王濤 韓曉江 彭曉邦 楊夢佳
(商洛學院健康管理學院陜西商洛 726000)
核桃營養(yǎng)價值豐富,油脂占比可達75%,其中不飽和脂肪酸占比90%以上,富含油酸、亞油酸;核桃蛋白占比20%~25%,包含全部必需氨基酸在內的18種氨基酸[1-3]。核桃能夠治療高膽固醇、高血糖,還具有清潤血管、防止血栓的功效;同時能夠滋養(yǎng)腦部神經,修復受損細胞,提高大腦的記憶力,具有強健頭腦的功效[4-5]。據研究報道,核桃還具有預防乳腺癌,改善血管內皮等作用[6]。
夏威夷果又稱澳洲堅果,富含多種營養(yǎng)物質,脂肪含量占比78%以上,其中不飽和脂肪酸含量較多;蛋白質占比8%左右,可為機體提供必需氨基酸[7-8];郭剛軍等[9]研究發(fā)現(xiàn),夏威夷果蛋白質氨基酸評分較高,必需氨基酸含量豐富且營養(yǎng)均衡;可溶性糖占比5.9%,還富含K、P、Zn、Ca、Mg、Cu、Mn、Fe等礦物質;具有抗氧化、降血糖、抗衰老等保健功能,可調節(jié)血脂代謝、有效預防心血管疾?。?0-12]。
目前,對乳飲料研究相對較多,但利用熱帶盛產的堅果和本地核桃進行研究開發(fā)則相對較少。本研究以夏威夷果為原料,結合核桃、牛奶營養(yǎng)價值,開展影響乳飲料口感的單因素試驗;利用正交優(yōu)化得出配方參數(shù),同時對研制開發(fā)的乳飲料穩(wěn)定性進行研究,優(yōu)化得出最佳復合穩(wěn)定劑參數(shù),研制開發(fā)功能更加齊全的健康乳飲料,為澳洲堅果、核桃深加工利用提供依據。
1.1.1 試材與試劑
核桃、夏威夷果、脫脂奶粉、白砂糖均購置于華潤萬家超市;食品級黃原膠、卡拉膠、海藻酸鈉購自河南萬邦實業(yè)有限公司。
1.1.2 試驗儀器
ZG-LHS01榨汁機;WIGGENS BIOCEN 22微量臺式離心機;萬分之一分析天平;HH-S恒溫水浴鍋;LHS-18B高壓力蒸汽滅菌鍋;LC-PJ-400無菌均質機。
1.2.1 主要工藝流程
核桃仁(夏威夷果仁)選擇→浸泡(烘烤)→去皮→磨漿榨汁→過濾→核桃汁(夏威夷果汁)→脫脂奶粉沖調→添加白砂糖、穩(wěn)定劑,調配→均質→滅菌→冷卻→成品。
1.2.2 操作要點
1.2.2.1 核桃汁的制備
選取飽滿的核桃仁,于1.5%NaOH熱水溶液中浸泡5 min,去皮,用清水沖洗3遍,以1∶4(m∶V)料液比進行磨漿,過100目篩[13]。
1.2.2.2 夏威夷果汁的制備
選取色澤較好、新鮮原味的夏威夷果,以120℃烘烤20 min;利用粉碎機粉碎,將夏威夷果粉和去離子水以料液比1∶4(m∶V)混合,攪拌,得到夏威夷果汁,待用[14-16]。
1.2.2.3 調配
將夏威夷果汁、核桃汁、脫脂牛奶按比例進行調配,添加白砂糖改善其口感,以黃原膠為穩(wěn)定劑,定容至100 mL。
1.2.2.4 均質及殺菌
對調配的樣品高壓均質,即采取壓力25 Mpa、溫度55℃進一步破碎樣品中脂肪球和固體小顆粒;均質后灌裝、殺菌、冷卻、成品。
1.2.3 單因素試驗
選取夏威夷果汁(B)添加量10%、白砂糖6%、脫脂牛奶30%,考察單因素核桃汁5%、10%、15%、20%、25%、30%添加量對飲品口感的影響;選核桃汁添加量10%,白砂糖6%、脫脂牛奶30%,考察單因素夏威夷果汁5%、10%、15%、20%、25%、30%添加量對飲品口感的影響;選取核桃汁(A)添加量10%、夏威夷果汁10%、白砂糖6%,考察脫脂牛奶(C)10%、20%、30%、40%、50%、60%添加量對飲品口感的影響。
1.2.4 核桃、夏威夷果汁復合乳飲料正交優(yōu)化及感官評定
分別以核桃汁、夏威夷果汁、脫脂牛奶液為試驗因素,每因素選取三水平,設計正交試驗。由10名經過培訓的學生,根據表1中感官評定標準[17],對復合乳飲料進行感官評分。
表1 復合乳飲料感官評分表
1.2.5 穩(wěn)定劑單因素試驗
通過優(yōu)化,分別考察黃原膠、卡拉膠、海藻酸 鈉3種 穩(wěn) 定 劑0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%添加量對乳飲料穩(wěn)定性的影響。
準確稱取添加過穩(wěn)定劑的復合乳飲料質量(M2)(g),于4℃靜置12 h,以4 000 r/min離心10 min,得沉淀物;高溫干燥后準確稱取其質量(M1),根據公式(1)計算沉淀率[18-21]
1.2.6 響應面優(yōu)化乳飲料復合穩(wěn)定劑穩(wěn)定效果實驗
根據黃原膠、卡拉膠、海藻酸鈉單因素試驗結果,選擇穩(wěn)定劑最適添加量的10%、20%、30%為低、中、高3個水平,設計響應面試驗,以沉淀率為響應值,響應面優(yōu)化最佳配比,試驗因素及水平見表2。
經3種不同穩(wěn)定劑單因素試驗后,以黃原膠(X1)最佳添加量、卡拉膠(X2)最佳添加量、海藻酸鈉(X3)最佳添加量為因素,根據表2設計的響應面試驗因素水平,使用Design-Expert 7.0軟件進行響應面優(yōu)化分析,以感官評分作為響應值。
表2 響應面試驗因素水平表
單因素添加量對復合乳飲料感官得分的影響見圖1~3。夏威夷果汁添加量10%時,評分最高(圖2),由于實驗所用的是原味夏威夷果,添加較少時果香味較低,添加較高會掩蓋核桃味道,加上夏威夷果為熱帶堅果,有很大一部分消費者對其嗜好可能偏低;核桃汁15%,牛奶添加量40%時,感官最佳,口感清爽,不油膩,核桃乳香味,奶香味俱佳。
圖1 核桃汁添加量對復合乳飲料的影響
圖2 夏威夷果汁添加量對復合乳飲料的影響
圖3 牛奶添加量對復合乳飲料的影響,
在復合乳飲料單因素試驗基礎上,選擇三因素三水平進行正交實驗,正交試驗設計及感官評分結果見表3,同時對其進行方差分析。單因素對感官評分影響最大的是夏威夷果汁,影響最小的是脫脂牛奶,主次順序依次是B>A>C,最優(yōu)組合為B2A2C3,由此確定復合乳飲料夏威夷果汁添加量10%,核桃汁添加量15%,牛奶添加量50%。由表4可知,僅因素A、B對產品感官得分的影響顯著,這可能與評定人員日常飲食習慣有一定的關系。
由圖4可知,3種穩(wěn)定劑沉淀率總體呈現(xiàn)隨著添加量的增加先降低后增加的變化趨勢,卡拉膠添加0.1%、海藻酸鈉添加0.2%時、黃原膠添加0.15%,單因素沉淀率最低;隨后添加量增加,沉淀率又會呈現(xiàn)偏高的趨勢;然而,添加量過高也會對乳飲料中的穩(wěn)定體系造成破壞。
表3 核桃、夏威夷果汁、牛奶配比正交試驗設計表及結果
表4 正交試驗設計結果方差分析表
圖4 不同穩(wěn)定劑對復合乳飲料穩(wěn)定性的影響
試驗結果如表5所示。對數(shù)據進行回歸擬合處理,響應方差分析結果如表6所示,得二次回歸方程:
由表6可知,回歸模型p<0.000 1,模型極顯著,表明復合乳飲料的沉淀率和3個因素之間的回歸模型顯著,模型R2=0.977 8,表明回歸方程有較高的擬合度。模型一次項X1、X2、X3,交互項X1X2、X1X3,二次項X1
2、X2
2、X32的p值均小于0.01,達到極顯著水平;交互項X2X3的p值為0.028 1,處于顯著水平。根據所建模型F值可知:三因素對復合乳飲料穩(wěn)定性的影響效果大小為海藻酸鈉添加量(X3)>卡拉膠添加量(X2)>黃原膠添加量(X1)。
表5 響應面試驗結果
利用Design-Expert7.0軟件對響應面優(yōu)化工藝結果進行擬合分析,黃原膠0.032%、卡拉膠0.018%、海藻酸鈉0.053%,預測得最小沉淀率為0.405%;為驗證優(yōu)化結果的可靠性,在該條件下進行驗證試驗,實際測得核桃、夏威夷果復合乳飲料沉淀率為0.413%,與理論預測相對誤差1.9%,表明實驗結果與模型擬合良好,在實驗過程中能使沉淀率達到最低,此響應面模型具有可行性。
表6 響應面方差分析表
以核桃、夏威夷果、牛奶為原料研制開發(fā)復合乳飲料,通過感官評定及優(yōu)化可知,10%夏威夷果汁、15%核桃汁、50%脫脂牛奶條件下,飲品感官最佳;同時對復合乳飲料穩(wěn)定性進行評價,通過單因素試驗及響應面分析得知,黃原膠0.032%、卡拉膠0.018%、海藻酸鈉0.053%的條件下沉淀率可達到0.413%。