刺梨雙蛋白奶茶飲料的研制

王倩玉，楊琦,2，黃國梁，庹云合，宋 禮，曹 竑,2,*

（1.西北民族大學生命科學與工程學院，甘肅 蘭州 730030；2.西北民族大學生物醫(yī)學研究中心中國- 馬來西亞國家聯(lián)合實驗室，甘肅 蘭州 730124；3.西北民族大學化工學院，甘肅 蘭州 730030；4.甘南乳牛乳研究院，甘肅 合作 747000）

刺梨（Rosa roxburghii Tratt.），又名木梨子、刺梨薔薇、文光果，薔薇科植物，營養(yǎng)價值和藥用價值極高，VC 含量遠高于同類水果[1]。刺梨含有多種礦物質元素、黃酮以及多糖類物質[2]，能夠健脾消食、滋補強腎，并具有一定抗氧化、抗腫瘤、延緩衰老的作用[3-5]。

近年來，國內外對刺梨的研究成為熱點?？滦袂錥6]以刺梨和紅棗為主要原料，復配膠凝劑、檸檬酸等，開發(fā)出一種色澤均勻通透、組織均勻細膩、具有特殊清香味的刺梨復合果糕。張珺等[7]以刺梨和猴頭菇為原料，結合響應面試驗與感官評定的方法開發(fā)出一種色澤鮮亮、香氣濃郁協(xié)調、風味獨特的乳酸菌發(fā)酵飲料。目前國內外對刺梨的研究主要集中在天然物質提取與檢測、氣味物質分析檢測等方面[8-10]，對刺梨用于奶茶制備的研究尚未有報道。

“雙蛋白”概念在“第二屆中國大豆食品產(chǎn)業(yè)圓桌峰會”上提出，是指牛奶蛋白與大豆蛋白的結合，其可應用于各種乳制品中。豆渣中含有豐富的蛋白質、膳食纖維和各種微量元素等。豆?jié){工藝制備中，豆渣的過濾是工藝制備的重要步驟，但其降低了大豆利用率、浪費了大豆資源。為改善奶茶產(chǎn)品品質，提高大豆利用率，平衡營養(yǎng)，將全豆?jié){作為生產(chǎn)雙蛋白的原料進行研究具有現(xiàn)實意義。

本研究以刺梨、牛乳、豆乳和茶水為原料，為避免產(chǎn)品加入全大豆蛋白而影響口感，工藝制備中加入全大豆蛋白的調配（雙蛋白），在單因素試驗的基礎上，采用感官評定結合響應面試驗方法探索制備刺梨雙蛋白奶茶的配方，開發(fā)一種具有刺梨的特殊香味，同時又具有營養(yǎng)價值的低糖低脂奶茶，為復合奶茶飲料的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

刺梨，采自貴州省龍里縣刺梨之鄉(xiāng)；刺梨干，貴州龍里康源刺梨開發(fā)有限公司產(chǎn)品；酪蛋白粉，山西萊克生物科技有限公司產(chǎn)品；牛乳（純牛奶），內蒙古伊利實業(yè)集團股份有限公司產(chǎn)品；大豆，購于大潤發(fā)超市（蘭州店）；毛尖茶葉，四川雅境茶業(yè)有限公司產(chǎn)品；白砂糖，廣州華糖食品有限公司產(chǎn)品；安賽蜜，江蘇采薇生物科技有限公司產(chǎn)品。

1.1.2 儀器與設備

DFT-40 手提式粉碎機，無錫久平儀器有限公司；JJ-1/27 均質機，山東沃達斯科智能科技有限公司；LZ型螺旋榨汁機，靖江艾莉特食品機械有限公司；JM-60 膠體磨，海帥法包裝印刷設備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

新鮮刺梨沖洗、去籽、切碎、榨汁、過濾→加冰（也可不加冰）→加輔料（珍珠、椰果、刺梨干）→加糖（白砂糖、安賽蜜）→加茶基底、倒杯、撈泡→加雙蛋白、牛乳與豆乳混合液→均質→裝瓶→殺菌、冷卻

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 茶基底的制備

茶葉與熱水（100 ℃）的比例為1∶65（g/g），燜泡13 min，過濾留茶湯，保溫備用。

1.2.2.2 豆乳的制作

選擇大小均勻、粒大飽滿的大豆，85 ℃下浸泡10～12 h，以大豆∶水為1∶50（g/g）的比例進行磨漿、過濾。

1.2.2.3 雙蛋白的制作

選用酪蛋白與全大豆蛋白復合制作雙蛋白，參照尤燕莉等[11]研究中的工藝進行制作。大豆在高溫浸泡后可除去豆腥味[12-15]。大豆的浸泡溫度為85 ℃，浸泡時間為30 min，以大豆∶水為1∶50（g/g）的比例進行超微粉碎后的豆?jié){作為全大豆蛋白，酪蛋白粉與全大豆蛋白比例為1∶10（g/mL）。

1.2.2.4 刺梨汁的制備

新鮮刺梨與水按1∶100（g/g）的比例進行榨汁，過濾、去渣后備用。

1.2.3 刺梨雙蛋白奶茶制備單因素試驗

考慮利用白砂糖調味糖度過高，不符合現(xiàn)代營養(yǎng)健康需求，在奶茶中加入0.06%（m/V）的安賽蜜以降低白砂糖的用量[16-19]。

1.2.3.1 白砂糖添加量的篩選

在刺梨汁15 g，雙蛋白添加量30 mL，牛乳和豆乳添加量體積比為4∶3（共175 mL）的條件下，考察白砂糖添加量分別為3、4、5、6、7 g 時對刺梨雙蛋白奶茶感官品質及穩(wěn)定系數(shù)的影響。奶茶總量為500 mL，不足部分以茶基底補足（以下同）。

1.2.3.2 刺梨汁添加量的篩選

在白砂糖添加量4 g，雙蛋白添加量30 mL，牛乳和豆乳添加量體積比為4∶3（共175 mL）的條件下，考察刺梨汁添加量分別為5、10、15、20、25 g 時對刺梨雙蛋白奶茶感官品質及穩(wěn)定系數(shù)的影響。

1.2.3.3 雙蛋白添加量的篩選

在白砂糖添加量4 g，刺梨汁添加量15 g，牛乳和豆乳添加量體積比為4∶3（共175 mL）的條件下，考察雙蛋白添加量分別為15、20、25、30、35 mL 時對刺梨雙蛋白奶茶感官品質及穩(wěn)定系數(shù)的影響。

1.2.3.4 牛乳與豆乳添加量體積比的篩選

在白砂糖添加量4 g，刺梨汁添加量15 g，雙蛋白添加量30 mL 的條件下，考察牛乳與豆乳添加量體積比分別為6∶1、5∶2、4∶3、3∶4、2∶5（共175 mL）時對刺梨雙蛋白奶茶感官品質及穩(wěn)定系數(shù)的影響。

1.2.4 響應面優(yōu)化試驗

在單因素試驗結果的基礎上，根據(jù)Box-Behnken試驗設計，選取白砂糖添加量、刺梨汁添加量、雙蛋白添加量和牛乳與豆乳混合比例為自變量，刺梨雙蛋白奶茶感官評定分數(shù)為響應值（Y），采用Design-Expert 8.0.6 軟件進行4 因素3 水平響應面試驗，對刺梨雙蛋白奶茶進行配方優(yōu)化。試驗因素及水平見表1。

表1 響應面試驗因素水平表Table 1 Response surface factor level table

1.2.5 感官評定

挑選具有專業(yè)背景、規(guī)范培訓過的感官評定人員30 人[20]，要求全部人員具有清楚的表述能力，身體健康，對奶茶無過敏反應，能夠準確、客觀、真實地對奶茶感官品質進行評價[21-25]，按照表2 中評定標準對刺梨雙蛋白奶茶進行評分。

表2 刺梨雙蛋白奶茶感官評定標準Table 2 Sensory evaluation criteria of thorn pear double protein milk tea

1.2.6 測定項目與方法

1.2.6.1 理化指標

穩(wěn)定系數(shù)：利用分光光度計進行測定[26]。

還原糖：參照GB 5009.7—2016[27]中規(guī)定的方法進行測定；粗蛋白：參照GB 5009.5—2016[28]中規(guī)定的方法進行測定；脂肪：參照GB 5009.6—2016[29]中規(guī)定的方法進行測定。

1.2.6.2 微生物檢測

菌落總數(shù)：參照GB 4789.2—2016[30]中規(guī)定的方法進行測定；大腸菌群：參照GB 4789.3—2016[31]中規(guī)定的內容進行測定；致病菌：參照SN/T 1869—2007[32]中規(guī)定的方法進行測定。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

使用Origin 2019b 進行圖表繪制，Design-Expert 8.0.6 進行響應面試驗分析，每組試驗設計3 組平行試驗，結果以±s 表示。

2 結果與分析

2.1 刺梨雙蛋白奶茶飲料單因素試驗結果

2.1.1 白砂糖添加量的確定

含糖量過高容易使刺梨雙蛋白奶茶過甜，覆蓋刺梨本身的水果風味；含糖量過低，飲料滋味平淡，無法掩蓋飲料中的豆腥味，雙蛋白氣味和滋味過于濃厚。由圖1 可知，隨著白砂糖添加量逐漸增加，感官評分和穩(wěn)定系數(shù)先升高后降低，添加4 g 白砂糖時，感官評分達到最高（90 分），同時穩(wěn)定系數(shù)達到最高，說明奶茶穩(wěn)定性也最高。綜合單因素試驗結果，選擇白砂糖添加量3、4、5 g 進行響應面優(yōu)化試驗。

圖1 白砂糖添加量對刺梨雙蛋白奶茶風味的影響Fig.1 Influence of granulated sugar on the flavor of thorn pear double protein milk tea

2.1.2 刺梨汁添加量的確定

添加刺梨汁能使刺梨雙蛋白奶茶具有特殊的果香味，酸甜清香，可口回甘，但添加過量會使奶茶黏稠，刺梨的酸味過重，雙蛋白風味被掩蓋，奶茶本身的滋味消失。由圖2 可知，隨著刺梨汁添加量的增加，感官評分和穩(wěn)定系數(shù)先升高后降低，添加15 g 刺梨汁時，感官評分達到最高，為89 分，同時穩(wěn)定系數(shù)也達到最高，說明奶茶穩(wěn)定性也最高。綜合單因素試驗結果，選擇刺梨汁添加量10、15、20 g 進行響應面優(yōu)化試驗。

圖2 刺梨汁添加量對刺梨雙蛋白奶茶風味的影響Fig.2 Effect of thorn pear juice addition on the flavor of thorn pear double protein milk tea

2.1.3 雙蛋白添加量的確定

復合酪蛋白和全大豆蛋白能夠節(jié)約成本，并形成特殊的蛋白風味。由圖3 可知，隨著雙蛋白添加量的增加，感官評分和穩(wěn)定系數(shù)先增加后減少，在雙蛋白添加量為30 mL 時，感官評分達到最高（94 分），同時穩(wěn)定系數(shù)達到最高，說明奶茶穩(wěn)定性也最高。綜合單因素試驗結果，選擇雙蛋白添加量25、30、35 mL 進行響應面優(yōu)化試驗。

圖3 雙蛋白添加量對刺梨雙蛋白奶茶風味的影響Fig.3 Influence of double protein addition on the flavor of thorn pear double protein milk tea

2.1.4 牛乳與豆乳添加量體積比的確定

復合乳能夠節(jié)約牛乳成本，同時使奶茶具有大豆的氣味和滋味，并能優(yōu)化營養(yǎng)結構。但大豆本身存在特殊腥味，添加過多容易產(chǎn)生不良的風味。由圖4 可知，隨著牛乳與豆乳添加量中豆乳比例的升高，感官評分和穩(wěn)定系數(shù)先增加后減少，當牛乳與豆乳體積比為5∶2 時，感官評分達到最高（93 分），穩(wěn)定性也最高，此后，由于豆腥味太重，使奶茶感官評分逐漸降低。綜合單因素試驗結果，選擇牛乳與豆乳添加量體積比6∶1、5∶2、4∶3 進行響應面優(yōu)化試驗。

圖4 牛乳與豆乳添加量體積比對刺梨雙蛋白奶茶風味的影響Fig.4 Influence of the volume proportion of milk and soybean milk on the flavor of thorn pear double protein milk tea

2.2 刺梨雙蛋白奶茶制備響應面試驗結果

2.2.1 響應面試驗設計及結果

利用Design-Expert 8.0.6 軟件采用Box-Behnken中心組合原理建立數(shù)學模型，以刺梨雙蛋白奶茶的感官評分為響應值（Y）進行響應面試驗優(yōu)化。刺梨雙蛋白奶茶配方優(yōu)化試驗設計及結果見表3。

表3 刺梨雙蛋白奶茶響應面試驗設計及結果Table 3 Response surface test design and results for thorn pear double protein milk tea

續(xù)表3 刺梨雙蛋白奶茶響應面試驗設計及結果Continue table 3 Response surface test design and results for thorn pear double protein milk tea

2.2.2 響應面回歸模型的建立與分析

對表3 中的數(shù)據(jù)進行二次多元回歸擬合分析，得到感官評分對響應面因素的回歸方程為：Y=90.80+0.92A-3.50B-0.83C-1.75D+1.50AB+2.25AC+2.50AD-0.75BC +1.25BD +2.50CD -5.98A2-7.61B2-5.86C2-8.73D2。刺梨雙蛋白奶茶的響應面回歸模型方差分析見表4。從表4 可以看出，模型P＜0.000 1，說明模型擬合程度良好，各因素對感官評分的影響強弱為：刺梨汁添加量（B）＞牛乳與豆乳添加量體積比（D）＞白砂糖添加量（A）＞雙蛋白添加量（C）；一次項中B對感官評分的影響極顯著（P＜0.01），交互項中AD、CD 為顯著（P＜0.05），A2、B2、C2、D2均為極顯著（P＜0.01）。

表4 刺梨雙蛋白奶茶制備響應面試驗方差分析表Table 4 Analysis of variance of response surface test for thorn pear double protein milk tea

2.2.3 響應面分析與優(yōu)化

根據(jù)回歸方程利用Box-behnken 響應面法，可以做出各因素之間兩兩交互的響應面及等高線圖（見圖5）。由圖5 可知，AD、CD 曲面陡峭，交互作用顯著，其等高線的橢圓率也直觀地反映了交互作用的顯著性。

圖5 各因素交互作用對刺梨雙蛋白奶茶感官品質影響的響應面圖和等高線圖Fig.5 Response surface and contour maps of the interaction of various factors on the sensory quality of thorn pear double protein milk tea

2.2.4 刺梨雙蛋白奶茶最佳配方的確定

由單因素試驗和Design-Expert 8.0.6 響應面法分析得到刺梨雙蛋白奶茶制備的最佳配方為：白砂糖添加量4 g，刺梨汁添加量15 g，雙蛋白添加量30 mL，牛乳與豆乳體積比5∶2（共175 mL），即白砂糖0.8%（m/V），刺梨汁3%，雙蛋白6%，牛乳25%，豆乳10%，安賽蜜0.06%（m/V），茶水56%，感官評定得分91.9±0.7 分。

為驗證此模型的可靠性，在最佳工藝條件下進行驗證試驗，制作3 份平行樣品，由30 名食品從業(yè)人員進行感官評分，其感官評分平均值為92.8±0.8 分。與模型給出的預測值91.9±0.7 分進行對比，相對誤差小于1%，說明該響應面方程對刺梨雙蛋白奶茶配方預測準確性較好。

2.3 刺梨雙蛋白奶茶的主要品質指標

2.3.1 理化指標

還原糖含量為0.175%，粗蛋白含量為2.3%，粗脂肪含量為0.58%。

2.3.2 微生物指標

在刺梨雙蛋白奶茶樣品中檢測到菌落總數(shù)為29 CFU/mL，無大腸菌群，限值1×104CFU/mL，未檢測到致病菌，產(chǎn)品符合GB 7101—2015《食品安全國家標準 飲料》[33]中微生物限量標準。

3 結論

以刺梨、牛乳、豆乳、雙蛋白和茶水為主要原料，在單因素試驗的基礎上，采用響應面試驗分析法優(yōu)化刺梨雙蛋白奶茶飲料配方，結果表明：當白砂糖添加量為0.8%（m/V），刺梨汁添加量為3%，雙蛋白添加量為6%，牛乳添加量為25%，豆乳添加量為10%，安賽蜜添加量為0.06%（m/V），茶水添加量為56%時，配制出的刺梨雙蛋白奶茶飲料有刺梨果味，無異味，色澤鮮亮，感官評定得分92.8 分。本法將刺梨與豆乳、牛乳結合開發(fā)出一種低糖低脂雙蛋白奶茶，降低了奶茶的制作成本，提高了營養(yǎng)價值，開拓了刺梨在食品加工中的應用。刺梨的天然香氣代替化學合成香料，更符合健康綠色食品的發(fā)展趨勢，為保健茶飲料研究提供了新的思路。