Concevoir la formulation du café instantané Cistanche et optimiser son processus de fabrication

ABSTRAIT:

Objectif : Optimiser le processus de formulation et de fabrication decafé instantané Cistancheselon la situation réelle de l'usine.

Méthodes : La formulation decafé instantané Cistanchea été optimisé par une évaluation sensorielle floue combinée à une conception de mélange optimale D, et les effets de la poudre de crème totale, de la teneur en sucre, de la poudre d'extrait total et du rapport massique deCistancheet concentrés de café sur le score sensoriel ont été étudiés. Le modèle de régression entre les composants et l'évaluation sensorielle du café instantané Cistanche a été établi, et les meilleures conditions de fabrication ont été optimisées par le logiciel JMP.

Résultats : La formulation optimale decafé instantané Cistancheétait comme suit : 20 % de poudre de crème totale, 25 % de sucre mou, 55 % de poudre d'extrait total, le rapport deCafé Cistanchewas 1:2 (m:m), the ratio of two mixed concentrates to maltodextrin was 1:0.6 and the ratio of powder to water at 1:8 was the best ratio. It was verified that the sensory score in this condition was 96.80 with a deviation from the predicted sensory score of 0.23%, and there was no significant difference (P>0.05). 

Conclusion La méthode et le modèle établis dans cette étude sont réels et efficaces, ce qui peut fournir une base et des références pour une production pratique.

MOTS CLÉS:Cistanche; café instantané; évaluation sensorielle floue ; conception de mélange D-optimale ; JMP

Introduction

Cistanche a été enregistré pour la première fois dans "Shen Nong's Materia Medica" et a été répertorié comme la meilleure note. Son goût est sucré, salé et chaud dans la nature. Il a pour fonctions de revigorer les reins et de renforcer le yang, de nourrir le sang et d'humidifier la sécheresse, et d'humidifier les intestins et la défécation. Il traite principalement l'impuissance et l'émission séminale causées par une déficience du yang des reins, une insuffisance d'essence et de sang, une turbidité blanche, des douleurs à la taille et aux genoux, des acouphènes, des vertiges, l'infertilité due au froid dans le palais et la constipation due à la sécheresse des intestins. [1–2]. Cistanche a une valeur médicinale et comestible importante et est connu sous le nom de "ginseng du désert"[3]. Des études pharmacologiques modernes ont montré que Cistanche a divers effets pharmacologiques tels que l'anti-fatigue, l'anti-vieillissement, l'anti-oxydation, l'amélioration de l'immunité, la neuroprotection et l'effet laxatif [4]. Ces dernières années, avec le vieillissement de la population de mon pays et l'attention croissante des gens à la santé, la recherche, le développement et l'utilisation de Cistanche Cistanche sont progressivement devenus un point chaud, et l'industrie Cistanche Cistanche s'est développée rapidement.

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Le 6 janvier 2020, la Commission nationale de la santé et de la santé et l'Administration d'État pour la réglementation du marché ont publié conjointement l'"Avis sur les travaux pilotes sur la gestion de 9 substances telles que Codonopsis pilosula qui sont à la fois des aliments et des matières médicinales chinoises selon la tradition" Guowei Food Letter [2019] n° 311, il est proposé de réaliser des travaux pilotes sur la production et l'exploitation de 9 substances telles que Cistanche qui sont à la fois des aliments et des matériaux médicinaux traditionnels chinois [5], fournissant un soutien politique à la recherche et au développement des aliments fonctionnels de Cistanche Le café, avec le cacao et le thé, est connu comme les trois principales boissons au monde et a divers effets tels que rafraîchir, faciliter la digestion, abaisser les lipides et la glycémie, étancher la soif et la diurèse et améliorer le métabolisme du glucose. [6]. Les principaux principes actifs du café, tels que l'acide chlorogénique, la caféine, la trigonelline, le cafestol, etc., sont progressivement devenus connus du public ces dernières années [7]. On estime que d'ici la fin de 2023, l'échelle de consommation du marché du café de mon pays dépassera 180 milliards de yuans [8].

Selon les rapports, les boissons au café aromatisées au lait avec moins d'amertume, une douceur modérée et un goût doux sont plus populaires en Chine [9‒10]. Par conséquent, dans l'amélioration de la technologie de traitement et du contrôle de la qualité, l'amertume du café peut être réduite de manière appropriée et la proportion de sucre et de lait en poudre peut être augmentée pour améliorer la préférence des consommateurs nationaux pour les produits à base de café.

À l'heure actuelle, les rapports de recherche sur Cistanche se concentrent principalement sur ses principaux constituants chimiques, ses effets pharmacologiques et ses fonctions de soins de santé, qui se limitent à la recherche fondamentale [2]. Le nombre de demandes de brevet pour Cistanche est relativement important, mais peu sont convertis en produits ou en applications pratiques[11], tandis que les produits de Cistanche en Mongolie intérieure, au Gansu et au Xinjiang sont principalement basés sur les matières premières de Cistanche, et il existe peu de produits transformés en profondeur[12]. Par conséquent, il est d'une grande importance pratique de développer les produits Cistanche, d'enrichir leur structure de produit, de renforcer la transformation des produits et de promouvoir le développement des industries de transformation profonde en aval [12].

La méthode d'évaluation globale floue est une méthode d'évaluation globale après quantification de certains facteurs aux limites floues et difficiles à quantifier en utilisant certains concepts de mathématiques floues et en appliquant le principe de synthèse de relations floues [13]. Tenir compte de l'impact de différents facteurs sur le produit, afin de faire une évaluation objective, précise et scientifiquement raisonnable [14‒15]. Le plan de mélange D-optimal consiste à étudier une ou plusieurs variables de réponse en fonction du changement de composition du mélange. En partant du principe que la proportion totale des composants du mélange est égale à 100 %, en comparant la relation entre les différents rapports de chaque facteur expérimental et les variables de réponse, nous pouvons obtenir qu'il a les caractéristiques d'un nombre inférieur d'expériences, d'informations suffisantes et grande précision de prédiction des paramètres [16–19].

Le logiciel JMP est un logiciel interactif de découverte statistique visuelle [20]. Il possède de puissantes fonctions de conception expérimentale, couvrant presque tous les outils de conception expérimentale courants [21]. Sous le principe de contrôler efficacement les erreurs, il peut utiliser moins d'expériences. , obtiennent des résultats fiables et sont largement utilisés [22–23]. Dans cette étude, la méthode d'évaluation globale floue combinée à la conception de mélange optimal D [24‒25] a été utilisée pour optimiser la formule de café instantané de Cistanche, café, maltodextrine, poudre non grasse et lait écrémé en poudre à travers le test expérimental personnalisé. conception du logiciel JMP. L'effet du rapport de combinaison de 6 matières premières, du sucre blanc mou et du rapport de mélange de l'eau pure sur le score sensoriel du café instantané Cistanche, un modèle de régression entre chaque composant et l'évaluation sensorielle du café instantané Cistanche a été établi et une optimisation supplémentaire a été réalisée en combinaison avec la situation réelle de l'usine pour obtenir les meilleurs résultats. conditions de traitement optimales, afin d'obtenir une cistanche instantanée avec une meilleure qualité sensorielle et une saveur caractéristique

Le café jette également les bases d'un meilleur développement et de la production de produits connexes.

1 Matériels et méthodes

1.1 Matériels et réactifs

Tranches séchées de Cistanche tubulosa (Hetian, Xinjiang); eau purifiée (Zhejiang Wahaha Changsheng Canned Food Co., Ltd.); Petits grains de café italiens du Yunnan (Kunming Friyang Coffee Co., Ltd.); Poudre de lait écrémé instantané Kalinka (Kalinkovich Dairy Processing Plant); Crème non laitière au lait condensé Chayou (Guangdong Wenhui Food Co., Ltd.); Maltodextrine (Shandong Dongwang Sugar Co., Ltd.); Sucre mou blanc (Liaoning Sugar Distribution

Co., Ltd.); poudre de café instantané lyophilisé (fait maison); norme de caféine (pureté supérieure ou égale à 98 pour cent, Shanghai Chunyou Biotechnology Co., Ltd.).

1.2 Instruments et équipement

DFT-200Un broyeur universel à grande vitesse (Hangzhou Jutong Electronics Co., Ltd.) ; Compteur de concentration de café VSTLAB (société américaine VST); Four de séchage sous vide DZF-6020 (Shanghai Boxun Medical Biological Instrument Co., Ltd.) ; Lyophilisateur sous vide LG-1 (Beijing Songyuan Huaxing Technology Development Co., Ltd.) ; Unité multifonctionnelle d'extraction et de concentration TNH (Wenzhou Jinbang Light Industry Machinery Co., Ltd.); Sécheur sous vide à bande BVD4-30 (Wenzhou Jinbang Light Industry Machinery Co., Ltd.) ; HDA - Plus de 200 mélangeurs de mouvement (Zhejiang Xiaolun Pharmaceutical Machinery Co., Ltd.) ; L-2130 chromatographe liquide haute performance (Japon HITACHI Instrument Co., Ltd.) ; K9840 Analyseur d'azote automatique Kjeldahl (Shandong Haineng Scientific Instrument Co., Ltd.).

1.3 Méthode expérimentale

Cette étude a pris comme exemple la préparation du café instantané Cistanche Cistanche en laboratoire combiné avec le test en usine, et a réalisé une évaluation sensorielle sur l'effet de moulage et la qualité du produit fini du café instantané Cistanche Cistanche.

1.3.1 Flux de processus

Préparation de la poudre d'infusion totale de café cistanche → mélange des ingrédients → criblage → remplissage mesuré → emballage → inspection → produit fini.

1.3.2 Points de fonctionnement

(1) Préparation de la poudre d'extrait total de café Cistanche Cistanche

100 kg chacun de tranches de Cistanche et de grains de café ont été extraits selon le meilleur procédé d'extraction optimisé en laboratoire [26-27], filtrés à travers un double filtre, concentrés à une densité relative fixe par un concentrateur à double effet sous vide, et concentrés à une densité relative fixe par un concentrateur sphérique. Le concentré est additionné de maltodextrine dans une certaine proportion pour rendre la densité du liquide supérieure à 1,25 g/cm3, puis il est séché dans un séchoir à bande sous vide, pulvérisé, passé à travers un 80-tamis à mailles et mis de côté pour plus tard utilisation.

(2) Mélanger les ingrédients

Mélanger le lait écrémé en poudre, la crème non laitière, le sucre blanc mou et la poudre de café instantané lyophilisé dans une certaine proportion. Mettez les ingrédients préparés dans le mélangeur multisports et mélangez uniformément.

2 Résultats et analyse

2.1 Résultats de l'enquête sur le processus de moulage de poudre par trempage total

Dans le processus de séchage à bande, lorsque la densité relative du matériau est faible, la forte teneur en eau prolonge le temps de séchage et, en même temps, le matériau peut facilement déborder de la piste ou éclabousser et provoquer des pertes. Lorsque la densité du matériau est supérieure à 1,30 g/cm3, il est facile de bloquer le distributeur, et cela entraînera également une distribution discontinue et inégale [37]. Étant donné que la vitesse de la chenille est suffisamment lente et que la durée du concentré dans l'état de vide est suffisamment longue, la teneur en humidité du produit séché final n'est pas très différente [38]. Cependant, si la quantité de maltodextrine ajoutée est trop petite, la poudre d'extrait totale n'est pas facile à sécher en poudre. Après avoir étudié le rapport du concentré mixte et de la maltodextrine, les résultats sont présentés dans le tableau 3. Il a été constaté qu'à partir du rapport du concentré mixte à la maltodextrine de 1:0,6, le matériau était uniforme, continu, avec peu de bulles, et le la couleur de la poudre est progressivement devenue plus claire. Compte tenu du facteur coût et de la qualité du produit fini, il convient de choisir celui qui peut rendre sèche la poudre de lixiviation totale. Ajout minimum de maltodextrine en poudre.

Enfin, le rapport d'ajout de maltodextrine a été sélectionné comme 1 :0.6 pour les expériences ultérieures. 2.2 Méthodes d'évaluation sensorielle et résultats d'évaluation Selon la conception expérimentale, un total de 18 groupes d'expériences ont été menés et 10 dégustateurs ont évalué les performances externes, la complexité du goût et le goût de base du café instantané Cistanche. Les résultats de l'évaluation expérimentale du premier groupe et le nombre de juges pour chaque grade sont présentés dans le tableau 4.

2.8 Résultats des tests des indicateurs physiques et chimiques et des indicateurs microbiens

La teneur en humidité est inférieure ou égale à 4,0 pour cent, la teneur en protéines est supérieure ou égale à 4 pour cent et la teneur en caféine est supérieure ou égale à 1200 mg/kg, ce qui répond aux exigences techniques pour le contenu pertinent des boissons à base de café instantané/instantané en GB/T 29602-2013 "Boissons solides". Le nombre total de colonies est inférieur ou égal à 1000 UFC/g, la bactérie coliforme est inférieure ou égale à 10 MPN/100 g, la moisissure est inférieure ou égale à 20 UFC/g, la levure est inférieure ou égale égale à 20 UFC/g, et les bactéries pathogènes ne sont pas détectées, le tout conformément aux exigences de limite microbienne GB 7101-2015 " dans la norme nationale de sécurité alimentaire pour les boissons.

3 Conclusion et discussion

Il existe de nombreux facteurs de formule à optimiser dans cette étude, et chaque composant augmente et diminue. Par exemple, en utilisant des expériences orthogonales, une surface de réponse et d'autres méthodes de conception expérimentale, il est impossible de filtrer de manière complète et stéréoscopique la formule optimale avec un petit nombre d'expériences. La formule est composée de 6 matières premières, et le facteur de mélange et le facteur continu sont ajoutés via la conception personnalisée du logiciel JMP. Le modèle de prédiction optimisé est réel et efficace et peut fournir une référence pour la production réelle. La littérature et les brevets liés au café Cistanche ont été fouillés, et il a été constaté qu'il y avait peu d'études connexes [32,40].

Basée sur le processus de préparation en laboratoire, cette étude a encore optimisé le processus de préparation du café instantané Cistanche sur la chaîne de production, amélioré le taux de réussite de la transition vers la production à grande échelle et établi des normes pour que le produit s'adapte aux exigences de production des usines. Dans la recherche de suivi, une attention devrait être accordée au contrôle des normes de contenu de ses ingrédients actifs intrinsèques (glycosides de phényléthanol, caféine, etc.), et en même temps, une attention devrait être accordée à la résolution des problèmes tels que la la perte de l'extrait et la difficulté à concentrer les matériaux lors du processus d'optimisation. Le café instantané Cistanche cistanche préparé dans cette étude explore une nouvelle façon de développer et d'utiliser en profondeur le cistanche et le café et leur traitement en profondeur, et apporte également une toute nouvelle saveur et un nouveau choix aux consommateurs de café nationaux.

Si vous avez des questions sur Cistanche Coffee, veuillez nous envoyer un e-mail à : wallence.suen@wecistanche.com