柴美清，徐倩，楊庭，白青云，*

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)研究中心，山西太原030006；2.淮陰工學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，江蘇淮安223003）

麥胚是小麥籽粒的生命源泉，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、糖類和B 族、E 族維生素以及鈣、鉀、鎂、鋅、鐵等礦物質(zhì)元素[1]，是一種新型的理想保健食品資源。麥胚孵育過程中通過自身蛋白酶將蛋白質(zhì)水解成肽和氨基酸，通過生物調(diào)控技術(shù)可以富集γ-氨基丁酸（GABA）。GABA 為哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)一種主要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，具有抗心律失常、降血壓、利尿、鎮(zhèn)靜神經(jīng)、改善失眠以及腎肝功能活化等作用。此外，它還能促進(jìn)乙醇代謝，改善高脂血癥以及防止肥胖等[2]。

豆?jié){中蛋白質(zhì)含量豐富，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，與其他食物蛋白搭配具有很好的互補(bǔ)作用，且豆?jié){的口感較好，味道香醇，可掩蓋麥胚飲料的苦澀。本研究采用Mixture-D-Optimal 混合設(shè)計(jì)，研制富含GABA 的麥胚保健飲料，采用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)，并探討飲料的穩(wěn)定性，為新產(chǎn)品開發(fā)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

麥胚 淮安新豐面粉有限公司贈(zèng)送（保藏于-20 ℃）；大豆：購(gòu)于淮安農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)；海藻酸鈉、黃原膠、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、檸檬酸、蔗糖：購(gòu)于上海斯比凱可有限公司，其他生化試劑均購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

HH-6 型數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州國(guó)華電器有限公司；DJ12B-A10EC 型九陽豆?jié){機(jī)：九陽股份有限公司；TDL-40B 型離心機(jī)：上海安亭儀器廠；722 型可見分光光度計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；PHSJ-5 型pH 計(jì)：上海雷磁電化學(xué)分析儀器公司。

1.3 方法

1.3.1 麥胚GABA 富集工藝

稱取一定量麥胚，采用水浴保溫孵育的方式進(jìn)行GABA 富集，即用pH4.6 的檸檬酸-檸檬酸鈉作緩沖液按照料液比1∶6（g/mL），將麥胚加到緩沖液中于46 ℃水浴鍋中保溫1.5 h，得出富含GABA 的麥胚孵育液，此時(shí)GABA 含量為36.78 mg/g，比原料提高了5.51 倍。

1.3.2 麥胚飲料制作工藝流程

1.3.3 麥胚飲料各組分的配制

麥胚漿：稱取50 g 麥胚，按1.3.1 工藝富集GABA后，倒入豆?jié){機(jī)中，加水至1 L，加熱30 min，過濾，得到麥胚清液。

豆?jié){：稱取50 g 干黃豆于豆?jié){機(jī)，加水至1 L，經(jīng)30 min 加熱后，過濾。

糖漿：稱取50 g 白砂糖加50 mL 水，配成100%的糖漿。

檸檬酸液：稱取8 g 檸檬酸加20 mL 水，配成40%的檸檬酸液。

1.3.4 麥胚飲料配方設(shè)計(jì)

運(yùn)用Design Expert 軟件中的Mixture-D-Optimal混合設(shè)計(jì)，對(duì)麥胚漿、豆?jié){、糖漿和檸檬酸液四因素進(jìn)行復(fù)配，隨機(jī)組合，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。

應(yīng)用混合設(shè)計(jì)研究配方時(shí)，以感官評(píng)分為響應(yīng)值（Y），以麥胚飲料各成分為設(shè)計(jì)因子，并以其相應(yīng)限量為因子所受約束，利用SAS 軟件安排混合試驗(yàn)設(shè)計(jì)。對(duì)所給各設(shè)計(jì)配方，進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)，獲得感官評(píng)分Y值。利用軟件的統(tǒng)計(jì)分析功能進(jìn)行方差分析、逐步回歸分析和最值分析，選擇感官得分最大而成本相對(duì)較低的一種配方，同時(shí)確定該組合響應(yīng)值Y 隨各因子（各成分占飲料的比例）變化的回歸方程[3]。

1.3.5 產(chǎn)品感官評(píng)定

根據(jù)麥胚飲料的特點(diǎn)，采用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定評(píng)語論域?yàn)閂=1，2，3，4，5，對(duì)應(yīng)“喜歡”―5，“較喜歡”―4，“可接受”―3，“勉強(qiáng)接受”―2，“無法接受”―1。選擇色澤、香氣、滋味、口感和組織形態(tài)共5 個(gè)最能反應(yīng)其質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)，由經(jīng)過訓(xùn)練的12 人組成的評(píng)價(jià)小組進(jìn)行評(píng)分。設(shè)營(yíng)養(yǎng)米粉的評(píng)定領(lǐng)域U=（色澤、香氣、滋味、口感、組織形態(tài)），規(guī)定對(duì)應(yīng)的權(quán)重值為X=（0.15，0.10，0.30，0.25，0.20）[3]。

1.4 產(chǎn)品穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

1.4.1 穩(wěn)定劑對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究CMC-Na、海藻酸鈉和黃原膠3 種穩(wěn)定劑復(fù)配用量對(duì)麥胚飲料穩(wěn)定性的影響，以飲料的沉淀率作為正交試驗(yàn)的評(píng)定指標(biāo)。

1.4.2 儲(chǔ)藏溫度對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

將添加了穩(wěn)定劑的麥胚飲料置于不同溫度（4、23、42 ℃）下放置30 d 后測(cè)定其沉淀率，研究?jī)?chǔ)藏溫度對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響。

1.5 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.5.1 理化指標(biāo)測(cè)定

pH：采用pH 計(jì)測(cè)定；可溶性蛋白質(zhì)含量：采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定[4]；GABA 含量測(cè)定：采用分光光度計(jì)法[5]；大腸菌群、細(xì)菌總數(shù)及致病菌的檢測(cè)參照國(guó)標(biāo)GB/T 4789.21。

1.5.2 沉淀率的測(cè)定

采用離心法[6]測(cè)定，通過離心產(chǎn)生的外力，使麥胚飲料中不穩(wěn)定的顆粒迅速沉降下來，通過觀察沉降物及沉淀量來預(yù)測(cè)飲料在未來較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的穩(wěn)定情況。具體方法為：在離心管內(nèi)裝入一定量麥胚飲料，在3 000 r/min 的條件下離心15 min 后稱其沉淀量，計(jì)算沉淀比例。

沉淀率（%）=（沉淀物質(zhì)量/樣品質(zhì)量）×100%，沉淀率越小，說明產(chǎn)品越穩(wěn)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 富含GABA 麥胚飲料最佳配方優(yōu)化

通過Mixture-D-Optimal 混合設(shè)計(jì)得到麥胚漿（X1）、豆?jié){（X2）、糖漿（X3）和檸檬酸液（X4）（各組分占飲料比例之和為1）配制的麥胚飲料的感官評(píng)定值（Y），見表1。

表1 麥胚飲料配方試驗(yàn)方案與感官評(píng)定結(jié)果Table 1 Experimental design and sensory evalution results of wheat germ beverage formula

根據(jù)實(shí)測(cè)值對(duì)表中數(shù)據(jù)采用Scheffe 不完全三次多項(xiàng)式擬合，得到感官評(píng)定預(yù)測(cè)值隨四因素變化的回歸方程如下：

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)，見表2。

表2 方差分析與顯著性檢驗(yàn)Table 2 Analysis of variance and significance test

結(jié)果表明，麥胚飲料感官評(píng)定預(yù)測(cè)模型達(dá)到顯著水平（P=0.043 6），模型相關(guān)系數(shù)R 為0.860 3，說明該模型擬合程度較好，實(shí)驗(yàn)誤差小，可以用該模型預(yù)測(cè)和分析富含GABA 麥胚飲料的感官評(píng)定值。

經(jīng)Mixture-D-optimal 軟件分析，模型預(yù)測(cè)的最佳配方為麥胚漿∶豆?jié){∶糖漿∶檸檬酸液=0.34∶0.54∶0.12∶0.001，即各成分所占百分比為麥胚漿34%，豆?jié){54%、糖漿12%和檸檬酸液0.1%，預(yù)測(cè)感官評(píng)定最大值為3.82 分（總分5 分）。經(jīng)驗(yàn)證，以此配方生產(chǎn)的麥胚飲料實(shí)際感官評(píng)定值為3.85 分，說明預(yù)測(cè)值和實(shí)際值之間存在著較高的擬合度，所建的模型是可靠的，可以用來描述飲料配方與感官評(píng)分之間的關(guān)系。

2.2 飲料模糊綜合評(píng)價(jià)

由12 名經(jīng)訓(xùn)練的評(píng)判員（K=12，男女各6 名）對(duì)富含GABA 的麥胚飲料進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的感官評(píng)定，評(píng)分結(jié)果見表3。

表3 飲料評(píng)分統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 3 Statistical result of beverage evaluation

所有單因素評(píng)判組成評(píng)判矩陣：

由專家級(jí)品評(píng)人員確定模糊權(quán)向量

則品評(píng)人員對(duì)最優(yōu)配方得到的富含GABA 的麥胚飲料的模糊綜合評(píng)判結(jié)果為：

評(píng)判結(jié)果表示：“喜歡”這種麥胚飲料的比例為19.9%，“較喜歡”的比例為55.0%，“可接受”的比例為25.1%，“勉強(qiáng)接受”和“無法接受”的比例為0%。按最大隸屬原則，以此配方生產(chǎn)的富含GABA 麥胚飲料達(dá)到“較喜歡”級(jí)別。

2.3 產(chǎn)品穩(wěn)定性研究

2.3.1 穩(wěn)定劑對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

為了提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，在飲料中添加不同穩(wěn)定劑，以沉淀率為指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化復(fù)合穩(wěn)定劑，結(jié)果見表4。

表4 麥胚飲料穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Reslut of orthogonal examination on stabilizers of wheat germ beverage

采用極差分析法對(duì)3 個(gè)因素進(jìn)行分析，由表4 可知：Ra＞Rb＞Rc，即CMC-Na 添加量是3 個(gè)因素中最主要的因素，海藻酸鈉和黃原膠的影響較小。從表4 可以看出，各因素的最優(yōu)水平組合為A1B2C3，即最佳穩(wěn)定劑添加量為CMC-Na 0.1%、海藻酸鈉0.3%、黃原膠0.3%，經(jīng)測(cè)定，沉淀率為11.02%。

2.3.2 儲(chǔ)藏溫度對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

將產(chǎn)品放置于4、23、42 ℃下儲(chǔ)藏30 d，研究不同溫度對(duì)豆?jié){麥胚飲料穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見圖1。

由圖1 可見，將產(chǎn)品放置于4 ℃環(huán)境儲(chǔ)藏時(shí)，沉淀率為7.15%；23 ℃時(shí)，沉淀率為7.70%；42 ℃時(shí)，沉淀率為12.67%。因此該產(chǎn)品適于常溫和低溫下儲(chǔ)藏。

2.4 富含GABA 麥胚飲料與普通麥胚飲料理化指標(biāo)比較

通過研究，得出富含GABA 的麥胚飲料，其理化和感官指標(biāo)見表5。

表5 富含GABA 麥胚飲料與普通麥胚飲料特性比較Table 5 The compare of properties between enriched GABA wheat germ beverage and common wheat germ beverage

由表5 所知，其顏色呈乳白色，有濃郁的豆香和麥香，口感細(xì)膩，微甜，深受大家喜愛。測(cè)出可溶性蛋白質(zhì)含量為9.24 mg/mL，與普通麥胚飲料相差不多；GABA 含量為0.82 mg/mL，是普通麥胚飲料的4.56 倍。

3 結(jié)論

利用Mixture-D-Optimal 混合設(shè)計(jì)和模糊綜合評(píng)價(jià)法研究麥胚豆?jié){飲料的最佳配方為麥胚漿34%，豆?jié){54%，糖漿12%，檸檬酸液0.1%，得到的感官評(píng)定值最高，為3.82 分。最佳穩(wěn)定劑添加量為CMC-Na0.1%、海藻酸鈉0.3%、黃原膠0.3%，此時(shí)沉淀率為11.02%。冷藏和常溫利于該產(chǎn)品的保存。富含GABA 麥胚飲料中GABA 含量為0.82 mg/mL，是普通麥胚飲料的4.56 倍。

[1] 王賢.小麥胚芽油的浸提和維生素E 的濃縮研究[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2001:1

[2] 朱曉立, 裘暉.γ-氨基丁酸的生物學(xué)功能及其在食品上的應(yīng)用[J].食品工程,2008(2):34-37

[3] 李冰冰.富含GABA 發(fā)芽糙米糊化與擠壓膨化特性研究[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007:48

[4] 李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2006:184-185

[5] 趙宏飛,宋偉,裴家偉.食品中三種γ-氨基丁酸檢測(cè)方法比較[J].中國(guó)乳品工業(yè),2008,36(11):51-55

[6] 馬立志,蔡竹,李勇.獼猴桃果汁飲料穩(wěn)定性探討[J].食品工業(yè)科技,2004,25(7):57-59