郝苗苗 ,楊 博
(1.錫林郭勒職業(yè)學(xué)院,內(nèi)蒙古錫林浩特 026000;2.錫林郭勒食品檢驗檢測和風(fēng)險評估中心,內(nèi)蒙古錫林浩特 026000;3.內(nèi)蒙古欣誠達(dá)能源科技有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古呼和浩特 010000)
大豆與核桃復(fù)合的植物蛋白飲料既可以提高植物蛋白飲料的營養(yǎng)價值,又可以改善其風(fēng)味,同時植物蛋白飲品不僅具有低脂肪、低熱量和無膽固醇等優(yōu)點,而且可為乳糖不耐癥患者提供更優(yōu)選擇。試驗以制備好的大豆和核桃制成的植物蛋白漿液為原料進(jìn)行植物蛋白飲料研發(fā),通過添加乳化劑、穩(wěn)定劑等,以改善植物蛋白飲料的穩(wěn)定性,并獲得最佳品質(zhì),再進(jìn)行均質(zhì)、殺菌達(dá)到商業(yè)化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),從而填補市場空缺[1-2]。
大豆、核桃仁,福建綠草食品有限公司提供;白砂糖,呼和浩特市安辰食品有限公司提供;單甘酯,河南恩苗食品有限公司提供;蔗糖酯,柳州愛格富食品科技股份有限公司提供;卡拉膠,福建省綠麒食品膠體有限公司提供;黃原膠,鄂爾多斯市中軒生化股份有限公司提供。以上材料均為食品級。
HS-360D型磨漿機、pHS-3CpH型計、雷磁、AX7D5A型離心機、T6型新世紀(jì)紫外可見分光光度計,北京普析通用儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品;RHJ-A-10L型均質(zhì)機,揚州鈺翔輕工機械設(shè)備廠產(chǎn)品;DV215CD型天平。
1.3.1 試驗分析測定指標(biāo)和檢測方法
(1)感官評價法。隨機選取10位經(jīng)感官評定培訓(xùn)后的食品專業(yè)人員,針對沉淀量、濁度、黏度和風(fēng)味這4項指標(biāo)進(jìn)行評分,滿分100分,結(jié)果取平均值。
感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)
(2)離心脂肪上浮率和離心沉淀率的測定。稱取40 g樣品于50 mL離心管中,以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心15 min,稱量上層脂肪的質(zhì)量m1,傾去上清液,將離心管倒扣5 min,稱量沉淀的質(zhì)量m2。每個樣品平行測定3次,取平均值。
離心脂肪上浮率的計算公式:
離心沉淀率的計算公式:
(3) 穩(wěn)定性系數(shù)(R)的測定。在刻度離心管中準(zhǔn)確加入飲料50 mL,用離心分離機以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心15 min,測定頂部脂肪層體積,取上清液稀釋100倍后,采用紫外分光光度計于波長500 nm處測定吸光度A2,與離心前的吸光度A1的比即為穩(wěn)定性系數(shù)R[3-4],計算公式:
每個樣品平行測定3次,取平均值。
1.3.2 白砂糖添加量的確定
分別添加2%,3%,5%,8%,10%的白砂糖在大豆核桃蛋白漿液中,煮漿后通過測定感官評定分?jǐn)?shù)確定最合適的白砂糖添加量。
1.3.3 乳化劑配方的確定
(1)乳化劑配比。各試驗組固定白砂糖添加量為5%,由于核桃含脂率較高,所以利用親油性較強的單甘酯和親水性較強的蔗糖酯復(fù)配增強體系的穩(wěn)定性,其總添加量為0.1%,采用單甘酯和蔗糖酯配比為3∶1,2∶1,1∶1,1∶2,1∶3進(jìn)行試驗。10 d后觀察測定樣品離心脂肪上浮率確定復(fù)配乳化劑比例[5]。
(2)乳化劑的添加量。各試驗組固定白砂糖添加量為5%,單甘酯和蔗糖酯配比為2∶1,設(shè)置其添加量分別為0.02%,0.05%,0.10%,0.15%,0.20%進(jìn)行試驗,測定樣品離心脂肪上浮率,確定乳化劑添加量。
1.3.4 增稠劑配方的確定
(1)增稠劑配比。各試驗組固定白砂糖添加量為5%,單甘酯和蔗糖酯配比為2∶1,乳化劑添加總量為 0.1%,增稠劑 3∶1,2∶1,1∶1,1∶2,1∶3,增稠劑總添加量為0.10%,進(jìn)行試驗。10 d后觀察測定樣品離心沉淀率,確定復(fù)配增稠劑配比。
(2)增稠劑的添加總量。各試驗組固定白砂糖添加量為5%,單甘酯和蔗糖酯配比為2∶1,乳化劑添加總量為0.1%時,添加增稠劑卡拉膠和黃原膠比例為1∶1進(jìn)行試驗,增稠劑添加量分別為0.02%,0.05%,0.10%,0.15%,0.20%。測定樣品離心沉淀率,確定復(fù)配增稠劑添加量。
1.3.5 植物蛋白飲料均質(zhì)條件的確定
高壓均質(zhì)可防止植物蛋白飲料脂肪上浮,促進(jìn)消化吸收,提高產(chǎn)品光澤度,改善口感,提高產(chǎn)品穩(wěn)定性[6]。在通常情況下,均質(zhì)的溫度越高,脂肪球吸附蛋白的速度就越快。但在高壓下,較高的溫度會使蛋白質(zhì)發(fā)生變性,反而影響飲料的營養(yǎng)性和穩(wěn)定性。因此,試驗選擇均質(zhì)的壓力為25 MPa,溫度為65℃,進(jìn)行0,1,2,3次均質(zhì)植物蛋白飲料,通過測定大豆-核桃復(fù)合植物蛋白飲料的離心沉淀率、離心脂肪上浮率和穩(wěn)定性系數(shù)來確定最合適的均質(zhì)次數(shù)。
1.3.6 植物蛋白飲料滅菌條件的確定
大豆核桃復(fù)合植物蛋白飲料的營養(yǎng)物質(zhì)豐富,易導(dǎo)致飲料腐敗變質(zhì),縮短飲料的保質(zhì)期。因此,必須對飲料進(jìn)行高溫滅菌,保證大豆核桃復(fù)合植物蛋白飲料能符合商業(yè)無菌的要求。選擇100℃,30 min和121℃,15 min對大豆-核桃復(fù)合植物蛋白飲料進(jìn)行滅菌,通過測定穩(wěn)定性系數(shù)來確定滅菌條件。
白砂糖添加量對大豆核桃復(fù)合植物蛋白飲料的影響見圖1。
圖1 白砂糖添加量對大豆核桃復(fù)合植物蛋白飲料的影響
由圖1可知,感官評分隨白砂糖添加量的增加呈現(xiàn)出先增大后降低的趨勢,白砂糖添加量為5%時感官評分最高,這時由于白砂糖添加量過低時植物蛋白飲料甜味不明顯,添加量過高又使得飲料過甜掩蓋了原有植物的香味,且糖分太高在煮漿過程中易發(fā)生美拉德反應(yīng),使飲料風(fēng)味和色澤變差。因此,植物蛋白飲料中白砂糖的添加量應(yīng)為5%。
2.2.1 乳化劑配比對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響
單甘酯和蔗糖酯配比對大豆核桃復(fù)合植物蛋白飲料的影響見圖2。
圖2 單甘酯和蔗糖酯配比對大豆核桃復(fù)合植物蛋白飲料的影響
由圖2可知,添加單甘酯與蔗糖酯為3∶1,2∶1時,漿液的離心脂肪上浮率下降較快;當(dāng)單甘酯和蔗糖酯的添加量為1∶1,1∶2,1∶3時,漿液的離心脂肪上浮率緩慢上升,在前期預(yù)試驗過程中單一乳化劑出現(xiàn)明顯分層,因此選定2種乳化劑復(fù)配,最佳配比為單甘酯∶蔗糖酯=2∶1。
2.2.2 復(fù)配乳化劑添加總量對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響
以2種乳化劑單甘酯∶蔗糖酯=2∶1為前提,進(jìn)行乳化劑添加總量的確定。
復(fù)配乳化劑添加量對大豆核桃復(fù)合植物蛋白飲料的影響見圖3。
圖3 復(fù)配乳化劑添加量對大豆核桃復(fù)合植物蛋白飲料的影響
由圖3可知,單甘酯和蔗糖酯添加量為0.02~0.05%時,漿液的離心脂肪上浮率逐漸下降較快;當(dāng)單甘酯和蔗糖酯的添加量為0.05~0.20%,漿液的離心脂肪上浮率下降緩慢,添加量為0.05%漿液的離心脂肪上浮率較低。這可能是因為單甘酯的親油性與蔗糖酯的親水性可形成特別穩(wěn)定的界面膜,防止聚結(jié)成塊。復(fù)配乳化劑可使界面層中分子排列緊密,在液珠表面可以形成混合液晶的中間相,混合乳化劑組分之間也可以形成分子復(fù)合物,提高乳化效率,增加乳狀液穩(wěn)定性。當(dāng)乳化劑添加量進(jìn)一步增加時,超過了乳化劑臨界膠束濃度,乳化劑分子就會在溶液內(nèi)部聚集,構(gòu)成親油基向內(nèi)、親水基向外的球狀膠束,導(dǎo)致進(jìn)一步增加乳化劑的量,反而降低其乳化效果。因此,復(fù)配乳化劑總的添加量為0.05%。
2.3.1 增稠劑配比對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響
10 d后觀察測定大豆核桃復(fù)合植物蛋白飲料沉淀情況。
卡拉膠和黃原膠配比對漿液離心沉淀率的影響見圖4。
圖4 卡拉膠和黃原膠配比對漿液離心沉淀率的影響
由圖4可知,添加卡拉膠與黃原膠配比為3∶1,2∶1,1∶1時,漿液的離心沉淀率下降較快;當(dāng)卡拉膠與黃原膠配比為1∶1,1∶2,1∶3時,漿液的離心沉淀率較為平緩,相差不多,基于成本和穩(wěn)定性狀考慮,采用卡拉膠∶黃原膠為1∶1。
2.3.2 增稠劑總量對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響
以2種增稠劑卡拉膠和黃原膠的配比1∶1為前提,進(jìn)行增稠劑添加量的確定。
增稠劑添加量對大豆核桃復(fù)合植物蛋白飲料的影響見圖5。
圖5 增稠劑添加量對大豆核桃復(fù)合植物蛋白飲料的影響
由圖5可知,增稠劑添加量為0.02%,0.05%,0.10%時,漿液的離心沉淀率下降較快;當(dāng)增稠劑添加量為0.15%和0.20%時,漿液的離心沉淀率降低緩慢還略有上升。結(jié)果表明,添加卡拉膠和黃原膠可以提高大豆核桃植物蛋白飲料的穩(wěn)定性,隨著添加量的增多離心沉淀率反而升高,可能是由于漿液的黏度太大,離心沉淀率無法準(zhǔn)確測定導(dǎo)致。所以,卡拉膠和黃原膠分別添加時,可以增強產(chǎn)品的穩(wěn)定性,添加量為0.10%,漿液的離心沉淀率較低。
高壓均質(zhì)使產(chǎn)品進(jìn)一步進(jìn)行乳化,提高產(chǎn)品穩(wěn)定性,改善口感。在壓力為25 MPa,溫度為65℃,進(jìn)行0,1,2,3次均質(zhì)。
均質(zhì)次數(shù)對大豆-核桃復(fù)合植物蛋白飲料的穩(wěn)定性的影響見表2。
表2 均質(zhì)次數(shù)對大豆-核桃復(fù)合植物蛋白飲料的穩(wěn)定性的影響
隨著均質(zhì)次數(shù)的增加,植物蛋白飲料穩(wěn)定性也增加,在經(jīng)過2次均質(zhì)后穩(wěn)定性已達(dá)到穩(wěn)定,再次進(jìn)行均質(zhì)對穩(wěn)定性的提高不是很明顯,且成本會增加。
通過滅菌條件100℃,30 min和121℃,15 min對植物蛋白飲料進(jìn)行滅菌。
殺菌條件對大豆-核桃復(fù)合植物蛋白飲料的穩(wěn)定性的影響見表3。
表3 殺菌條件對大豆-核桃復(fù)合植物蛋白飲料的穩(wěn)定性的影響
由表3可知,從離心沉淀率、離心脂肪上浮率、穩(wěn)定性系數(shù)和感官評定分?jǐn)?shù)等指標(biāo)確定在121℃,15 min下進(jìn)行滅菌,得到的大豆核桃復(fù)合植物蛋白飲料更穩(wěn)定。
在調(diào)制過程中白砂糖添加量為5%,乳化劑單甘酯與蔗糖酯的質(zhì)量比為2∶1,總添加量為0.05%,增稠劑卡拉膠與黃原膠的質(zhì)量比為1∶1,總添加量為0.1%,均質(zhì)采用25 MPa,65℃條件下,均質(zhì)2次,滅菌條件121℃,15 min,大豆-核桃復(fù)合植物蛋白飲料的穩(wěn)定性系數(shù)更高、口感更好。以此可以作為商業(yè)化生產(chǎn)大豆-核桃復(fù)合植物蛋白飲料的生產(chǎn)工藝。
未來對于植物蛋白飲料可以不僅限于采用大豆與核桃,還可以增加其他植物品種,以豐富產(chǎn)品種類,增加產(chǎn)品營養(yǎng)價值,為植物蛋白飲料產(chǎn)品的多樣化提供思路;可以采用益生菌發(fā)酵的方式,生產(chǎn)植物蛋白發(fā)酵乳,豐富產(chǎn)品口感,促進(jìn)吸收;同時還可對比不同殺菌工藝和灌裝方式對植物蛋白飲料穩(wěn)定性及貨架期的影響研究。