核桃、夏威夷果復合乳飲料工藝優化及穩定性評價

王濤 韓曉江 彭曉邦 楊夢佳

(商洛學院健康管理學院陜西商洛 726000)

核桃營養價值豐富，油脂占比可達75%，其中不飽和脂肪酸占比90%以上，富含油酸、亞油酸；核桃蛋白占比20%～25%，包含全部必需氨基酸在內的18種氨基酸［1-3］。核桃能夠治療高膽固醇、高血糖，還具有清潤血管、防止血栓的功效；同時能夠滋養腦部神經，修復受損細胞，提高大腦的記憶力，具有強健頭腦的功效［4-5］。據研究報道，核桃還具有預防乳腺癌，改善血管內皮等作用［6］。

夏威夷果又稱澳洲堅果，富含多種營養物質，脂肪含量占比78%以上，其中不飽和脂肪酸含量較多；蛋白質占比8%左右，可為機體提供必需氨基酸［7-8］；郭剛軍等［9］研究發現，夏威夷果蛋白質氨基酸評分較高，必需氨基酸含量豐富且營養均衡；可溶性糖占比5.9%，還富含K、P、Zn、Ca、Mg、Cu、Mn、Fe等礦物質；具有抗氧化、降血糖、抗衰老等保健功能，可調節血脂代謝、有效預防心血管疾病［10-12］。

目前，對乳飲料研究相對較多，但利用熱帶盛產的堅果和本地核桃進行研究開發則相對較少。本研究以夏威夷果為原料，結合核桃、牛奶營養價值，開展影響乳飲料口感的單因素試驗；利用正交優化得出配方參數，同時對研制開發的乳飲料穩定性進行研究，優化得出最佳復合穩定劑參數，研制開發功能更加齊全的健康乳飲料，為澳洲堅果、核桃深加工利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試材與試劑

核桃、夏威夷果、脫脂奶粉、白砂糖均購置于華潤萬家超市；食品級黃原膠、卡拉膠、海藻酸鈉購自河南萬邦實業有限公司。

1.1.2 試驗儀器

ZG-LHS01榨汁機；WIGGENS BIOCEN 22微量臺式離心機；萬分之一分析天平；HH-S恒溫水浴鍋；LHS-18B高壓力蒸汽滅菌鍋；LC-PJ-400無菌均質機。

1.2 方法

1.2.1 主要工藝流程

核桃仁（夏威夷果仁）選擇→浸泡（烘烤）→去皮→磨漿榨汁→過濾→核桃汁（夏威夷果汁）→脫脂奶粉沖調→添加白砂糖、穩定劑，調配→均質→滅菌→冷卻→成品。

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 核桃汁的制備

選取飽滿的核桃仁，于1.5%NaOH熱水溶液中浸泡5 min，去皮，用清水沖洗3遍，以1∶4（m∶V）料液比進行磨漿，過100目篩［13］。

1.2.2.2 夏威夷果汁的制備

選取色澤較好、新鮮原味的夏威夷果，以120℃烘烤20 min；利用粉碎機粉碎，將夏威夷果粉和去離子水以料液比1∶4（m∶V）混合，攪拌，得到夏威夷果汁，待用［14-16］。

1.2.2.3 調配

將夏威夷果汁、核桃汁、脫脂牛奶按比例進行調配，添加白砂糖改善其口感，以黃原膠為穩定劑，定容至100 mL。

1.2.2.4 均質及殺菌

對調配的樣品高壓均質，即采取壓力25 Mpa、溫度55℃進一步破碎樣品中脂肪球和固體小顆粒；均質后灌裝、殺菌、冷卻、成品。

1.2.3 單因素試驗

選取夏威夷果汁（B）添加量10%、白砂糖6%、脫脂牛奶30%，考察單因素核桃汁5%、10%、15%、20%、25%、30%添加量對飲品口感的影響；選核桃汁添加量10%，白砂糖6%、脫脂牛奶30%，考察單因素夏威夷果汁5%、10%、15%、20%、25%、30%添加量對飲品口感的影響；選取核桃汁（A）添加量10%、夏威夷果汁10%、白砂糖6%，考察脫脂牛奶（C）10%、20%、30%、40%、50%、60%添加量對飲品口感的影響。

1.2.4 核桃、夏威夷果汁復合乳飲料正交優化及感官評定

分別以核桃汁、夏威夷果汁、脫脂牛奶液為試驗因素，每因素選取三水平，設計正交試驗。由10名經過培訓的學生，根據表1中感官評定標準［17］，對復合乳飲料進行感官評分。

表1 復合乳飲料感官評分表

1.2.5 穩定劑單因素試驗

通過優化，分別考察黃原膠、卡拉膠、海藻酸 鈉3種 穩 定 劑0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%添加量對乳飲料穩定性的影響。

準確稱取添加過穩定劑的復合乳飲料質量（M2）（g），于4℃靜置12 h，以4 000 r/min離心10 min，得沉淀物；高溫干燥后準確稱取其質量（M1），根據公式（1）計算沉淀率［18-21］

1.2.6 響應面優化乳飲料復合穩定劑穩定效果實驗

根據黃原膠、卡拉膠、海藻酸鈉單因素試驗結果，選擇穩定劑最適添加量的10%、20%、30%為低、中、高3個水平，設計響應面試驗，以沉淀率為響應值，響應面優化最佳配比，試驗因素及水平見表2。

經3種不同穩定劑單因素試驗后，以黃原膠（X1）最佳添加量、卡拉膠（X2）最佳添加量、海藻酸鈉（X3）最佳添加量為因素，根據表2設計的響應面試驗因素水平，使用Design-Expert 7.0軟件進行響應面優化分析，以感官評分作為響應值。

表2 響應面試驗因素水平表

2 結果與分析

2.1 單因素對復合乳飲料的影響

單因素添加量對復合乳飲料感官得分的影響見圖1～3。夏威夷果汁添加量10%時，評分最高（圖2），由于實驗所用的是原味夏威夷果，添加較少時果香味較低，添加較高會掩蓋核桃味道，加上夏威夷果為熱帶堅果，有很大一部分消費者對其嗜好可能偏低；核桃汁15%，牛奶添加量40%時，感官最佳，口感清爽，不油膩，核桃乳香味，奶香味俱佳。

圖1 核桃汁添加量對復合乳飲料的影響

圖2 夏威夷果汁添加量對復合乳飲料的影響

圖3 牛奶添加量對復合乳飲料的影響，

2.2 正交試驗結果

在復合乳飲料單因素試驗基礎上，選擇三因素三水平進行正交實驗，正交試驗設計及感官評分結果見表3，同時對其進行方差分析。單因素對感官評分影響最大的是夏威夷果汁，影響最小的是脫脂牛奶，主次順序依次是B＞A＞C，最優組合為B2A2C3，由此確定復合乳飲料夏威夷果汁添加量10%，核桃汁添加量15%，牛奶添加量50%。由表4可知，僅因素A、B對產品感官得分的影響顯著，這可能與評定人員日常飲食習慣有一定的關系。

2.3 復合穩定劑單因素試驗結果

由圖4可知，3種穩定劑沉淀率總體呈現隨著添加量的增加先降低后增加的變化趨勢，卡拉膠添加0.1%、海藻酸鈉添加0.2%時、黃原膠添加0.15%，單因素沉淀率最低；隨后添加量增加，沉淀率又會呈現偏高的趨勢；然而，添加量過高也會對乳飲料中的穩定體系造成破壞。

表3 核桃、夏威夷果汁、牛奶配比正交試驗設計表及結果

表4 正交試驗設計結果方差分析表

圖4 不同穩定劑對復合乳飲料穩定性的影響

2.4 復合穩定劑響應面優化結果

試驗結果如表5所示。對數據進行回歸擬合處理，響應方差分析結果如表6所示，得二次回歸方程：

由表6可知，回歸模型p＜0.000 1，模型極顯著，表明復合乳飲料的沉淀率和3個因素之間的回歸模型顯著，模型R2=0.977 8，表明回歸方程有較高的擬合度。模型一次項X1、X2、X3，交互項X1X2、X1X3，二次項X1

2、X2

2、X32的p值均小于0.01，達到極顯著水平；交互項X2X3的p值為0.028 1，處于顯著水平。根據所建模型F值可知：三因素對復合乳飲料穩定性的影響效果大小為海藻酸鈉添加量（X3）＞卡拉膠添加量（X2）＞黃原膠添加量（X1）。

表5 響應面試驗結果

利用Design-Expert7.0軟件對響應面優化工藝結果進行擬合分析，黃原膠0.032%、卡拉膠0.018%、海藻酸鈉0.053%，預測得最小沉淀率為0.405%；為驗證優化結果的可靠性，在該條件下進行驗證試驗，實際測得核桃、夏威夷果復合乳飲料沉淀率為0.413%，與理論預測相對誤差1.9%，表明實驗結果與模型擬合良好，在實驗過程中能使沉淀率達到最低，此響應面模型具有可行性。

3 結論

表6 響應面方差分析表

以核桃、夏威夷果、牛奶為原料研制開發復合乳飲料，通過感官評定及優化可知，10%夏威夷果汁、15%核桃汁、50%脫脂牛奶條件下，飲品感官最佳；同時對復合乳飲料穩定性進行評價，通過單因素試驗及響應面分析得知，黃原膠0.032%、卡拉膠0.018%、海藻酸鈉0.053%的條件下沉淀率可達到0.413%。