火麻仁復(fù)合蛋白飲料的研制

楊 洋，高 航

(昆明雪蘭牛奶有限責(zé)任公司，昆明 650217)

火麻仁是?？浦参锎舐榈母稍锍墒旆N子，別名又稱大麻仁、火麻、線麻子，歸屬藥食同源植物，中國大部分地區(qū)均有種植。火麻仁中含有豐富的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸。碳水化合物、微量元素、谷甾醇、生物堿類等活性成分［1-3］?；鹇槿手胁伙柡椭舅岬南鄬考s為88%，其中α-亞麻酸相對含量均在20%以上，火麻仁蛋白是一種易消化的膳食性蛋白質(zhì)，火麻仁蛋白質(zhì)含有以谷氨酸、組氨酸和精氨酸等為主的21 種氨基酸，必需的氨基酸比例合理，屬于優(yōu)質(zhì)完全蛋白質(zhì)［4，5］?；鹇槿饰陡?、性平，具有潤腸通便、鎮(zhèn)痛抗炎、抗衰老、降血壓降血脂、改善學(xué)習(xí)記憶等功效［6-9］。

隨著人們生活水平的提高和保健意識的加強，復(fù)合蛋白飲品結(jié)合了動植物蛋白營養(yǎng)，并富含不飽和脂肪酸及功能成分，可以滿足消費者不斷增長的消費需求。我國云南、廣西都是火麻資源較為豐富的地區(qū)，從促進“三農(nóng)”和食品行業(yè)發(fā)展來看，利用火麻仁與乳制品進行組合，可以推進乳制品行業(yè)的發(fā)展，還可帶動產(chǎn)生火麻仁種植、加工的經(jīng)濟效益，提升產(chǎn)品的附加值，豐富市場飲品種類。本研究以全脂乳粉和火麻仁為主要原料研制出符合消費者需求的火麻仁復(fù)合蛋白飲料并通過適宜的穩(wěn)定劑復(fù)配方案來解決產(chǎn)品在生產(chǎn)、貨架期過程中易出現(xiàn)的脂肪上浮、沉淀、分層等問題。

1 材料與方法

1.1 材料

全脂乳粉(新西蘭恒天然);火麻仁(云南聚恒科技有限公司);核桃仁(市售);白砂糖(云南中糖發(fā)展有限公司);蔗糖脂肪酸酯(柳州愛格富食品科技股份有限公司);結(jié)冷膠(斯比凱可);單，雙甘油脂肪酸酯(杜邦丹尼斯克);黃原膠(斯比凱可);碳酸氫鈉(自貢鴻鶴化工股份有限公司);六偏磷酸鈉(柳州愛格富食品科技股份有限公司);D-異抗壞血酸鈉(河南興源化工產(chǎn)品有限公司);山梨醇酐單硬脂酸酯(浙江迪耳化工有限公司)。

1.2 主要儀器

APV-1000 型均質(zhì)機(德國APV 公司);GZX-Ⅲ光照培養(yǎng)箱(上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司);T50 標(biāo)準(zhǔn)型電位滴定儀(瑞士梅特勒-托利多公司)，RW-20 型高速攪拌器(德國IKA 公司);UPH-II-10T 型超純水機(四川優(yōu)普超純科技有限公司);PT-20 型超高溫殺菌機(上海沃迪科技有限公司);HR2870 型料理機(飛利浦);JMS-30A 型膠體磨 (廊坊市廊通機械有限公司)等。

1.3 工藝流程

火麻仁復(fù)合蛋白飲料的工藝流程具體如下。

1.4 工藝要點

(1)火麻仁、核桃仁制漿:選取新鮮，籽粒飽滿的火麻仁進行除雜、清洗，以25～30℃的水浸泡火麻仁1～2h，將火麻仁于95～98℃進行熱燙2～3min，調(diào)節(jié)pH 為7.2～7.5，置于打漿機中打漿，獲得粗磨火麻仁漿，將其過一遍膠體磨細(xì)化，并通過200 目的篩網(wǎng)過濾，即得火麻仁漿液［10，11］。核桃仁除雜、清洗，采用120～125℃，10～15min 進行烘烤處理，得到適宜的香氣及顏色后用NaOH 溶液對核桃仁進行去皮處理，去皮后核桃仁置于打漿機中粗磨，粗磨后的漿液用膠體磨細(xì)磨，并用200 目的篩網(wǎng)過濾后即得核桃漿備用。

(2)奶粉水合:將部分凈化水升溫至45～50 ℃，加入全脂乳粉，攪拌5～10 min 至完全溶解后，靜止水合30 min。

(3)調(diào)配:基料升溫到70～75℃溶解復(fù)配穩(wěn)定劑15～20min，然后添加入其它輔料，并添加D-異抗壞血酸鈉0.03%、六偏磷酸鈉0.04%，攪拌溶解均勻后將基料pH 值調(diào)整至7.0～7.2 后經(jīng)過200 目過濾后定容。

(4)均質(zhì):定容好的基料升溫到70～75℃進行均質(zhì)處理(一段壓力190～200 Bar，二段壓力40～50 Bar)。

(5)滅菌、灌裝:滅菌條件采用超高溫瞬時滅菌(137±2℃，3～4s)，產(chǎn)品滅菌后冷卻至25～28℃無菌灌裝。

1.5 產(chǎn)品基礎(chǔ)配方的確定

設(shè)計四因素三水平L9(34)正交試驗，以感官評價得分為指標(biāo)，確定產(chǎn)品最優(yōu)的配比。試驗因素及水平見表1。

表1 產(chǎn)品基本配方正交試驗L9(34)設(shè)計 單位:%

1.6 感官評價方法

火麻仁復(fù)合蛋白飲料基本配方試驗評價采用感官綜合評分法，請12 位經(jīng)驗豐富的評定人員對樣品進行感官評鑒，評價標(biāo)準(zhǔn)見表2 所示，采用總分100 分制，在得分中去掉一個最低分和一個最高分，求均值取整后的計分結(jié)果即為產(chǎn)品的感官評分值。

1.7 穩(wěn)定劑復(fù)配

火麻仁復(fù)合蛋白飲料穩(wěn)定劑的復(fù)配試驗是在產(chǎn)品基本配方確定條件下利用正交試驗設(shè)計方法對單，雙甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、結(jié)冷膠進行穩(wěn)定劑復(fù)配試驗，相關(guān)因素和水平見表3。

表2 感官評鑒標(biāo)準(zhǔn)

表3 穩(wěn)定劑復(fù)配正交試驗L9(34)設(shè)計 單位:%

1.8 穩(wěn)定性評價方法

火麻仁復(fù)合蛋白飲料穩(wěn)定性以產(chǎn)品的離心沉淀率(%)、離心后的脂肪上浮厚度(mm)為參考指標(biāo)進行評價。稱取樣品于離心管中，在3 000 r/min 條件下離心15min，然后取出離心管用十分度游標(biāo)卡尺測量脂肪上浮厚度，以評價穩(wěn)定劑乳化效果，上浮厚度越小乳化效果越好。測量完脂肪上浮情況后，樣品室溫下放置30min 后倒去上層液體，將離心管倒扣5 min 后，稱量沉淀物重量，并進行3 次測定取均值。離心沉淀率(%)按下式計算:離心沉淀率SR=沉淀物重量/試樣重量×100%，離心沉淀率越大，表示體系穩(wěn)定性越差;反之，穩(wěn)定性越好。

2 結(jié)果與討論

2.1 產(chǎn)品基礎(chǔ)配方的確定

通過正交試驗分別對不同配比產(chǎn)品進行感官計分，試驗結(jié)果見表4。由極差(R 值)大小可知，四個因素影響大小依次為:火麻仁＞全脂乳粉＞核桃仁＞白砂糖，在各配料適宜添加量范圍內(nèi)，火麻仁添加量是主要影響因素，對整個產(chǎn)品的風(fēng)味品質(zhì)起著重要作用，其次是全脂乳粉添加量，全脂乳粉能夠提供飽滿的口感及協(xié)調(diào)火麻仁香氣。由K 值可知，A2B2C2D2組合即全脂乳粉2.0%、火麻仁3.0%、核桃仁1.0%、白砂糖6.0%為最佳基礎(chǔ)配方。按該基礎(chǔ)配方進行3 次平行驗證試驗，產(chǎn)品的感官評分均值為86 分，制得的火麻仁復(fù)合蛋白飲料，色澤呈灰白色，具有火麻仁清香味，口感爽滑，甜度合適，因此選擇A2B2C2D2組合為最佳基本配方。

表4 產(chǎn)品基礎(chǔ)配方正交試驗結(jié)果

2.2 穩(wěn)定劑復(fù)配

2.2.1 乳化劑及穩(wěn)定劑的選擇

火麻仁復(fù)合蛋白飲料中火麻仁及核桃仁含有較多不飽和脂肪酸，產(chǎn)品為水包油型乳狀液體系，油脂在產(chǎn)品貨架期容易上浮，試驗選擇了對植物油脂乳化性能優(yōu)良的單，雙甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯作為乳化劑，通過三個乳化劑復(fù)配配合均質(zhì)工藝阻止油脂的小液滴互相聚集上浮，使產(chǎn)品形成穩(wěn)定的乳濁液［12-14］。產(chǎn)品中使用的火麻仁、核桃仁含有纖維素、植物活性成分及二價離子，所以產(chǎn)品體系復(fù)雜，穩(wěn)定性差，必須通過外加穩(wěn)定物質(zhì)配合適宜的生產(chǎn)工藝控制以形成穩(wěn)定體系。結(jié)冷膠作為懸浮型的增稠劑，能形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)體系，可防止不可溶的顆粒沉降，并賦予產(chǎn)品較好的穩(wěn)定性和細(xì)膩爽滑口感［15，16］。

2.2.2 穩(wěn)定劑復(fù)配

經(jīng)過正交試驗結(jié)果分析，由極差(R 值)大小可知，4 個因素對火麻仁復(fù)合蛋白飲料離心沉淀率(%)影響大小依次為:結(jié)冷膠＞山梨醇酐單硬脂酸酯＞蔗糖脂肪酸酯＞單，雙甘油脂肪酸酯，結(jié)冷膠是主要影響因素，對產(chǎn)品離心沉淀率影響顯著，三個單體乳化劑是次要影響因素，只是協(xié)同結(jié)冷膠起到懸浮穩(wěn)定作用。比較K 值可知，A1B2C2D2為最佳復(fù)配穩(wěn)定劑組合。

由極差(R 值)大小可知，四個因素對火麻仁復(fù)合蛋白飲料脂肪上浮厚度影響大小依次為:單，雙甘油脂肪酸酯＞山梨醇酐單硬脂酸酯＞蔗糖脂肪酸酯＞結(jié)冷膠，單，雙甘油脂肪酸酯是主要影響因素，山梨醇酐單硬脂酸酯是次要影響因素。通過K 值可知，A2B2C2D3或A2B2C3D3為最佳復(fù)配穩(wěn)定劑組合。根據(jù)經(jīng)濟性原則，復(fù)配穩(wěn)定劑選擇A2B2C2D3。

對兩個參考指標(biāo)綜合分析，A2B2C2D2為最佳復(fù)配穩(wěn)定劑組合，即復(fù)配穩(wěn)定劑為:單，雙甘油脂肪酸酯0.04%、蔗糖脂肪酸酯0.05%、山梨醇酐單硬脂酸酯0.02%、結(jié)冷膠0.03%。在配方確定情況下，按該穩(wěn)定劑進行驗證試驗，將試樣進行貨架期保溫試驗(37℃，10d)觀察［17］，結(jié)果發(fā)現(xiàn)制得的產(chǎn)品經(jīng)過10d 保溫試驗后，產(chǎn)品無明顯沉淀及分層現(xiàn)象，流動性良好，產(chǎn)品脂肪上浮不明顯，說明產(chǎn)品在貨架期感官指標(biāo)穩(wěn)定，具備應(yīng)用于生產(chǎn)實踐的價值，因此選擇A2B2C2D2為最佳穩(wěn)定劑組合。

表5 穩(wěn)定劑復(fù)配正交試驗結(jié)果

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.3.1 感官指標(biāo) 色澤:均勻一致灰白色;滋氣味:具有火麻仁和牛奶的混合香氣，口感濃郁飽滿，無異味;組織狀態(tài):均勻穩(wěn)定的乳濁液，無沉淀及分層;無正常視力可見外來雜質(zhì)。

2.3.2 理化指標(biāo) 蛋白質(zhì)≥1.2%，脂肪≥2.2%，碳水化合物≥6.5%，總固形物≥11.0%。

2.3.3 衛(wèi)生指標(biāo) 微生物指標(biāo)符合商業(yè)無菌的要求，鉛(以Pb 計)≤0.3 mg/L、總砷(以As 計)≤0.2 mg/L、銅(以Cu 計)≤5.0 mg/L。

綜合火麻仁復(fù)合蛋白飲料感官、理化、衛(wèi)生指標(biāo)、蛋白質(zhì)貢獻率均符合QB/T 4222-2011 《復(fù)合蛋白飲料》中的相關(guān)規(guī)定。

3 結(jié)論

通過正交試驗確定火麻仁復(fù)合蛋白飲料最佳配方為:全脂乳粉2.0%、火麻仁3.0%、核桃仁1.0%、白砂糖6.0%，可獲得口感良好、香氣自然、甜度合適的火麻仁復(fù)合蛋白飲料;最佳穩(wěn)定劑成分為:單，雙甘油脂肪酸酯0.04%、蔗糖脂肪酸酯0.05%、山梨醇酐單硬脂酸酯0.02%、結(jié)冷膠0.03%，該穩(wěn)定劑控制產(chǎn)品沉淀及脂肪上浮效果良好，貨架期內(nèi)能有效的保障產(chǎn)品穩(wěn)定性。

［1］尹燕霞，吳和珍，魏群.火麻仁的研究進展［J］.中國中醫(yī)藥信息雜志，2003，10(6):92-94.

［2］賀海波，石孟瓊.火麻仁的化學(xué)成分和藥理活性研究進展［J］.中國民族民間醫(yī)藥雜志，2010，19(15):56-57.

［3］沈謙，蔡光明，何桂霞，等.火麻仁的化學(xué)成分研究［J］.天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，2009，21 (5):784-786.

［4］方曉璞，田淑梅，任春明，等.火麻仁油組分含量及理化性質(zhì)的研究［J］.糧食與食品工業(yè)，2014，21(3):24-26.

［5］虞劍泉，于修燭，陳興譽，等.火麻籽及其油的理化性質(zhì)研究［J］.中國油脂，2012，37(4):84-87.

［6］金賢蘭.火麻仁的藥理作用與臨床應(yīng)用［J］.現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2007，23(17):2624-2625.

［7］張明發(fā)，沈雅琴.火麻仁藥理研究進展［J］.上海醫(yī)藥，2008，29(11):511-513.

［8］葉志兵，何仲文.火麻仁蛋白在運動員營養(yǎng)改善中的作用［J］.醫(yī)學(xué)綜述，2010，16(19):2991-2993.

［9］李永進，楊睿悅，扈學(xué)俸，等.火麻仁蛋白對小鼠抗疲勞和免疫調(diào)節(jié)功能的初步研究［J］.衛(wèi)生研究，2008，37(2):175-178.

［10］楊春城，鐘華鋒，黃國宏，等.火麻仁飲料的研制［J］.飲料工業(yè)，2011，14 (12):24-26.

［11］陳聰穎.巴馬火麻蛋白飲料的研制及其穩(wěn)定性研究［D］.無錫:江南大學(xué)，2012.

［12］粱振明.分子蒸餾單甘酯的特性及工業(yè)生產(chǎn)［J］.中國食品添加劑，2005，5:95-98，102.

［13］張百勝，張心田.蔗糖酯的特性及在食品中的應(yīng)用［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工·學(xué)刊，2006，5:76-77.

［14］趙衠.蔗糖脂肪酸酯在含乳飲料中的乳化及抑菌作用［J］.中國乳品工業(yè)，2007，35(7):60-61.

［15］秦剛，王庭.結(jié)冷膠生產(chǎn)技術(shù)及其在食品中應(yīng)用［J］.糧食與油脂，2010，5:44-47.

［16］孟岳成，邱蓉.高酰基結(jié)冷膠(HA)特性的研究進展［J］.中國食品添加劑，2008，5:45-49.

［17］GB 4789.26-2013，食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 商業(yè)無菌檢驗［S］.