橙味大豆低聚肽乳飲料的配方優(yōu)化

李曉娜，李國平，王君能，洪豆，朱文秀，吳淑清*

（1.長春大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長春 130022；2.浙江李子園食品股份有限公司，浙江 金華 321031）

蛋白質(zhì)是生命第一要素，更是人體三大營養(yǎng)素之首。大豆低聚肽是將大豆蛋白通過酶解或酸水解的方法制備得到的小分子肽類物質(zhì)，主要是由3個～6個氨基酸組成，分子量在1 000 Da以下[1-2]。大豆低聚肽作為一種小分子肽，與原蛋白相比更易被人體吸收，它可以不經(jīng)胃消化，直接進(jìn)入小腸被吸收，而且不受身體狀況所影響[3-4]。大豆低聚肽具有多種生理活性，包括抗氧化、抗疲勞、降低膽固醇和提高機(jī)體免疫力等[5-8]。作為一種新型多功能營養(yǎng)配料，大豆低聚肽可廣泛地用于保健食品、嬰幼兒食品、運(yùn)動食品、發(fā)酵制品及臨床營養(yǎng)制劑[9-10]等，如姚鵬程等[11]以大豆低聚肽為原料研制了功能性飲料并發(fā)現(xiàn)大豆低聚肽對羥自由基有顯著的抑制作用，雷海容等[12-13]研制了富肽奶粉并通過糖尿病小鼠血糖影響實(shí)驗(yàn)得出富肽奶粉對糖尿病動物血糖具有一定控制作用的結(jié)果。

大豆低聚肽屬于小分子物質(zhì)，可與乳粉中含有的金屬離子形成螯合物，有效地被小腸絨毛表皮細(xì)胞所吸收，所以具有快速吸收的特點(diǎn)，因此大豆低聚肽與乳粉相結(jié)合的應(yīng)用前景廣闊[13]。然而在化學(xué)或酶水解過程中，游離肽從天然蛋白質(zhì)中釋放后，口服攝入時具有讓人難以接受的苦味，加入橙汁，一是掩蓋大豆低聚肽的豆腥味和苦味，二是調(diào)節(jié)風(fēng)味；加入白砂糖不僅可以提高乳飲料甜度，調(diào)節(jié)甜酸比和苦澀味，還可以提高其黏度和穩(wěn)定性[14]。本研究通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面法制作橙味大豆低聚肽乳飲料，使其不僅具有香味怡人、清爽不膩、口感柔和的特點(diǎn)[15]，還滿足了消費(fèi)者對營養(yǎng)保健的需求，具有廣闊的市場前景和經(jīng)濟(jì)效益，同時也為大豆低聚肽的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料

大豆低聚肽粉：內(nèi)蒙古科然生物高新技術(shù)有限責(zé)任公司；全脂乳粉：山西古城乳業(yè)有限公司；黃原膠、羧甲基纖維素鈉：河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司；白砂糖、橙子：市售。

1.1.2 設(shè)備

SRH型高壓均質(zhì)機(jī)：上海申鹿均質(zhì)機(jī)有限公司；HH-2型數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市江南儀器廠；EZ-SX型質(zhì)構(gòu)儀：日本島津公司；WYA-2WAJ阿貝折光儀：上海雙旭電子有限公司；RSO流變儀：柜谷科技發(fā)展有限公司。

1.2 制作方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點(diǎn)

調(diào)配：將大豆低聚肽粉、全脂乳粉、白砂糖、復(fù)合穩(wěn)定劑（黃原膠與羧甲基纖維素鈉質(zhì)量比為1∶1）按一定比例在水中溶解后進(jìn)行調(diào)配。橙汁中的有機(jī)酸會使乳飲料中蛋白質(zhì)變性，產(chǎn)生沉淀[16]。為防止此現(xiàn)象發(fā)生，本試驗(yàn)先將其它原料進(jìn)行混合，使蛋白質(zhì)和糖形成穩(wěn)定的復(fù)合物，然后再加入橙汁進(jìn)行調(diào)配[14]。

均質(zhì)：調(diào)配好的樣品采用高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)，壓力為35 MPa，溫度為60℃。

殺菌：采用巴氏殺菌法。滅菌條件：溫度為62℃～65℃，時間為30 min。

冷卻：室溫25℃下冷卻即為成品。

1.2.3 單因素試驗(yàn)

以感官評分為評價(jià)指標(biāo)，分別探究大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比、白砂糖添加量、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量和橙汁添加量對橙味大豆低聚肽乳飲料品質(zhì)的影響?？疾炷骋灰蛩貢r其他因素固定值分別為大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比1∶10、白砂糖添加量5%、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.3%、橙汁添加量6%。單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Design of single factor test

1.2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以感官評分為響應(yīng)值，選擇大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比、白砂糖添加量、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量、橙汁添加量，進(jìn)行四因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，因素水平見表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平Table 2 Factors and levels of response surface test

1.2.5 感官評定

橙味大豆低聚肽乳飲料感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T 21732—2008《含乳飲料》，在其基礎(chǔ)上稍有改進(jìn)，由15人組成的感官評定小組對產(chǎn)品進(jìn)行感官評分，滿分為100分，評定內(nèi)容包括滋味和氣味（40分）、色澤（30分）、組織狀態(tài)（30分）3個方面。橙味大豆低聚肽乳飲料感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 橙味大豆低聚肽乳飲料感官評價(jià)Table 3 Sensory evaluation of orange-flavored soybean oligopeptide milk beverage

1.2.6 理化性質(zhì)的研究

1.2.6.1 質(zhì)構(gòu)性質(zhì)測定

按照江宇峰等[17]的方法進(jìn)行測定，選取348-38511-11探頭：探頭測試前下降速度為2 mm/s，測試后回升速度為2 mm/s，探頭進(jìn)入樣品距離為15 mm，觸發(fā)類型為自動，觸發(fā)力為0.05 N。

1.2.6.2 黏度測定

采用流變儀進(jìn)行測定，測量系統(tǒng)為RPTO-25 SN 4，溫度為30℃。

1.2.6.3 沉淀率測定

按照逯曉丹等[18]的方法向離心管中加入樣品20 mL，以3 200 r/min離心20 min，棄去上清液，干燥至恒重后，準(zhǔn)確稱取沉淀物質(zhì)量，計(jì)算其沉淀率，沉淀率計(jì)算如下。

沉淀率/%=沉淀物質(zhì)量（g）/飲料質(zhì)量（g）×100

1.2.6.4 可溶性固形物含量測定

可溶性固形物含量測定參考GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》，采用折光計(jì)法[19]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均為平行試驗(yàn)3次后的平均值，采用O－rigin 2018作圖，Design-Expert 8.0.6軟件中的Box-Benhnken對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比對橙味大豆低聚肽乳飲料感官評分的影響

大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比對產(chǎn)品感官評分的影響如圖1所示。

圖1 大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比對橙味大豆低聚肽乳飲料感官評分的影響Fig.1 Effect of the mass ratio of soybean oligopeptide powder and whole milk powder on the sensory score of orange-flavored soybean oligopeptide milk beverage

由圖1可知，當(dāng)大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比在1∶6時，感官評分較低，這是因?yàn)槿榉厶砑恿窟^低，乳飲料整體質(zhì)感較稀疏，組織狀態(tài)不佳，口感略差，大豆低聚肽固有的腥味較重。當(dāng)大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比為1∶8時，乳飲料組織狀態(tài)及質(zhì)感較好，全脂乳粉的風(fēng)味能有效地掩蓋大豆低聚肽的腥味，整體的風(fēng)味、滋味均被大家所接受，故感官評分最高。而當(dāng)大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比為1∶10時，全脂乳粉添加量過多，乳飲料質(zhì)感較黏稠，口感較差。因此選取大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比 1∶7、1∶8、1∶9 作為響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)的考察水平。

2.1.2 白砂糖添加量對橙味大豆低聚肽乳飲料感官評分的影響

白砂糖添加量對產(chǎn)品感官評分的影響如圖2所示。

圖2 白砂糖添加量對橙味大豆低聚肽乳飲料感官評分的影響Fig.2 The effect of white granulated sugar addition on the sensory score of orange-flavored soybean oligopeptide milk beverage

由圖2可知，白砂糖添加量為5%時，橙味大豆低聚肽乳飲料的感官評分最高，此時的乳飲料風(fēng)味較好，甜酸適中，組織狀態(tài)良好。當(dāng)白砂糖添加量過少時，乳飲料較清淡；當(dāng)白砂糖添加量過多時，乳飲料又會較甜膩。因此選取白砂糖添加量4%、5%、6%作為響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)的考察水平。

2.1.3 復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對橙味大豆低聚肽乳飲料感官評分的影響

復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對產(chǎn)品感官評分的影響如圖3所示。

復(fù)合穩(wěn)定劑能夠賦予飲料柔滑的口感，增加乳飲料風(fēng)味釋放的持久性，改善乳飲料品質(zhì)[20]。由圖3可知，當(dāng)復(fù)合穩(wěn)定劑添加量為0.1%時，乳飲料的感官評分較低，此時的乳飲料組織狀態(tài)較差，整體質(zhì)感較??；當(dāng)復(fù)合穩(wěn)定劑添加量為0.3%時，乳飲料的感官評分最高；繼續(xù)增大復(fù)合穩(wěn)定劑添加量，感官評分會降低，原因是穩(wěn)定劑添加過多會使乳飲料變得黏稠，適口性變差。因此選取復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.2%、0.3%、0.4%作為響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)的考察水平。

圖3 復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對橙味大豆低聚肽乳飲料感官評分的影響Fig.3 Effect of compound stabilizer addition on the sensory score of orange-flavored soybean oligopeptide milk beverage

2.1.4 橙汁添加量對橙味大豆低聚肽乳飲料感官評分的影響

橙汁添加量對產(chǎn)品感官評分的影響如圖4所示。

圖4 橙汁添加量對橙味大豆低聚肽乳飲料感官評分的影響Fig.4 The effect of orange juice addition on the sensory score of orange-flavored soybean oligopeptide milk beverage

加入橙汁是為了有效掩蓋大豆低聚肽的腥味。由圖4可知，當(dāng)橙汁添加量為6%時，橙味大豆低聚肽乳飲料的感官評分最高，此時乳飲料風(fēng)味較好，甜酸度適中，大豆低聚肽的腥味也被較有效地掩蓋；橙汁添加量小于6%時，乳飲料腥味較大；橙汁添加量大于6%時，乳飲料會變酸，滋味略差。因此選取橙汁添加量4%、6%、8%作為響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)的考察水平。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果及分析

響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表4。

表4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 4 Design and results of response surface test

利用軟件對表4中試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸分析，對4個因素與感官評分之間的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行擬合，得到多元回歸方程為感官評分=91.42+5.17A+3.13B+1.75C+2.07D+1.30AB-0.83AC-0.53AD-0.12BC+1.78BD-1.45CD-12.89A2-9.36B2-3.19C2-4.81D2。

方差分析結(jié)果如表5所示。

由表5可知，模型P<0.000 1表明該試驗(yàn)的模型極顯著，失擬項(xiàng)P=0.134 5＞0.05不顯著，這說明本試驗(yàn)采用的模型可以應(yīng)用于分析各因素對橙味大豆低聚肽乳飲料感官評分的影響。R2=0.992 2，R2Adj=0.984 4，這說明該結(jié)果的可信度較高，擬合度較好。大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比、白砂糖添加量、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量、橙汁添加量均對橙味大豆低聚肽乳飲料的感官評分有極顯著的影響（P＜0.01），由F值可知影響感官評分的因素主次順序?yàn)榇蠖沟途垭姆叟c全脂乳粉質(zhì)量比＞白砂糖添加量＞橙汁添加量＞復(fù)合穩(wěn)定劑添加量。

表5 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 5 Variance analysis of response surface test results

2.2.2 各因素間的交互作用分析

各因素交互作用對橙味大豆低聚肽乳飲料感官評分影響的響應(yīng)面圖和等高線圖見圖5。

由圖5可得出，各因素水平的增加都會使得橙味大豆低聚肽乳飲料的感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，響應(yīng)面曲面坡度較陡峭且等高線圖近似為橢圓形，說明大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比與白砂糖添加量、白砂糖添加量與橙汁添加量、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量與橙汁添加量都有顯著的交互作用，與方差分析結(jié)果一致。

圖5 AB、BD、CD交互作用對感官評分的影響Fig.5 The influence of the interaction of AB，BD，and CD on sensory scores

利用Design-Expert 8.0.6對回歸方程進(jìn)行優(yōu)化，得到橙味大豆低聚肽乳飲料的最優(yōu)配方為大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比1∶8.23、白砂糖添加量5.29%、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.40%、橙汁添加量6.51%，此條件下乳飲料感官評分為88.15。

2.2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

將試驗(yàn)參數(shù)調(diào)整為大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比1∶8、白砂糖添加量5%、橙汁添加量6.5%、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.4%，根據(jù)此配方進(jìn)行3組平行試驗(yàn)，得到最高感官評分為89.32，與響應(yīng)面試驗(yàn)預(yù)測結(jié)果相近，所得的橙味大豆低聚肽乳飲料呈乳黃色，有乳香味，又有大豆低聚肽和橙汁的味道，清新馨香，組織狀態(tài)良好，無沉淀、無分層。

2.3 理化性質(zhì)測定

2.3.1 質(zhì)構(gòu)測定

橙味大豆低聚肽乳飲料的質(zhì)構(gòu)性質(zhì)結(jié)果見表6。

表6 橙味大豆低聚肽乳飲料的質(zhì)構(gòu)性質(zhì)Table 6 Texture properties of orange-flavored soybean oligopeptide milk beverage

由表6可見，橙味大豆低聚肽乳飲料各項(xiàng)指標(biāo)與市售同類型飲料相接近。

2.3.2 黏度、沉淀率、可溶性固形物含量

經(jīng)過測定，樣品黏度為（3.78±0.12）MPa·s，沉淀率為（5.24±0.02）%，可溶性固形物含量為（10.22±0.21）%，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

以大豆低聚肽粉和全脂乳粉為原料，通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化得到橙味大豆低聚肽乳飲料的最佳配方為大豆低聚肽粉與全脂乳粉質(zhì)量比1∶8、白砂糖添加量5%、橙汁添加量6.5%、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.4%。此條件下的橙味大豆低聚肽乳飲料色澤均一，有乳香味和橙汁香味，組織狀態(tài)呈細(xì)膩的乳濁液，適口性較好，也可被消費(fèi)者所接受。橙味大豆低聚肽乳飲料的配方優(yōu)化為大豆低聚肽的開發(fā)利用提供了一定的應(yīng)用基礎(chǔ)。