大豆低聚肽功能性飲料的研制

姚鵬程，吳媛媛，王 鑫，徐麗萍

（1.牡丹江市食品藥品檢驗檢測中心，黑龍江牡丹江 157000；2.哈爾濱商業大學食品工程學院，黑龍江省高校食品科學與工程重點實驗室，黑龍江哈爾濱 150076）

0 引言

近年來，植物蛋白的開發和利用得到快速發展，質高價廉的植物蛋白成為世界各國人民營養需求的重要來源，大豆蛋白質從眾多植物蛋白中脫穎而出，成為廣大消費者的首選產品[1]。大豆低聚肽是指大豆蛋白質經蛋白酶水解作用后得到的短肽混合物，所得產物中還含有少量游離的糖類和無機鹽等成分，分子量大多在1 000以下[2]。大豆低聚肽中的必需氨基酸組成不僅與大豆蛋白一樣具有優質蛋白的特點，而且還具有大豆蛋白不具備的溶解性、穩定性等理化性質，以及降血壓、抗疲勞、抗氧化、易于消化吸收等生理功效[3-4]。大豆低聚肽具有良好的溶解性和穩定性，被應用于大多數食品中；因其氨基酸組成全面均衡、易于吸收等特點，被應用于嬰幼兒食品、特殊病人營養品中；因其具有一定的生理活性而應用于化妝品及保健品行業[5]。大豆低聚肽在原大豆蛋白序列中基本無活性，但在體外可以通過水解將有活性的肽釋放出來，常被用作功能性食品或飲料添加劑[6]。在一般的體育活動中，體內4%～10%的熱量消耗均由破壞蛋白質所導致，由于機體不能合成必需氨基酸和儲存蛋白質，所以運動員必需及時從體外補充蛋白質，以免肌肉內蛋白質的失衡。大豆低聚肽作為一種小分子肽，比蛋白質和氨基酸更容易被人體吸收，可以使運動員迅速恢復體能，因此開發含小分子低聚肽的功能性飲料成為近年來開發活性肽產品的主要趨勢[7]。試驗主要以大豆低聚肽粉、糖分、增稠劑和酸味劑為因素，結合正交試驗和感官評分來確定大豆低聚肽提取的最佳工藝條件。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆低聚肽粉，中食都慶（山東） 生物技術有限公司提供；葡萄糖，天津市天新精細化工有限公司提供；氯化鈉，天津石英鐘廠霸州市化工分廠提供；斐林試劑，沈陽試劑二廠提供；醋酸鋅，天津津東天正精細化學試劑廠提供；氫氧化鈉、甲基紅指示劑、鹽酸，天津市天新精細化工開發中心提供；硫酸亞鐵，沈陽市試劑一廠提供；雙氧水，天津市富宇精細化工有限公司提供；水楊酸，天津市泰興化學試劑廠提供；蔗糖、蜂蜜、檸檬酸、羧甲基纖維素、檸檬、食鹽，均為市售。

ALC-1100.2型電子分析天平，北京賽多利斯儀器系統有限公司產品；SJ260C型多功能食品攪拌機，順德蘭譜電器制造有限公司產品；DK-98-1型電熱恒溫水浴鍋，天津斯泰特儀器有限公司產品；PHS-3C型pH計，上海市偉業儀器廠產品；DELTA320型糖度計，梅特勒托利多儀器（上海）有限公司產品；DHG-9123A型電熱鼓風干燥箱，上海-恒科學儀器有限公司產品；722型紫外可見分光光度計，上海精密科學儀器有限公司產品；LDZX-50KB型立式壓力蒸汽滅菌器，上海中安醫療器械廠產品；DL-CJ-1F型超級潔凈工作臺，中國北京東聯哈爾濱儀器廠產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 大豆低聚肽功能性飲料制備的工藝流程

糖液+輔料→調配→過濾→殺菌→冷卻→灌裝。

（1） 原輔料的調配及溶解。將大豆低聚肽粉、蔗糖、蜂蜜、檸檬酸（酸味劑）、羧甲基纖維素（增稠劑）、食鹽、檸檬濃縮汁等原輔料按配方比例進行調配，于50℃溫水中調配至全部溶解，攪拌約5 min，用蒸餾水配制100 mL。

（2） 過濾。用180目濾網過濾溶解好的物料，濾除物料中的渣滓。

（3）殺菌、冷卻。采用高溫蒸煮進行滅菌，將過濾后的飲料裝入玻璃瓶、封蓋，在沸水浴中蒸煮滅菌15～20 min，然后冷卻至室溫。

（4）灌裝。趁熱進行灌裝，于75℃條件下保溫10 min后冷卻至室溫。

1.2.2 大豆低聚肽功能性飲料的單因素選擇

（1）大豆低聚肽功能性飲料的單因素試驗。在控制檸檬濃縮汁質量濃度10 mg/mL，食鹽質量濃度0.8 mg/mL的情況下，分別稱取0.05，0.10，0.15，0.20，0.25 g的大豆低聚肽粉；7.0，7.5，8.0，8.5，9.0 g的蔗糖 （m蔗糖∶m蜂蜜=6∶4）；0.010，0.015，0.020，0.025，0.030 g的增稠劑；0.10，0.15，0.20，0.25，0.30 g的酸味劑。分別量取50 mL水進行充分溶解，并與其他輔料進行混合攪拌，再用水定容到100 mL。配置好飲料后進行滅菌，然后以感官評分為評價指標，考查大豆低聚肽粉質量濃度對飲料品質的影響。

（2）大豆低聚肽功能性飲料最佳工藝條件的選擇。在單因素基礎上，采用L9（34）正交試驗，選擇大豆低聚肽質量濃度（A）、蔗糖質量濃度（B）、增稠劑質量濃度（C） 及酸味劑質量濃度（D） 為正交試驗的4個主要影響因素。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計 /mg·mL-1

1.2.3 大豆低聚肽功能性飲料的質量指標測定的方法

（1）感官評價。采用分析或描述性檢驗的方法對大豆低聚肽功能性飲料進行感官評分。優選21名初級評價員，按照感官評價表對所品嘗樣品進行打分（綜合評分滿分為100分）并記錄，最后將分數匯總，比較不同因素及水平的情況下產品的感官品質狀況。

感官評價標準見表2。

表2 感官評價標準

（2）理化指標。可溶性固形物、pH值、總糖含量[8]。

（3）微生物指標。菌落總數、大腸桿菌。

（4）抗氧化性指標。通過測定大豆低聚肽功能性飲料對羥自由基體系的清除作用，計算抑制率[9]。公式如下：

式中：Ai——加樣液時溶液的吸光度；

A0——不加樣液時溶液的吸光度。

2 結果與討論

2.1 大豆低聚肽功能性飲料單因素試驗結果與分析

2.1.1 大豆低聚肽質量濃度對飲料感官綜合評分的影響結果與分析

大豆低聚肽添加量對飲料感官評分的影響見圖1。

由圖1可知，在所選的5個大豆低聚肽粉添加量下，固定其他3個因素，隨著質量濃度的增加，感官綜合評分隨之升高；但當大豆低聚肽質量濃度超過2 mg/mL時，綜合評分開始下降。這是由于大豆低聚肽有一定的苦味和豆腥味，當超過一定量時，會影響飲料的色澤和口感，從而導致綜合評分下降。因此，確定大豆低聚肽較佳質量濃度為2 mg/mL。

2.1.2 蔗糖質量濃度對飲料感官綜合評分的影響結果與分析

蔗糖質量濃度對飲料感官評分的影響見圖2。

圖1 大豆低聚肽質量濃度對飲料感官評分的影響

圖2 蔗糖質量濃度對飲料感官評分的影響

由圖2可知，在所選的5個蔗糖質量濃度下，固定其他3個因素，隨著蔗糖和蜂蜜添加量的增加，感官綜合評分隨呈上升趨勢，當蔗糖質量濃度達到80 mg/mL時，感官評分達到最大值，為94分；當超過80 mg/mL時，評分開始下降。這是由于制作飲料時當超過蔗糖的適當濃度時，會影響口感評分，酸甜口味不適合消費者的需求，從而會導致感官評分下降。因此，確定蔗糖較佳質量濃度為80 mg/mL。

2.1.3 增稠劑質量濃度對飲料感官綜合評分的影響結果與分析

增稠劑質量濃度對飲料感官評分的影響見圖3。

圖3 增稠劑質量濃度對飲料感官評分的影響

由圖3可知，在所選的5個增稠劑質量濃度下，固定其他3個因素，隨著增稠劑質量濃度的增加，感官綜合評分隨之呈上升趨勢，當增稠質量濃度達到0.25 mg/mL時，感官評分達到最大值，為92分；當超過當分質量濃度0.25 mg/mL時，評分開始下降。這是由于飲料中增稠劑含濃度會影響飲料的濁度和組織狀態，當超過增稠劑的適當濃度后，飲料中會出現沉淀及絮狀物，流動性不好，從而導致評分下降。加上生產成品的綜合考慮，因此確定增稠劑較佳質量濃度為0.25 mg/mL。

2.1.4 酸味劑質量濃度對飲料感官綜合評分的影響結果與分析

酸味劑質量濃度對飲料感官評分的影響見圖4。

圖4 酸味劑質量濃度對飲料感官評分的影響

由圖4可知，在所選的5個酸味劑質量濃度下，固定其他3個因素，隨著質量濃度增加，感官綜合評分隨呈上升趨勢，當酸味劑質量濃度達到2.5 mg/mL時，感官評分達到最大值；當超過2.5 mg/mL時，評分開始下降。這是由于制作飲料時，檸檬酸對大豆低聚肽功能性飲料的影響主要體現在固形物含量、口感方面，當檸檬酸過多時，酸甜口味不適合消費者的需求，從而會導致感官評分下降。因此，確定酸味劑較佳質量濃度為2.5 mg/mL。

2.2 大豆低聚肽功能性飲料最佳工藝條件的選擇結果與分析

通過正交試驗確定大豆低聚肽功能性飲料最佳的制作工藝，考查指標為感官綜合評分。

L9（34）正交試驗結果見表3。

表3 L9（34）正交試驗結果

由表3可知，試驗的最佳組合為A2B2C1D2，即大豆低聚肽質量濃度2 mg/mL，蔗糖質量濃度80 mg/mL（蔗糖51 mg/mL，蜂蜜34 mg/mL），酸味劑質量濃度2.5 mg/mL，增稠劑質量濃度0.20 mg/mL最好。極差R的數值直觀反映出各個因素對結果的影響大小為A＞D＞B＞C，即影響大豆低聚肽功能性飲料品質的最主要因素為大豆低聚肽質量濃度，酸味劑和蔗糖質量濃度次之，增稠劑質量濃度的影響最小。

2.2.1 方差分析

正交試驗方差分析見表4。

表4 正交試驗方差分析

由表4的極差分析可知，影響大豆低聚肽功能性飲料品質感官評價的顯著性因素為A，B，D，即大豆低聚肽質量濃度、蔗糖質量濃度、酸味劑質量濃度。各因素對大豆低聚肽功能性飲料品質感官評價影響的大小順序為A＞D＞B＞C，即大豆低聚肽質量濃度＞酸味劑質量濃度＞糖分質量濃度＞增稠劑質量濃度。

2.2.2 直觀分析

通過比較正交試驗表中各因素的極差值（R），可以看出，影響大豆低聚肽功能性飲料感官評分因素順序為A＞D＞B＞C，最佳工藝條件為A2B2C1D2。為了探索更好的試驗條件取值方向，以各因素的水平為橫坐標，均值為縱坐標繪制因素與水平直觀圖[10]。

直觀分析見圖5。

圖5 直觀分析圖

由圖5可知，4個因素中3個主要影響因素，大豆低聚肽質量濃度、酸味劑質量濃度、蔗糖質量濃度在比較理想的水平。這3個主要因素的直觀圖均呈先升高，達到K值的最高點，隨后又呈下降的趨勢；次要影響因素增稠劑質量濃度對試驗的結果影響不是特別突出，應在適當范圍內增加增稠劑，來尋求更加理想的增稠劑質量濃度。通過直觀分析得出，當大豆低聚肽質量濃度2 mg/mL，蔗糖質量濃度80 mg/mL（蔗糖51 mg/mL，蜂蜜34 mg/mL），酸味劑質量濃度2.5 mg/mL，增稠劑質量濃度0.2 mg/mL時，飲料感官品質最好，因此最佳制備方案A2B2C1D2。

2.3 大豆低聚肽功能性飲料產品品質指標的結果與分析

2.3.1 感官指標評價結果與分析

通過正交試驗，選擇感觀綜合評分最高的產品，進行感官評定[11]，結果如下：

（1）色澤。產品呈均勻淺黃色，溶液透明，無分層。

（2）氣味。具有大豆低聚肽獨特的風味，自然芳香，無異味。

（3）口感。口感細膩，酸甜適度，無苦味，柔和爽口。

（4）雜質。無肉眼可見的外來雜質，組織狀態良好。

2.3.2 理化指標測定結果與分析

選擇感官綜合評分最高的飲料為待測樣品，對其進行理化指標的測定，做3組平行試驗，試驗結果得出，產品的可溶性固形物含量8.13%，pH值4.3，總糖含量12%。

理化指標平行試驗結果見表5。

表5 理化指標平行試驗結果

2.4 微生物指標測定的結果與分析

2.4.1 菌落總數測定的結果與分析

稀釋度為1∶10菌落生長情況見圖6，稀釋度為1∶100菌落生長情況見圖7，2個空白對照菌落生長情況見圖8。

圖6 稀釋度為1∶10菌落生長情況

由圖6可知，樣品稀釋度為1∶10和1∶100的培養基經培養后均有1個菌落生成，2個空白對照培養基均無菌落生成，按照平板菌落計數的方法，大豆低聚肽功能性飲料的菌落總數為10個/mL，符合國家食品衛生的標準（細菌總數≤100個/mL）。

2.4.2 大腸桿菌測定的結果

大腸桿菌的測定見圖9。

由圖9可知，9個發酵管中均無產氣現象出現，說明待測產品中不含大腸桿菌，符合國家食品衛生標準。

圖7 稀釋度為1∶100菌落生長情況

圖8 2個空白對照菌落生長情況

圖9 大腸桿菌的測定

2.5 抗氧化活性指標測定的結果與分析

按照上述方法配制大豆低聚肽飲料溶液質量濃度分別為 0.02，0.04，0.06，0.08，0.10，0.12，0.14 mg/mL，進行抑制羥自由基能力的測定。

大豆低聚肽飲料對羥自由基的抑制作用見圖10。

圖10 大豆低聚肽飲料對羥自由基的抑制作用

由圖10可知，大豆低聚肽對羥自由基有顯著的抑制作用，隨著大豆低聚肽質量濃度的增大，對羥自由基的抑制能力也呈現不斷增大的趨勢，增長速度由快到慢，最后趨于平緩。原因可能是隨著大豆低聚肽質量濃度增大，其與羥自由基作用的機會增大，使羥自由基與水楊酸作用的機會降低，從而使2,3-二羥基苯甲酸的生成量減少，抑制率上升，起初體系中羥自由基量較大，而大豆低聚肽量較小，每一分子大豆低聚肽都充分發揮清除自由基的作用，抑制率隨質量濃度的增大快速上升；而當大豆低聚肽質量濃度升高達到一定程度，接近飽和時，則一部分大豆低聚肽與羥自由基的作用受阻，不再發揮作用，抑制率隨大豆低聚肽質量濃度的增長變化不大。大豆低聚肽飲料的質量濃度為0.14 mg/mL時，對羥自由基的抑制率達到90.2%，即抑制率達到90%以上時，大豆低聚肽飲料質量濃度不低于0.14 mg/mL。

3 結論

以大豆低聚肽為主要原料，主要研究了大豆低聚肽功能性飲料工藝配方的內容。以感官評價為指標，通過單因素試驗和正交試驗設計確定了大豆低聚肽功能性飲料的最佳工藝參數為大豆低聚肽粉2 mg/mL，糖分80 mg/mL，增稠劑0.25 mg/mL，酸味劑2.5 mg/mL。同時，對感官指標、理化指標、微生物指標和抗氧化指標進行測定。結果顯示，以此配方制作的功能性飲料各項指標均符合國家標準。

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