大豆復(fù)合植物蛋白飲料配方優(yōu)化 及其理化性質(zhì)

沈金榮,史夢(mèng)珂,鄧澤元,李 靜

(南昌大學(xué)食品學(xué)院國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西南昌 330047)

大豆亦稱(chēng)黃豆,系莢豆科一年生草本,富含脂肪、蛋白質(zhì)和磷脂。大豆蛋白是一種植物性蛋白質(zhì),其蛋白質(zhì)含量約為38%以上,是谷類(lèi)食物的4～5倍,其氨基酸組成與牛奶蛋白質(zhì)相近。大豆中的磷脂是一種天然營(yíng)養(yǎng)活性劑,是構(gòu)建大腦的重要物質(zhì),大豆磷脂中含有85%～90%的磷脂酰膽堿以及磷脂酰乙醇胺,對(duì)人體器官有很好的保健作用[1]。目前市場(chǎng)上的植物蛋白飲品主要有椰汁、杏仁露、花生露及核桃露等幾大類(lèi)。但這些產(chǎn)品的主要原料品種比較單一,口感也比較單一,缺少混合型植物蛋白飲料;另外，這些產(chǎn)品消費(fèi)定位面也比較狹窄,例如椰汁突出的只是美容功效、核桃露突出的只是益智作用,而針對(duì)女性健康開(kāi)發(fā)的植物蛋白飲料甚少。因此，本產(chǎn)品通過(guò)混合不同風(fēng)味的黃豆、紅豆、紅棗以及枸杞等物質(zhì),不僅可以改善產(chǎn)品的口感、增加食物多樣性,而且還富含糖類(lèi)、維生素、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分。其中紅豆可以有效地補(bǔ)血、消腫和利尿[2];紅棗具有促進(jìn)肌膚細(xì)胞的代謝,防止黑色素沉著,增強(qiáng)體質(zhì),延緩衰老等作用[3];枸杞具有抗氧化、提高免疫力、降血脂、抗衰老、抗腫瘤等作用[4]。因此，本產(chǎn)品在預(yù)防女性貧血、延緩衰老以及提高免疫力等方面都有一定的促進(jìn)作用,是一款針對(duì)女性消費(fèi)群體而開(kāi)發(fā)的植物蛋白飲品。

乳化劑是一類(lèi)分子內(nèi)具有親水和親脂基團(tuán)的表面活性物質(zhì),能夠減少液滴的表面張力,減少分散體系的勢(shì)能,防止相鄰液滴聚集,使溶液趨于穩(wěn)定[5-6]。研究表明,單甘酯和蔗糖酯混合使用可以取得很好的穩(wěn)定效果[7]。Stokes 定律表明,增稠劑能夠增加乳液體系黏度,降低體系中顆粒沉降速度,從而延長(zhǎng)體系穩(wěn)定時(shí)間[8]。因?yàn)橛行┰龀韯┲g有協(xié)同作用,混合使用時(shí)其黏度高于體系中任何一組分的黏度,因此使用復(fù)合增稠劑可以起到更好的穩(wěn)定效果。

因此,本文以黃豆、大棗、枸杞、紅豆為原輔料,通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn),考察黃豆與輔料(紅棗粉、紅豆粉和枸杞粉)總量比、料水比、蔗糖添加量、奶粉添加量、紅棗:紅豆:枸杞的質(zhì)量之比等對(duì)植物蛋白飲料感官的影響,獲得植物蛋白飲料原輔料的配方;通過(guò)穩(wěn)定系數(shù)和離心沉淀率,考察了復(fù)合乳化劑和復(fù)合增稠劑對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響,獲得植物蛋白飲料中乳化劑和增稠劑的配方;通過(guò)測(cè)定產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)成分、色澤、粒徑和流變學(xué)特性,考察了植物蛋白飲料的理化特性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黃豆、紅豆粉、紅棗粉、枸杞粉 南昌鮮徠客有限責(zé)任公司;蔗糖、姜、鹽、奶粉 南昌旺中旺超市;蔗糖酯 河北百味生物科技有限公司;單甘酯、海藻酸丙二醇酯、海藻酸鈉、瓜兒豆膠 南昌科學(xué)儀器有限公司;無(wú)水碳酸鈉、氨水、石油醚、硫酸鉀、硫酸、硼酸、甲基紅、酒石酸鉀鈉、葡萄糖 分析純,汕頭市西隴化工廠有限公司;無(wú)水乙醇、硫酸銅、氫氧化鈉 分析純,上海振興化工一廠;冰乙酸、鹽酸 分析純,天津市大茂化學(xué)儀器廠;無(wú)水乙醚 分析純,上海焱晨化工實(shí)業(yè)有限公司;溴鉀酚綠 分析純,上海化學(xué)試劑總廠。

K9860凱氏定氮儀 山東海能科學(xué)儀器有限公司;CR-400 色差儀、PHS-3CpH計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國(guó)華電器有限公司;JM-L系列立式膠體磨 福建巨龍電機(jī)集團(tuán)有限公司;GYB60-6S高壓均質(zhì)機(jī) 上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠;LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠;TDL-5-A離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;FA2204B電子天平 上海精科天美科學(xué)儀器有限公司;722E紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海光譜儀器有限公司;Zetasizer namo zs90型激光粒度儀 英國(guó)馬爾文公司;QL-861型渦流混合器 太倉(cāng)科教儀器廠;WYA-2W阿貝折光儀 上海上天精密儀器有限公司;DGG-9140電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;TA DHR-2流變儀 美國(guó)馭锘實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 黃豆→挑選→清洗去雜→熱燙(1～2 min)→浸泡(浸泡溫度28～30 ℃,時(shí)間7 h)→與紅豆粉、紅棗粉及枸杞粉一起磨漿→混勻→過(guò)膠體磨→煮漿(煮漿溫度≥95 ℃,保持3 min)→過(guò)濾→濾液→加蔗糖、穩(wěn)定劑等調(diào)配(姜汁添加量為0.05%,精鹽0.04%)→均質(zhì)(第一次均質(zhì)壓力25 MPa、均質(zhì)時(shí)間5 min,第二次均質(zhì)壓力20 MPa、均質(zhì)時(shí)間5 min)→灌裝→殺菌(121 ℃,15 min)→冷卻→成品[2,9-10]。

1.2.2 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.2.1 黃豆和紅棗、紅豆、枸杞三種輔料總量的不同質(zhì)量比對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響 各實(shí)驗(yàn)組固定蔗糖添加量為7%,奶粉添加量為1%,料水(料包括3種輔料和大豆的總質(zhì)量)比為1∶10 (g/mL),紅棗∶紅豆∶枸杞質(zhì)量之比為2∶5∶3,復(fù)合乳化劑和增稠劑暫不添加的條件下,采用黃豆與輔料總質(zhì)量比為1∶1、2∶1、7∶3、3∶1、4∶1,按植物蛋白飲料制作工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)感官評(píng)分確定最佳的黃豆與輔料總量比。

1.2.2.2 不同料水比對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響 各實(shí)驗(yàn)組固定蔗糖添加量為 7%,奶粉添加量為1%,黃豆與輔料總量的質(zhì)量比為7∶3,紅棗∶紅豆∶枸杞質(zhì)量之比為2∶5∶3,復(fù)合乳化劑和增稠劑暫不添加的條件下,采用料水比為1∶8、1∶9、1∶10、1∶11、1∶12 (g/mL),按植物蛋白飲料制作工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)感官評(píng)分確定最佳的料水比。

1.2.2.3 蔗糖添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響 各實(shí)驗(yàn)組固定奶粉添加量為1%,黃豆與輔料總量的質(zhì)量比為7∶3,料水比為1∶10 (g/mL),紅棗∶紅豆∶枸杞質(zhì)量之比為2∶5∶3,復(fù)合乳化劑和增稠劑暫不添加的條件下,采用蔗糖添加量為5%、6%、7%、8%、9%,按植物蛋白飲料制作工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)感官評(píng)分確定最佳的蔗糖添加量。

1.2.2.4 奶粉添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響 各實(shí)驗(yàn)組固定蔗糖添加量為 7%,黃豆與輔料總量的質(zhì)量比為7∶3,料水比為1∶10 (g/mL),紅棗∶紅豆∶枸杞質(zhì)量之比為2∶5∶3,復(fù)合乳化劑和增稠劑暫不添加的條件下,采用奶粉添加量為0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%,按植物蛋白飲料制作工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)感官評(píng)分確定最佳的奶粉添加量。

1.2.2.5 紅棗∶紅豆∶枸杞的質(zhì)量比對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響 各實(shí)驗(yàn)組固定蔗糖添加量為 7%,奶粉添加量為1%,黃豆與輔料總量比為7∶3,料水比為1∶10 (g/mL),復(fù)合乳化劑和增稠劑暫不添加的條件下,采用紅棗∶紅豆∶枸杞的質(zhì)量比為2∶6∶2、2∶5∶3、2∶3∶5、5∶2∶3、5∶4∶1,按植物蛋白飲料制作工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)感官評(píng)分確定最佳的紅棗、紅豆、枸杞質(zhì)量比。

1.2.3 植物蛋白飲品感官評(píng)價(jià) 本實(shí)驗(yàn)隨機(jī)挑選10位經(jīng)培訓(xùn)的食品專(zhuān)業(yè)的學(xué)生以感官評(píng)定的評(píng)分方法,對(duì)植物蛋白飲料的色澤、氣味、滋味、組織狀態(tài)進(jìn)行評(píng)定,滿分為100 分,結(jié)果取平均值,感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[11]如表1所示。

表1 感官評(píng)分Table 1 Sensory score

1.2.4 正交實(shí)驗(yàn) 在多次單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,確定影響植物蛋白飲料品質(zhì)的主要因素為原料與輔料的質(zhì)量比(A),料水比(B),蔗糖添加量(C)和奶粉添加量(D)4個(gè)因素,采用L9(34)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)[12],通過(guò)感官評(píng)分選出最佳配方。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)因素、水平及編碼見(jiàn)表2。

表2 正交實(shí)驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)Table 2 Design of orthogonality factor horizontal

1.2.5 乳化劑配方的確定

1.2.5.1 乳化劑穩(wěn)定性的測(cè)定 取1 g左右的植物蛋白飲料樣液,用蒸餾水稀釋40倍,5000 r/min離心5 min,于785 nm波長(zhǎng)處測(cè)定樣品離心前后的吸光度,并按下式計(jì)算植物蛋白飲料的穩(wěn)定性：R=A后/A前。式中:R為穩(wěn)定性系數(shù),R≤1.00,R值越大表明植物蛋白飲料的體系越穩(wěn)定;A后為離心后上清液吸光度;A前為離心前液體吸光度[13]。

1.2.5.2 蔗糖酯與單甘酯的不同比例對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響 各實(shí)驗(yàn)組固定蔗糖添加量為7%,奶粉添加量為1%,黃豆與輔料總量比為7∶3,料水比為1∶10 (g/mL),紅棗∶紅豆∶枸杞質(zhì)量之比為2∶5∶3,蔗糖酯與單甘酯添加總質(zhì)量為0.10%,復(fù)合增稠劑不添加的條件下,采用蔗糖酯與單甘酯質(zhì)量比例為2∶5、3∶4、3.5∶3.5、5∶2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[14],一個(gè)星期后,觀察不同質(zhì)量比例的兩種乳化劑對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響,確定復(fù)合乳化劑的比例。

1.2.5.3 蔗糖酯和單甘酯的添加總量對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響 各實(shí)驗(yàn)組固定蔗糖添加量為7%,奶粉添加量為1%,黃豆與輔料總量比為7∶3,料水比為1∶10 (g/mL),紅棗∶紅豆∶枸杞質(zhì)量之比為2∶5∶3,蔗糖酯與單甘酯質(zhì)量比例為3∶4,復(fù)合增稠劑不添加的條件下,采用添加0、0.07%、0.10%、0.13%、0.16%、0.20%的復(fù)合乳化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)定穩(wěn)定系數(shù),確定復(fù)合乳化劑的添加量。

1.2.6 增稠劑配方的確定

1.2.6.1 增稠劑離心沉淀率的測(cè)定 在15 mL離心管中加入植物蛋白飲料10 mL,然后在4200 r/min下離心30 min,棄去上部溶液,在40 ℃的烘箱中烘至恒重,準(zhǔn)確稱(chēng)取沉淀物重量,利用下式計(jì)算離心沉淀率[15-16]。

離心沉淀率(%)=[沉淀物重量(g)]/[10 mL植物蛋白飲料重量(g)]×100

1.2.6.2 海藻酸丙二醇酯、海藻酸鈉和瓜兒豆膠的不同比例對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響 各實(shí)驗(yàn)組固定蔗糖添加量為7%,奶粉添加量為1%,黃豆與輔料總量比為7∶3,料水比為1∶10 (g/mL),紅棗∶紅豆∶枸杞質(zhì)量之比為2∶5∶3,海藻酸丙二醇酯、海藻酸鈉和瓜兒豆膠的添加總質(zhì)量為0.05%,蔗糖酯與單甘酯添加質(zhì)量比例為3∶4,在添加總質(zhì)量為0.16%的條件下,采用海藻酸丙二醇酯∶海藻酸鈉∶瓜兒豆膠比例為1∶1∶1、2∶3∶1、2∶1∶3、3∶2∶1進(jìn)行實(shí)驗(yàn),一個(gè)星期后,觀察不同比例的增稠劑對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響,確定復(fù)合增稠劑的比例。

1.2.6.3 海藻酸丙二醇酯、海藻酸鈉和瓜兒豆膠的添加總量對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響 各實(shí)驗(yàn)組固定蔗糖添加量為7%,奶粉添加量為1%,黃豆與輔料總量比為7∶3,料水比為1∶10 (g/mL),紅棗∶紅豆∶枸杞質(zhì)量之比為2∶5∶3,海藻酸丙二醇酯:海藻酸鈉:瓜兒豆膠比例為2∶1∶3,蔗糖酯與單甘酯添加質(zhì)量比例為3∶4,添加總質(zhì)量為0.16%的條件下,采用添加0、0.035%、0.05%、0.065%、0.08%的復(fù)合增稠劑做實(shí)驗(yàn),測(cè)定離心沉淀率,確定復(fù)合增稠劑的添加量。

1.2.7 植物蛋白飲料理化指標(biāo)的測(cè)定 以最終確定配方的植物飲料進(jìn)行以下理化指標(biāo)的測(cè)定。

1.2.7.1 可溶性固形物含量測(cè)定 參照GB/T 12143-2008 《飲料通用分析方法》折光儀測(cè)定方法[17]。

1.2.7.2 蛋白質(zhì)含量測(cè)定 參照GB 5009.5-2010 《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》(凱氏定氮法)的測(cè)定方法[18]。

1.2.7.3 脂肪含量測(cè)定 參照GB/T 5413.3-2010 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 嬰幼兒食品和乳品中脂肪的測(cè)定》的測(cè)定方法[19]。

1.2.7.4 還原糖含量的測(cè)定 參照GB/T 5009.7-2008 《食品中還原糖的測(cè)定》的測(cè)定方法[20]。

1.2.7.5 色澤的測(cè)定 用全自動(dòng)色彩色差計(jì)CR-400通過(guò)反射法測(cè)定樣品的色澤指標(biāo)。采用CIELAB色空間,L值表示明度,從明亮(L=100)到黑暗(L=0)之間變化,L值越大明度越大;a值表示物質(zhì)的紅綠偏向,正值偏向紅色,負(fù)值偏向綠色;b值表示物質(zhì)的黃藍(lán)偏向,正值偏向黃色,負(fù)值偏向藍(lán)色[12]。

1.2.7.6 平均粒徑及平均分散系數(shù)的測(cè)定 樣品的粒徑分布采Zetasizer namo zs90型激光粒度儀測(cè)定,樣品需用自來(lái)水稀釋至合適濃度。將植物蛋白飲料加入到以自來(lái)水為介質(zhì)的準(zhǔn)備池中。稀釋后樣品被送入測(cè)定室中,激光束照射,激光波長(zhǎng)為633 nm,溫度為25 ℃,測(cè)定范圍為0.4～10000 nm。

1.2.7.7 流變學(xué)性質(zhì)的測(cè)定 使用TA DHR-2流變儀,40 mm平行板進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定溫度25 ℃,剪切速率范圍2～200(1/S),采用靜態(tài)流變實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差并制圖,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以3次重復(fù)的“均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。通過(guò)正交助手Ⅱ V3.1軟件對(duì)植物蛋白飲料配方進(jìn)行優(yōu)化。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 黃豆與輔料(紅棗、紅豆、枸杞)的質(zhì)量比例對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響 從圖1可以看出,感官評(píng)分的得分隨黃豆與輔料總量的比例的增加呈先增大后降低的趨勢(shì),且黃豆與輔料總量比在7∶3時(shí)，植物蛋白飲料的感官評(píng)分最高。這是由于輔料的添加量對(duì)產(chǎn)品的色澤、組織形態(tài)等具有一定的影響,當(dāng)輔料添加量過(guò)大時(shí),產(chǎn)品風(fēng)味濃郁,但組織狀態(tài)有少量沉淀,導(dǎo)致產(chǎn)品得分較少;當(dāng)輔料添加量過(guò)小時(shí),產(chǎn)品色澤、滋味不突出,導(dǎo)致產(chǎn)品得分較少。所以,選擇黃豆與輔料總量的比例在7∶3最為合適。

圖1 黃豆與輔料的比例對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of the ratio of soybean and excipients on the sensory quality of products

2.1.2 料水比對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響 從圖2可以看出,感官評(píng)分的得分隨料水比例的增加呈先增大后降低的趨勢(shì),且料水比在1∶10 (g/mL)時(shí)，植物蛋白飲料的感官評(píng)分最高。這是由于在較低的料水比情況下,飲料的濃度較稠,導(dǎo)致口感較差,且使水溶性的多糖等有機(jī)物不能較多的溶出,造成資源的浪費(fèi),隨著料水比例的增加,不僅能夠使飲料的濃度降低,而且能讓水溶性的多糖等有機(jī)物較多的溶出,但隨著料水比例的進(jìn)一步增加,飲料濃度變的過(guò)稀,產(chǎn)品滋味平淡,導(dǎo)致得分較少。所以,選擇料水比在1∶10 (g/mL)最為合適。

圖2 料水比對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of the ratio of material and water on sensory quality of products

2.1.3 蔗糖添加量的對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響 從圖3可以看出,感官評(píng)分的得分隨蔗糖添加量的增加呈先增大后降低的趨勢(shì),蔗糖添加量為6%時(shí)植物蛋白飲料的感官評(píng)分最高。這是由于蔗糖的添加量過(guò)低則飲料的甜味不明顯,而用量增大時(shí)會(huì)使飲料過(guò)甜。所以,選擇蔗糖的添加量在6%最為合適。

圖3 蔗糖添加量的對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of sucrose content on sensory quality of products

2.1.4 奶粉添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響 從圖4可以看出,感官評(píng)分的得分隨奶粉添加量的增加呈先增大后降低的趨勢(shì),奶粉添加量為1.5%時(shí)，植物蛋白飲料的感官評(píng)分最高。這是由于在一定范圍內(nèi),奶粉添加會(huì)使飲料具有特殊的奶香味,當(dāng)奶粉添加過(guò)量時(shí),強(qiáng)烈的奶香味會(huì)掩蓋產(chǎn)品本身的風(fēng)味。所以,選擇奶粉的的添加量在1.5%最為合適。

圖4 奶粉添加量的對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of milk powder content on sensory quality of products

2.1.5 紅棗:紅豆:枸杞的比例對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響 從圖5可以看出,紅棗、紅豆、枸杞質(zhì)量比為2∶5∶3時(shí)，植物蛋白飲料的感官評(píng)分最高。這是由于復(fù)合輔料配料時(shí),其配比和用量的不同會(huì)直接影響飲料的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)。混合輔料比例偏差過(guò)小,飲料的風(fēng)味平淡;混合輔料比例偏差過(guò)大,飲料的風(fēng)味不協(xié)調(diào),營(yíng)養(yǎng)也不全面。所以,選擇,紅棗、紅豆、枸杞質(zhì)量比為2∶5∶3最為合適。

圖5 輔料的不同配比對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of different proportion of accessories on the sensory quality of products

2.2 正交實(shí)驗(yàn)

在多次單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,確定影響植物蛋白飲料品質(zhì)的主要因素為原料與輔料的質(zhì)量比(A)、料水比(B)、蔗糖添加量(C)和奶粉添加量(D)4個(gè)因素,采用 L9(34)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn),通過(guò)感官評(píng)分選出最佳配方。結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of orthogonal test

采用極差分析法,對(duì)各因素均值及極差大小進(jìn)行分析。從表3中可以看出,影響感官評(píng)價(jià)因素大小順序?yàn)?原料與輔料的質(zhì)量比>料水比>蔗糖添加量>奶粉添加量。即最優(yōu)組合是A2B2C2D1或A2B2C3D1,按這兩種組合的物料用量進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明：組合A2B2C2D1的產(chǎn)品感觀評(píng)分為89分,組合A2B2C3D1的產(chǎn)品感觀評(píng)分為 91分,說(shuō)明組合A2B2C3D1為最佳組合。即蔗糖添加量為 7%,姜汁添加量為0.05%,精鹽0.04%,奶粉添加量為1%,黃豆與輔料總量比為7∶3,料水比為1∶10 (g/mL),紅棗∶紅豆∶枸杞質(zhì)量之比為2∶5∶3。

2.3 復(fù)合乳化劑的配比及用量的確定

2.3.1 蔗糖酯與單甘酯的不同比例對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響 一個(gè)星期后,觀察產(chǎn)品的分層情況,添加蔗糖酯和單甘酯比例為3∶4的樣品幾乎無(wú)分層現(xiàn)象出現(xiàn),而添加蔗糖酯和單甘酯比例為2∶5、3.5∶3.5、5∶2的樣品分別有少量分層現(xiàn)象出現(xiàn),有輕微分層現(xiàn)象出現(xiàn),分層現(xiàn)象明顯,因此選定兩種乳化劑的最佳配比為蔗糖酯∶單甘酯=3∶4。

2.3.2 復(fù)合乳化劑添加量對(duì)植物蛋白飲料穩(wěn)定性的影響 以兩種乳化劑蔗糖酯∶單甘酯=3∶4為前提,進(jìn)行乳化性比較，確定乳化劑的添加量,結(jié)果如圖6所示。

圖6 復(fù)合乳化劑添加量對(duì)植物蛋白飲料穩(wěn)定性的影響Fig.6 Effect of compound emulsifier content on the stability of vegetable protein beverage

從圖6可以看出,蔗糖酯和單甘酯總量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.07%～0.16%時(shí)穩(wěn)定性逐漸升高,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.16%時(shí)穩(wěn)定性最好,超過(guò)0.16%后,穩(wěn)定性有所降低,這是因?yàn)橛H水性的蔗糖酯與親油性的單甘酯的混合乳化劑可以形成特別穩(wěn)定的界面膜,具有較高的強(qiáng)度,從而能夠很好地防止聚結(jié),對(duì)增加乳狀液的穩(wěn)定性有很大的作用。使用混合乳化劑可以使界面層中分子較緊密的排列,在液珠表面可以形成混合液晶的中間相,混合乳化劑組分之間也可以形成分子復(fù)合物,是提高乳化效率、增加乳狀液穩(wěn)定的有效方法,實(shí)踐中也證明混合乳化劑的表面活性比單一乳化劑的表面活性要優(yōu)越,當(dāng)乳化劑添加量進(jìn)一步增加時(shí),超過(guò)了乳化劑的臨界膠束濃度,乳化劑分子就會(huì)在溶液內(nèi)部聚集,構(gòu)成親油基向內(nèi),親水基向外的球狀膠束[22],導(dǎo)致進(jìn)一步增加乳化劑的量反而降低其乳化效果。因此使用蔗糖酯和單甘酯總的添加量為0.16%。

表4 植物蛋白飲料成分Table 4 Composition of vegetable protein beverage

注:數(shù)據(jù)結(jié)果為均值±標(biāo)準(zhǔn)差(n=3)，表5、表6同。形成的乳狀液也更穩(wěn)定[21]。

2.4 復(fù)合增稠劑的配比及用量的選擇

2.4.1 復(fù)合增稠劑的配比對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響 一個(gè)星期后,觀察產(chǎn)品的沉淀情況,添加海藻酸丙二醇酯、海藻酸鈉和瓜兒豆膠比例為2∶1∶3的樣品沒(méi)有看到沉淀現(xiàn)象出現(xiàn),而添加海藻酸丙二醇酯、海藻酸鈉和瓜兒豆膠比例為1∶1∶1、2∶3∶1、3∶2∶1的樣品分別有少量、少量、微量沉淀現(xiàn)象出現(xiàn),因此選定了三種增稠劑的最佳配比為海藻酸丙二醇酯∶海藻酸鈉∶瓜兒豆膠=2∶1∶3。

2.4.2 復(fù)合增稠劑的用量對(duì)植物蛋白飲料沉淀率 以三種增稠劑海藻酸丙二醇酯∶海藻酸鈉∶瓜兒豆膠=2∶1∶3為前提,進(jìn)行穩(wěn)定性比較，確定增稠劑的添加量,結(jié)果如圖7所示。

圖7 復(fù)合增稠劑添加量對(duì)植物蛋白飲料沉淀率的影響Fig.7 Effect of compound thickener content on precipitation rate of vegetable protein beverage

從圖7可以看出,產(chǎn)品中不添加增稠劑時(shí),沉淀率很高,體系很不穩(wěn)定。增稠劑的添加使得離心沉淀率降低,產(chǎn)品穩(wěn)定性增高。三種增稠劑總量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0%～0.065%時(shí)沉淀率逐漸降低,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.065%時(shí)穩(wěn)定性最好,添加量超過(guò)0.065%時(shí),離心沉淀率反而略有增加。這是由于增稠劑能與水發(fā)生水合作用,不僅能增加體系的黏度,還能形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu),分散顆粒,形成保護(hù)層,減緩顆粒的聚結(jié)、上浮與下沉[23],隨著增稠劑的過(guò)量添加,離心沉淀率反而略有增加,可能是在此添加量情況下飲料黏度太大,離心沉淀率無(wú)法精確測(cè)出。因此,選取0.065%作為增稠劑的最適添加量。

2.5 植物蛋白飲料理化指標(biāo)的測(cè)定

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn),確定植物蛋白飲料的最佳配方為:黃豆與輔料總量比為7∶3,料水比為1∶10 (g/mL),蔗糖添加量7%,奶粉添加量1%,紅棗∶紅豆∶枸杞質(zhì)量之比為2∶5∶3;復(fù)合乳化劑的最佳配比為蔗糖酯∶單甘酯=3∶4,最適添加量為0.16%;復(fù)合增稠劑的最佳配比為,海藻酸丙二醇酯∶海藻酸鈉∶瓜兒豆膠=2∶1∶3,最適添加量為0.065%。以此配方為基礎(chǔ),將制作的植物蛋白飲料進(jìn)行以下理化性質(zhì)的測(cè)定。

2.5.1 植物蛋白飲料成分的測(cè)定 從表4可以看出,在植物蛋白飲料中,蛋白質(zhì)含量為2.14%>1.0%,脂肪含量為0.95%>0.4%,可溶性固形物含量為13.57%>2%,還原糖含量為0.92%,符合QB/T 2132-2008 中對(duì)植物蛋白飲料中的蛋白質(zhì)、脂肪等含量的要求[24]。

2.5.2 植物蛋白飲料色澤的測(cè)定 其結(jié)果如表5所示,由表中數(shù)據(jù)可得,此植物蛋白飲料呈淡黃色。

表5 植物蛋白飲料的色澤Table 5 Color of vegetable protein beverage

2.5.3 植物蛋白飲料平均粒徑及平均分散系數(shù)的測(cè)定 樣品的粒徑分布采用Zetasizer namozs 90型激光粒度儀測(cè)定,其結(jié)果如表6和圖8所示。

表6 植物蛋白飲料的粒徑平均值和平均分散系數(shù)Table 6 Average particle size and average dispersion coefficient of vegetable protein beverage

圖8 植物蛋白飲料的粒度分布Fig.8 Particle size distribution of vegetable protein beverage

從表6和圖8可以看出,植物蛋白飲料的粒度分布比較集中,平均分散系數(shù)為0.24,其粒徑平均值也較小,值為303.33 nm,體系的穩(wěn)定性與粒子半徑的平方成正比,粒子越大,則越易沉降分離。通過(guò)觀察粒子的大小及聚結(jié)情況,可以大致判斷飲料的穩(wěn)定性[25]。以上分析說(shuō)明此產(chǎn)品的穩(wěn)定性比較好,在長(zhǎng)期的貯存中不易出現(xiàn)分層的現(xiàn)象。

2.6 植物蛋白飲料流變學(xué)特性的測(cè)定

使用TA DHR-2流變儀,測(cè)定植物蛋白飲料的剪切應(yīng)力和黏度,其結(jié)果如圖9所示。

圖9 植物蛋白飲料的流變學(xué)特性Fig.9 Rheological properties of vegetable protein beverage

從圖9中可以看出,在剪切速率為2～200(1/S)的剪切速率范圍內(nèi),植物蛋白飲料表現(xiàn)為剪切應(yīng)力隨著剪切速率的增大而增加,且增加的幅度越來(lái)越小,也就是說(shuō)表觀黏度是不斷下降的,這是典型非牛頓流體的假塑性流動(dòng)行為[26]。實(shí)際的非牛頓流體,當(dāng)施加壓力時(shí),就會(huì)產(chǎn)生流動(dòng),它們要在大于某一個(gè)固定值時(shí),才開(kāi)始流動(dòng),大部分液態(tài)食品0

3 結(jié)論

通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)確定了最佳配方為:黃豆與輔料總量比為7∶3,料水比為1∶10 (g/mL),蔗糖添加量7%,奶粉添加量1%,紅棗∶紅豆∶枸杞質(zhì)量之比為2∶5∶3;復(fù)合乳化劑的最佳配比為蔗糖酯∶單甘酯=3∶4,最適添加量為0.16%;復(fù)合增稠劑的最佳配比為,海藻酸丙二醇酯∶海藻酸鈉∶瓜兒豆膠=2∶1∶3,最適添加量為0.065%。獲得的產(chǎn)品呈淡黃色,含有2.14%的蛋白質(zhì),0.95%的脂肪,13.57%的可溶性固形物,0.92%的還原糖,符合QB/T 2132-2008 中對(duì)植物蛋白飲料中的蛋白質(zhì)、脂肪等含量的要求。產(chǎn)品的粒徑平均值、平均分散系數(shù)、剪切應(yīng)力和黏度的結(jié)果表明，此植物蛋白飲料具有較高的穩(wěn)定性。

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