大麥若葉酸性含乳飲料的配方優化及抗氧化性研究

劉晶晶，張心茹，袁倩，張玉，周一淵，劉敏

常熟理工學院生物與食品工程學院（常熟 215500）

大麥若葉是指苗高15～30 cm的新鮮大麥嫩莖葉（簡稱大麥苗）。大麥苗兼具藥食兩用的作用，自古就有用于醫療治病的案例。《普濟方》中記載：唐代戊辰己巳年，藥王孫思邈以冬霜大麥葉熬汁治好了疫區的傳染性肝病。明代李時珍在《本草綱目》中亦論述，認為“麥苗主治消酒毒暴熱，酒疸目黃；又解盅毒，除煩悶，解時疾狂熱，退胸隔熱，利小腸”[1]。

大麥苗含豐富的蛋白質、酶類、維生素、礦物質、葉綠素等營養成分；維生素中的VC、VE含量較高，可達15.2和6.94 mg/100 g，分別是蘋果含量的3.7和3.3倍；微量元素中以K和Ca含量最豐富，其次是Fe、Mg、Zn等元素，Ca含量是牛奶的4倍；膳食纖維含量是普通青菜的50倍；大麥若葉還具有碳水化合物含量低、脂肪含量低、膳食纖維含量高的特點[2-3]。長期食用大麥若葉可以穩定血壓、緩解疲勞、預防便秘、提高睡眠質量等[4-6]。

大麥若葉最早是在日本開發成功的[7]，目前，對于大麥若葉中所含的多種營養性成分的調查研究，國內外已經建立了全面科學的檢測體系[8]。大麥若葉產品長期銷往日韓、北美、澳大利亞等地，我國大麥若葉相關的產品比較少，科研人員對大麥若葉的認識正在逐步深入，并且成功研制出了一系列的大麥若葉相關產品，如麥苗汁營養酸奶[9]、大麥苗面條[10]、麥苗微波蛋糕[11]、大麥苗粉-香菇復合壓片[12]、麥綠素韌性餅干[13]等。

試驗以奶粉和大麥若葉粉為主要原料，添加甜味劑、酸味劑和乳化穩定劑，調配成均一穩定的大麥若葉酸性含乳飲料并對其抗氧化性進行分析測定。該產品為人們提供了一款集大麥若葉粉和牛奶營養于一體的酸甜可口的含乳飲料，具有廣闊的市場前景。

1 材料與設備

1.1 材料與試劑

材料：大麥若葉粉（興化市盛華食品有限公司）；白砂糖（常州市貫通食品有限公司）；雀巢奶粉（雀巢產品有限公司）；瓊脂（福建省綠麒食品膠體有限公司）；CMC（河南協恒生物科技有限公司）；蔗糖酯（柳州愛格富食品科技股份有限公司）；單甘酯（佳力士添加劑海安有限公司）；乳酸（鄭州百思特食品添加劑有限公司）。

試劑：DPPH、Tris、無水乙醇、維生素C、過氧化氫、過硫酸鉀、氫氧化鈉、FeSO4、水楊酸、鄰苯三酚、磷酸二氫鉀、草酸和鹽酸（分析純，江蘇強盛化學試劑有限公司）。

1.2 主要儀器設備

AWH-30電子天平（上海英展機電企業有限公司）；722可見分光光度計（上海佑科儀器儀表有限公司）；F25高剪切均質乳化機（上海弗魯克科技發展有限公司）；HH-2數顯恒溫水浴鍋（國華電器有限公司）；H1650R臺式高速冷凍離心機（長沙百諾克離心機儀器有限公司）；YJGY-70-60高壓均質機（天津特斯達有限公司）。

2 試驗方法

2.1 工藝流程

2.2 操作要點

1) 混合：將稱取好的大麥若葉粉、奶粉于60 ℃水中至完全溶解，乳化穩定劑與白砂糖進行干混，再加水溶解，混合備用。

2) 調酸：稱取一定量的乳酸，加水稀釋至10倍，將其緩慢加入到上述物料中，并且一邊添加一邊高剪切乳化，防止產品因為局部驟酸而出現絮凝沉淀，調節產品pH至4.0。

3) 均質：將調配好的物料采用高壓均質機在25～30 MPa的壓力下均質2次。

4) 殺菌：將均質后的物料裝瓶后進行95 ℃加熱殺菌10 min，得到大麥若葉酸性含乳飲料。

2.3 配方優化試驗

根據GB/T 21732—2008《含乳飲料》[14]的指標規定：含乳飲料中蛋白質的含量要≥1%。從生產成本與經濟效益等方面考慮，試驗固定奶粉的添加量為4.5%，此時蛋白質含量≥1.1%。

2.3.1 大麥若葉粉添加量的影響

固定奶粉添加量4.5%、白砂糖添加量4%、乳酸添加量0.4%、CMC添加量0.15%和蔗糖酯添加量0.1%，研究不同大麥若葉粉添加量（0.65%，0.70%，0.75%，0.80%和0.85%）對產品品質的影響，由評定小組進行感官評定，確定最佳的大麥若葉粉添加量。

2.3.2 白砂糖添加量的影響

固定奶粉添加量4.5%、大麥若葉粉添加量0.75%、乳酸添加量0.4%、CMC添加量0.15%和蔗糖酯添加量0.1%，研究不同白砂糖添加量（2%，3%，4%，5%和6%）對產品品質的影響，由評定小組進行感官評定，確定最佳的白砂糖添加量。

2.3.3 乳酸添加量的影響

固定奶粉添加量4.5%、大麥若葉粉添加量0.75%、白砂糖添加量4%、CMC添加量0.15%和蔗糖酯添加量0.1%，研究不同乳酸添加量（0.35%，0.40%，0.45%，0.50%和0.55%）對產品品質的影響，由評定小組進行感官評定，確定最佳的乳酸添加量。

2.3.4 復配乳化穩定劑添加量的影響

為提高酸性含乳飲料的穩定性，試驗選擇復配乳化穩定劑提高產品的組織狀態和口感，固定奶粉添加量4.5%、大麥若葉粉添加量0.75%、白砂糖添加量4%、乳酸添加量0.4%，以瓊脂添加量（A）、CMC添加量（B）、蔗糖酯添加量（C）和單甘酯添加量（D）為因素進行正交試驗，以感官評價和沉淀率為響應值，確定各乳化穩定劑的最佳添加量[15]，因素水平表見表1。

表1 復配乳化穩定劑的因素與水平 單位：%

2.4 抗氧化活性研究

取大麥若葉酸性含乳飲料，與0.2 mg/mL的VC溶液分別稀釋至原濃度的5%，25%，50%，75%和100%（即樣液體積分數為0.05，0.25，0.50，0.75和1.00 mL/mL），作為待測樣品進行體外抗氧化試驗[16]。

2.4.1 DPPH·清除能力的測定

參照參考文獻[17]和[18]進行測定。

2.4.2 對O2-·的清除能力測定

參照參考文獻[19]進行測定。

2.4.3 對·OH的清除能力測定

參照參考文獻[20]進行測定。

智能設備管理系統一般都由幾大模塊組成，主要有監控中心、無線功率傳感器和信號收發器等，所有模塊的構成、運行與應用都有著緊密的聯系，屬于環環相扣的關系。將智能化設備應用于現代企業管理中，需要在有關設備上安裝無線功率傳感器，因為要利用無線射頻通信功能收集有關數據，在監控需求范圍內也將安裝監視器，所有信息都將通過信號接收器轉發至控制中心，管理者只需要在移動設備上就能實時的查詢到有關設備運行的數據。

2.5 產品的感官評分及離心沉淀率測定

2.5.1 感官評分

感官評分由經過一定的感官培訓10人組成，大麥若葉酸性含乳飲料的感官評分標準見表2，分別從滋味（30分）、氣味（20分）、色澤（20分）與組織狀態（30分）四個方面進行評分，分值相加即為最終的感官評分。

表2 大麥若葉酸性含乳飲料感官評定標準

2.5.2 離心沉淀率測定

在離心管中放入約1 g的產品進行稱量，然后放入離心機中進行離心，按5 800 r/min離心25 min，離心結束后將上清液倒凈，將沉淀進行稱量，根據式（1）計算離心沉淀率，每個樣品平行3次。

3 結果與分析

3.1 配方優化試驗結果

3.1.1 大麥若葉粉添加量對產品品質的影響

由表3可知：當奶粉的添加量固定為4.5%時，大麥若葉粉的添加量會影響大麥若葉含乳飲料的色澤和氣味。隨著大麥若葉粉的添加量逐漸增加，大麥若葉粉的香味會逐漸掩蓋住奶香導致兩者比例不協調。當大麥若葉粉的添加量為0.75%時，大麥香和奶香味適當協調，含乳飲料呈現淡綠色，色澤誘人，口感細膩均勻穩定。選擇大麥若葉粉的最佳添加量為0.75%。

表3 大麥若葉粉添加量對產品品質的影響

3.1.2 白砂糖添加量對產品品質的影響

表4 白砂糖添加量對產品品質的影響

3.1.3 乳酸添加量對產品品質的影響

由表5可知：隨著乳酸添加量的增加，產品的組織狀態明顯下降，且酸味感越來越強；當乳酸添加量為0.40%時，組織狀態穩定，且酸甜適度；當繼續添加乳酸時，產品口味偏酸，且會出現少量的絮凝沉淀，產品不穩定，略微分層。選擇乳酸的最佳添加量為0.40%。

表5 乳酸添加量對產品品質的的影響

3.1.4 復配乳化穩定劑的試驗結果

復配乳化穩定劑的試驗結果見表6，感官評分和沉淀率的分析結果見表7和表8。

表6 正交試驗結果

表7 感官評分的分析結果

表8 沉淀率分析結果

由表7可知：產品感官評分值越大越好，影響大麥若葉酸性含乳飲料品質的主次因素是B＞A＞D＞C，即CMC添加量＞瓊脂添加量＞單甘酯添加量＞蔗糖酯添加量，最佳水平為A3B2C1D1。由表8可知：沉淀率的值越小越好，影響的主次因素是B＞D＞A＞C，即CMC添加量＞單甘酯的添加量＞瓊脂添加量＞蔗糖酯的添加量，較優方案為A3B3C1D1。由于以上2種方案在正交試驗中沒有相應的試驗號，需進一步做驗證試驗，結果見表9。

由表9可知：同時從感官評分和沉淀率兩個方面考慮，最終得到復配乳化穩定劑的最佳組合A3B2C1D1，即瓊脂添加量0.15%、CMC添加量0.1%、蔗糖酯添加量0.05%和單甘酯添加量0.05%，此時大麥若葉酸性含乳飲料的感官評分最高，沉淀率最低，穩定性良好，產品組織狀態質地均勻，沒有顆粒感，色澤為淡綠色，口感細膩，富有大麥香和乳香味，酸甜適口。

表9 驗證試驗的結果

3.2 抗氧化活性試驗結果

3.2.1 對DPPH自由基的清除能力

由圖1可知：0.05，0.25，0.50，0.75及1.00 mL/mL的大麥若葉酸性含乳飲料的DPPH·清除率分別為19.58%，88%，92.85%，94.00%和83.64%，而0.2 mg/mL VC溶液相應體積分數對DPPH·清除能力分別為88.94%，92.85%，91.47%，94.23%和96.77%。大麥若葉酸性含乳飲料和VC溶液隨著體積分數的增加，對于DPPH·的清除率都在上升，且在相同的體積分數下，VC溶液對于DPPH·的清除率要高于大麥若葉酸性含乳飲料，在VC體積分數為1.00 mL/mL時，它對DPPH·的清除率高達96.77%。另外通過計算可得大麥若葉酸性含乳飲料的P值=0.177＞0.05，不同濃度之間具有顯著性差異。根據線性擬合，測得大麥若葉酸性含乳飲料的IC50=0.21 mL/mL。

圖1 大麥若葉酸性含乳飲料與VC溶液對DPPH·清除能力的比較

3.2.2 對O2-·自由基的清除能力

由圖2可知：0.05，0.25，0.50，0.75和1.00 mL/mL體積分數的大麥若葉酸性含乳飲料對超氧陰離子清除率分別為54.35%，66.16%，68.32%，62.34%和54.07%。隨著大麥若葉酸性含乳飲料體積分數的增加，其對超氧陰離子清除能力呈上升趨勢，而VC溶液相應體積分數對超氧陰離子清除能力依次為37.46%，72.76%，73.88%，77.98%和62.31%，整體隨著體積分數的增加清除能力也在增加，但是上升幅度較小。在相同體積分數對比下，VC溶液對超氧陰離子清除能力明顯高于大麥若葉酸性含乳飲料。另外通過計算可得大麥若葉酸性含乳飲料的P值=0.732＞0.05，不同體積分數之間具有顯著性差異。根據線性擬合，測得大麥若葉酸性含乳飲料的IC50=0.68 mL/mL。

圖2 大麥若葉粉酸性含乳飲料與VC溶液對超氧陰離子清除能力的比較

3.2.3 對羥基自由基（·OH）的清除能力

由圖3可知：0.05，0.25，0.50，0.75和1.00 mL/mL體積分數的大麥若葉酸性含乳飲料對羥基自由基清除率分別為19.20%，27.97%，30.33%，47.50%和50.65%。隨著大麥若葉酸性含乳飲料體積分數增加，其對羥基自由基清除率也在不斷增加。而相應體積分數的VC溶液對羥基自由基清除率分別為20.00%，35.70%，48.23%，50.75%和65.10%，且同體積分數VC溶液對羥基自由基清除率能力高于大麥若葉酸性含乳飲料。通過計算可得大麥若葉酸性含乳飲料的P值=0.06＞0.05，所以不同體積分數之間具有顯著性差異。根據線性擬合，測得大麥若葉酸性含乳飲料的IC50=1.23 mL/mL。

圖3 大麥若葉粉酸性含乳飲料與VC溶液對羥基自由基清除能力的比較

4 結論

通過單因素試驗和正交試驗得出大麥若葉酸性含乳飲料的最優配方：奶粉添加量為4.5%，大麥若葉粉添加量為0.75%，白砂糖添加量為4%，乳酸的添加量為0.40%，復配乳化穩定劑的添加量為0.15%瓊脂、0.1% CMC、0.05%蔗糖酯和0.05%單甘酯。產品呈淡綠色，組織狀態均勻穩定，沒有肉眼可見的雜質，口感細膩，酸甜可口，具有大麥若葉天然麥香和牛奶奶香。

抗氧化活性試驗表明該飲料對DPPH·、O2-·和·OH有一定的清除能力，其IC50分別為0.21，0.68和1.23 mL/mL，且同體積分數VC對DPPH·、O2-·和·OH的清除率總是高于大麥若葉酸性含乳飲料。