水酶法提取花生油水相制備低脂花生乳飲料*

徐航，許琪，李鵬飛，華霄，楊瑞金

1(江南大學食品學院，江蘇無錫，214122)2(云南省中小企業服務中心，云南昆明，650000)

水酶法提油是依據“油水不相溶”原理，在粉碎后的花生中加入水，調節體系pH，使水溶性蛋白和油脂分離，并利用蛋白酶破除乳狀液提取花生油［1-2］。與傳統壓榨法相比，水酶法提油具有操作簡單、能耗低、原油品質好等優點，特別是提取過程中，水相中蛋白質可以最大程度地保持天然狀態，能夠作為食品原料［3-4］。

水酶法提取花生油后的水相是一個高蛋白低脂肪的體系，是制備低脂花生乳飲料的理想基料［5］。本文首先采用色度值和沉淀指數評價分析檸檬酸對低脂花生乳飲料色澤和穩定性的影響;采用色差值和感官評分評價分析乳清蛋白粉、果葡糖漿和白砂糖對飲料色澤和口感影響，確定低脂花生乳飲料的最佳配方，并對制備的產品營養指標以及穩定性進行分析。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

脫皮花生，產地連云港，購自無錫朝陽市場;木瓜蛋白酶(酶活20.6×104U/g)，廣西中科院生物研究所;檸檬酸，濰坊英軒實業有限公司;果葡糖漿，新沂市恒惠淀粉糖有限公司;乳清蛋白粉WPC80(蛋白質含量80%)，鄭州帝斯曼科技有限公司;白砂糖，福臨門優質白砂糖;銀鷺花生牛奶，購自無錫歐尚超市。

中藥粉碎機，山東省青州市精誠機械有限公司;APV-1000實驗型高壓均質機，美國APV公司;LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌器，上海中安醫療器械廠;UltraScan Pro1166高精度分光測色儀，美國Hunterlab公司;Turbiscan穩定分析儀，法國Formulaction公司;安捷倫1100液相色譜儀，美國Agilent公司;Microtrac S3500激光粒度分析儀，美國Microtrac有限公司。

1.2 工藝流程

去皮花生→篩選→粉碎→水提→離心→分離→取中間層水相→混合檸檬酸、乳清蛋白粉→加入果葡糖漿、白砂糖→過濾→均質→灌裝→殺菌→冷卻→成品

1.3 實驗方法

1.3.1 水酶法提取花生油后水相分析

蛋白質:按GB/T5009.5方法測定;脂肪:按GB/T5009.6酸水解法測定;灰分:灰化法。

1.3.2 檸檬酸對低脂花生乳色度值及沉淀指數影響

將水酶法提油后的水相稀釋至蛋白質含量25 g/L，分別添加不同量的檸檬酸至最終含量為0.35～0.65 g/L，測定飲料的色度值及沉淀指數。

1.3.3 乳清蛋白粉對低脂花生乳色度值及口感影響

將水酶法提油后的水相稀釋至蛋白質含量25 g/L，在最適檸檬酸添加量下，加入不同量乳清蛋白粉至最終含量為2～17 g/L，分別測定飲料的色度值并進行感官評定。

1.3.4 果葡糖漿對低脂花生乳色度值及口感的影響

將水酶法提油后的水相稀釋至蛋白質含量25 g/L，在最適檸檬酸、乳清蛋白粉添加量下，加入不同量果葡糖漿至最終含量為2～17 g/L，分別測定飲料的色度值并進行感官評定。

1.3.5 白砂糖對低脂花生乳色度值及口感的影響

將水酶法提油后的水相稀釋至蛋白質含量25 g/L，在最適檸檬酸、乳清蛋白粉、果葡糖漿，添加量下，加入不同量白砂糖至最終含量為25～45 g/L，分別測定飲料的色度值并進行感官評定。

1.3.6 低脂花生乳成分測定

蛋白質、脂肪、灰分測定方法同1.3.1;氨基酸組成:氨基酸自動分析儀;鈉:原子吸收光譜法。

1.3.7 低脂花生乳貯藏穩定性研究

制備的低脂花生乳產品放置于4℃、室溫、37℃三個溫度下，每隔7 d測定產品的粒徑分布。

1.4 評價方法

1.4.1 色度值測定方法

取50 mL樣品，以市售銀鷺花生牛奶為空白對照，用高精度分光測色儀測定樣品L*、a*、b*和ΔE值。ΔE值越大，表示樣品與市售產品顏色差別越大，反之越小。

1.4.2 沉淀指數測定［6］

產品室溫放置24 h后，測定沉淀指數。量取10 mL樣品于離心管中，以3 000 r/min離心10 min，傾去上清液，將離心管倒扣5 min，稱量沉淀物質量。計算公式如下:

1.4.3 感官評定法

根據感官試驗評分標準［7］并適當修改后制定適合該飲料的感官評分標準表。由10名經過專業培訓的感官評定員對產品進行感官評價。感官評分標準如表1所示，最終得分為10人的平均分。

表1 感官評分標準表Table 1 The standard of sensory evaluation

1.4.4 綜合加權評分法

在確定調節低脂花生乳飲料的pH后，選擇色差和感官評分兩個指標對產品的色澤和口感進行優化，根據指標因素對產品品質貢獻大小的差異分配不同的權重系數。即感官評分(P)為0.6，色差(ΔE)0.4，再進行加權求和，綜合評分(W)計算公式如下:

1.4.5 穩定性測定

采用Turbiscan穩定性分析儀，將20 mL被測樣品裝入樣品池中，將樣品池放入穩定性分析測試儀(AGS)內進行測量，掃描參數是每30 min掃描1次掃描10 h。

1.4.6 粒徑分布測定

樣品的粒徑分布采用激光粒度儀測定，樣品經純凈水稀釋至合適濃度，測定樣品粒徑分布。

1.5 分析方法

每組實驗均做3個平行，計算平均值和標準偏差，結果以平均數±標準差的形式表示。然后應用SPSS17.0統計軟件對實驗數據進行統計分析，數據間的比較采用Duncan模型進行顯著性分析，顯著性水平為P＜0.05。

2 結果與分析

2.1 水酶法提油水相分析

水酶法提取花生油后的水相分析結果見表2。

表2 水酶法提油后水相分析結果Table 2 The analysis results of skim fraction from aqueous extraction processing

由表2可知水酶法提油后的水相是一個高蛋白低脂肪的體系，是制備低脂花生乳飲料的理想基料。但其體系的pH偏堿性，色澤較差，若將其作為低脂花生乳飲料的基料，需進行調酸、色澤優化及口感調配等工藝。另外，因提油后的水相蛋白質含量較高，在后續工藝中需將其稀釋，稀釋至蛋白含量25 g/L。

2.2 檸檬酸對低脂花生乳色度值及穩定性的影響

檸檬酸添加量對水酶法提油后的水相制備得到的低脂花生乳的色度值、pH和沉淀指數的影響分別見表3和圖1。

由表3和圖1可知，隨著檸檬酸添加量的增加，體系的pH下降，制備產品的色差值逐漸減小，沉淀指數逐漸增加。對于蛋白飲料來說，產品的pH對穩定性有很大影響［8］。檸檬酸添加量增加，體系pH下降，花生蛋白的溶解性下降，產品穩定性也隨之降低。當檸檬酸添加量大于0.5 g/L(沉淀指數大于0.60%)，產品殺菌之后底部會有絮凝沉淀。檸檬酸添加量小于0.5 g/L，產品殺菌后具有較好的穩定性，但隨著檸檬酸添加量減小，產品色差值逐漸增大，色澤變差。在保證殺菌穩定性的條件下選擇最小色差值，因此最終確定檸檬酸添加量為0.5 g/L，即調節體系的pH至6.70，產品具有最優色澤和穩定性。

表3 檸檬酸添加量對低脂花生乳色度值影響Table 3 Effect of citric acid on the chromaticity values of low-fat peanut beverage

圖1 檸檬酸添加量對產品pH及沉淀指數影響Fig.1 Effects of citric acid on pH and sedimentation index of beverage

2.3 乳清蛋白粉對低脂花生乳色度值及口感的影響

乳清蛋白粉添加量對水酶法提油后的水相制備得到的低脂花生乳的色度值和感官評分的影響分別見表4。

表4 乳清蛋白粉(乳粉)添加量對低脂花生乳色度值和感官評分影響Table 4 Effects of whey protein on the chromaticity values and sensory evaluations of beverage

乳清蛋白含有人體的所有必需氨基酸，其氨基酸模式與人體氨基酸模式接近［9-10］，另外其主要碳水化合物是乳糖，乳糖在高溫下會與氨基化合物發生美拉德反應［11］。由表4可知，隨著乳清蛋白粉添加量的增多，產品的b*值呈顯著性增加，這與徐致遠［12］等人研究結果一致，b*值可以反映產品的美拉德反應程度，b*值越高，體系中美拉德反應相對越充分。美拉德反應程度增加，有助于改善飲料色澤。但由表4知，乳清蛋白粉添加量增加，感官評分先升高后下降。根據綜合評分的結果，確定最終乳清蛋白粉添加量為5 g/L。

2.4 果葡糖漿對低脂花生乳色澤及口感的影響

果葡糖漿添加量對水酶法提油后的水相制備得到的低脂花生乳的色度值和感官評分的影響分別見表5。果葡糖漿添加量與美拉德反應的程度直接相關，而美拉德反應程度與產品顏色直接相關［13］。由表5可知，隨著果葡糖漿添加量的增加，產品的b*值不斷增加，說明美拉德反應程度不斷增加。但對于低脂花生乳這種植物蛋白飲料，只需發生適當的美拉德反應即可，過度的美拉德反應使得產品色澤發紅，且產品風味較差，降低產品的感官評分。從表5的綜合評分中，最終確定果葡糖漿添加量為5 g/L。

表5 果葡糖漿(果漿)添加量對低脂花生乳色度值和感官評分影響Table 5 Effects of fructose syrup on the chromaticity values and sensory evaluations of beverage

2.5 白砂糖對低脂花生乳色澤及口感的影響

白砂糖添加量對水酶法提油后的水相制備得到的低脂花生乳的色度值和感官評分的影響見表6。

表6 白砂糖添加量對低脂花生乳色度值和感官評分的影響Table 6 Effects of sugar on the chromaticity values and sensory evaluations of beverage

白砂糖添加量小于35 g/L時，飲料甜味較淡，口感稍差;若添加量過大，產品甜度增加，則口感變膩。因此選用白砂糖的添加量35 g/L。此時，飲料甜味適宜、口感細膩清爽。

2.6 低脂花生乳飲料的質量指標

2.6.1 飲料的營養成分

低脂花生乳飲料的營養成分及氨基酸組成分別見表7和表8。

表7 低脂花生乳飲料的營養成分(每100g)Table 7 The nutrients of beverage(100g)

由表7可知，制備的飲料中蛋白質含量高于花生蛋白飲料的國家輕工行業標準值0.8 g/100 mL，而且脂肪含量較低，是高蛋白低脂肪的營養飲料。由表8可知，乳清蛋白粉的加入，使得制備產品的氨基酸模式更加符合人體氨基酸模式。

表8 低脂花生乳飲料氨基酸組成Table 8 The amino acid composition of beverage

2.6.2 飲料的穩定性分析

利用Turbiscan穩定性分析儀測定樣品穩定性圖譜及穩定性動力學指數分別見圖2和表9。

圖2 樣品背散射光強度與樣品池高度的關系譜圖Fig.2 A scheme map of relationship between back scattering light intensity and pool height

由圖2穩定性圖譜可知，圖2-a與圖2-b的左邊(即樣品池的底部)，背散射光的強度均有增強，說明體系的體積百分比濃度的增加，即出現沉淀。圖的右邊(即樣品池的頂部)，均有背散射光光強值升高的現象，說明樣品池的頂部有上浮現象。圖2-a右邊存在背散色光光強值降低，根據背散射光的強度隨體系的體積百分比濃度的降低而降低的原則，說明樣品池頂部出現了澄清現象［14-15］。圖2-b中間部分稍有波動，說明產品中間層粒徑稍有一些變化。在檢測過程中制備的低脂花生乳飲料與市售產品均有不同程度的沉淀和脂肪上浮現象，制備的產品頂部出現一些澄清層，市售產品中間層粒徑稍有一些變化。穩定性系數是樣品在整個放置時間濃度和顆粒粒徑的變化幅度的綜合。變化幅度越大，穩定性動力學指數越大，系統就越不穩定［16-17］。從表9中可以看出低脂花生乳飲料與市售產品TSI(Global)整體差異不大，說明制備的產品具有較好的穩定性。

表9 樣品9 h的穩定性指數(TSI)值Table 9 The TSI values of beverage samples

2.6.3 飲料的貯藏穩定性

不同貯藏溫度下樣品貯藏期間粒徑分布變化見圖3。

圖3 樣品粒徑分布變化圖Fig.3 Particle size distribution of low-fat peanut beverage samples

目前很多企業采用常溫放置觀察研發產品的穩定性，這種方法準確性相對較高，但耗費時間長［18］。蘇米亞［19］等發現，穩定性分析和粒徑分析相結合，可以得到更為有效的分析結果。激光粒徑分析是根據顆粒能使激光產生散射這一物理現象測試粒度分布。激光光束遇到顆粒阻擋時，一部分光發生散射現象;顆粒大小不同散射角不同，散射光強度不同則反應粒徑顆粒的的數量。這樣根據不同角度測量散射光的強度即可得到樣品的粒徑分布。通過粒徑分布可以直觀看到脂肪球聚結和上浮趨勢及蛋白沉淀等。由圖3可知，在不同的貯藏溫度下，最初一個月，產品粒徑分布沒有明顯變化，隨著貯藏時間的延長，產品在較大粒徑范圍內體積分數有所增加。37℃加速實驗，產品50 d之后，仍具有較好的懸浮穩定性。

3 結論

水酶法提油后的水相是很好的生產低脂花生乳飲料的基料，在后續的飲料調配中無需添加穩定劑。優化工藝及配方如下:首先將水酶法提油后的水相稀釋至蛋白含量25 g/L，然后依次添加檸檬酸0.5 g/L、乳清蛋白粉5 g/L、果葡糖漿5 g/L和白砂糖3.5 g/L。最終制備得到的產品氨基酸組成營養均衡，口感純正，具有良好的風味、色澤以及懸浮穩定性。營養型低脂花生乳飲料的開發有助于實現對水酶法提油后水相的高效利用。

［1］ Gibbins R D，Aksoy H A，Ustun G.Enzyme-assisted aqueous extraction of safflower oil:optimisation by response surface methodology［J］.International Journal of Food Science ＆ Technology，2012，47(5):1 055-1 062.

［2］ Campbel K A，Glatz C E，Johnson L A，et al.Advances in aqueous extraction processing of soybeans［J］.Journal of the American Oil Chemists'Society，2010，88(4):449-465.

［3］ 王瑛瑤，王璋.水酶法從花生中提取蛋白質與油——堿提工藝研究［J］.食品科技，2002(7):6-8.

［4］ 朱凱艷.利用水相同時提取花生油和蛋白工藝的研究［D］.無錫:江南大學，2012.

［5］ 王瑛瑤，王璋.水酶法從花生中提取蛋白質與油——酶解工藝參數［J］.無錫輕工大學學報，2003(4):60-64.

［6］ Sedlmeyer F，Brack M，Rademacher B，et al.Effect of protein composition and homogenisation on the stability of acidified milk drinks［J］.International Dairy Journal，2004，14(4):331-336.

［7］ 王棟，李崎，華兆哲.食品感官評價原理與技術［M］.北京:中國輕工業出版社，2001:6.

［8］ Ryan K N，Foegeding E A.Formation of soluble whey protein aggregates and their stability in beverages［J］.Food Hydrocolloids，2015，43:265-274.

［9］ Hayes A，Cribb P J.Efeect of whey protein isolate on strength，body composition and muscle hypertrophy during resistance training［J］.Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care，2008，11(1):40-44.

［10］ Krissansen G W.Emerging health properties of whey proteins and their clinical implications［J］.Journal of the A-merican College of Nutrition，2007，26(6):713S-723S.

［11］ Naranjo G B，Pereyra Gonzales A S，Leiva G E，et al.The kinetics of Maillard reaction in lactose-hydrolysed milk powder and related systems containing carbohydrate mixtures［J］.Food Chem，2013，141(4):3 790-3 795.

［12］ 徐致遠，吳艷，周凌華，等.影響褐色益生菌乳飲料顏色的因素［J］.食品與發酵工業，2010，36(1):180-183.

［13］ 孟岳成，何珊珊，李延華.不同加熱條件下牛乳美拉德反應程度的研究［J/OL］.現代食品科技，2015(1).

［14］ YANG D，WANG X Y，GAN L J，et al.Effects of flavonoid glycosides obtained from a Ginkgo biloba extract fraction on the physical and oxidative stabilities of oil-inwater emulsions prepared from a stripped structured lipid with a low omega-6 to omega-3 ratio［J］.Food Chemistry，2015，174:124-131.

［15］ Matsumiya K，Inoue T，Niida J，et al.Evaluation of longterm stability of milk beverages by a novel method for rapid determination of aggregation forces between colloidal particles［J］.Food Hydrocolloids，2014，34:177-183.

［16］ 呂長鑫，李萌萌，徐曉明，等.利用Turbiscan穩定性分析儀檢測紫蘇酸性乳飲料乳化穩定性［J］.中國食品學報，2014，14(4):239-245.

［17］ 張鋒華.滅菌乳穩定性快速預判方法［J］.乳業科學與技術，2014，37(2):28-31.

［18］ 張芬芬，曾茂茂，何志勇，等.大豆分離蛋白乳狀液穩定性的幾種分析方法比較［J］.食品科學，2012，33(17):44-47.

［19］ 蘇米亞，莫蓓紅.超高溫牛奶產品貨架期內的穩定性分析方法［J］.乳業科學與技術，2006(5):221-226.