籽粒莧植物蛋白飲料生產(chǎn)工藝

楊曄

上海食品科技學(xué)校（上海 201599）

籽粒莧富含蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)，能補(bǔ)充主要糧食制品營養(yǎng)成分的不足，可作為新型糧食作物資源被開發(fā)利用。籽粒莧的莧籽粗蛋白含量達(dá)15%～18%，比小麥、水稻等糧食作物高0.5～1倍，因此將莧籽與其他谷物按一定比例配比，其營養(yǎng)價值可大幅度提高。試驗致力于開發(fā)一種籽粒莧籽實蛋白飲品，利用富含蛋白質(zhì)的籽粒莧種子粉與其他輔料混合調(diào)配研制而成。產(chǎn)品既保存籽粒莧的營養(yǎng)價值，又具有其他蛋白制品的營養(yǎng)保健作用，口感適宜，產(chǎn)品市場開發(fā)潛力較大，有助于企業(yè)提高籽粒莧附加值的同時促進(jìn)籽粒莧產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

籽粒莧籽實體（上海牧糧實業(yè)有限公司）；黃豆、花生、大米、紅棗、白砂糖、干菊花、干玫瑰花（市售）。

JE602電子天平（上海浦春計量儀器有限公司）、DS-1高速組織搗碎機(jī)（上海標(biāo)本模型廠）、SSW-600-2S電熱恒溫水浴槽（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）、YXQ-LS立式壓力蒸汽滅菌器（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）、HOMG-Q500-P25高壓均質(zhì)機(jī)（上海融合機(jī)械設(shè)備有限公司）、PT-20T管式殺菌機(jī)（上海沃迪自動化裝備股份有限公司）、TF-AS1充填裝置（上海沃迪自動化裝備股份有限公司）等。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

籽粒莧籽實體→預(yù)處理→浸泡→原料調(diào)配→磨漿→漿渣分離→調(diào)配→均質(zhì)→殺菌→灌裝→冷卻→成品

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 原料預(yù)處理

1) 籽粒莧籽實體預(yù)處理

將洗凈的籽粒莧籽實體用組織粉碎機(jī)粉碎為約0.180 mm的種子粉末。加入溫水（每100 g種子粉加1 L溫水），浸泡2 h。

2) 其他原料預(yù)處理

黃豆、白砂糖同樣用組織粉碎機(jī)粉碎為粒徑約180 μm的粉末。

1.2.2.2 飲料配方優(yōu)化

制作一種以籽粒莧種子粉、黃豆粉、白砂糖為主要原料的植物蛋白飲料。研究主要原料的不同用量對風(fēng)味的影響。根據(jù)感官評定確定最佳添加量，調(diào)配蛋白飲料。

1) 配方的單因素試驗

分別設(shè)計3組試驗：固定苦黃豆添加量4%、白砂糖添加量2%，分別設(shè)定籽粒莧種子粉添加量2.0%，2.5%，3.0%，3.5%，4.0%和4.5%；固定籽粒莧種子粉添加量4%、白砂糖添加量2%，分別設(shè)定黃豆粉添加量2%，4%，6%，8%和10%；固定籽粒莧種子粉添加量4%、苦黃豆添加量4%，分別設(shè)定白砂糖添加量2%，4%，6%，8%和10%。考察不同因素對籽粒莧蛋白飲料的影響，以產(chǎn)品的風(fēng)味評定為評價指標(biāo)。所有試驗重復(fù)3次取平均值。

2) 配方完全隨機(jī)設(shè)計優(yōu)化

在單因素試驗基礎(chǔ)上，對籽粒莧種子粉、黃豆粉添加量進(jìn)行完全隨機(jī)設(shè)計。由30人組成評定小組，每個評定員按照感官評價指標(biāo)，以百分制表示，篩選出最優(yōu)產(chǎn)品配方。

1.2.2.3 均質(zhì)壓力的選擇

將均質(zhì)壓力分別設(shè)置為20，25，30，35和40 MPa，每個處理500 mL，分別均質(zhì)5 min，均質(zhì)后在室溫下放置24 h，測定穩(wěn)定系數(shù)R，得出最佳均質(zhì)壓力。

1.2.2.4 均質(zhì)溫度的選擇

選取最適宜的均質(zhì)壓力，均質(zhì)溫度分別調(diào)節(jié)為30，35，40，45，50和55 ℃，每個處理500 mL，分別均質(zhì)5 min，均質(zhì)后在室溫下放置24 h，測定穩(wěn)定系數(shù)R，得出最佳均質(zhì)溫度。

1.2.2.5 均質(zhì)次數(shù)的選擇

選取最適宜的均質(zhì)壓力，分別均質(zhì)1，2，3，4和5次，每次均質(zhì)5 min，每個處理500 mL，均質(zhì)后在室溫下放置24 h，測定穩(wěn)定系數(shù)R，得出最佳均質(zhì)次數(shù)。

1.2.2.6 滅菌、灌裝

將調(diào)配好的液體在板式殺菌機(jī)中滅菌并趁熱灌裝，冷卻至常溫。

1.2.3 保質(zhì)期試驗

保質(zhì)期試驗期間共做3批樣品，對3批樣品在4 ℃下保藏6周，進(jìn)行感官評定及微生物指標(biāo)測定。

1.2.4 感官評價

組成感官評定小組，按照感官評價標(biāo)準(zhǔn)，分別對產(chǎn)品色澤、風(fēng)味、口感和組織狀態(tài)進(jìn)行感官評價，以百分制表示。

1.2.5 產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)

1.2.5.1 感官指標(biāo)

色澤，呈乳白色或微黃色；風(fēng)味，具有籽粒莧種子粉、黃豆特有的香氣，不得有異味、異臭；口感，香甜適宜，蛋白香柔和，有極弱的顆粒感；組織狀態(tài)，極少原料顆粒，微黏稠，組織均勻，無凝塊，無懸浮物、沉淀和正常視力可見的外來雜物。

1.2.5.2 理化指標(biāo)

總固形物≥2 g/100 mL；脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥0.4%；蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥1%。

1.2.5.3 食品安全要求

應(yīng)符合相應(yīng)的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1.2.5.4 微生物指標(biāo)

菌落總數(shù)≤100 CFU/mL，大腸菌群＜30 MPN/100 mL，霉菌、酵母數(shù)≤20 CFU/mL，致病菌不得檢出；符合食品衛(wèi)生要求。

1.2.6 營養(yǎng)成分測定

1) 穩(wěn)定系數(shù)R的測定

樣品于2 000 r/min離心10 min，取中間液稀釋100倍后，用分光光度計在750 nm下測定吸光度A2，A2與離心前吸光度A1的比值即為穩(wěn)定系數(shù)R。

2) 飲料成分測定

總糖含量測定，采用苯酚-硫酸法；蛋白質(zhì)含量測定，參照GB 5009.5—2010；可溶性固形物測定，參照GB/T 12143.1—1989；還原糖含量測定，參照GB/T 5009.7—2008；脂肪含量測定，采用粗脂肪方法，參照GB/T 14772—2008；灰分測定，即測定礦物質(zhì)含量，參照GB 5009.4—2010；總固形物含量，即測定水分，參照GB 5009.3—2010；膳食纖維含量測定，參照GB/T 5009.88—2003；碳水化合物含量按式（2）計算；菌落總數(shù)測定，參照GB 4789.2—2010；大腸菌群測定，參照GB 4789.3—2010；致病菌測定，參照GB 4789.4—2010、GB 4789.5—2012、GB 4789.10—2010。

2 結(jié)果與分析

2.1 配方單因素試驗結(jié)果分析

2.1.1 種子粉添加量與味覺的關(guān)系

從表1看出，種子粉添加量4.5%時雖有種子淡香味，但有很強(qiáng)的顆粒感，影響飲用的口感。添加量2%時盡管顆粒感極弱，但基本無種子香味，且種子粉含量低使得蛋白質(zhì)含量也相對較低，種子粉添加量3.5%時，顆粒感比較弱，同時有種子淡香味，此時蛋白質(zhì)含量適中。

表1 種子粉添加量味覺的關(guān)系

2.1.2 黃豆粉添加量與味覺的關(guān)系

從表2看出，利用黃豆增強(qiáng)飲料風(fēng)味，還可提高蛋白質(zhì)含量，黃豆粉添加量10%時，溶液黏稠，難以過濾，添加量6%～8%，有適宜的豆香味，且過濾難度適中，其中，黃豆粉添加量8%時香味較濃。

表2 黃豆粉添加量與味覺的關(guān)系

2.1.3 白砂糖添加量與味覺的關(guān)系

白砂糖主要影響產(chǎn)品的甜度，其添加量過高或過低對產(chǎn)品的甜度評分均會降低。從表3看出，白砂糖添加量6%時，產(chǎn)品甜度適中。

表3 白砂糖添加量與味覺的關(guān)系

2.2 籽粒莧植物蛋白飲料配方完全隨機(jī)設(shè)計方案及結(jié)果

表4 主要原料添加量

表5 試驗結(jié)果統(tǒng)計評價得分

以單因素試驗結(jié)果為依據(jù)，在籽粒莧種子粉添加量、黃豆粉添加量2個因素合適的范圍內(nèi)各取3個水平，見表3，對配方進(jìn)行全隨機(jī)設(shè)計確定最佳添加方案。由30人組成評定小組，每個評定員根據(jù)感官評價指標(biāo)進(jìn)行評價打分。結(jié)果表明，A1B3配方風(fēng)味較好，又有微香氣且口感細(xì)膩，30人平均感官評分達(dá)88分以上，遠(yuǎn)高于其他配方，為最佳配方。

2.3 均質(zhì)試驗結(jié)果

2.3.1 均質(zhì)壓力對飲料穩(wěn)定性的影響

由圖1可知，增加均質(zhì)壓力，飲料的穩(wěn)定系數(shù)先呈增長趨勢，均質(zhì)壓力35 MPa時，穩(wěn)定系數(shù)達(dá)到最大，均質(zhì)壓力35 MPa后，飲料的穩(wěn)定性降低，因此，選擇均質(zhì)壓力35 MPa較為適宜。

圖1 均質(zhì)壓力對飲料穩(wěn)定性的影響

2.3.2 均質(zhì)溫度對飲料穩(wěn)定性的影響

由圖2可知，均質(zhì)溫度45 ℃時，籽粒莧蛋白飲料的穩(wěn)定性達(dá)到最高，均質(zhì)溫度低于45 ℃，籽粒莧蛋白飲料的穩(wěn)定性隨均質(zhì)溫度增加而提高；均質(zhì)溫度超過45 ℃時，籽粒莧蛋白飲料隨著溫度增加而下降。所以，選擇均質(zhì)溫度45 ℃，籽粒莧蛋白飲料具有較好的穩(wěn)定性。

圖2 均質(zhì)溫度對飲料穩(wěn)定性的影響

2.3.3 均質(zhì)次數(shù)對飲料穩(wěn)定性的影響

由圖3可知，均質(zhì)2次時，籽粒莧蛋白飲料的穩(wěn)定系數(shù)達(dá)到最高，均質(zhì)次數(shù)超過2次，籽粒莧蛋白飲料穩(wěn)定性雖變化不大，但呈緩慢降低趨勢，由此可見，采用均質(zhì)2次可使籽粒莧蛋白飲料具有較好的穩(wěn)定性。

圖3 均質(zhì)次數(shù)對飲料穩(wěn)定性的影響

2.4 滅菌試驗結(jié)果

選擇不同的滅菌溫度和時間對籽粒莧蛋白飲料進(jìn)行殺菌后，在37 ℃下保溫15 d，測定飲料中菌落總數(shù)、大腸菌群數(shù)及進(jìn)行致病菌檢驗，其微生物指標(biāo)見表6。

由表6看出，殺菌時間均設(shè)定為10 min（如第2，第4，第6，第8和第10組），殺菌溫度90 ℃時，菌落總數(shù)221 CFU/mL，大腸菌群數(shù)42 MPN/100 mL，隨著滅菌溫度升高，菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)降低，滅菌溫度121 ℃時，菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)均為0。殺菌溫度90 ℃（如第2和第3組），殺菌15 min后，飲料中菌落總數(shù)為182 CFU/mL，大腸菌群數(shù)為32 MPN/100 mL，相比殺菌10 min的菌落總數(shù)降低31 CFU/mL，大腸菌群數(shù)降低10 MPN/100 mL。因此，滅菌溫度相同時，滅菌時間增加，滅菌效果更好。滅菌溫度100 ℃、滅菌時間15 min，滅菌溫度115 ℃和121 ℃（如第7，第8，第9和第10組），飲料經(jīng)滅菌后，菌落總數(shù)分別為69，18，5和0 CFU/mL，大腸菌群數(shù)均為0，符合GB 7101—2015中關(guān)于蛋白飲料菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)的規(guī)定。其中，第7組是常壓殺菌，耗能少且相對更高的溫度，此溫度對飲料的營養(yǎng)物質(zhì)影響較小，所以殺菌條件以100 ℃、15 min為宜。

表6 籽粒莧植物蛋白飲料微生物指標(biāo)

2.5 籽粒莧植物蛋白飲料的營養(yǎng)成分分析

按照優(yōu)化工藝進(jìn)行生產(chǎn)后，測定籽粒莧植物蛋白飲料中的蛋白質(zhì)、粗脂肪、灰分、膳食纖維，固形物及碳水化合物，如表7所示，此產(chǎn)品各項指標(biāo)符合要求的產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)。

表7 籽粒莧植物蛋白飲料中營養(yǎng)成分分析

2.6 籽粒莧植物蛋白飲料保質(zhì)期試驗

2.6.1 籽粒莧植物蛋白飲料儲藏期內(nèi)的感官變化

保質(zhì)期試驗期間共做3批樣品，對3批樣品同時進(jìn)行為期6周的感官評定，從圖4中可以看到感官評價試驗中4個單項（色澤、組織狀態(tài)、氣味，滋味）分值的變化。

圖4 6周內(nèi)各感官單項分的變化曲線表

在第3周時，滋味出現(xiàn)5.8分的低分，是4項之中最早進(jìn)入不及格分6分之下，到第4周，組織狀態(tài)和氣味也出現(xiàn)不及格的分?jǐn)?shù)，分別為5.4分和5.6分，第5周時，色澤出現(xiàn)5.6分的低分。由此得出，滋味是最受儲存時間限制的因素，而色澤則是最不受儲存時間影響。

2.6.2 籽粒莧植物蛋白飲料儲藏期內(nèi)的衛(wèi)生指標(biāo)檢測

籽粒莧植物蛋白飲料儲藏期質(zhì)量試驗內(nèi)各項微生物檢測結(jié)果如表8所示。

表8 6周內(nèi)籽粒莧植物蛋白飲料的各項微生物含量變化

在前2周時間內(nèi)，籽粒莧植物蛋白飲料中各項微生物總數(shù)均為0，第3周時，檢測結(jié)果發(fā)生變化，其中檢出菌落總數(shù)4 CFU/mL、霉菌2 CFU/mL、酵母1 CFU/mL；隨著儲藏時間的增加，菌落總數(shù)、霉菌、酵母總數(shù)均有所增加。大腸菌群、致病菌（沙門菌、志賀菌、金黃色葡萄球菌）始終均未檢出；均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

通過感官評定級微生物指標(biāo)測定，判斷此款飲料的保質(zhì)期為2周，即14 d。

3 結(jié)論

試驗結(jié)果表明籽粒莧植物蛋白飲料的2種口感較好，營養(yǎng)適宜的配方為種子粉3%、黃豆9%、白砂糖6%；均質(zhì)工藝為均質(zhì)壓力35 MPa、均質(zhì)次數(shù)2次；滅菌條件為100 ℃、15 min。籽粒莧植物蛋白飲料中蛋白質(zhì)（3.73±0.12）%、脂肪（3.07±0.12）%、灰分（0.14±0.01）%、膳食纖維（2.70±0.05）g/100 mL、碳水化合物（4.75±0.33）%、固形物（11.55±0.22）%。通過感官評定級微生物指標(biāo)測定，判斷此款飲料在4 ℃條件下的保質(zhì)期為2周，即14 d。籽粒莧植物蛋白飲料營養(yǎng)價值較高，具有其他蛋白制品的營養(yǎng)保健作用，以該配方制作出的飲料口味好且制作工藝簡單，具有很大的開發(fā)前途。