火麻蛋白肽復合飲料研制

衛 萍, 游向榮, 張雅媛, 謝小強, 孫 健, 李明娟, 周 葵, 王 穎, 黃承祖

(1.廣西農業科學院 農產品加工研究所，南寧 530007； 2.廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室，南寧 530007)

在我國，火麻作為一種典型的醫食同源油料作物已有近3 000年的歷史[1]。研究證實，火麻籽油具有抗氧化和保健作用，對便秘、高血脂、高血壓等疾病有良好的預防作用[2-3]?；鹇樽阎械鞍踪|含量高達20%～30%[4]?；鹇榈鞍字饕汕虻鞍缀桶椎鞍捉M成，二者均易被人體消化吸收，火麻蛋白還是一種全價蛋白，其中精氨酸、谷氨酸和含硫氨基酸含量尤為豐富[5]。叢濤等[6]研究火麻仁蛋白粉對生長期大鼠營養生理功能發現，火麻蛋白是一種優質的植物蛋白資源。近年來研究發現，蛋白質經消化道酶促水解后，主要以低肽的形式被吸收，比完全游離氨基酸更易、更快通過小腸黏膜被機體吸收利用[7]。此外，蛋白質在酶催化下有控制地酶解得到肽混合溶液，其溶解性、熱穩定性等大幅改善。目前，國內外關于火麻蛋白肽的研究報道主要集中在火麻蛋白肽的酶解制備和抗氧化活性等方面[8-15]?；鹇榈鞍咨罴庸ぎa品主要為火麻蛋白飲料[16-17]，而關于火麻蛋白肽飲料的開發方面還未見報道。

本研究主要采用堿性蛋白酶和中性蛋白酶分步酶解火麻蛋白，制備富含營養且易消化吸收的火麻蛋白肽液，通過與蘋果汁、蔗糖、純凈水等調配，進一步考察穩定劑對復合飲料穩定性的影響，制備兼具口感和穩定性的火麻蛋白肽復合飲料，以期為火麻蛋白肽產品開發提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料與試劑

火麻仁，購自廣西巴馬瑤族自治縣，用萬能粉碎機粉碎過60目篩后脫脂備用。堿性蛋白酶、中性蛋白酶、氫氧化鈉、檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉、黃原膠、耐酸型羧甲基纖維素鈉(CMC)、高酯果膠、六偏磷酸鈉均為食品級。

1.1.2 儀器與設備

JY6002電子天平，上海良平儀器儀表有限公司；L550低速大量離心機，湖南湘儀實驗儀器開發有限公司；PHS-25型實驗室pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司；RRH-100萬能高速粉碎機，歐凱萊芙(香港)實業有限公司；HH-6數顯恒溫水浴鍋，金壇市杰瑞爾電器有限公司；JM-L50膠體磨，鄭州玉祥食品機械有限公司；LGJ-18冷凍干燥機，北京松源華興科技發展有限公司；NDJ-8S黏度計，上海精密儀器儀表有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 火麻蛋白肽制備

脫脂火麻仁粉與水按質量體積比1∶9過膠體磨，然后加入0.1 mol/L氫氧化鈉進行堿提，提取溫度60℃，提取pH 10，提取時間1 h，提取結束后用酸調pH 4.5進行沉降，沉降后的蛋白反復水洗至中性后進行真空冷凍干燥，得火麻蛋白。取一定量火麻蛋白按質量體積比1∶10加入去離子水，然后加入8 000 U/g堿性蛋白酶(以火麻蛋白干重計，下同)，于pH 10、溫度50℃條件下酶解4 h，在95℃水浴滅酶5 min，冷卻至45℃，再加入8 000 U/g中性蛋白酶于pH 7條件下酶解4 h，滅酶，冷卻，放置-4℃冰箱待用。

1.2.2 蘋果汁制備

蘋果削皮后加入D-異抗壞血酸鈉護色劑直接榨汁，并將其放置-4℃冰箱冷藏待用。

1.2.3 火麻蛋白肽飲料生產工藝流程

火麻蛋白肽液、蘋果汁→加水、蔗糖、穩定劑等調配→均質→灌裝→殺菌(80℃，20 min)→冷卻→成品

1.2.4 基礎配方的正交試驗優化

通過前期大量試驗，確定在純凈水70%,火麻蛋白肽液-蘋果汁30%(以D-異抗壞血酸鈉護色)條件下，以火麻蛋白肽液與蘋果汁體積比(A)、蔗糖添加量(B)、D-異抗壞血酸鈉添加量(C)為影響火麻蛋白肽復合飲料品質的主要因素，感觀評分為考察指標，采用L9(34)進行基礎配方正交優化試驗，基礎配方正交試驗因素水平見表1。

表1 基礎配方正交試驗因素水平

1.2.5 穩定性試驗

1.2.5.1 單一穩定劑的影響

根據經驗及目前市場情況，選取穩定劑黃原膠和高酯果膠，分別添加0%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%，以及穩定劑耐酸型CMC和六偏磷酸鈉，分別添加0%、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%，按優選基礎配方生產飲料，測定產品的黏度及離心沉淀率，考察單一穩定劑的影響。

1.2.5.2 穩定劑的復配

在優選基礎配方中加入一定量黃原膠、高酯果膠、六偏磷酸鈉復配穩定劑生產飲料，對產品進行感官評定，考察復配穩定劑的影響，優化穩定劑復配比例。

1.2.6 指標測定

黏度的測定：采用旋轉黏度計進行測定。

離心沉淀率的測定：在15 mL離心管中加入10 mL飲料，4 000 r/min轉速下離心30 min，棄去上清液后，擦去管壁口附著液體后精確稱量沉淀質量。按下式計算離心沉淀率。

火麻蛋白肽飲料感官評定方法：請10位經驗豐富的評定人員對樣品進行感官評鑒，評價標準見表2，采用總分100分制。

表2 飲料感官評分標準

1.2.7 數據分析

2 結果與分析

2.1 基礎配方正交試驗結果

基礎配方的正交試驗設計與結果見表3。

表3 基礎配方正交試驗設計與結果

從表3可以看出，影響基礎配方感官評分因素大小順序為火麻蛋白肽液與蘋果汁體積比>蔗糖添加量>D-異抗壞血酸鈉添加量，最優基礎配方組合為A2B3C2，即火麻蛋白肽液與蘋果汁體積比14∶16、蔗糖添加量8%(以飲料總質量計)、D-異抗壞血酸鈉添加量0.03%(以飲料總質量計)。

2.2 穩定劑配方優化結果

2.2.1 單一穩定劑影響結果

2.2.1.1 黃原膠的影響(見圖1)

圖1 黃原膠對飲料離心沉淀率及黏度的影響

黃原膠是細胞外多糖，溶解于水中時主鏈和側鏈通過氫鍵能夠形成雙螺旋結構，具有良好的親水性、增稠性、假塑性和穩定性。在飲料加工中，黃原膠可作為增稠穩定劑，起到乳化和懸浮的作用[18-20]。從圖1可以看出，隨著黃原膠添加量的增加，飲料黏度增大，離心沉淀率減小，在黃原膠添加量為0.03%時離心沉淀率較小，且黏度較適宜。之后隨黃原膠添加量增加，離心沉淀率整體增大，黏度降低。

2.2.1.2 耐酸型CMC的影響(見圖2)

圖2 耐酸型CMC對飲料離心沉淀率及黏度的影響

作為一種陰離子多糖，CMC除了能增加產品黏度外，還可以在蛋白表面形成較薄的保護膜[21]，具有增穩、乳化及黏結作用，被廣泛應用于食品工業中。對同種飲料體系來說，不同CMC對其穩定效果不同，這主要取決于CMC自身的相對分子質量及取代度(DS)，同時也受其他環境因素的影響，如體系pH、濃度、離子強度等，在實際應用中，為了飲料爽滑的口感，黏度不宜過大。從圖2可以看出，添加耐酸型CMC飲料的離心沉淀率先呈下降趨勢，這可能是因為本品pH為6左右，能與耐酸型CMC發生靜電吸附，CMC在火麻蛋白肽表面提供靜電排斥和空間位阻的作用，維持飲料體系穩定。耐酸型CMC添加量達到0.15%后，繼續增大其添加量，離心沉淀率反而上升。表明CMC對火麻蛋白肽的吸附存在一個臨界值，當達到這個值時體系趨于穩定，繼續添加反而不利于產品體系的穩定?；鹇榈鞍纂膹秃巷嬃系酿ざ葎t隨著耐酸型CMC添加量的增加先增大而后降低再趨于穩定。通過反復試驗，發現耐酸型CMC在0.1%～0.2%添加范圍對飲料的穩定效果較好，但是鑒于實際生產火麻蛋白肽飲料過程中添加CMC呈色不好，顯暗，故下步不考慮添加CMC進行復配研究。

2.2.1.3 高酯果膠的影響(見圖3)

圖3 高酯果膠對飲料離心沉淀率及黏度的影響

果膠是植物中的酸性多糖物質，在食品中常用作增稠劑、懸浮劑及乳化劑，根據其結構中半乳糖醛酸甲酯化的程度，可將果膠分為高酯果膠和低酯果膠。果膠常用于酸性飲料的生產中。研究表明，低酯果膠中的半乳糖醛酸以及分子的糖苷鍵易形成能接受Ca2+的空間構型[18]，用在富含鈣離子的飲料中，不具有穩定效果，火麻仁中鈣離子含量較高[22]，故選擇高酯果膠。從圖3可以看出，隨著高酯果膠添加量的增大，飲料的黏度不斷增大，離心沉淀率先下降而后又略有上升，其中高酯果膠添加量在0.03%左右較適宜。

2.2.1.4 六偏磷酸鈉的影響(見圖4)

圖4 六偏磷酸鈉對飲料離心沉淀率及黏度的影響

磷酸鹽具有螯合金屬離子的作用，蛋白質體系的負電性增強，靜電斥力增大，蛋白質在體系中更容易分散；同時，磷酸鹽還可以防止蛋白質變性，保持其持水作用[23-25]。從圖4可以看出，隨著六偏磷酸鈉添加量的增大，飲料黏度不斷上升，離心沉淀率先下降，但六偏磷酸鈉添加量超過0.15%時其又有上升的趨勢。鑒于六偏磷酸鈉在飲料中的限量標準要求小于0.2%，故在實際生產中六偏磷酸鈉添加量不宜過大。

2.2.2 穩定劑復配結果

由于單一穩定劑難以達到理想的穩定效果，對穩定劑進行復配不但具有協同增效作用，還能改善產品的風味和口感，提高產品質量，因而在單因素基礎上把黃原膠、高酯果膠和六偏磷酸鈉進行復配，采用三因素三水平正交試驗設計，并進行感官評定。穩定劑復配正交試驗因素水平見表4，穩定劑復配正交試驗設計及結果見表5。

表4 穩定劑復配正交試驗因素水平

表5 穩定劑復配正交試驗設計及結果

由表5可知，3個因素對火麻蛋白肽復合飲料感官評分影響大小依次為黃原膠添加量>六偏磷酸鈉添加量>高酯果膠添加量。A3B1C2是最佳復配穩定劑組合，即黃原膠添加量0.03%、高酯果膠添加量0.01%、六偏磷酸鈉添加量0.10%。據此生產的飲料離心沉淀率為0.63%，黏度為20 mPa·s，穩定性好，感官評分達73.82。將此試樣進行貨架期保溫試驗(37℃，10 d)觀察，結果發現，產品無明顯絮狀物沉淀及分層現象，流動性良好，說明產品在貨架期內感官指標穩定。

3 結 論

通過正交試驗確定火麻蛋白肽復合飲料最佳基礎配方為純凈水70%、火麻蛋白肽液-蘋果汁30%(火麻蛋白肽液與蘋果汁體積比14∶16)、蔗糖8%、D-異抗壞血酸鈉0.03%；最佳復配穩定劑為黃原膠0.03%、高酯果膠0.01%、六偏磷酸鈉0.10%。按最佳基礎配方和復配穩定劑生產的火麻蛋白肽復合飲料感官綜合評分為73.82，在貨架期內無明顯絮狀物沉淀及分層現象，流動性良好，產品穩定。