亞麻蛋白冰淇淋品質影響因素及評價

吳興雨，李新昊，姚 玥，孫豐梅,2?

（1. 河北北方學院 食品科學系，河北 張家口 075000；2. 河北省農產品食品質量安全分析檢測重點實驗室，河北 張家口 075000）

冰淇淋作為夏季的暢銷產品，深受青少年的喜愛，口感細滑、奶味濃郁是冰淇淋的特點[1]，傳統的冰淇淋以飲用水、牛乳、乳粉、奶油、食糖等為主要原料，加入適量增稠劑、穩定劑等食品添加劑，經混合、滅菌等操作制成的冷凍飲品，其熱量高且脂肪含量較多，食入過多會對人體健康產生危害[2-4]。隨著我國青少年肥胖癥越來越嚴重，人們更關注冰淇淋的營養價值，本實驗選用植物型亞麻蛋白，研制新型冰淇淋[5]。

亞麻蛋白主要由球蛋白、白蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白組成，亞麻蛋白中的氨基酸種類非常豐碩，其中谷氨酰酸和組氨酸能夠有效提高人類身體機能，對結腸癌有一定的抑制作用，實驗研究表明[6]，亞麻籽蛋白能夠有效治療腎系統的疾病，與大豆蛋白相比，亞麻蛋白能夠有效降低血脂類疾病，且能夠預防心腦血管疾病。亞麻籽蛋白不僅含有生物活性物質，還擁有良好的功能性質[7]。

我國亞麻的種植面積大，且榨油后的亞麻籽餅粕一般作為動物飼料使用，或者直接丟棄，造成了資源的不合理使用[8]，本實驗采用堿性蛋白酶提取亞麻籽餅粕中的蛋白質，既增加了亞麻籽餅粕的利用價值，又豐富了冰淇淋的種類。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

單甘酯：河南萬邦實業有限公司；蛋黃粉：尚億食化；脫脂奶粉：味多美食品配料有限公司；蔗糖：山東佳佳利生物科技有限公司；堿性蛋白酶：北京奧博星生物技術有限公司；氫氧化鈉：天津鵬坤化工有限公司；檸檬酸：濰坊英軒實業有限公司；奶油：青島雀巢有限公司；羧甲基纖維素鈉：盛達食品添加劑有限公司。

家用小型自動冰淇淋機：愛麗思電器產品有限公司；恒溫數顯水浴鍋：金壇市醫療儀器廠；磁力攪拌器：常州澳華儀器有限公司；JA-1003N電子天平：上海精密科學儀器有限公司；pH酸度計：上海佑科儀表有限公司；HC-3018高速離心機：安徽中科中佳科學儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 亞麻籽餅粕基本成分的測定

水分：參照直接干燥法測定[9]；

脂肪：參照索氏抽提法測定[10]；

粗蛋白：參照凱氏定氮法測定[11]；

灰分：參照食品中總灰分的測定方法[12]；

纖維素：參照介質過濾法測定[13]；

淀粉：參照酸水解法測定[14]。

1.2.2 亞麻蛋白的制備

亞麻籽餅粕→粉碎過80目篩→按料液比1∶20在75 ℃下洗膠3次→鼓風干燥箱中干燥，過80目篩→按料液比1∶30加入正己烷在室溫下振蕩6 h→回收正己烷，在通風櫥晾12 h→按料液比1∶15加蒸餾水→添加 2.5%淀粉酶，在 60 ℃和pH為6.0條件下，提取4.0 h→添加1.0%堿性蛋白酶，在溫度為47.5 ℃和pH為10.1條件下，提取3.0 h→滅酶→4 000 r/min離心15 min→取上清液→殼聚糖沉淀→4 000 r/min離心15 min→沉淀→冷凍干燥→亞麻籽餅粕蛋白粉→分裝備用[15]。

1.2.3 亞麻蛋白提取率的計算

提取率的計算：采用凱氏定氮法測定亞麻籽餅粕中的蛋白質含量；采用考馬斯亮藍法測定提取蛋白質的含量[16]。

純度計算：采用考馬斯亮藍法。

1.2.4 亞麻蛋白冰淇淋工藝流程

原輔料預處理→混合調配→殺菌→過濾→均質→冷卻→老化→凝凍→軟質冰淇淋→硬化→硬質冰淇淋→檢驗→成品

1.2.5 操作要點

1.2.5.1 原輔料的配制 根據實驗的配方準確稱取原輔料，將亞麻蛋白加入溫水中在磁力攪拌器上攪拌，使其充分溶解，再加入 CMC-Na、蛋黃粉、單甘酯、蔗糖、脫脂奶粉、奶油等原輔料，充分攪拌，均勻分散。

1.2.5.2 殺菌 將混合均勻的物料放在 70 ℃水浴鍋中，保溫30 min，進行殺菌。此方法只適用于常見的真菌，包括常見的細菌、霉菌以及酵母菌，但是芽孢等微生物耐熱性極強不能被殺死。

1.2.5.3 過濾 將殺菌后的物料用雙層紗布進行過濾，使得物料能通過，以免有不溶解的顆粒影響冰淇淋的口感。

1.2.5.4 均質 過濾后的混合物料在 15 MPa、65 ℃下進行均質。若不均質，也可以作為原料使用，但會影響冰淇淋的質地。均質可以提高冰淇淋的膨脹率、抗融性等，改善冰淇淋的潤滑度，提高冰淇淋的穩定性，所以均質還是非常有必要的。

1.2.5.5 冷卻與老化 將均質后的冰淇淋原料迅速轉移至4 ℃的冰箱中，對于原料來說，老化可以使其物理層面成熟。冷卻主要是為了讓蛋白質、脂肪等營養物質充分溶解，從而提高原料的粘度，方便凝凍膨脹，且更好地保持冰淇淋的組織狀態。

1.2.5.6 凝凍 將物料放入冰淇淋機中，在低溫的狀態下變成半固體狀態，使得氣泡分布均勻，并使其中20%～40%的水分變成細小的冰結晶，此過程結束后，冰淇淋就開始成形。

1.2.5.7 硬化 硬化是將凝凍后的冰淇淋再次低溫冷凍，使冰淇淋組織進一步固化。

1.2.6 單因素實驗

復配乳化穩定劑 0.4%（為 CMC-Na∶蛋黃粉∶單甘酯=1∶1∶1）固定情況下，對亞麻蛋白含量（1%、2%、3%、4%、5%）、脫脂奶粉含量（10%、11%、12%、13%、14%）、奶油含量（9%、12%、15%、18%、21%）、蔗糖含量 （13%、14%、15%、16%、17%）分別進行單因素實驗，以感官評分、膨脹率為考察指標，考察各因素對冰淇淋品質的影響。

1.2.7 正交實驗

在單因素的基礎上，復配穩定劑 0.4%（為CMC-Na∶蛋黃粉∶單甘酯=1∶1∶1）不變的情況下，對亞麻蛋白含量（A）、脫脂奶粉含量（B）、奶油含量（C）、蔗糖含量（D）進行 L9（43）實驗，以感官評分、膨脹率為考察指標，確定冰淇淋的最佳工藝配方。正交實驗的因素與水平見表1。

表1 正交實驗因素水平表

1.2.8 亞麻蛋白冰淇淋的感官評價

依據GB/T 31114—2014《冷凍飲品 冰淇淋》[17]的感官要求進行評分，將感官評價分為色澤、形態、組織、滋味氣味、雜質五部分，綜合膨脹率和抗融率綜合評價，給出正確合理的分數。找食品專業的老師與學生共計20人，根據表2對亞麻蛋白冰淇淋進行打分。最后以平均分的評定結果，來優化改良冰淇淋配方。

1.2.9 膨脹率的測定

稱取同質量下冰淇淋的容積和混合原料的容積，計算公式如下[18]：

1.2.10 抗融性的測定

取 100 g冰淇淋于雙層紗布上，室溫放置60 min，準確稱取融化后樣品的質量。融化率的倒數即抗融性，產品融化率越低，抗融性就越好[18]。

表2 感官評價標準表

2 結果與分析

2.1 亞麻蛋白冰淇淋原料成分測定

亞麻籽餅粕中水分含量為12.62%；脂肪含量為 5.01%；灰分含量為 5.67%；蛋白質含量為30.67%；淀粉含量為 2.38%；纖維素含量為32.80%。

亞麻蛋白的提取率為86.61%，亞麻蛋白的純度為86.25%。

2.2 單因素實驗

2.2.1 亞麻蛋白含量對冰淇淋品質的影響

如圖 1所示，亞麻蛋白冰淇淋的感官評分和膨脹率隨著亞麻蛋白含量的增加出現先上升后下降的趨勢，當亞麻蛋白含量為3%時，感官評分出現峰值，膨脹率亦如此。當亞麻蛋白含量大于3%時，隨著亞麻蛋白含量的增加，亞麻蛋白冰淇淋的膨脹率和感官評分逐漸下降。所以選擇3%作為較適合亞麻蛋白含量。

圖1 亞麻蛋白含量對冰淇淋品質的影響

2.2.2 奶粉含量對冰淇淋品質的影響

奶粉是制作冰淇淋的主要原料，其具有濃郁的奶香味，還可以減少冰淇淋中冰晶的形成，使產品具有松軟的口感。由圖2可知，隨著奶粉含量的增加，亞麻蛋白冰淇淋的膨脹率和感官評分也隨著增加，當脫脂奶粉含量達到12%時，亞麻蛋白冰淇淋的組織細膩，具有良好的口感，風味香美。當脫脂奶粉含量達到13%時，脫脂奶粉的奶香味過重，因此選擇12%作為脫脂奶粉的最適含量。

圖2 脫脂脫脂奶粉含量對冰淇淋品質的影響

2.2.3 奶油含量對冰淇淋品質的影響

圖3 奶油含量對冰淇淋品質的影響

奶油可以增加冰淇淋的潤滑感，使冰淇淋的口感更為豐富。由圖3可知，隨著奶油含量的增加，亞麻蛋白冰淇淋的感官評分和膨脹率出現先上升后下降的趨勢，當奶油含量為15%時，冰淇淋的各項指標最好，更受大家的好評，使得冰淇淋的組織更加絲滑柔順。

2.2.4 蔗糖含量對冰淇淋品質的影響

由圖 4可知，隨著蔗糖含量的增加，亞麻蛋白冰淇淋的感官評分和膨脹率出現先上升后下降的趨勢，當蔗糖含量為15%時，亞麻蛋白冰淇淋更受歡迎，甜度適中，干凈清爽不甜膩，余味自然悠長。當蔗糖含量小于15%時，亞麻蛋白冰淇淋過淡，口味偏甜者幾乎感受不到其甜味；含量大于15%時，亞麻蛋白冰淇淋過甜，其甜味對人已產生強烈刺激性，多食喉嚨有不適感。

圖4 蔗糖含量對冰淇淋品質的影響

2.3 亞麻蛋白冰淇淋正交實驗

通過單因素實驗，選取亞麻蛋白含量、脫脂奶粉含量、奶油含量、蔗糖含量四個因素進行正交分析，根據感官評價標準對不同配比的亞麻蛋白冰淇淋進行評分，正交實驗結果見表 3，采用SPSS對實驗結果進行方差分析見表4。

由表 3可知，各因素對亞麻蛋白冰淇淋感官評分影響程度的主次順序為，A＞D＞B＞C，最優組合為A2B3C2D3；各因素對亞麻蛋白冰淇淋膨脹率影響程度的主次順序為A＞D＞C＞B，最優組合為A3B3C2D3；各因素對亞麻蛋白冰淇淋抗融性影響程度的主次順序為C＞A＞D＞B，最優組合為A2B1C3D2。由4可知，亞麻蛋白含量、脫脂奶粉含量、奶油含量、蔗糖含量對感官評分和膨脹率具有極顯著影響，蔗糖含量對抗融性具有顯著性影響。

根據以上分析結果，對三個最優方案做對照實驗。見表5。

表3 正交實驗結果

表4 正交實驗方差分析

表5 冰淇淋的最佳篩選實驗

由表5可知，A2B3C2D3的感官評分和抗融性比A3B3C2D3高，因此冰淇淋的最佳方案為A2B3C2D3。所以冰淇淋的最佳配方為亞麻蛋白含量（A）：3%、脫脂奶粉含量（B）：13%、奶油含量（C）：15%、蔗糖含量（D）：16%。根據亞麻蛋白冰淇淋的最佳配方制作未添加亞麻蛋白的冰淇淋，其為淡淡的乳白色，經測定膨脹率為：51.63%±0.62%，抗融性為：4.33%±0.48%，可見添加亞麻蛋白能夠改善冰淇淋的品質。根據最佳配方制成的冰淇淋產品，其色澤均勻，具有淡淡的亞麻棕色；形態完整、大小一致，不變形，不軟塌，不收縮；組織細膩潤滑，無氣孔；柔和淡乳香味，無異味；無肉眼可見雜質。

3 結論

亞麻蛋白冰淇淋的研制不僅豐富了冰淇淋的品種，提高了冰淇淋的營養價值，降低了冰淇淋的成本，而且變廢為寶，使資源充分利用，為食品工業提供了參考。亞麻蛋白冰淇淋制作的最佳配方為亞麻蛋白含量 3%、脫脂奶粉含量 13%、奶油含量15%、蔗糖含量16%。根據配方制得的冰淇淋產品顏色均勻，呈淡棕色，具有牛乳味，香氣純正；入口很快融化，細膩潤滑，無明顯冰晶的感覺。