李亞萍，羅麗，崔廣智，蘇德亮，尹蘭，宋禮*

1. 甘南倍益特生物科技有限公司（合作 747000）；2. 甘肅華羚乳品股份有限公司（合作 747000）；3. 甘肅華羚生物技術(shù)研究中心（蘭州 730000）

抗氧化牦牛乳奶粉是以牦牛乳配方奶粉基粉、大豆多肽粉、玉米低聚肽粉、沙棘粉，經(jīng)過(guò)干法工藝制得的一種適應(yīng)于高原人群的調(diào)制奶粉。相比于普通奶粉，該奶粉營(yíng)養(yǎng)全面，且具有抗氧化、抗疲勞的功效。

高原地區(qū)空氣稀薄、大氣壓低、氧分壓低、寒冷、風(fēng)大、紫外線強(qiáng)等特殊環(huán)境因素，尤其是高原低氧，對(duì)人體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝和需求都有明顯影響。合理膳食和營(yíng)養(yǎng)素補(bǔ)充可有效預(yù)防或減輕高原反應(yīng)、增強(qiáng)機(jī)體的高原適應(yīng)力和提高勞動(dòng)能力[1]。

大豆多肽粉是大豆蛋白的水解產(chǎn)物，含有的疏基是非常重要的自由基清除劑，大豆植物蛋白當(dāng)中含有非常豐富的疏基基團(tuán)，并且大豆蛋白水解產(chǎn)物當(dāng)中疏基的含量要高于大豆蛋白，同時(shí)疏水性對(duì)大豆蛋白水解產(chǎn)物的抗氧化性具有很強(qiáng)的促進(jìn)作用，因此大豆多肽粉具有較強(qiáng)的抗氧化性[2]。

玉米低聚肽粉是玉米蛋白的水解產(chǎn)物，王麗英[3]以玉米蛋白為原料，制備玉米抗氧化活性肽，用多種方法測(cè)定了玉米抗氧化活性肽的自由基清除能力、細(xì)胞內(nèi)活性氧清除能力、抗氧化酶活性調(diào)節(jié)作用、抗氧化基因表達(dá)調(diào)節(jié)作用等，試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)堿性蛋白酶水解的玉米蛋白，超濾后可得到2組具有較強(qiáng)抗氧化能力的組分。

沙棘的樹皮、果實(shí)、葉子、種子以其獨(dú)特的藥用特性而聞名，其植物體的各個(gè)部位均含有豐富的生物活性物質(zhì)，包括維生素A、C和B族維生素，類胡蘿卜素，酚類物質(zhì)，不飽和脂肪酸，礦物質(zhì)（鐵、鎂、鈉、鈣）等[4-7]。其中，沙棘果實(shí)在多種生理活性成分上都體現(xiàn)出高含量。近年來(lái)，沙棘果提取物已被證明具有抗氧化、抑制腫瘤、降低血糖、降低血脂、免疫調(diào)節(jié)、緩解炎癥、韌帶損傷等功能[8]。

抗氧化牦牛乳奶粉的配方優(yōu)化研究，不僅能為高原地區(qū)人群提供營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充，而且能夠帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，擴(kuò)大高原地區(qū)稀有乳種的市場(chǎng)，同時(shí)也能為企業(yè)及牧民創(chuàng)造直觀的效益。

1 材料與方法

1.1 材料

牦牛乳配方奶粉基粉（甘肅華羚乳品股份有限公司）；大豆多肽粉（江蘇俊啟生物科技股份有限公司）；玉米低聚肽粉（遼寧太愛(ài)肽生物工程技術(shù)有限公司）；沙棘粉（天津市真如果食品工業(yè)有限公司）。

1.2 設(shè)備與儀器

三維混合機(jī)（常州市易能干燥設(shè)備有限公司）；電子天平（上海精密儀器儀表有限公司）；分析天平（上海精密儀器儀表有限公司）；電子調(diào)溫萬(wàn)用電爐（天津市泰斯特儀器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 單因素試驗(yàn)

1.3.1.1 大豆多肽粉對(duì)抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影響

確定玉米低聚肽粉10%、沙棘粉10%、牦牛乳配方奶粉基粉60%，采用干法工藝，分別將5%，10%，15%，20%和25%的大豆多肽粉，與各原輔料在三維混合機(jī)中進(jìn)行干混，以感官得分為依據(jù)，確定大豆多肽粉的最佳添加量。

1.3.1.2 玉米低聚肽粉對(duì)抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影響

確定大豆多肽粉15%、沙棘粉10%、牦牛乳配方奶粉基粉60%，采用干法工藝，分別將4%，6%，8%，10%和12%的玉米低聚肽粉，與各原輔料在三維混合機(jī)中進(jìn)行干混，以感官得分為依據(jù)，確定玉米低聚肽粉的最佳添加量。

1.3.1.3 沙棘粉對(duì)抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影響

確定大豆多肽粉15%、玉米低聚肽粉10%、牦牛乳配方奶粉基粉60%，采用干法工藝，分別將5%，10%，15%，20%和25%的沙棘粉，與各原輔料在三維混合機(jī)中進(jìn)行干混，以感官得分為依據(jù)，確定沙棘粉的最佳添加量。

1.3.1.4 牦牛乳配方奶粉基粉對(duì)抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影響

確定大豆多肽粉15%、玉米低聚肽粉10%、沙棘粉10%，采用干法工藝，分別將30%，40%，50%，60%和70%的牦牛乳配方奶粉基粉，與各原輔料在三維混合機(jī)中進(jìn)行干混，以感官得分為依據(jù)，確定牦牛乳配方奶粉基粉的最佳添加量。

1.3.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)響應(yīng)面設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)三因素三水平響應(yīng)面試驗(yàn)，以大豆多肽粉、玉米低聚肽粉、沙棘粉的添加量為自變量，感官得分為響應(yīng)值，進(jìn)行配方優(yōu)化分析，確定各成分配比。試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素與水平 單位：%

1.3.3 感官評(píng)價(jià)

參照RHB 204—2004《嬰兒配方乳粉感官評(píng)鑒細(xì)則》中的要求，邀請(qǐng)15位乳制品專業(yè)、具有感官評(píng)定經(jīng)驗(yàn)的評(píng)審員，進(jìn)行感官評(píng)定。以滿分100分計(jì)，去掉最高分和最低分取平均值，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[9]

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 大豆多肽粉添加量對(duì)抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影響

由圖1可知，隨著大豆多肽粉添加量的增加，感官得分呈先上升后下降趨勢(shì)。大豆多肽粉添加量小于15%時(shí)，奶粉膻味較重。大豆多肽粉添加量15%時(shí)，感官得分最高，奶粉乳香味足，沖調(diào)性好，色澤均一有光澤。大豆多肽粉添加量大于15%時(shí)，奶粉有淡淡苦澀味，奶香味不足。因此，大豆多肽粉最佳添加量為15%。

圖1 大豆多肽粉添加量對(duì)抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影響

2.1.2 玉米低聚肽粉添加量對(duì)抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影響

由圖2可知，隨著玉米低聚肽粉添加量的增加，感官得分呈先平緩上升后快速下降趨勢(shì)。玉米低聚肽粉添加量小于10%時(shí)，奶粉膻味較重，較甜。玉米低聚肽粉添加量10%時(shí)，感官得分最高，奶粉乳香味足，口感自然。玉米低聚肽粉添加量大于10%時(shí)，奶粉奶香味不足，沖調(diào)較差，有沉淀。因此，玉米低聚肽粉最佳添加量為10%。

圖2 玉米低聚肽粉添加量對(duì)抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影響

2.1.3 沙棘粉添加量對(duì)抗氧化牦牛乳奶粉感官的影響

由圖3可知，隨著沙棘粉添加量的增加，感官得分呈先上升后下降趨勢(shì)。沙棘粉添加量小于10%時(shí)，奶粉沙棘特有風(fēng)味不凸顯，口感較甜。沙棘粉添加量10%時(shí)，感官得分最高，奶粉具有沙棘特有香味，且口感結(jié)合自然。沙棘粉添加量大于10%時(shí)，奶粉味道偏酸，溶解較差，奶香味不足，有沉淀。因此，沙棘粉最佳添加量為10%。

圖3 沙棘粉添加量對(duì)抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影響

2.1.4 牦牛乳配方奶粉基粉添加量對(duì)抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影響

由圖4可知，隨著牦牛乳配方奶粉基粉添加量的增加，感官得分呈先上升后快速下降趨勢(shì)。牦牛乳配方奶粉基粉添加量小于60%時(shí)，奶粉乳香味不足，有淡淡苦澀味及酸味。牦牛乳配方奶粉基粉添加量為60%時(shí)，感官得分最高，奶粉乳香味足，口感結(jié)合自然。牦牛乳配方奶粉基粉添加量大于60%時(shí)，奶粉膻味較重，沖調(diào)較差。因此，牦牛乳配方奶粉基粉最佳添加量為60%。

圖4 牦牛乳配方奶粉基粉添加量對(duì)抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影響

2.2 響應(yīng)面設(shè)計(jì)與結(jié)果

以大豆多肽粉、玉米低聚肽粉、沙棘粉的添加量3個(gè)因素設(shè)計(jì)試驗(yàn)，根據(jù)Design-Expert 8.0.6軟件設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)17個(gè)組合，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

運(yùn)用Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，得到的回歸方程：Y=82.40-3.12A+0.88B-3.25C+2.75AB+1.50AC+6.50BC-6.58A2-5.58B2-5.32C2。

為檢驗(yàn)方程的有效性，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，方差分析見(jiàn)表4。由表4可知，模型F=39.44，P＜0.000 1，失擬項(xiàng)P=0.439 1＞0.05，不顯著，表明該模型是顯著的，能夠較好地反映3個(gè)自變量之間的關(guān)系。該模型R2=0.980 7，Radj2=0.955 8，表明該模型與實(shí)際有較好的擬合性，具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，能夠用于抗氧化牦牛乳奶粉配方的預(yù)測(cè)與優(yōu)化。3個(gè)因素對(duì)于配方奶粉感官影響大小依次為沙棘粉添加量＞大豆多肽粉添加量＞玉米低聚肽粉添加量。

表4 方差分析

2.2.1 響應(yīng)面分析

大豆多肽粉添加量、玉米低聚肽粉添加量、沙棘粉添加量三因素的交互作用對(duì)感官得分的影響如圖5～圖7所示。

由圖5可知，大豆多肽粉添加量、玉米低聚肽粉添加量交互作用顯著，等高線為橢圓形，由等高線疏密可以判定，大豆多肽粉添加量對(duì)于感官得分的影響較玉米低聚肽粉添加量的更大。

圖5 大豆多肽粉添加量、玉米低聚肽粉添加量對(duì)感官得分影響的響應(yīng)面（左）和等高線（右）

由圖6可知，大豆多肽粉添加量、沙棘粉添加量交互作用的等高線接近于圓形，響應(yīng)面平滑，表明交互作用不顯著。由等高線的疏密度可以判定，大豆多肽粉添加量對(duì)奶粉感官的影響較沙棘粉添加量更大。

圖6 大豆多肽粉添加量、沙棘粉添加量對(duì)感官得分影響的響應(yīng)面（左）和等高線（右）

由圖7可知，沙棘粉添加量、玉米低聚肽粉添加量交互作用最顯著，等高線為橢圓形，由等高線疏密可以判定，沙棘粉添加量對(duì)于感官得分的影響較玉米低聚肽粉添加量的更大。

圖7 沙棘粉添加量、玉米低聚肽粉添加量對(duì)感官得分影響的響應(yīng)面（左）和等高線（右）

通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)，通過(guò)Design-Expert 8.0.6軟件優(yōu)化，抗氧化牦牛乳奶粉的最佳配方為大豆多肽粉的理論最佳添加量13.13%、玉米低聚肽粉的理論最佳添加量9.31%、沙棘粉的理論最佳添加量7.16%。理論最高感官得分為83.759分。對(duì)配方進(jìn)行優(yōu)化，即大豆多肽粉13%、玉米低聚肽粉9%、沙棘粉7%，使用這組最佳數(shù)據(jù)重復(fù)試驗(yàn)3次后，平均感官得分為82.663分，與理論值接近。說(shuō)明該數(shù)學(xué)模型可靠，可用于抗氧化牦牛乳奶粉配方的優(yōu)化。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)確定，對(duì)抗氧化牦牛乳奶粉感官得分有主要影響的3個(gè)因素是大豆多肽粉、玉米低聚肽粉和沙棘粉，并以單因素試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，結(jié)合響應(yīng)面試驗(yàn)和驗(yàn)證試驗(yàn)確定抗氧化牦牛乳奶粉的最佳配比：大豆多肽粉13%、玉米低聚肽粉9%、沙棘粉7%。在該條件下抗氧化牦牛乳奶粉，乳香味濃郁，沖調(diào)性好，具有該產(chǎn)品特有的香味和氣味。