劉璐

上海勵成營養(yǎng)科技有限公司（上海 200331）

水解蛋白是指完整蛋白質(zhì)經(jīng)過加熱和（或）酸、酶等物質(zhì)的作用，分解為小分子蛋白、肽段或氨基酸，以降低大分子蛋白的致敏性[1]。乳清蛋白水解物（whey protein hydrolysates，WPH）具有很高的生物學(xué)價值，一方面用于部分特殊人群對大分子蛋白過敏的營養(yǎng)支持[2-4]，或者因消化功能弱導(dǎo)致大分子蛋白消化吸收不良引起腹瀉等癥狀[5-7]，另一方面也可以提高蛋白的消化、吸收速度，做到快速補(bǔ)充蛋白，加快胃排空[8-10]。因此，WPH被廣泛用于消化功能不佳的老人和患者的食品中，以及預(yù)防牛奶蛋白過敏的嬰幼兒配方食品中[11-15]。

但是，WPH在其水解過程中也會帶來一些不良風(fēng)味[16-18]，而澀味就是其中之一。Zhang等[19]研究發(fā)現(xiàn)，澀味是導(dǎo)致乳清蛋白飲料不受消費(fèi)者喜愛的重要原因之一。“澀味”是唾液蛋白與產(chǎn)生澀味的物質(zhì)之間發(fā)生反應(yīng)，形成不溶性聚集體，引起唾液蛋白質(zhì)沉淀，或是口腔（表面）的摩擦力增加，最終導(dǎo)致口腔黏膜潤滑喪失，引發(fā)澀味的口感[20]。改善澀味的方法主要通過降低引起澀味物質(zhì)的添加，或通過包埋等手段對澀味物質(zhì)進(jìn)行特殊處理，或增加口腔（表面）潤滑性等方式。在乳清蛋白飲料中也有研究發(fā)現(xiàn)，pH的高低也會影響澀味的強(qiáng)度[21]。盡管WPH產(chǎn)生澀味的機(jī)理還尚不清楚，但是參考有廣泛研究的多酚類物質(zhì)產(chǎn)生澀味的機(jī)理，推測也是與乳清蛋白水解過程中產(chǎn)生的短肽或氨基酸等帶正電荷的物質(zhì)有關(guān)，帶正電荷的短肽或氨基酸與唾液蛋白結(jié)合，產(chǎn)生不溶沉淀或聚合物，導(dǎo)致口腔（表面）潤滑性降低，帶來澀感。

因此，試驗采用添加陰離子多糖的方法，使水解乳清蛋白中帶正電荷的物質(zhì)先一步與陰離子多糖的負(fù)電荷結(jié)合，從而降低其與唾液蛋白結(jié)合的發(fā)生概率，進(jìn)一步減少澀味的產(chǎn)生。具體的實施方法是將陰離子多糖添加到含WPH的水溶液中，通過感官評價的手段考察去澀味的效果。同時考慮到潤滑性對澀味感知的影響[21]，在嘗試不同陰離子多糖作用效果的同時考察不同溶液黏度的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

水解乳清蛋白粉（菲仕蘭）；黃原膠（F200，鄂爾多斯市中軒生化股份有限公司）；羧甲基纖維素鈉（FH9，上海申光食用化學(xué)品有限公司）；高甲氧基果膠（HS-RAM5，北京多艾特生物科技有限公司）；刺槐豆膠（A-01，南京泛成生物化工有限公司）；瓜爾膠[507F，馬克瑞斯商貿(mào)（上海）有限公司]；卡拉膠[CSM-2，阿澤雷斯國際貿(mào)易（上海）有限公司]。

1.2 儀器與設(shè)備

黏度計（DV2TLVTJ0，美國Brookfield公司）；頂置式機(jī)械攪拌器（RW 20.n，上海捷滬儀器儀表有限公司）；三維運(yùn)動混合機(jī)（HS-20D，江蘇星星干燥設(shè)備有限公司）；精密型電子天平[PB203-N，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]；數(shù)顯恒溫水浴鍋（HH-6，常州國華電器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 感官評定

1.3.1.1 感官品評人員篩選

根據(jù)GB/T 16291.2—2010《感官分析 選拔、培訓(xùn)和管理評價員一般導(dǎo)則》的規(guī)定篩選感官評定人員。挑選敏感度、辨別度高且穩(wěn)定性、重復(fù)性好的8名評定員組成評定分析小組。

1.3.1.2 感官品評方法

品評小組成員通過口感一致性的測評和校準(zhǔn)，對澀味的感覺和強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)一。采用線性標(biāo)度對樣品的感官特性進(jìn)行評價，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%水解乳清蛋白溶液的澀味強(qiáng)度定為5分，從0～5分代表澀味強(qiáng)度由弱到強(qiáng)。品評時要求：每次一次性最少品嘗20 mL溶液，每次品嘗后需要用清水漱口至少3次，直至舌頭無澀感殘留。利用統(tǒng)計分析方法分析所得感官試驗數(shù)據(jù)，采用定量描述分析法（quantitative descriptive analysis，QDA）進(jìn)行打分。

1.3.2 水解乳清蛋白溶液制備方法

向燒杯中倒入200 mL（45±1）℃的純凈水，一邊攪拌一邊倒入水解乳清蛋白粉末，使溶液中的固形物含量達(dá)到0.1%，用1 200 r/min的攪拌槳攪拌約5min，待完全溶解后，置于水浴鍋（設(shè)定溫度45 ℃）中靜置備用。

1.3.3 添加不同增稠劑的試驗

選擇水溶性好的增稠劑——羧甲基纖維素鈉CMC（陰離子多糖）、黃原膠（陰離子多糖）、刺槐豆膠（中性多糖）、果膠（陰離子多糖）、卡拉膠（陰離子多糖）、瓜爾膠（中性多糖）加入水解乳清蛋白溶液中。為避免黏度不同對評價結(jié)果的影響，使溶液黏度都接近（45±5）cp（61#轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速100 r/min），通過感官品評人員進(jìn)行澀味品嘗及評分，最后匯總打分結(jié)果。

1.3.4 黃原膠添加量梯度試驗

將黃原膠粉末按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)（黃原膠在水解乳清蛋白溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）0.01%，0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%和0.30%梯度加入到水解乳清蛋白溶液中，攪拌使其完全溶解。通過感官品評人員進(jìn)行澀味評分，并測定45 ℃溫度下的溶液黏度（61#轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速 200 r/min）。

1.3.5 CMC添加量梯度試驗

將CMC粉末按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)（CMC在水解乳清蛋白溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）0.01%，0.05%，0.10%，0.20%，0.30%，0.40%和0.50%梯度加入到水解乳清蛋白溶液中，攪拌使其完全溶解。然后通過感官品評人員進(jìn)行澀味評分，并測定45 ℃溫度下的溶液黏度（61#轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速200 r/min）。

1.3.6 不同溶液黏度試驗

為單獨(dú)考察黏度對澀味的影響，選擇黃原膠添加量0.05%（黃原膠在水解乳清蛋白溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的水解乳清蛋白溶液，同時添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的瓜爾膠（瓜爾膠在水解乳清蛋白溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%和0.50%）調(diào)整溶液黏度。通過感官品評人員進(jìn)行澀味評分，并測定45 ℃溫度下的溶液黏度。

1.4 樣品評分計算

每個樣品8名品評人員的評分差異不能超過1分，如果超過1分需要重新用0.5%水解乳清蛋白溶液進(jìn)行5分校準(zhǔn)，并重新品嘗樣品。每個樣品的澀味評分取8名品評人員打分的平均值，按式（1）計算。

式中：P為每個樣品澀味的平均分，即樣品評分；P1～P8為每個品評人員單人的澀味評分。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加不同增稠劑的試驗

為排除黏度對澀味感官品評的影響，在黏度相近的情況下，通過不同種類膠體的加入，觀察對澀味改善的效果（見表1）。可以發(fā)現(xiàn)，CMC、黃原膠、果膠、卡拉膠等陰離子多糖的加入可以改善澀味的強(qiáng)度。但是當(dāng)膠體為非離子多糖，如刺槐豆膠、瓜爾膠，對澀味的改善沒有效果。進(jìn)一步地，同為陰離子多糖，CMC、黃原膠、果膠、卡拉膠對澀味改善的效果也不一致。4種陰離子多糖在相同溶液黏度情況下對澀味改善的效果從強(qiáng)到弱依次為CMC＞黃原膠≈果膠＞卡拉膠。

表1 不同種類膠體對澀味的影響

為進(jìn)一步研究并驗證陰離子多糖對澀味改善的效果，選取黃原膠和CMC，通過對這2個陰離子多糖不同添加量下澀味評分結(jié)果，證明陰離子多糖的添加與澀味改善之間的關(guān)聯(lián)性。

2.2 黃原膠添加梯度試驗

從表2可以發(fā)現(xiàn)，隨著黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，澀味的強(qiáng)度明顯降低（圖1，origin 2017），甚至到不易察覺的程度（澀味評分0.5）。通過Minitab 17.0進(jìn)行線性關(guān)系擬合發(fā)現(xiàn)（圖2），黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)和澀味強(qiáng)度具有良好的線性關(guān)系，進(jìn)一步證明兩者之間的關(guān)聯(lián)性。

表2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)黃原膠對澀味的影響

圖1 黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)與澀味評分關(guān)系圖

圖2 黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)與澀味回歸線性關(guān)系

2.3 CMC添加梯度試驗

從表3可以發(fā)現(xiàn)，隨著CMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，澀味的強(qiáng)度出現(xiàn)拐點(diǎn)式降低（圖3，origin 2017），并且當(dāng)澀味強(qiáng)度達(dá)到不易察覺的程度后（澀味評分0.5），隨著CMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增加，澀味強(qiáng)度不會繼續(xù)變化。通過Minitab 17.0進(jìn)行線性關(guān)系擬合發(fā)現(xiàn)（圖4），CMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)和澀味強(qiáng)度具有良好的線性關(guān)系，進(jìn)一步證明兩者之間的關(guān)聯(lián)性。

圖3 CMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)與澀味評分關(guān)系圖

圖4 CMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)與澀味回歸線性關(guān)系

表3 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)CMC對澀味的影響

2.4 不同溶液黏度試驗

根據(jù)黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度試驗對澀味的影響結(jié)果，雖然隨著黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，陰離子濃度增加，但是溶液黏度也隨之增加，如圖5所示（origin 2017）。因此，有必要進(jìn)一步驗證澀味改善的結(jié)果是因為陰離子濃度增加引起的還是黏度增加引起的，或者是濃度和黏度共同作用的結(jié)果。

選擇黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%（黃原膠在水解乳清蛋白溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的溶液作為基準(zhǔn)，主要因為黃原膠在該質(zhì)量分?jǐn)?shù)時還沒有起到改善澀味的作用。通過增加瓜爾膠以改變?nèi)芤吼ざ?，并進(jìn)行澀味評分。根據(jù)表4可以看出，雖然溶液黏度增加，但是澀味強(qiáng)度并沒有變化。由此可以看出，黃原膠對澀味的改善主要來源于陰離子濃度的變化。

表4 不同溶液黏度對澀味的影響

同時，還可以從另一個角度進(jìn)行說明。與CMC添加梯度試驗的結(jié)果進(jìn)行對照，因為CMC與黃原膠同為陰離子多糖，但其增稠效果卻只有黃原膠的20%～25%。通過試驗發(fā)現(xiàn)，添加CMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4%的水解乳清蛋白溶液黏度與黃原膠0.1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水解乳清蛋白溶液黏度幾乎相同時，水解乳清蛋白的澀味卻因為CMC添加量更高得到明顯改善。間接說明陰離子多糖與水解乳清蛋白結(jié)合的作用對澀味的改善更顯著而非黏度。

3 結(jié)論

水解乳清蛋白溶液的澀味雖然會影響消費(fèi)者對含水解乳清蛋白產(chǎn)品的接受度和依存度，但尚缺乏非常有效的解決辦法。試驗結(jié)果為這個問題的解決提供一種思路。通過試驗發(fā)現(xiàn)，陰離子多糖的添加對水解乳清蛋白溶液澀味的改善有一定積極作用，而且，不同陰離子多糖的改善效果也不盡相同。在試驗選取的陰離子多糖原料中，CMC的改善效果尤為明顯，同時也沒有顯著增加溶液黏度，適用性更強(qiáng)。

分析原因，這可能與CMC的分子結(jié)構(gòu)（圖6）中羧酸鈉鹽（R1COONa）在水中可以釋放Na+和羧酸根離子（R1COO-）有關(guān)。羧酸根離子帶負(fù)電荷，可以和WPH中的肽或氨基酸結(jié)構(gòu)中的季銨鹽（NH4+）發(fā)生中和反應(yīng)，而后者可能是引起口腔蛋白變性，從而帶來澀味的原因。同樣地，黃原膠的結(jié)構(gòu)中（圖7）也存在羧酸鹽（COOM）結(jié)構(gòu)，羧酸鹽在水中可以釋放出羧酸根離子（COO-），同樣可以和季銨鹽的正電荷發(fā)生反應(yīng)，所以同樣對澀味改善有作用。Carter等[20]也曾提出類似機(jī)理。

圖6 羧甲基纖維素鈉（CMC）結(jié)構(gòu)式

圖7 黃原膠結(jié)構(gòu)式

另外，在黏度對澀味影響的試驗中，雖然驗證黏度對澀味改善沒有明顯效果，但卻發(fā)現(xiàn)黏度增加可以延遲澀味出現(xiàn)的時間。關(guān)于這方面的研究還在持續(xù)進(jìn)行中。