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摘要核桃是一種營養豐富且風味較佳的藥食兩用資源,具有較好的開發利用前景,隨著現代人工作強度的增大及電子產品的頻繁使用,經常用眼過度、視力下降。葉黃素具有較強的護眼明目、抗疲勞的作用。本研究以核桃乳為主要原料,通過單因素試驗研究核桃乳添加量、葉黃素添加量、全脂奶粉添加量、HBT-A7301穩定劑添加量及白砂糖添加量對葉黃素核桃乳飲料的影響,結合響應面試驗優化確定葉黃素核桃乳飲料最佳工藝,開發一款口感濃郁、營養豐富的健康乳飲料,并評定產品質量。結果表明:葉黃素核桃乳飲料的最佳工藝參數為核桃乳添加量20%、葉黃素添加量40mg/L、HBT-A7301穩定劑添加量0.35%、白砂糖添加量6.2%、全脂奶粉添加量1.0%。產品呈現乳白色,具有核桃的香氣,酸甜適中,組織細膩,品質穩定,風味獨特,感官評價達87.16分,其蛋白質含量為3.56%,脂肪含量為1.23%,pH7.08,可溶性固形物含量為15.10%,30d內無沉淀分層,無乳清析出,大腸菌群、菌落總數、霉菌、酵母及致病菌未檢出,是一款營養豐富且具有潛在緩解視覺疲勞的健康飲品。本研究可為核桃功能性飲品開發提供一定參考。
關鍵詞核桃乳;葉黃素;功能性飲料;響應面
核桃(JuglausRegiaL.)又名胡桃、羌桃、萬歲子,系胡桃科核桃屬植物,是世界四大干果之一,有悠久的栽培歷史[1]。核桃具有較高的營養價值,含有15%~20%的優質蛋白[2],8種必需氨基酸含量合理,其谷氨酸和精氨酸的含量較高[3],人體消化率可達87%[4],含有人體必需的多種維生素、微量元素和礦物質等[5]。核桃中不飽合脂肪酸含量較高,達90%,不含膽固醇[6],具有健腦益智、美容養顏、調節血脂、增強免疫力等多重功效[7]。
云南作為我國核桃生產的第一大省,目前核桃種植面積為4230萬畝(1公頃=15畝),產量為102萬t,產值已達305億元[8],種植面積、產量和產值均居全國之首。近年來,核桃產量持續增長,但產品較單一,主要以干果為主,精深加工不足,市場消耗量低,嚴重制約核桃產業健康發展。葉黃素別名類胡蘿卜素、植物黃體素等,廣泛存在于自然界中,是構成玉米、蔬菜、水果、花卉等植物色素的主要組分。
研究發現葉黃素能預防藍光對眼睛視網膜的損傷,具有保護視網膜[9]、緩解視覺疲勞[10-11]、抗氧化[12-13]等生理功能。鑒于葉黃素具有較強的緩解視覺疲勞、改善視覺功能及抗氧化性,已被作為食品添加劑廣泛應用于食品、飲料、保健食品、化妝品,甚至嬰幼兒食品中[14]。隨著人們健康意識的不斷提升,對富含功能組分的食品和飲料的需求也在增加。為滿足當前消費者對于“營養、健康、安全”的含乳飲品的追求,開發葉黃素核桃乳飲料,不僅可以豐富飲料制品的產品種類,相較于其他飲料,其健康、營養、風味獨特,適合各個年齡階段人群飲用。
目前,國內外已有核桃復合飲料、發酵飲料等的研究,但葉黃素核桃乳飲料的研究未見相關報道。本研究以核桃乳為主要原料,制作一種風味突出、營養全面的功能性飲品,同時添加全脂乳粉,達到動植物蛋白互補。產品既保留了核桃乳的營養物質,也滿足了人們對飲品健康、營養的要求,實現了核桃乳資源的合理利用,同時也具有一定商業價值和市場前景。
1材料與方法
1.1材料
1.1.1試材核桃,大理漾濞核桃有限責任公司;白砂糖,南寧糖業股份有限公司;葉黃素,碩維營養科技有限公司;HBT-A7301復配穩定劑(配料成分單甘脂、蔗糖酯),江蘇豪蓓特食品化學有限公司;全脂奶粉,雀巢全脂奶粉有限公司。
1.1.2儀器與設備YP5001電子分析天平,上海光正醫療儀器有限公司;膠體磨,常州華奧儀器制造有限公司;pHS-3C雷磁pH計,上海儀電科學儀器股份有限公司;DHP-500電熱恒溫培養箱,北京市永光明醫療儀器有限公司;HJJ-6水浴恒溫電動攪拌器,常州華奧儀器制造有限公司;SVJ-358智能商用型攪拌機,北京世紀陽光有限公司;60-6S高壓均質機,上海東華高壓均質機廠。
1.2方法
1.2.1工藝設計
1.2.1.1工藝流程
去皮核桃仁→清洗及浸泡→磨漿→過濾→核桃乳→輔料(白砂糖、葉黃素等)→混料→定容→調節pH→預熱→均質→灌裝→滅菌→低溫貯藏→葉黃素核桃乳
1.2.1.2操作要點
(1)清洗及浸泡將去皮核桃仁置于25℃蒸餾水中,浸泡16h,備用。(2)磨漿將核桃仁與水1∶1(V∶V)用攪拌機粗磨至均勻,磨漿時采用60~70℃的熱水熱磨,目的是鈍化脂肪酶;之后再將核桃漿用膠體磨細磨5min。(3)混料將白砂糖、葉黃素、HBT-A7301等輔料用70~75℃熱水溶解。
(4)調節pH用小蘇打調節pH為7~7.5。(5)預熱在75~80℃下加熱10min,過200目篩進行均質。(6)均質采用二次均質對葉黃素核桃乳進行均質,先在20MPa壓力下均質5min;再在40MPa的壓強下均質10min。(7)殺菌在121℃條件下殺菌15min,既要保證充分殺菌,又不能影響葉黃素核桃乳的質地及風味。(8)低溫貯藏在4℃條件下冷藏,進一步產酸產香,完善葉黃素核桃乳飲料風味和滋味。
1.2.2單因素試驗及響應面優化試驗
以感官評分為分析指標,考察核桃乳添加量(%)、全脂奶粉添加量(%)、HBT-A7301穩定劑添加量(%)、白砂糖添加量(%)及葉黃素添加量(mg/L)對葉黃素核桃乳飲料的影響;優化試驗以核桃乳添加量(%)、全脂奶粉添加量(%)、HBTA7301穩定劑添加量(%)和白砂糖添加量(%)為自變量,以感官評分為響應值,通過響應面試驗 優化葉黃素核桃乳飲料最佳工藝配方。
1.2.3產品質量
1.2.3.1感官評定
選擇10名專業人士組成評定小組,對葉黃素核桃乳飲料的感官特性進行評估。設定色澤(20分)、組織狀態(20分)、滋味(30分)、氣味(30分)4個方面進行感官評定。
1.2.3.2產品理化指標測定
(1)常規理化測定蛋白質含量測定參照GB5009.5—2016《凱氏定氮法》的方法測定;脂肪含量參照GB5009.6—2016《索氏抽提法》的方法測定;可溶性固形物含量參照GB/T12143—2008《飲料通用分析方法》的方法測定;pH使用pH計校準后測量,重復測定3次取平均值;穩定性觀察試驗對冷藏儲存的葉黃素核桃乳飲料樣品進行定期感官評定,觀察料液的分層及沉淀情況,評定樣品是否均一、穩定[15]。
(2)儲藏后的微生物指標測定菌落總數、霉菌、酵母、大腸菌群及致病菌的測定:參照GB/T21732—2008《食品安全國家標準含乳飲料》中相關方法。
1.2.4數據統計與分析
采用Excel2013、SPSS24對實驗數據進行整理及統計分析,利用Design-Expert8.0.6進行響應面分析。
2結果與分析
2.1單因素試驗結果
2.1.1核桃乳添加量對葉黃素核桃乳飲料感官評分的影響
固定其他輔料添加量,考察核桃乳添加量對葉黃素核桃乳飲料的影響。隨著核桃乳添加量的增加,葉黃素核桃乳飲料的感官評分呈先上升后下降趨勢,當核桃乳添加量為20%時,感官評分最高,達到87.13分,葉黃素核桃乳飲料呈現的核桃香氣濃郁,口感更加細膩,組織狀態更加穩定,當核桃乳添加量小于20%時,核桃香味較淡,組織狀態不穩定,口感差;當核桃乳添加量大于20%時,核桃香氣過于濃郁,組織粗糙,口感較差,影響葉黃素核桃乳飲料整體的味道。因此選擇最適核桃乳添量為20%。
2.1.2葉黃素添加量對葉黃素核桃乳飲料感官評分的影響
葉黃素干粉是經過變性淀粉微膠囊化包埋制備的,溶于水有淀粉味,對口感有一定影響[14]。按國標[16]要求,葉黃素在飲料中的最大添加量為0.05g/kg。劉愛琴等[14]在藍莓味葉黃素飲料中,180mL溶液中葉黃素的最大添加量為9mg。本研究在1L中添加核桃乳為20%,白砂糖為6.2%,HBTA7301穩定劑為0.34%及全脂奶粉為1.0%條件下,考察葉黃素添加量對葉黃素核桃乳飲料的影響。
隨著葉黃素添加量增加,葉黃素核桃乳飲料的感官評分呈先上升后下降趨勢,當葉黃素添加量為40mg/L時,感官評分最高,達到87.08分,葉黃素核桃乳飲料呈現出的淀粉味不明顯,味道柔和,口感細膩;當葉黃素添加量小于40mg/L時,無淀粉味,口感差;當葉黃素添加量大于40mg/L時,能明顯感受到淀粉味,產生不愉快的口感。因此,確定葉黃素最佳添加量為40mg/L。
2.1.3HBT-A7301穩定劑添加量對葉黃素核桃乳飲料感官評分的影響
穩定劑能增強核桃乳的穩定性,降低表面張力,從而防止脂肪上浮以達到穩定的狀態[17]。在核桃乳添加量為20%,白砂糖添加量為6.2%,葉黃素添加量為40mg/L,及全脂奶粉添加量為1.0%條件下,考察HBT-A7301穩定劑添加量對葉黃素核桃乳飲料的影響。由圖3可知,隨著HBT-A7301穩定劑添加量的增加,感官評分呈先上升后下降趨勢,當HBT-A7301穩定劑添加量為0.34%,感官評分最高,為86.1分,此時葉黃素核桃乳飲料呈現組織細膩,無凝塊,無分層現象,呈均勻液體,口感及穩定性最好;當HBT-A7301穩定劑添加量過少,出現沉淀分層或脂肪上浮,HBT-A7301穩定劑添加量過多造成口感差。因此,最佳HBT-A7301穩定劑添加量為0.34%。
2.1.4白砂糖添加量對葉黃素核桃乳飲料感官評分的影響
白砂糖可影響葉黃素核桃乳飲料的流動性、緩解酸度及改善口感。在核桃乳添加量為20%,HBT-A7301穩定劑添加量為0.34%,葉黃素添加量為40mg/L及全脂奶粉添加量為1.0%條件下,考察白砂糖添加量對葉黃素核桃乳飲料的影響。由圖4可知,隨著白砂糖添加量的增加,感官評分呈先上升后下降趨勢,當白砂糖添加量為6.2%,感官評分最高,為86.4分,此時葉黃素核桃乳飲料甜度適中,色澤、風味最佳;當添加量低于6.2%時,酸甜味不足,香味不足,口感偏差,添加量超過6.2%時,口感太甜,并且有少量刺激味產生。因此最佳白砂糖添加量為6.2%。
2.2響應面試驗優化結果
擬合二次多項式模型的p<0.0001<0.01,表明擬合二次多項式模型顯著;失擬性檢驗F值=0.79,p=0.6543>0.05,失擬項不顯著,說明模型可以接受,即表明所選葉黃素核桃乳飲料感官評分擬合二次多項式可用于預測設定的參數,即可用于評估葉黃素核桃乳飲料的感官評分。模型的確定系數R2=0.9490,說明該模型具有較高的擬合及預測精度。由回歸系數顯著性表明,在所取因素水平范圍內,各因素對葉黃素核桃乳飲料感官評分影響的順序為核桃乳添加量(X4)>HBT-A7301穩定劑添加量(X1)>白砂糖添加量(X2)>全脂奶粉添加量(X3)。
2.3葉黃素核桃乳飲料的理化指標測定
制備的葉黃素核桃乳飲料蛋白質含量為3.56%,與市面上的乳飲料相比,高于大部分飲料蛋白質含量,是一種高蛋白的乳飲料,脂肪含量為1.23%,遠遠超過普通飲料,由于核桃中具有較高的不飽脂肪酸,能凈化血液,清除血管壁雜質,消耗體內積蓄的飽和脂肪[19],容易被人體消化吸收,不易在體內形成脂肪堆積導致身體發胖[20],對人體有較高的營養價值。
pH7.08,可溶性固形物含量為15.10%,與王亞男[21]研究的桑葚山葡萄復合飲料相比(可溶性固形物含量為14.38%),可溶性固形物含量略高,30d內無沉淀分層,葉黃素核桃乳飲料中大腸菌群、菌落總數、霉菌、酵母及致病菌未檢出,符合國家標準。與其他飲料相比,葉黃素核桃乳飲料蛋白質含量高、更易消化、吸收,具備一定功能,是口感濃郁、酸甜可口且營養豐富的功能性飲料,滿足了不同消費群體的需求。
3結論
通過單因素和響應面優化試驗確定葉黃素核桃乳飲料的最佳配方:核桃乳添加量為20%、葉黃素添加量為40mg/L、HBT-A7301穩定劑添加量為0.35%、白砂糖添加量為6.2%、全脂奶粉添加量為1.0%。在此條件下,葉黃素核桃乳飲料的感官評價得分為87.16分,產品色澤呈現乳白色,香氣濃郁,酸甜適中,組織細膩,品質穩定,其蛋白質含量3.56%,脂肪含量為1.23%,pH7.08,可溶性固形物含量為15.10%,30d內無沉淀分層,無乳清析出,大腸菌群、菌落總數、霉菌、酵母及致病菌未檢出,開發的葉黃素核桃乳飲料既保存核桃乳的風味和營養價值,又具有潛在緩解視覺疲勞、護眼的功能特性,因此葉黃素核桃乳是一款具有一定市場前景的核桃乳新產品。
參考文獻:
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作者:1)陳芳1)趙存朝1,2)盛軍1,3)陶亮1,3)田洋1,3,4)
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