王瀅穎,周晨霞,姚亞亞,郭愛良,劉爽,李慧靜
(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,河北 保定 071001)
小麥?zhǔn)鞘澜缰饕Z食作物之一,小麥胚芽是小麥子粒的營(yíng)養(yǎng)之源,含有極其豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和礦物質(zhì)以及微量的生理活性成分[1],有“人類天然的營(yíng)養(yǎng)寶庫(kù)”和“人類的生命之源”之稱。小麥胚芽有著非常高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值,目前小麥胚芽主要應(yīng)用于焙烤制成餅干、面包等產(chǎn)品和可以沖調(diào)的小麥胚芽粉作為代餐食品,將小麥胚芽與牛乳結(jié)合的產(chǎn)品鮮有報(bào)道。我國(guó)小麥總產(chǎn)量居世界第1 位,因此,需要進(jìn)一步研究小麥胚芽的加工工藝和創(chuàng)新產(chǎn)品,使其在食品中得到更加廣泛的應(yīng)用[2]。
乳飲料是以乳或乳制品為原料,加入水,以及白砂糖(甜味劑)、酸味劑、果汁、茶、咖啡、植物提取液等一種或幾種調(diào)制而成的飲料[3,4]。隨著我國(guó)居民消費(fèi)水平的不斷提高,人們對(duì)飲料的需求正從嗜好型向營(yíng)養(yǎng)保健型轉(zhuǎn)變,因此,開發(fā)研制高品質(zhì)乳蛋白飲料市場(chǎng)潛力大、社會(huì)效益高。乳飲料是以牛乳或乳制品為主要原料的一種品質(zhì)均一、清香純正,集營(yíng)養(yǎng)與保健于一體的液態(tài)蛋白食品[5]。乳中的磷、鈣比例適當(dāng),有利于人體對(duì)鈣的吸收,是人體鈣的最佳來源[6]。由于乳飲料性質(zhì)不穩(wěn)定,容易發(fā)生分層和沉淀,因此,在生產(chǎn)過程中需添加一定量的穩(wěn)定劑來達(dá)到組織穩(wěn)定、降低沉淀率的效果[7,8]。目前產(chǎn)品穩(wěn)定性是通過離心處理測(cè)定的方法來判斷[9],穩(wěn)定性好的產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中可以減少損失,在產(chǎn)品銷售期間能更好地滿足消費(fèi)者的感官需求。
國(guó)家一級(jí)營(yíng)養(yǎng)師王亮介紹,小麥胚芽最簡(jiǎn)單、最方便、最有營(yíng)養(yǎng)的吃法是加入牛奶[10]。Mcrae[11]也研究了全谷物中的胚芽含有具有生理活性功能的多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),有利于人體健康。我國(guó)自古以來漢族人數(shù)居多,形成了與游牧文明不同的農(nóng)耕文明,擁有將谷物作為日常膳食的生活習(xí)慣[12]。建國(guó)以來人們逐漸意識(shí)到日常飲食中缺少乳制品的營(yíng)養(yǎng),所以,市場(chǎng)上出現(xiàn)各式各樣的乳飲料來滿足人們的營(yíng)養(yǎng)和口味需求。小麥胚芽乳飲料具有創(chuàng)新的口味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,其中,創(chuàng)新的感官體驗(yàn)在于小麥胚芽經(jīng)過高溫烘烤磨制成粉后會(huì)釋放出小麥獨(dú)特的焙烤香味,同時(shí)顏色呈淺褐色,乳粉經(jīng)過沏調(diào)后也會(huì)釋放出濃郁的奶香氣味,將小麥胚芽與牛乳結(jié)合可以沖淡牛乳的奶腥味氣味,口感更加細(xì)膩豐富;豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值在于小麥胚芽乳飲料是植物蛋白與乳蛋白[13]結(jié)合形成的高蛋白飲料,同時(shí)小麥胚芽含有豐富的礦物質(zhì)和維生素,彌補(bǔ)了牛乳礦物質(zhì)含量低的不足。將健康谷物[14]加入牛乳中制作出高營(yíng)養(yǎng)[15]的食品,不僅滿足了消費(fèi)者對(duì)乳品種類和營(yíng)養(yǎng)的需求,還優(yōu)化了乳品的加工特性,具有良好的市場(chǎng)發(fā)展前景。同時(shí)配方中添加了少量精鹽,賦予了制品獨(dú)特的咸味。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)越來越多的含有健康谷物的乳制品,但尚未發(fā)現(xiàn)含有小麥胚芽的乳制品,所以小麥胚芽乳飲料具有良好的市場(chǎng)前景。
以小麥胚芽和乳粉為主要原料,小麥胚芽經(jīng)高溫烘烤后降低了物料水分和酶活[16,17],磨制成粉后加入到牛乳中混調(diào),不添加香精和色素,通過合理配比,經(jīng)過巴氏殺菌工藝更好地保留了原料本身的香氣[18]。通過進(jìn)一步調(diào)整配方和工藝,可以制作出組織更穩(wěn)定、口感更好的產(chǎn)品。小麥胚芽乳飲料良好地結(jié)合了牛乳和小麥胚芽的共同優(yōu)點(diǎn),將小麥胚芽創(chuàng)新性地應(yīng)用到乳制品中,同時(shí)滿足了人們對(duì)于高蛋白和植物纖維的營(yíng)養(yǎng)需要,以及口味豐富、色澤飽滿的感官需求[19]。小麥胚芽乳飲料生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、易控制,適合工廠化生產(chǎn),可以較好地市場(chǎng)化銷售。同時(shí),小麥胚芽乳飲料也為小麥胚芽等更多健康谷物的開發(fā)采用提供了一種新途徑,為今后研制出更多品種的小麥胚芽制品提供了思路,具有實(shí)際意義和研究?jī)r(jià)值。
食品材料有小麥胚芽、乳粉、白砂糖、鹽和果膠(表1)。試驗(yàn)用到的儀器有電子天平、電熱鼓風(fēng)干燥箱、恒溫水浴鍋、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、離心機(jī)等(表2)。
表1 食品材料Table 1 Food materials
表2 試驗(yàn)儀器Table 2 Testing instruments
1.2.1 生產(chǎn)工藝 小麥胚芽乳飲料是將小麥胚芽經(jīng)高溫烘烤后磨制成粉,然后加入到牛乳中調(diào)配制成(圖1)。
1.2.2 關(guān)鍵控制點(diǎn) (1) 小麥胚芽粉制作:稱取一定量的小麥胚芽,放入底火和面火均為120 ℃的高溫烘箱中烘烤10 min(5 min 時(shí)翻烤1 次);待小麥胚芽溫度降至室溫后用粉碎機(jī)粉碎,過100 目篩。(2)預(yù)調(diào):稱取一定量的果膠、白砂糖、鹽,在干燥條件下混勻,緩慢加入80 ℃溫水并攪拌至果膠溶解。(3)調(diào)配:當(dāng)預(yù)調(diào)的配料溫度降至30 ℃左右時(shí)加入小麥胚芽粉,混合3 min 至小麥胚芽粉全部溶解到水中;將混合好的原料升溫至50~55 ℃,加入一定量的乳粉,邊加料邊快速攪拌,至乳粉全部溶解。 (4)勻漿:將調(diào)配好的原料加入勻漿機(jī)內(nèi),打漿2 次,每次10 s。 (5) 殺菌和冷藏:用水浴鍋95 ℃水浴殺菌5 min,及時(shí)取出成品,放入冷藏箱中冷藏。
圖1 小麥胚芽乳飲料的生產(chǎn)工藝Fig.1 Production process of wheat germ milk beverage
1.2.3 單因素試驗(yàn) 為明確單因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響,在其他因素固定的條件下,進(jìn)行某一單因素不同水平對(duì)乳飲料滋味和穩(wěn)定率影響的試驗(yàn)。試驗(yàn)單因素有4 個(gè),分別是鹽、白砂糖、小麥胚芽粉、乳粉添加量。
1.2.3.1 鹽添加量對(duì)乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率的影響。量取水100 mL,添加乳粉12.5%、白砂糖3.0%、小麥胚芽粉1.00%、果膠0.10%,試驗(yàn)設(shè)鹽用量0.250%、0.375%、0.500%、0.625%、0.750%計(jì)5 個(gè)處理。依據(jù)不同鹽添加量的產(chǎn)品滋味評(píng)分(表3),對(duì)所得制品進(jìn)行滋味評(píng)分。
表3 不同鹽添加量的產(chǎn)品滋味評(píng)分Table 3 Product’s taste scores of different salt additions
稱取少量樣品置于離心管中,在轉(zhuǎn)速3 500 r/min條件下離心10 min,將離心管取出后放入60 ℃烘箱中烘60 min,取出并稱量。根據(jù)公式,計(jì)算穩(wěn)定率:
穩(wěn)定率(%)=(1-沉淀質(zhì)量/樣液質(zhì)量)×100%[4]
式中,沉淀質(zhì)量為離心后沉淀經(jīng)60 ℃烘干60 min后所得沉淀質(zhì)量(單位:g);溶液質(zhì)量為所稱取的產(chǎn)品質(zhì)量(單位:g)。
綜合乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率2 個(gè)指標(biāo),初步確定鹽的適宜添加量。
1.2.3.2 白砂糖添加量對(duì)乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率的影響。量取水100 mL,添加乳粉12.5%、小麥胚芽粉1.00%、鹽0.375%、果膠0.1%,試驗(yàn)設(shè)白砂糖用量2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%計(jì)5 個(gè)處理。依據(jù)不同白砂糖添加量的產(chǎn)品滋味評(píng)分(表4),對(duì)所得制品進(jìn)行滋味評(píng)分。按照1.2.3.1 的離心方法對(duì)5 個(gè)制品進(jìn)行離心,計(jì)算穩(wěn)定率。綜合乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率2 個(gè)指標(biāo),初步確定白砂糖的適宜添加量。
表4 不同白砂糖添加量的產(chǎn)品滋味評(píng)分Table 4 Product’s taste scores of different white sugar additions
1.2.3.3 小麥胚芽粉添加量對(duì)乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率的影響。量取水100 mL,添加乳粉12.5%、白砂糖3.0%、鹽0.375%、果膠0.1%,試驗(yàn)設(shè)小麥胚芽粉用量0.75%、1.00%、1.25%、1.50%、1.75%計(jì)5個(gè)處理。依據(jù)不同小麥胚芽粉添加量的產(chǎn)品滋味評(píng)分(表5),對(duì)所得制品進(jìn)行滋味評(píng)分。按照1.2.3.1 的離心方法對(duì)5 個(gè)制品進(jìn)行離心,計(jì)算穩(wěn)定率。綜合乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率2 個(gè)指標(biāo),初步確定小麥胚芽粉的適宜添加量。
表5 不同小麥胚芽粉添加量的產(chǎn)品滋味評(píng)分Table 5 Product’s taste scores of different wheat germ poweder additions
1.2.3.4 乳粉添加量對(duì)乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率的影響。量取水100 mL,添加小麥胚芽粉1.00%、白砂糖3.0%、鹽0.375%、果膠0.1%,試驗(yàn)設(shè)乳粉添加量2.5%、7.5%、12.5%、17.5%、22.5%計(jì)5 個(gè)處理。依據(jù)不同乳粉添加量的產(chǎn)品滋味評(píng)分(表6),對(duì)所得制品進(jìn)行滋味評(píng)分。按照1.2.3.1 的離心方法對(duì)5 個(gè)制品進(jìn)行離心,計(jì)算穩(wěn)定率。綜合乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率2 個(gè)指標(biāo),初步確定乳粉的適宜添加量。
確定用水量為100 mL。在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,于單因素適宜用量附近選取3 個(gè)用量(包括最適用量,表7),采用四因素三水平的L9(34)正交試驗(yàn)表進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。依據(jù)乳飲料感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(表8),對(duì)制得的產(chǎn)品進(jìn)行感官品鑒;利用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì),采用1 號(hào)大轉(zhuǎn)子,以60 r/min 的轉(zhuǎn)速測(cè)量黏度;采用1.2.3.1 的離心方法對(duì)制品進(jìn)行離心,計(jì)算穩(wěn)定率。進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品配方與性能。
表6 不同乳粉添加量的產(chǎn)品滋味評(píng)分Table 6 Product’s taste scores of different milk power additions
表7 正交試驗(yàn)的因素水平及其用量Table 7 Factors and doses of orthogonal test (%)
表8 乳飲料感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 8 Sensory evaluation criteria of milk beverage
利用Excel 2010 版軟件,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與做圖。
2.1.1 鹽添加量 隨著鹽添加量的增大,乳飲料滋味評(píng)分呈先增加后降低的變化,其中添加量為0.375%時(shí)評(píng)分最高(圖2)。鹽添加量為0.250%時(shí)乳飲料滋味評(píng)分較低,這是由于鹽添加量過少時(shí)乳飲料咸度較淡,而甜度較為突出,不滿足產(chǎn)品的口感特性;鹽添加量為0.375%時(shí),乳飲料的咸度最柔和,同時(shí)又不與甜味沖突,達(dá)到了味的平衡,發(fā)揮了味的相乘作用[21],且適當(dāng)?shù)南涛陡芡怀鲂←溑哐亢腿榈奶鹞叮虼俗涛对u(píng)分最高;繼續(xù)增加鹽用量后滋味評(píng)分逐漸降低,這是由于咸味加重后打破了產(chǎn)品味的平衡,且過高的咸味會(huì)帶來苦味,不適合大多數(shù)人的口感。
隨著鹽添加量的增大,乳飲料穩(wěn)定率呈先增加后降低的變化,其中添加量為0.625%時(shí)穩(wěn)定率最高。鹽添加量最低時(shí)乳飲料穩(wěn)定率最低,鹽添加量逐漸增加時(shí)穩(wěn)定率也在不斷增高,這是由于蛋白質(zhì)的鹽溶效應(yīng),低濃度的鹽促進(jìn)了蛋白溶解,其中鹽添加量由0.375%增加到0.625%時(shí)穩(wěn)定率升高較為緩慢;鹽添加量為0.625%時(shí)乳飲料的穩(wěn)定率最高,繼續(xù)增加鹽量后穩(wěn)定率反而下降。說明鹽添加量在一定范圍內(nèi)才能提高乳飲料的穩(wěn)定率。
圖2 鹽添加量對(duì)乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率的影響Fig.2 Effects of salt additions on milk beverage’s flavor and stability
綜合考慮鹽添加量對(duì)乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率的影響,初步確定100 mL 水中添加鹽0.375%為宜。
2.1.2 白砂糖添加量 隨著白砂糖添加量的增大,乳飲料滋味評(píng)分呈先增加后降低的變化,其中添加量為3.0%時(shí)評(píng)分最高(圖3)。白砂糖添加量少時(shí)乳飲料甜味略淡,添加量逐漸增加時(shí)產(chǎn)品的甜味也在逐漸增加;當(dāng)白砂糖添加量為3.0%時(shí)甜味最適中,評(píng)分達(dá)到最高;繼續(xù)增加白砂糖用量后甜味會(huì)逐漸加重,影響制品的風(fēng)味和口感,再加上人們對(duì)于過甜產(chǎn)品的接受度下降,因此評(píng)分也會(huì)逐漸降低。
圖3 白砂糖添加量對(duì)乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率的影響Fig.3 Effects of white sugar additions on milk beverage’s avor and stability rate
隨著白砂糖添加量的增大,乳飲料穩(wěn)定率呈先增加后略有降低的變化,其中添加量為3.0%時(shí)穩(wěn)定率最高。白砂糖添加量最少時(shí)乳飲料的穩(wěn)定率最低,添加量逐漸增加時(shí)穩(wěn)定率也在逐漸增加,當(dāng)白砂糖添加量為3.0%時(shí)乳飲料的穩(wěn)定率最高;繼續(xù)增加白砂糖用量后乳飲料的穩(wěn)定率開始下降,其中白砂糖用量由3.0%增加到4.0%時(shí)穩(wěn)定率降幅很小。說明白砂糖添加量在一定范圍內(nèi)才能起到穩(wěn)定乳飲料的作用。與楊曉倩[22]“在一定范圍內(nèi)白砂糖的加入有利于乳蛋白的溶解”觀點(diǎn)相一致。
綜合考慮白砂糖添加量對(duì)乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率的影響,初步確定100 mL 水中添加白砂糖3.0%為宜。
2.1.3 小麥胚芽粉添加量 隨著小麥胚芽粉添加量的增大,乳飲料滋味評(píng)分呈先增加后降低的變化,其中添加量為1.25%時(shí)評(píng)分最高(圖4)。小麥胚芽粉添加量少時(shí)乳飲料的小麥胚芽味道過淡,而乳味過濃;小麥胚芽粉添加量為1.25%時(shí),乳飲料小麥胚芽和乳的香味協(xié)調(diào)性好、不沖突,滋味最好,因此評(píng)分最高;繼續(xù)增加小麥胚芽粉用量后,乳飲料中小麥胚芽粉過多,植物味道過重,且入口有粗糙感、顆粒感,因此評(píng)分降低。
圖4 小麥胚芽粉添加量對(duì)乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率的影響Fig.4 Effects of wheat germ powder additions on milk beverage’s flavor and stability rate
隨著小麥胚芽粉添加量的增大,乳飲料穩(wěn)定率呈逐漸降低趨勢(shì)。說明增加小麥胚芽粉用量不利于乳飲料穩(wěn)定性的提高。
綜合考慮小麥胚芽粉添加量對(duì)乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率的影響,初步確定100 mL 水中添加小麥胚芽粉1.25%為宜。
2.1.4 乳粉添加量 隨著乳粉添加量的增大,乳飲料滋味評(píng)分呈先增加后降低的變化,其中添加量為12.5%時(shí)評(píng)分最高(圖5)。乳粉添加量較少時(shí)乳味太淡,產(chǎn)品滋味評(píng)分較低;隨著乳粉添加量的增多,滋味評(píng)分也在不斷升高,乳粉添加量為12.5%時(shí)乳香味和小麥胚芽香味很好地融合,乳飲料滋味最好,滋味評(píng)分最高;繼續(xù)增加乳粉用量后乳味太濃,容易遮蓋住小麥胚芽的味道,同時(shí)乳飲料的口感也會(huì)黏稠、粗糙,因此滋味評(píng)分逐漸降低。
圖5 乳粉添加量對(duì)乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率的影響Fig.5 Effects of milk powder additions on milk beverage’s flavor and stability rate
隨著乳粉添加量的增大,乳飲料穩(wěn)定率呈先增加后降低的變化,其中添加量為12.5%時(shí)穩(wěn)定率最高。乳粉添加量最低時(shí)乳飲料的穩(wěn)定率最低,乳粉添加量逐漸增加時(shí)穩(wěn)定率也在不斷上升,當(dāng)乳粉添加量為12.5%時(shí)乳飲料的穩(wěn)定率最高、穩(wěn)定性最好;繼續(xù)增加乳粉用量量后,乳飲料的穩(wěn)定率逐漸下降。說明添加過多或過少的乳粉都會(huì)影響乳飲料的穩(wěn)定性。
綜合考慮小麥胚芽粉添加量對(duì)乳飲料滋味評(píng)分和穩(wěn)定率的影響,初步確定100 mL 水中添加乳粉12.5%為宜。
運(yùn)用極差的方法對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,結(jié)果(表9)顯示,4 個(gè)因素對(duì)小麥胚芽乳飲料穩(wěn)定率的影響順序?yàn)锽>D>A>C(白砂糖添加量>乳粉添加量>鹽添加量>小麥胚芽粉添加量),獲得最高穩(wěn)定率的因素組合為A3B1C3D2,即鹽添加量0.500%、白砂糖添加量2.5%、小麥胚芽粉添加量1.25%、乳粉添加量12.5%;4 個(gè)因素對(duì)小麥胚芽乳飲料黏度的影響順序?yàn)镈>B>A>C(乳粉添加量>白砂糖添加量>鹽添加量>小麥胚芽粉添加量),獲得最佳黏度(22 mPa·s[20]) 的因素組合為A3B3C2D1,即食鹽添加量0.500%、白砂糖添加量3.5%、小麥胚芽粉添加量1.00%、乳粉添加量7.5%;4 個(gè)因素對(duì)小麥胚芽乳飲料感官品質(zhì)的影響順序?yàn)镈>A>B>C(乳粉添加量>食鹽添加量>白砂糖添加量>小麥胚芽粉添加量),獲得最高感官品質(zhì)的因素組合為A2B3C1D2,即食鹽添加量0.375%、白砂糖添加量3.5%、小麥胚芽粉添加量0.75%、乳粉添加量12.5%。
表9 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 9 Orthogonal test results
針對(duì)市場(chǎng)上小麥胚芽與牛乳結(jié)合起來的產(chǎn)品較少,以乳粉和小麥胚芽為主要原料,研發(fā)小麥胚芽乳飲料。先利用預(yù)試驗(yàn),確定小麥胚芽乳飲料的生產(chǎn)工藝;再利用單因素試驗(yàn),通過研究各種配料(鹽、白砂糖、小麥胚芽粉、乳粉)添加量對(duì)產(chǎn)品滋味評(píng)分和穩(wěn)定率的影響,初步確定各成分的適宜添加量范圍;最后,利用正交試驗(yàn)對(duì)配方進(jìn)行優(yōu)化,根據(jù)產(chǎn)品感官品質(zhì)、穩(wěn)定率、黏度3 個(gè)指標(biāo)綜合考慮,確定小麥胚芽乳飲料的最適配方。
從試驗(yàn)結(jié)果來看,不同配方生產(chǎn)的小麥胚芽乳飲料,感官品質(zhì)、穩(wěn)定率和黏度也不一樣。本研究條件下,食鹽添加量為0.500%、白砂糖添加量為2.5%、小麥胚芽粉添加量為1.25%、乳粉添加量為12.5%時(shí),小麥胚芽乳飲料的穩(wěn)定率最高,組織狀態(tài)最好,不易沉淀,最有利于運(yùn)輸和保存;食鹽添加量為0.500%、白砂糖添加量為3.5%、小麥胚芽粉添加量為1.00%、乳粉添加量為7.5%時(shí),小麥胚芽乳飲料的黏度最接近于最佳黏度值(22 mPa·s[20]),與市場(chǎng)上出售的乳飲料產(chǎn)品黏度最接近,是人們最能接受的乳飲料黏度;食鹽添加量為0.375%、白砂糖添加量為3.5%、小麥胚芽粉添加量為0.75%、乳粉添加量為12.5%時(shí),小麥胚芽乳飲料的感官品質(zhì)最好,同時(shí)有小麥胚芽和乳的滋味與香氣,且組織細(xì)膩、顏色明亮,更適宜消費(fèi)者飲用。獲得最好感官品質(zhì)的配方,制得的小麥胚芽乳飲料穩(wěn)定率(94.9%) 和黏度(25.1 mPa·s) 也均較佳,故入選為最佳配方。