檸檬精油是以新鮮檸檬果皮為原料，采用冷榨法提取,主要為檸檬烯和檸檬醛等成分，是少數可食用精油之一。其氣味清香，有提神澄思、消除倦怠感、促進血液循環、降血壓、抗氧化、改善消化系統等功效,富含維生素B、C和天然果酸，對皮膚斑點、細紋有改善作用。
冰淇淋是深受人們喜愛的一種冷凍休閑食品。目前，冰淇淋中風味成分大多依靠添加食用香精，價格低，營養價值低。隨著消費者對食品安全重視，用天然食品添加劑替代合成添加劑，賦予冰淇淋天然風味和營養價值，正逐漸成為大健康背景下的發展趨勢。
本文將檸檬精油作為天然食品添加劑用于冰淇淋冷飲產品，研究不同奶粉添加量、蔗糖添加量、檸檬精油添加量、老化時間對檸檬風味冰淇淋感官品質影響，確定最優配方及工藝參數。探索檸檬精油用于冰淇淋等冷飲的潛能，為檸檬精油用于冰淇淋產品提供理論基礎，也為檸檬資源精深加工產品開發提供新思路。
01 材料與方法
1.1 材料
奶粉、稀奶油、蔗糖、檸檬精油。
1.2 冰淇淋制作工藝要點
（1）原料處理及混合樣配制。將奶粉放入容器中，加入熱水，稱取適量蔗糖溶化。稀奶油融化后加入混料，取檸檬精油和穩定劑加入混料，充分混合，均質。
（2）攪拌。使用破壁機攪拌2min，重復2次。
（3）殺菌。將料液移至燒杯中，熱水浴殺菌30min。將殺菌后的料液用保鮮膜封口，快速放入冰箱迅速冷卻到5℃以下。
（4）老化。將冷卻好的料液放入冰箱冷藏室老化，可賦予冰淇淋細膩組織和口感。老化時間至少12h，效果最佳。
（5）凝凍。通過冰淇淋機強烈攪拌，使冰淇淋中混入空氣，造成料液體積增加。將老化好的料液從冰箱中取出，倒入冰淇淋機進行凝凍。
1.3 單因素試驗
本試驗基準量1000g混合料液，稀奶油2.5%、羧甲基纖維素鈉0.1%、黃原膠0.1%條件下，研究蔗糖添加量、檸檬精油添加量、奶粉添加量和老化時間4個因素對檸檬風味冰淇淋感官評分影響。各因素選取水平見表1。
1.4 響應面試驗優化
基于單因素試驗結果，選取奶粉添加量（A）、蔗糖添加量（B）、檸檬精油添加量（C）、老化時間（D）4個因素進行響應面試驗。以感官評分作為響應值，響應值越大，配比效果越好。用響應面法進行配方試驗優化。
1.5 感官評價方法
由10人組成感官評定小組，對檸檬風味冰淇淋形態、口味、組織及滋味進行感官評價，滿分100分，取10個感官評分平均分。具體感官評分標準見表2。
02 結果與分析
2.1 奶粉添加量對檸檬風味冰淇淋感官評分的影響
如圖1，奶粉添加量9%、10%、11%、12%和13%時，感官評分呈先上升后下降趨勢。 奶粉添加量11%時，檸檬風味冰淇淋感官評分最高，口感細膩，奶味適中。奶粉添加量過低，產品乳脂香氣不明顯。添加量過高，奶香味過濃，產生膩感，感官評分降低。
2.2 蔗糖添加量對檸檬風味冰淇淋感官評分的影響
如圖2，蔗糖添加量為8%、9%、10%、11%和12%時，感官評分呈先下降后提升再下降趨勢。蔗糖添加量大于11%時感官評分開始下降。蔗糖添加量過低，冰淇淋無明顯甜味，影響口味。蔗糖添加量過高，冰淇淋過甜，接受度低且熱量高。
2.3 檸檬精油添加量對檸檬風味冰淇淋感官評分的影響
如圖3，檸檬精油添加量為45μL、50μL、55μL、60μL和65μL時，冰淇淋感官評分呈先上升后下降趨勢。檸檬精油添加量60μL時，感官評分最高。檸檬精油添加量過低，冰淇淋檸檬風味寡淡。檸檬精油添加量過高，冰淇淋略帶苦感。
2.4 老化時間對檸檬風味冰淇淋感官評分的影響
由圖4，隨著老化時間延長，冰淇淋感官評分呈先升高后降低趨勢。
21h時達最大值，冰淇淋組織細膩，感官品質較好。因此，根據單因素優化結果，最佳老化時間21h。
2.5 中心組合試驗設計及結果
選取奶粉添加量（A）、蔗糖添加量（B）、檸檬精油添加量（C）、老化時間（D）4個因素進行響應面試驗，以感官評分作為響應值，采用Box-Behnken中心組合設計進行響應面優化試驗，因素及編碼見表3，在中心值重復5次。
采用Design-Expert8.0.6軟件對冰淇淋配方進行響應面試驗優化。其中心組合設計及結果如表4所示。
2.6 回歸方程建立與分析
采用Design-Expert8.0.6軟件對表4的數據進行擬合，得到感官評分的回歸方程：
2.7 方差分析
對冰淇淋感官評分數學模型進行顯著性檢驗，結果見表5。
回歸模型P﹤0.001，具有高度顯著性，失擬項P=0.3773>0.05，不具有顯著性，說明該模型與實際模型相差較小，數據可靠，可進行響應面分析。模型相關系數R2=0.9571，RAdj=0.9142，說明該模型可解釋91.42%感官評分變化。檸檬精油添加量對感官評分影響最大，且顯著（P﹤0.05）。因此，對感官評分影響由大到小依次為：檸檬精油添加量（C）＞蔗糖添加量（B）＞奶粉添加量（A）＞老化時間（D）。
2.8 響應面分析及優化
基于回歸方程，得出奶粉添加量、檸檬精油添加量、蔗糖添加量和老化時間4個因素及其交互作用對冰淇淋感官評分影響。
由結果可知，A與C形成響應面曲面坡度最陡峭（圖5），對檸檬風味冰淇淋感官評分影響顯著（P<0.05）。由響應面圖可看出，A、B、C、D 4個因素的圖形都呈弧形，隨著添加量或時間增大呈先上升后下降趨勢。檸檬精油弧度最大，老化時間弧度相對較小，兩兩交互的響應面圖均存在最高點，且它們的等高線圖存在中心點。故A、B、C、D這4個因素存在極值，即存在最適檸檬精油添加量、蔗糖添加量、奶粉添加量、老化時間。
2.9 響應面優化結果
通過軟件Design-Expert8.0.6軟件處理數據，預測感官評分最大值。A=10.96%、B=11.09%、C=60.30、D=21.01試驗所得理論感官評分最高（87.9分）。結合實際，設置老化時間21h。即奶粉添加量11%、蔗糖添加量為11%、檸檬精油添加量60.3μL、老化時間21h。
2.10 驗證試驗
按照響應面預測數據，制作檸檬風味冰淇淋。分別對產品進行3次感官評價，均分88.3分，與模型預測的感官評分值接近。冰淇淋具有良好檸檬風味和較好組織形態，說明該模型能很好預測實際情況。
2.11 感官評價
按響應面試驗結果，奶粉添加量11%、蔗糖添加量11%、檸檬精油添加量60.3μL、老化時間21h、稀奶油2%、羧甲基纖維素鈉和黃原膠各0.1%時，檸檬風味冰淇淋具有冰淇淋應有形狀，呈均勻乳白色，組織緊密細膩、潤滑，無明顯異物。表面無肉眼可見粗糙冰晶，未見氣孔，組織無塌陷，具有較濃郁檸檬風味。
