1.25ml，用蒸馏水稀释至1000ml，分装于适宜容器中，121℃高压灭菌15min。
3.3样品的稀释
（1）固体或半固体样品：
称取25g样品置盛有225ml磷酸缓冲溶液或灭菌生理盐水的无菌均质杯内，8000r/min—100000r/min的速度处理1min—2min，或放入225mL稀释液的无菌均值袋中，用拍击式均质器拍打1min—2min，制成1:
10的均匀稀释液。
（2）液体样品：
以无菌吸管吸取25mL样品置盛有225ml磷酸缓冲溶液或灭菌生理盐水的无菌锥形瓶内（瓶内预置适当数量的无菌玻璃珠）中，充分混匀，制成1:
10的均匀稀释液。
（3）用1ml无菌吸管或微量移液器吸取1:
10样品稀释液1mL，沿管壁缓慢注于盛有9mL稀释液的无菌试管中（注意吸管或吸头尖端不要触及稀释液面），振摇试管或换用一支无菌吸管反复吹打使其混合均匀，制成1:
100无菌稀释液。
（4）按步骤（3），制备10倍系列稀释样品匀液。
每递增稀释一次，换用一次1mL无菌吸管或吸头。
（5）根据对样品污染状况的估计，选择2—3个适宜稀释度的样品匀液（液体样品可包括原液），在进行10倍递增稀释时，每个稀释度分别吸取1mL样品匀液加入两个无菌平皿内。
同时分别取1mL稀释液加入两个无菌平皿作为空白对照。
（6）及时将15mL—20mL冷却至46℃的平板计数琼脂培养基（可置于46℃±1℃恒温水浴箱中保温）倾注平皿，并转动平皿使其混合均匀。
3.4培养
琼脂凝固后，将平板翻转，置（28±1）℃恒温箱内培养3—5天取出，计算平板内菌落数目乘以倍数，即得1g（1mL）样品所含菌落总数。
4、菌落计算方法
（1）菌落计数方法
做平板菌落计数时，可用肉眼观查，必要时用放大镜检查，以防遗漏。
在记下各平板的菌落数后，求出同稀释度的各平板平均菌落总数。
（2）菌落计数的报告
①平板菌落数的选择
选取菌落数在30～300之间的平板作为菌落总数测定标准。
一个稀释度使用两个平板，应采用两个平板平均数，其中一个平板有较大片状菌落生长时，则不宜采用，而应以无片状菌落生长的平板作为该稀释度的菌落数，若片状菌落不到平板的一半，而其余的一半中菌落分布又很均匀，即可计算半个平板后乘2以代表全皿菌落数。
平皿内如有链状菌落生长时（菌落之间无明显界线），若仅有一条链，可视为一个菌落数；如果有不同来源的几条链，则应将每条链作为一个菌落计。
②稀释度的选择
应选择平均菌落数在30～300之间的稀释度，乘以稀释倍数报告之。
若有两上稀释度，其生长的菌落数均在30～300之间，则视两者之比如何来决定。
若其比值小于或等于2，应报告其平均数；若大于2则报告其中较小的数字。
若所有稀释度平均菌落数均大于300，则应按稀释度最高的平均菌落数乘以稀释倍数报告之。
若所有稀释度的平均菌落数均小于30，则应按稀释度最低的平均菌落数乘以稀释倍数报告之。
若所有稀释度均无菌落生长，则以小于1乘以最低稀释倍数报告之。
若所有稀释度的平均菌落数均不在30～300之间，其中一部分大于300或小于30时，则以最接近30或300的平均菌落数乘以稀释倍数报告之。
③菌落数的报告
菌落数在100以内时，按其实有数报告，大于100时，采用二位有效数字，在二位有效数字后面的数值，以四舍五入方法计算。
为了缩短数字后面的零数，也可用10的指数来表示。
5.实验结果
本次实验做了三个培养基，分别是1:
100、1:
1000及空白培养基。
在培养基放入培养箱后的第三日（即9月16日）初步观察，发现1:
100以及空白培养基中均无明显的菌落生长状况，1:
1000培养基中有少数微生物存在迹象。
培养基放入培养箱后第六日（即9月19日）取出培养基观察，发现标为空白的培养基中有两个明显的染菌菌落；1:
100培养基中没有明显的菌落生长迹象；1:
1000中微生物较多，有明显的空气菌、酵母菌等染菌所形成的菌落，也有样品中微生物所形成的浅乳白色的不太明显的菌落迹象。
在这次试验中，染菌现象较为明显，另外标签也可能存在问题，总而言之是一次失败的实验。
分析失败的原因，大概有以下几点：
1.未严格遵守无菌操作，在实验过程中带入杂菌；2.标签是在培养基配制完成前贴于培养基盖上，在培养基制作过程中，两人同时操作，混淆实验标签。
在这次微生物实验中，很明显地暴露出了实验习惯的不好，以及实验相关理论知识的欠缺，以后要改正。
六．经济化指标
180g奶茶
市场价
实验用量
成本（元）
矿泉水
4.5元/3L
250mL
0.375
红茶
15元/50g
4.0g
1.2
冰糖
7.8元/350g
5.5g
0.123
奶粉
29.6/400g
6.5g
0.481
炼奶
10.9/185g
1.5g
0.088
电
0.55元/度
0.05度
0.023
人工费
6元/h
0.30
总成本
2.59
考虑到市场推广以及店面出租所需用钱，市场售价为12元/500mL，所针对的为小资、白领等收入较为客观的或者是享受生活的青年。
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