馬雪，郭麗，李楊，孫曉雪，周司琦

綏化學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院（綏化 152061）

紅豆富含蛋白質(zhì)、碳水化合物、膳食纖維、多種維生素和微量元素等，具有健脾止瀉、利水消腫、清熱去濕、補(bǔ)脾補(bǔ)血、生津益氣等[1]功能。紅豆還含有黃酮、多酚等多種生物活性成分，具有抗癌、延緩衰老等保健作用[2]。薏米含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和生物活性因子，被譽(yù)為“世界禾本科植物之王”[3]，具有利水消腫、健脾去濕、舒筋除痹、清熱排膿等功效。玉米肽是由玉米中原蛋白質(zhì)經(jīng)水解生的小分子多肽活性物質(zhì)，可抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶的活性，作為一種血管緊張素的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，減輕血管緊張，產(chǎn)生降壓作用[4]。同時(shí)具有促進(jìn)酒精代謝等[5]功能。

中國對(duì)谷物飲料開發(fā)有較多的研究。李建磊等[6]以燕麥為原料研制的谷物飲料，研究燕麥谷物飲料的穩(wěn)定性與工藝參數(shù)；郝靜等[7]以青稞為主要原料，與黃豆、紫米和黑芝麻榨出液進(jìn)行復(fù)配，研究開發(fā)出青稞紫米復(fù)合谷物飲料；李瑤瑤等[8]以板栗和紅棗為原料，研制出板栗紅棗飲料；何鳳林[9]以新鮮甜玉米、新鮮南瓜和菊花為主要材料，研制玉米南瓜復(fù)合谷物飲料。谷物飲料充分保留谷物的營養(yǎng)成分[10]，具有良好前景。試驗(yàn)以薏米、紅豆及玉米蛋白粉為原料，通過單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)確定玉米肽紅豆薏米復(fù)合谷物飲料的基礎(chǔ)配方，添加穩(wěn)定劑優(yōu)化復(fù)合谷物飲料的口感及特性，研制出風(fēng)味適宜的復(fù)合谷物飲料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

玉米蛋白粉（蛋白質(zhì)含量60%，黑龍江省龍鳳玉米開發(fā)有限公司）；堿性蛋白酶（酶活200 000 U/g，黑龍江省龍鳳玉米開發(fā)有限公司）；薏米、紅豆、白砂糖（市售）；氫氧化鈉、碳酸鈉（AR，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）。

1.2 試驗(yàn)儀器設(shè)備

PHS-3C pH計(jì)（杭州齊威儀器有限公司）；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋（江蘇省金壇榮華儀器制造有限公司）；HZS-H水浴振蕩器（哈爾濱市東聯(lián)電子有限公司）；GL-16G-H高速離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）；ESJ205-4電子天平（沈陽龍騰電子有限公司）；MC-LHN34B多功能電熱鍋（美的集團(tuán)有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 玉米肽紅豆薏米復(fù)合谷物飲料的加工工藝流程

1.3.1.1 玉米肽濃縮液加工工藝流程

玉米蛋白粉→粉碎→過孔徑0.18 mm篩→脫脂→水洗蛋白沉淀→酶水解→酶滅活→玉米肽液體產(chǎn)品→脫苦濃縮→玉米肽濃縮液

1.3.1.2 薏米加工工藝流程

薏米→篩選、清洗→浸泡→煮制→打漿→過濾→薏米汁

1.3.1.3 紅豆加工工藝流程

紅豆→挑選→清洗→浸泡→煮制→打漿→過濾→紅豆汁

1.3.1.4 復(fù)合谷物飲料的調(diào)配工藝流程

玉米肽濃縮液、紅豆汁、薏米汁、白砂糖及穩(wěn)定劑→按最佳添加量混合→調(diào)配→均質(zhì)→灌裝→殺菌冷卻→成品

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 玉米肽濃縮液制備

參照馮永巍[11]的玉米肽制備方法。

1) 粉碎過篩：玉米蛋白粉粉碎，過孔徑0.18 mm篩，稱取備用。

2) 脫脂：添加16 mL/g碳酸鈉溶液，在溫度40 ℃下處理15 min。

3) 水洗玉米蛋白粉沉淀：按固液比約1∶15（g/mL），加冷水?dāng)嚢柘礈斓鞍踪|(zhì)沉淀10 min，洗去殘留的碳酸鈉，離心沉淀（7 000 r/min，20 min），除去上清液后干燥。

4) 酶解：稱取玉米蛋白粉末與水（1∶10 g/mL）混合，用NaOH調(diào)至pH 8.0，加適量堿性蛋白酶，于50 ℃振蕩水浴中進(jìn)行酶解，在反應(yīng)過程中，通過滴加NaOH使反應(yīng)混合物的pH保持8.0不變，酶解時(shí)間4 h，酶水解溶液再用鹽酸調(diào)pH 7.0。

5) 酶滅活：使反應(yīng)液迅速升溫至95 ℃，保溫15 min，使酶失活，反應(yīng)液降溫至室溫后離心（7 000 r/min，15 min），保留上清，得玉米肽水解液。

6) 脫苦濃縮：液體產(chǎn)品按照3%比例添加活性碳，于50 ℃水浴中保溫30 min，冷卻后真空抽濾，濃縮得到玉米肽濃縮液。

7) 肽含量測(cè)定：參照GB 5009.5—2016。

1.3.2.2 薏米汁的制備

1) 原料處理：選取質(zhì)硬無霉變、顆粒飽滿、有光澤，呈白色或黃白色的薏米清洗干凈。

2) 浸泡：用清水浸泡薏米，浸泡時(shí)間約10 h。

3) 煮制：煮時(shí)泡的水不要倒掉（部分營養(yǎng)物質(zhì)在水里），加些水一起煮，先大火煮開，然后蓋上蓋子小火煮20 min后關(guān)火，靜置30 min即可，稍冷卻。

4) 打漿：將煮熟的薏米及汁液倒入豆?jié){機(jī)打磨5 min。

5) 過濾：為使口感細(xì)膩，用4層紗布過濾，薏米汁為乳白色略黏稠汁液，有薏米的香氣。

1.3.2.3 紅豆汁的制備

1) 挑選：挑選飽滿、無霉變、無蟲害的紅豆。

2) 清洗及浸泡：將紅豆清洗干凈后浸泡，浸泡時(shí)間約10 h，至紅豆膨脹完全撈出，瀝干水分[12]。

3) 煮制：放入適量的水后，大火燒開后煮5 min，蓋上蓋子小火煮10 min，關(guān)火浸泡30 min至汁水稍冷卻。

4) 打漿：將煮熟的紅豆及汁液倒入豆?jié){機(jī)打磨5 min。

5) 過濾：煮熟后用4層紗布過濾，紅豆汁為紅棕色略黏稠汁液，有紅豆香味。

1.3.2.4 復(fù)合谷物飲料的調(diào)配研制

基礎(chǔ)配方：以200 mL飲料計(jì)，玉米肽濃縮液添加量15%，薏米汁添加量35%，紅豆汁添加量30%，白砂糖添加量4 g，穩(wěn)定劑添加羧甲基纖維素鈉1.0%、卡拉膠1.1%、蔗糖脂肪酸酯0.6%?；旌险{(diào)配后為使復(fù)合谷物飲料組織均勻，通過均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)，取洗凈的玻璃瓶，將玉米肽紅豆薏米復(fù)合谷物飲料灌裝其中，擰緊瓶蓋，在100 ℃下滅菌30 min，滅菌后立即冷卻至室溫。

1.3.3 配方單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.3.1 玉米肽濃縮液添加量對(duì)復(fù)合谷物飲料品質(zhì)的影響

分別以5%，10%，15%，20%和25%這5個(gè)水平玉米肽濃縮液添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)；按添加薏米汁40%、添加紅豆汁25%、添加白砂糖5 g進(jìn)行單因素試驗(yàn)[13]，其余用水加滿，添加量以200 mL飲料計(jì)。

1.3.3.2 薏米汁添加量對(duì)復(fù)合谷物飲料品質(zhì)的影響

分別以25%，30%，35%，40%和45%這5個(gè)水平薏米汁添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)；按添加玉米肽濃縮液15%、添加紅豆汁25%、添加白砂糖5 g進(jìn)行單因素試驗(yàn)，其余用水加滿，添加量以200 mL飲料計(jì)。

1.3.3.3 紅豆汁添加量對(duì)復(fù)合谷物飲料品質(zhì)的影響

分別以15%，20%，25%，30%和35%這5個(gè)水平紅豆汁添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)；按添加玉米肽濃縮液15%、添加薏米汁40%、添加白砂糖5 g進(jìn)行單因素試驗(yàn)，其余用水加滿，添加量以200 mL飲料計(jì)。

1.3.3.4 白砂糖添加量對(duì)復(fù)合谷物飲料品質(zhì)的影響

分別以2，3，4，5和6 g這5個(gè)水平白砂糖添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)；按添加玉米肽濃縮液15%、添加薏米汁40%、添加紅豆汁25%進(jìn)行單因素試驗(yàn)，其余用水加滿，添加量以200 mL飲料計(jì)。

1.3.4 配方正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

由查閱文獻(xiàn)及結(jié)合單因素試驗(yàn)結(jié)果，利用四因素三水平L9(34)正交試驗(yàn)優(yōu)化玉米肽紅豆薏米復(fù)合谷物飲料的研制工藝，設(shè)計(jì)見表1。

表1 復(fù)合谷物飲料配方試驗(yàn)因素水平表

1.3.5 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

玉米肽紅豆薏米復(fù)合谷物飲料制成后，選取味覺敏感的10人，組成感官評(píng)定小組，從而識(shí)別產(chǎn)品的品質(zhì)，取其感官評(píng)分的平均值。感官評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 復(fù)合谷物飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[14]

1.3.6 離心沉淀率的測(cè)定

移取10 mL成品于離心管中，準(zhǔn)確稱定樣品質(zhì)量，在6 000 r/min轉(zhuǎn)速下離心30 min，棄去上清液，準(zhǔn)確稱定沉淀物質(zhì)量，每個(gè)樣品進(jìn)行3次測(cè)定，離心沉淀率取平均值。離心沉淀率數(shù)值越小，說明飲料的穩(wěn)定性越好[15]。

式中：m1為離心后沉淀物質(zhì)量，g；m2為離心前成品質(zhì)量，g。

1.3.7 穩(wěn)定劑單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選用羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）[16]、卡拉膠和蔗糖脂肪酸酯（SE）3種穩(wěn)定劑。羧甲基纖維素鈉用量分別為0.75%，1.00%，1.25%，1.50%和1.75%，卡拉膠用量分別為0.75%，1.00%，1.25%，1.50%和1.75%，蔗糖脂肪酸酯用量分別為0.1%，0.3%，0.5%，0.7%和0.9%，加入到復(fù)合谷物飲料中，以感官評(píng)價(jià)和離心沉淀率為指標(biāo)，研究單一穩(wěn)定劑對(duì)復(fù)合谷物飲料的穩(wěn)定性效果。

1.3.8 穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)穩(wěn)定劑的單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取適當(dāng)?shù)奶砑恿窟M(jìn)行三因素三水平L9(33)正交試驗(yàn)，確定復(fù)合穩(wěn)定劑最佳配方，設(shè)計(jì)見表3。

表3 復(fù)合谷物飲料穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 配方試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 配方單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1.1 玉米肽濃縮液對(duì)復(fù)合谷物飲料的影響

通過酶水解制備的玉米肽，經(jīng)濃縮后測(cè)得玉米肽濃縮液肽添加量為62.46%，玉米肽濃縮液呈淡黃色，且有淡淡的玉米香氣。玉米肽濃縮液對(duì)復(fù)合谷物飲料影響的結(jié)果如圖1所示。

由圖1可以看出，隨著玉米肽濃縮液添加量逐漸增加，飲料的感官評(píng)分增高，但添加量超過15%，飲料的味道不夠協(xié)調(diào)，口感下降，色澤不夠均勻，感官評(píng)分降低。當(dāng)玉米肽濃縮液添加量為15%時(shí)，復(fù)合谷物飲料感官評(píng)分最高，玉米肽紅豆薏米復(fù)合谷物飲料品質(zhì)較好。

圖1 玉米肽濃縮液對(duì)復(fù)合谷物飲料的影響

2.1.1.2 薏米汁對(duì)復(fù)合谷物飲料的影響

由圖2可以看出，隨著薏米汁添加量增加，感官評(píng)分隨之升高，有濃厚的薏米香氣。但添加量超過40%時(shí)，飲料色澤發(fā)白，掩蓋紅豆香氣，味道不協(xié)調(diào)。當(dāng)添加量為40%時(shí)，復(fù)合谷物飲料感官評(píng)分最高，玉米肽紅豆薏米復(fù)合谷物飲料品質(zhì)較好。

圖2 薏米汁對(duì)復(fù)合谷物飲料的影響

2.1.1.3 紅豆汁對(duì)復(fù)合谷物飲料的影響

由圖3可以看出，隨著紅豆汁添加量增加，感官評(píng)分逐漸增高，有怡人的紅豆香氣。但添加量超過25%，感官評(píng)分開始降低，色澤不夠均勻，掩蓋薏米的香氣，味道不夠協(xié)調(diào)，有分層。當(dāng)紅豆汁添加量為25%時(shí)，復(fù)合谷物飲料感官評(píng)分最高，玉米肽紅豆薏米復(fù)合谷物飲料品質(zhì)較好。

圖3 紅豆汁對(duì)復(fù)合谷物飲料的影響

2.1.1.4 白砂糖對(duì)復(fù)合谷物飲料的影響

由圖4可以看出，隨著白砂糖添加量增加，其賦予飲料甜味，感官評(píng)分增高。但超過5 g，甜味掩蓋谷物香氣，色澤偏白。當(dāng)白砂糖添加量為5 g時(shí)，復(fù)合谷物飲料感官評(píng)分最高，甜度適宜，玉米肽紅豆薏米復(fù)合谷物飲料品質(zhì)較好。

圖4 白砂糖對(duì)復(fù)合谷物飲料的影響

2.1.2 配方正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

依據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，按L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)，依據(jù)感官評(píng)定方法進(jìn)行感官評(píng)定，結(jié)果及數(shù)據(jù)處理見表4。

從表4可知，玉米肽紅豆薏米復(fù)合谷物飲料研制各因素的主次順序?yàn)镃＞D＞B＞A，即紅豆汁添加量＞白砂糖添加量＞薏米汁添加量＞玉米肽濃縮液添加量。當(dāng)配方組合為A2B1C3D1時(shí)，感官評(píng)分也較高。所以玉米肽紅豆薏米復(fù)合谷物飲料研制條件最優(yōu)組合為A2B1C3D1，即玉米肽濃縮液添加量15%，薏米汁添加量35%，紅豆汁添加量30%，白砂糖添加量4 g。

表4 玉米肽紅豆薏米復(fù)合谷物飲料研制試驗(yàn)結(jié)果

2.2 穩(wěn)定劑試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 穩(wěn)定劑單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1.1 羧甲基纖維素鈉對(duì)復(fù)合谷物飲料穩(wěn)定性的影響

由圖5可知，當(dāng)羧甲基纖維素鈉添加量小于1.0%時(shí)，隨著羧甲基纖維素鈉添加量增加，飲料顏色更加均勻，口感細(xì)膩，離心沉淀率呈顯著降低趨勢(shì)；超過1.0%時(shí)，離心沉淀率增高，感官評(píng)分降低，故羧甲基纖維素鈉最佳用量為1.0%，此時(shí)離心沉淀率最低，穩(wěn)定性最好，且感官評(píng)分最高。

圖5 羧甲基纖維素鈉對(duì)復(fù)合谷物飲料穩(wěn)定性的影響

2.2.1.2 卡拉膠對(duì)復(fù)合谷物飲料穩(wěn)定性的影響

由圖6可知，當(dāng)卡拉膠添加量小于1.0%時(shí)，隨著卡拉膠添加量增加，飲料顏色更加均勻，口感細(xì)膩，離心沉淀率明顯降低；超過1.0%時(shí)，離心沉淀率增高，感官評(píng)分降低，故卡拉膠最佳用量為1.0%，此時(shí)離心沉淀率最低，穩(wěn)定性最好，且感官評(píng)分最高。

2.2.1.3 蔗糖脂肪酸酯對(duì)復(fù)合谷物飲料穩(wěn)定性的影響

由圖7可知，當(dāng)蔗糖脂肪酸酯添加量小于0.5%時(shí)，隨著蔗糖脂肪酸酯添加量增加，飲料顏色更加均勻，口感細(xì)膩，離心沉淀率呈顯著降低趨勢(shì)；超過0.5%時(shí)，離心沉淀率增高，顏色不均勻，感官評(píng)分降低，故蔗糖脂肪酸酯最佳用量為0.5%，此時(shí)離心沉淀率最低，穩(wěn)定性最好，且感官評(píng)分最高。

圖6 卡拉膠對(duì)復(fù)合谷物飲料穩(wěn)定性的影響

圖7 蔗糖脂肪酸酯對(duì)復(fù)合谷物飲料穩(wěn)定性的影響

2.2.2 穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

依據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，按L9(33)進(jìn)行正交試驗(yàn)，依據(jù)感官評(píng)價(jià)方法和離心沉淀率進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果及數(shù)據(jù)處理見表5。

由表5可知，根據(jù)離心沉淀率k值分析得出，各因素的主次順序?yàn)锳＞C＞B，即羧甲基纖維素鈉添加量＞蔗糖脂肪酸酯添加量＞卡拉膠添加量，穩(wěn)定劑最優(yōu)復(fù)配組合為A2B3C3；根據(jù)感官評(píng)分k’值分析得出，各因素的主次順序?yàn)镃＞A＞B，即蔗糖脂肪酸酯添加量＞羧甲基纖維素鈉添加量＞卡拉膠添加量，穩(wěn)定劑最優(yōu)復(fù)配組合也為A2B3C3，所以確定穩(wěn)定劑最優(yōu)復(fù)配組合為A2B3C3，即羧甲基纖維素鈉1.0%，卡拉膠1.1%，蔗糖脂肪酸酯0.6%。

3 結(jié)論

以玉米蛋白粉、紅豆、薏米為原料，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)得到玉米肽濃縮液、薏米汁、紅豆汁、白砂糖及穩(wěn)定劑的最優(yōu)組合。

由單因素試驗(yàn)確定：玉米肽濃縮液最佳添加量為15%，薏米汁最佳添加量為40%，紅豆汁最佳添加量為25%，白砂糖最佳添加量為5 g，添加量以200 mL飲料計(jì)。

由正交試驗(yàn)確定：玉米肽濃縮液最佳添加量為15%，薏米汁添加量為35%，紅豆汁添加量為30%，白砂糖添加量為4 g，添加量以200 mL飲料計(jì)。此時(shí)谷物飲料口感最好，具良好的風(fēng)味，口感細(xì)膩，顏色美觀，感官評(píng)定評(píng)分最高，是滿足人們營養(yǎng)保健需求的谷物飲品。

穩(wěn)定劑復(fù)配的最優(yōu)組合為A2B3C3，此時(shí)復(fù)合谷物飲料的離心沉淀率最低，穩(wěn)定性最好，且感官評(píng)分最高，因此確定穩(wěn)定劑最佳組合及配比，即羧甲基纖維素鈉1.0%，卡拉膠1.1%，蔗糖脂肪酸酯0.6%。