大米肽功能飲料的研制

譚春明，孫通，薛勇，毛相朝，于剛

1(中國海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島，266003) 2(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院 南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品加工重點實驗室，國家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心，廣東 廣州，510300)

大米肽功能飲料的研制

譚春明1,2，孫通1，薛勇1，毛相朝1，于剛2*

1(中國海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島，266003) 2(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院 南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品加工重點實驗室，國家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心，廣東 廣州，510300)

為了推廣大米肽的利用，開發(fā)新型大米肽產(chǎn)品，通過酶法制備大米抗氧化肽，并以其為主要功能因子，輔以蜂蜜、蘋果酸、檸檬酸調(diào)節(jié)口感和味道，以CMC-Na(羧甲基纖維素鈉)、瓊脂、明膠、黃原膠為復(fù)合穩(wěn)定劑，研制一種口感好且穩(wěn)定、澄清的營養(yǎng)保健型大米肽飲料。通過單因素實驗和正交試驗確定大米肽飲料的最佳配方為：大米肽2%、蜂蜜9%、檸檬酸0.40%、蘋果酸0.20%；另外，通過正交工藝確定復(fù)合穩(wěn)定劑的最佳配方為：CMC-Na0.12%、瓊脂0.08%、明膠0.12%。最佳工藝條件為，大米肽混合物在55 ℃，40 MPa條件下均質(zhì)30 min，而后經(jīng)120 ℃，30 min的殺菌，所得產(chǎn)品色澤較好、口感柔和細(xì)膩，香味較佳。

大米肽；飲料；營養(yǎng)；調(diào)配；穩(wěn)定

近年來，各種蛋白肽受到廣泛關(guān)注，人們從多種食物蛋白酶解液中分離出了具有對生物機體的生命活動有益或具有生理作用的不同肽類。這些小肽具有一定的人體代謝和生理調(diào)節(jié)功能，可以在腸道內(nèi)直接被吸收，吸收速度要比游離氨基酸和蛋白質(zhì)快2～3倍，有促進免疫、激素調(diào)節(jié)、抗菌、抗病毒、降血壓、降血脂等作用，所以其營養(yǎng)價值和生物價效也都高于游離的氨基酸和蛋白質(zhì)，是開發(fā)功能食品的新資源。我國是世界最大的大米生產(chǎn)和消費的國家，產(chǎn)量豐富，大米蛋白營養(yǎng)豐富，含人體必需的各種氨基酸，其氨基酸組成成分接近“完全蛋白”，生物價高達77%(比大豆蛋白的67%高約10%)，與蝦仁、牛肉等相似[2]。大米蛋白在品質(zhì)方面，比小麥蛋白和玉米蛋白都好，含有優(yōu)質(zhì)賴氨酸，且過敏性低，不含抗?fàn)I養(yǎng)因子，這使得大米蛋白非常適于開發(fā)嬰幼兒食品。大米蛋白氨基酸組成模式優(yōu)于酪蛋白和大豆分離蛋白，能滿足2～5歲兒童對氨基酸需求[3]。此外，目前對大米蛋白工藝的研究較廣，很多領(lǐng)域都得以應(yīng)用。

大米肽是從大米中提取的大米蛋白質(zhì)經(jīng)過定向酶解得到的小分子多肽物質(zhì)。大米肽具有降低血壓、降膽固醇、預(yù)防慢性疾病、抗疲勞、提高機體免疫力和抗癌變等功能[1]。另外，由于大米肽溶解性好，在比較寬的pH值范圍能完全溶于水，無渾濁現(xiàn)象和沉淀物產(chǎn)生并且熱穩(wěn)定性好，是研制功能性飲料的理想原料之一。但目前國內(nèi)應(yīng)用大米肽開發(fā)抗氧化功能性飲料的研究并不多見。

本文以大米肽為主要原料，并輔以蜂蜜，蘋果酸和對大米肽有良好掩藏效果的檸檬酸，研制出具有一定功能性的大米肽飲料。

1 材料和方法

1.1 材料

大米蛋白(食品級)，湖南潤濤生物科技股份有限公司(含蛋白質(zhì) ≥80%、纖維素 ≤6%、碳水化合物 ≤10%、脂肪 ≤2%、灰分 ≤2%、重金屬 ≤5%)；木瓜蛋白酶，南寧東恒華道生物科技公司；蜂蜜，上海冠生園蜂制品有限公司；檸檬酸，濰坊英軒實業(yè)有限公司；蘋果酸，南京國海生物工程有限公司；CMC-Na，上海申光食用化學(xué)品有限公司；瓊脂(粉)，福建綠麒食品膠體有限公司；黃原膠，內(nèi)蒙古阜豐生物技術(shù)有限公司；明膠，福建漳平市津榕明膠有限公司。

1.2 主要試劑及儀器設(shè)備

1,1-二苯基-2-苦基苯基(DPPH)，Sigma公司；無水乙醇(分析純)，天津市富宇精細(xì)化工有限公司；三氯乙酸(分析純)，南通林港化工有限公司；鄰苯三酚(分析純)，天津市北辰方正試劑廠；亞油酸(分析純)，Sigma公司；硫氰酸銨(分析純)，寧波市欣紅化工有限公司；FeCl2(分析純)，天津市致遠化學(xué)試劑有限公司；三羥甲基氨基甲烷(Tris)，北京賽因坦科技有限公司；乙二胺四乙酸鈉(EDTA)，北京賽因坦科技有限公司。

電熱恒溫水浴鍋，國華電器有限公司；PHS-3C型pH計，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；TDL-4型臺式離心機,上海安亭科學(xué)儀器廠；PL203型精密電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司；WFJ7200型可見光光度計，尤尼柯(上海)儀器有限公司。

1.3 分析方法

1.3.1 感官實驗評分標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)感官試驗評分標(biāo)準(zhǔn)[11]并適當(dāng)修改后制定適合該飲料的感官評分標(biāo)準(zhǔn)表，由10位食品專業(yè)的學(xué)生(5男5女)對產(chǎn)品進行感官評價。感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 大米肽飲料感官分析評定指標(biāo)

1.3.2 穩(wěn)定性的測定

在帶有刻度的離心管中，準(zhǔn)確加入配制好的大米肽飲料10 mL，然后在3 500 r/min離心速度下離心20 min,讀取頂部脂肪層體積，棄去所有溶液，準(zhǔn)確稱取沉淀物質(zhì)的質(zhì)量。

(1)

(2)

1.3.3 抗氧化能力測定

1.3.3.1 對鄰苯三酚自氧化抑制率的作用

在弱堿性條件下，鄰苯三酚能夠迅速自動氧化，并釋放出O2-自由基，該反應(yīng)能生成有色中間產(chǎn)物—紅碚酚，而紅碚酚的生成量可用分光光度法進行測定。當(dāng)有抗氧化劑存在時，O2-自由基將被清除，從而阻斷了紅碚酚的積累。這樣，通過檢測紅碚酚的生成量即可判斷抗氧化劑的抗氧化能力。具體操作方法如下[8]:

在試管中分別加入Tris-HCl-EDTA緩沖液(pH 8.2)4.5mL，20mg/mL的大米肽0.5 mL，放于25 ℃恒溫水浴鍋當(dāng)中保溫10 min，加入10 μL已在25 ℃下恒溫過的的質(zhì)量濃度為45 mmol/L的鄰苯三酚溶液，混勻后迅速倒入比色皿當(dāng)中,于325 nm的波長處測定光密度值，每隔30 s測定1次，共測3 min。同時以水代替大米肽做空白對照實驗。大米肽對鄰苯三酚自氧化抑制率用下式計算:

(3)

式中：I表示抑制率，△A0和 △A分別表示加入和未加入大米肽后鄰苯三酚的自氧化速率，即每分鐘光密度值的變化。

1.3.3.2 對亞油酸氧化的影響

在紫外線照射下產(chǎn)生的羥自由基，能夠與飽和脂肪酸反應(yīng)產(chǎn)生烷基自由基。而烷基自由基可以在有氧存在的情況下和氧發(fā)生反應(yīng)，生成過氧化烷基自由基，而過氧化烷基自由基又可以和不飽和脂肪酸發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)有抗氧化劑存在時，自由基的生成受到限制，從而使自由基與不飽和脂肪酸反應(yīng)減弱。具體操作方法如下[9]:

分別取濃度為10、20、30、40、50mg/mL的大米肽溶液1.5mL,分別加入50mmol/L的亞油酸乙醇溶液(95%)1.0mL，混合均勻后放置于紫外線下照射1h。分別取50μL的上述反應(yīng)液，加入體積分?jǐn)?shù)75%的乙醇2.35mL，30%的硫氰酸銨50μL和20mmol/L的FeCl2溶液(用3.5%HCl配制)50μL?；靹?，放置3min后，在500mn波長下測定其光密度值，并用相同體積的蒸餾水代替大米肽做空白對照，以光密度值達到0.35時的時間作為抗氧化能力的指標(biāo)。

1.3.3.3 對1，1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基的清除作用

DPPH在有機溶劑中是一種穩(wěn)定的自由基，可以捕獲其他自由基，并且在517nm波長附近有強吸收。當(dāng)有自由基清除劑存在時，孤對電子被配對，吸收消失或減弱，通過測定吸收減弱的程度可評價自由基清除劑的活性[10]。具體操作步驟如下：

取濃度分別為1、3、5、7、9mg/mL的大米肽樣液2mL，加入2mL濃度為0.04g/L的DPPH乙醇溶液。將混合物振蕩混勻并在室溫下放置30min，于517nm處測定其吸光值A(chǔ)s。另外，分別取2mL不同濃度大米肽樣液，加入2mL無水乙醇，振蕩并在室溫下放置30min，于517nm處測定其吸光值A(chǔ)b。同時做空白對照，以相同體積的蒸餾水代替大米肽，于517nm處測定其吸光值A(chǔ)c。自由基清除率用如下公式來表示。

(4)

1.3.4 理化及衛(wèi)生指標(biāo)測定

根據(jù)1.3.1感官評價分析標(biāo)準(zhǔn)，對成品進行感官評定，并進行理化衛(wèi)生指標(biāo)的分析。固形物含量測定：用烘箱干燥進行，取3次平均值；pH測定：pH計法；衛(wèi)生指標(biāo)檢測方法[12-13]：

菌落總數(shù)測定，GB4789.2—2003；大腸菌群測定，GB4789.3—2003；其他致病菌，GB4789.4—2003、GB4789.10—2003。

1.4 大米肽飲料生產(chǎn)工藝流程

大米肽飲料生產(chǎn)工藝流程如下：

1.5 生產(chǎn)工藝及操作要點

1.5.1 大米肽的制備

稱取一定量的大米蛋白粉，與一定量蒸餾水配置成底物質(zhì)量濃度為5 g/100 mL的蛋白液，調(diào)節(jié)pH值為6.0左右，按加酶量5.6%加入木瓜蛋白酶，于恒溫水浴鍋中61.4 ℃酶解1 h，結(jié)束后于沸水浴中滅酶10 min，然后在3 500 r/min下離心10 min，取上清液進行噴霧干燥，得肽粉。

1.5.2 操作要點

(1)噴霧干燥：進風(fēng)溫度180 ℃，流速15 mL/min，出風(fēng)溫度90 ℃，離心霧化器轉(zhuǎn)速15 000 r/min。

(2)調(diào)配：先將大米肽、檸檬酸、蜂蜜、蘋果酸按正交實驗所得的最佳比例調(diào)配均勻。

(3)混合：將按最佳配方調(diào)配好的料液，加入預(yù)先調(diào)配好的穩(wěn)定劑并混合均勻。

(4)均質(zhì)：將混合后的料液在55 ℃左右，40 MPa壓力條件下泵入均質(zhì)機進行均質(zhì)。此條件下不但可以提高飲料中肽的穩(wěn)定性，還可以增加飲料細(xì)膩柔和的口感。

(5)罐裝：采用玻璃瓶，80 ℃熱罐裝。

(6)殺菌：121 ℃，20 min的常規(guī)殺菌。

(7)評定：對冷卻到室溫的料液進行感官、理化分析。

1.5.3 單因素實驗

本實驗主要用檸檬酸來調(diào)節(jié)飲料的酸度和掩蓋苦味，而蘋果酸在其中主要發(fā)揮的是營養(yǎng)保健作用，又根據(jù)查閱文獻資料確定檸檬酸添加量為0.5%左右、蘋果酸添加量為0.2%左右，而大米肽的添加量為3%左右。單因素水平表見表2。以感官評價分值判斷配方的好壞，感官評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表2 單因素配方實驗因素及水平表

1.5.4 大米肽飲料最佳配方的確定

根據(jù)SHINODA等提出的甜味及苦味接受模型,一些有機酸及酸性氨基酸可以掩蓋苦味，但有機酸同時也帶來酸味，為了平衡有機酸的酸味，選擇一定的甜味物質(zhì)來平衡。蘋果酸在此為營養(yǎng)型物質(zhì)，且酸味比較突出，對苦味有一定的掩飾作用，而且另外添加檸檬酸來調(diào)節(jié)酸度和掩蓋苦味，所以大米肽飲料采用單因素實驗所確定的大米肽添加量，檸檬酸添加量，蘋果酸添加量和蜂蜜添加量為4因素，以大米肽飲料口感為指標(biāo)，根據(jù)不同配比原料的大米肽飲料的感官評定結(jié)果進行L9(34)正交實驗，確定大米肽飲料的最佳配方。因素水平表見表3。

表3 大米肽飲料配方L9(34)正交實驗因素水平表

1.5.5 調(diào)配最佳效果的復(fù)合型穩(wěn)定劑

為提高飲料的穩(wěn)定性，本次實驗采用正交的方式配制最適合大米肽飲料的復(fù)合穩(wěn)定劑，以便取得最佳穩(wěn)定劑組合。復(fù)合穩(wěn)定劑在飲料當(dāng)中不僅可以提高其穩(wěn)定性而且還增加了飲料的粘稠度，并且改善口感。同時，又根據(jù)查閱文獻資料知道CMC-Na用量≤0.4%、黃原膠用量為0.1%～0.5%，以CMC-Na、瓊脂、明膠和黃原膠的添加量及空列為五因素，以大米肽飲料穩(wěn)定性為指標(biāo)進行L16(45)正交實驗，確定復(fù)合型穩(wěn)定劑的最佳配方。因素水平表見表4。

表4 穩(wěn)定劑配方L16(45)正交實驗因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 穩(wěn)定性的測定

測得飲料的離心沉淀率為1.47 %，上浮指數(shù)為0?？梢?，此條件下蛋白肽的溶解性較好，所添加的復(fù)合穩(wěn)定劑在此環(huán)境中也比較穩(wěn)定，能夠正常的起到穩(wěn)定乳化液的作用，體系的穩(wěn)定性較好。由上浮指數(shù)可知，大米肽飲料當(dāng)中無脂肪的存在，與預(yù)想是一致的。

2.2 抗氧化能力測定

2.2.1 對鄰苯三酚自氧化抑制作用

由實驗結(jié)果可知，大米肽明顯具有抑制鄰苯三酚自氧化的作用，而且，由實驗數(shù)據(jù)得出這一抑制率高達61.3%。見圖2。

圖2 大米肽對鄰苯三酚自氧化抑制作用Fig.2 Inhibitory effect of rice peptide on Pyrogallic acid auto Oxidation

2.2.2 對亞油酸氧化的抑制作用

由實驗結(jié)果可知，大米肽能夠減弱自由基與不飽和脂肪酸反應(yīng)，可見大米肽具有明顯的抗氧化能力，并且在圖3范圍內(nèi)，大米肽的抗氧化能力隨著大米肽濃度的增加而增加。見圖3。

圖3 大米肽對亞油酸氧化的抑制作用Fig.3 Inhibitory effect of rice peptide in linoleic acid autoxidation system

2.2.3 對DPPH自由基的清除作用

由實驗結(jié)果可知，大米肽明顯具有捕捉DPPH自由基的能力，而且，在圖4范圍內(nèi)，隨著大米肽濃度的增加，這一能力逐漸增強。

圖4 大米肽對DPPH自由基的清除作用Fig.4 The scavenging effect of rice peptide on DPPH

2.3 飲料配方的確定

2.3.1 單因素實驗結(jié)果

通過單因素實驗可見，隨著肽粉用量的增加，飲料顏色由較淺逐漸加深，流動成液體狀；一段時間的放置后稍有沉淀，但是沒有出現(xiàn)明顯的懸浮物。當(dāng)大米肽含量占總量的2%時，飲料的苦味不明顯，而1%大米肽含量占總量的比例較小，而3%，4%，5%的苦味較明顯，很難掩蓋，且色澤不好、不澄清，所以確定大米肽范圍應(yīng)該在2%左右，同時考慮到檸檬酸、蜂蜜和蘋果酸的添加量，確定大米肽在正交實驗中的3水平為0.15%，0.20%，0.25%。同樣，根據(jù)單因素結(jié)果可知，檸檬酸添加量為0.50%左右時不僅可以掩藏苦味而且飲料的酸甜適中，故檸檬酸的3水平確定為0.40%，0.50%，0.60%；根據(jù)口感，按8%的蜂蜜添加量時口感較好、甜度適中，確定蜂蜜的3水平為7%，8%，9%；而蘋果酸的3水平為0.15%，0.20%，0.25%。

2.3.2 大米肽飲料最佳配方實驗結(jié)果

通過正交試驗，由10位食品專業(yè)的學(xué)生(5男5女)對產(chǎn)品進行感官評價，得出綜合平均感官得分，并通過極差分析，得出各因素對實驗結(jié)果的影響大小順序為D→A→B→C，見表3。由表3可知，其大米肽飲料最優(yōu)配方的因素組合為A2B1C2D3，即當(dāng)大米肽添加量為占總量2%，檸檬酸添加量為0.40%，蘋果酸添加量為0.20%，蜂蜜添加量為9%時實驗效果最佳，見表5。

表5 大米肽飲料的L9(34)正交試驗結(jié)果

2.3.3 最佳效果的復(fù)合型穩(wěn)定劑的實驗結(jié)果

由實驗結(jié)果可知，復(fù)合型穩(wěn)定劑加入飲料后提高了飲料的穩(wěn)定性，黏度也得到一定程度的加強，改善了飲料的口感。但加入的量過多反而影響飲料的色澤并帶來一定量的沉淀，影響品質(zhì)。本次實驗得出的最佳效果復(fù)合型穩(wěn)定劑的添加量分別為CMC-Na 0.12%，瓊脂0.08%，明膠0.12%，而黃原膠的添加量卻為0，可見黃原膠不適合作為大米肽飲料的穩(wěn)定劑，見表6。

2.4 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

2.4.1 感官指標(biāo)

色澤：晶瑩透亮，成柔和的金黃色，圓潤并且賞心悅目。

氣味：氣味純正，具有大米肽特有的清香，無不良?xì)馕丁?/p>

組織狀態(tài)：外觀澄清、均勻，無沉淀，不分層。

表6 穩(wěn)定劑配方的L16(45)正交試驗結(jié)果

滋味：滋味純正，酸甜適中，口感柔和細(xì)膩，回味明顯。

2.4.2 理化指標(biāo)

可溶性固形物含量>5%，pH值3.8～4.5，大米肽含量2%，總糖含量8%。

2.4.3 衛(wèi)生指標(biāo)[12-13]

細(xì)菌總數(shù)：≤ 50個/mL；大腸菌群：≤10個/100 mL；致病菌：未檢出。

3 總結(jié)

本實驗以大米蛋白為原料，通過酶解、干燥、調(diào)配、均質(zhì)等工藝制得一種功能性飲料，色澤柔和金黃，氣味純正，口感柔和細(xì)膩，酸甜可口，工藝簡單并具有一定的營養(yǎng)保健功能。對酶解上清液進行噴霧干燥，得肽粉。并對制備品進行抗氧化能力實驗，結(jié)果表明，大米肽對鄰苯三酚自氧化具有明顯的抑制作用，其抑制率高達61.3%；此外，大米肽對亞油酸的氧化也表現(xiàn)出明顯的抑制效果，對于DPPH自由基也具有一定清除能力。通過正交實驗得出了大米肽飲料的最佳工藝為：大米肽2%，蜂蜜9%，檸檬酸0.40%，蘋果酸0.20%，CMC-Na0.12%，瓊脂0.08%，明膠0.12%，在55℃、40 MPa條件下進行均質(zhì)，殺菌條件為120 ℃、30 min。最后，還測定了其穩(wěn)定性和抗氧化能力，得出，飲料的離心沉淀率為1.47 %，上浮指數(shù)為0，具有較好的穩(wěn)定性。

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[12] GB/T4789.2—2003.菌落總數(shù)測定[S].

[13] GB/T4789.3—2003.大腸菌群測定[S].

Research and development on rice peptide functional beverage

TAN Chun-ming1,2, SUN Tong1, XUE Yong1, MAO Xiang-zhao1, YU Gang2*

1(College of food science and engineering, Ocean University of China, Qingdao 266003, China) 2(South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Key Laboratory of Aquatic Product Processing, Ministry of Agriculture, National Research and Development Center for Aquatic Product Processing, Guangzhou 510300, China)

To promote the application of rice peptides, and develop new rice peptide products, a new kind of beverage using rice peptides was prepared. Antioxidant peptides was prepared by enzymatic preparation from rice protein, honey, malic acid, citric acid, were added to give a rich flavor, and CMC-Na, agar, gelatin and xanthan gum were used as a compound stabilizer. The drink has a good taste and is stable and clear, full of nutrition, is a health rice peptide beverage. Optimized formula was studied by single factor and orthogonal experiment: rice peptide 2%, honey 9%, citric acid 0.40%, malic acid 0.20%. In addition, the orthogonal process determine the optimum formula of composite stabilizer was: CMC-Na 0.12%, agar 0.08%, gelatin 0.12%. The best technological condition is : rice peptide mixed at 55 ℃, 40 MPa, homogeneous for 30min, and then sterilized at 120 ℃ for 30min.The final product has a good color, soft and delicate, and good flavor.

rice peptide; beverage; nutrition; health care; allocation; stability

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201703028

碩士研究生(于剛研究員為通訊作者,E-mail：gyu 0928@163.com)。

廣東省海洋漁業(yè)科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(A201501C13)

2016-06-22，改回日期：2016-07-20