玉米須保健乳清蛋白飲品的研究

張佳寧，田 雨，田 波，姜瞻梅

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)乳品科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030)

糖尿病是嚴(yán)重危害人類健康的慢性疾病，現(xiàn)在已經(jīng)成為人類健康的第三大殺手。大部分糖尿病病人需常年依賴于注射胰島素治療，而治療糖尿病的藥物副作用大，長(zhǎng)期服用會(huì)引發(fā)某些繼發(fā)性疾病，還可能會(huì)導(dǎo)致患者產(chǎn)生藥物依賴性，且糖尿病只能通過(guò)藥物控制其發(fā)展，不能根治。長(zhǎng)期通過(guò)胰島素的注射來(lái)降低患者體內(nèi)血糖水平，給患者及患者家人帶來(lái)了巨大的痛苦?；诂F(xiàn)狀，具有安全性高、價(jià)格低廉、輔助治療糖尿病的保健食品已成為研究的熱點(diǎn)，無(wú)疑具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。玉米須的資源十分豐富，但目前對(duì)它的開(kāi)發(fā)利用非常有限，僅少量入藥外，大部分被白白丟棄。玉米須既有明顯的藥理價(jià)值，又具備一定的食療特征。玉米須中所含的黃酮類和多糖化合物對(duì)治療糖尿病具有顯著療效［1-2］?？喙蠟楹J科苦瓜屬植物，又名涼瓜、癩瓜，性味苦寒，具有清熱解涼，滋養(yǎng)強(qiáng)壯，降血糖等功效，成熟果實(shí)多作蔬菜食用。中外學(xué)者從苦瓜果實(shí)中曾分離出皂甙和蛋白質(zhì)等，具有降血糖作用［3-4］。目前，已有玉米須飲料的相關(guān)報(bào)道［5-8］，但是利用玉米須為主要原料，研制出專門(mén)輔助治療糖尿病的保健食品，在國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道很少。因此，本研究以玉米須為主要原料，采用生物酶提取其黃酮和多糖等功能活性組分，與苦瓜、乳清蛋白以及木糖醇等成分進(jìn)行科學(xué)調(diào)配，研制出輔助治療糖尿病的功能性飲品。因此，開(kāi)發(fā)具有降血糖功效的玉米須保健乳清蛋白飲品對(duì)輔助治療糖尿病具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

玉米須 產(chǎn)地為遼寧省康平縣;新鮮苦瓜、木糖醇、檸檬酸、羧甲基纖維素鈉(CMC)、刺槐豆膠 均為市售食品級(jí);纖維素酶 8000U/g，天津諾奧科技有限公司;乳清蛋白 北京Milky Way商業(yè)公司。

GL-21M離心機(jī) 上海市離心機(jī)械研究所;HR1866榨汁機(jī) 飛利浦電子公司;AL-104精密電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;DK-8B電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;101-3AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司;HZQ-X100振蕩培養(yǎng)箱 哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司。

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standard of sensory evaluation

表2 添加β-環(huán)狀糊精后苦瓜汁的感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 2 Sensory evaluation results of stigmata maydis juice added by β-dextrine

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 產(chǎn)品工藝流程

1.2.2 產(chǎn)品工藝操作要點(diǎn)

1.2.2.1 玉米須提取液的制備 選取狀態(tài)良好的、無(wú)霉變的玉米須適量，將其用清水漂洗，除去泥土、污物和雜質(zhì)，然后置于55℃烘箱中烘焙，將烘干的玉米須用干凈的粉碎機(jī)粉碎后，將其與純凈水混合配成濃度為2%的玉米須懸浮液置于52.5℃恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，預(yù)熱至溫度后向內(nèi)投入6%的纖維素酶后恒溫振蕩2h，取出后沸水浴10min以使酶失活，冷卻至室溫后取出在離心機(jī)中以4000×g離心10min，取上清液殺菌后得到玉米須提取液備用。

1.2.2.2 苦瓜汁的制備 選取顏色正常，無(wú)病蟲(chóng)害，無(wú)腐爛的健康飽滿的苦瓜，洗凈去籽后切成小塊兒，放入8倍水榨汁取液，榨汁后八層紗布過(guò)濾，得到澄清的苦瓜汁液備用。

1.2.2.3 乳清蛋白溶液的制備 取乳清蛋白溶于純凈水中，配成4%的乳清蛋白溶液。

1.2.2.4 原料的混合調(diào)配 將玉米須提取液、苦瓜汁、乳清蛋白溶液、檸檬酸、β-環(huán)狀糊精、木糖醇和增稠劑以一定的比例混合調(diào)配。在均質(zhì)溫度為50～60℃，均質(zhì)壓力為20MPa的條件下，進(jìn)行均質(zhì)處理。在中心溫度為65℃下殺菌30min，冷卻至室溫后無(wú)菌包裝成品。

1.3 沉淀率的測(cè)定

采用沉淀率考察產(chǎn)品的穩(wěn)定性:產(chǎn)品在4000×g條件下離心15min后，根據(jù)式(1)計(jì)算沉淀率:

式中:M-離心管重量;M1-加入產(chǎn)品后離心管重量;M2-棄去上層液體后離心管重量。

1.4 感官評(píng)價(jià)

由20個(gè)食品專業(yè)人員從風(fēng)味、口感等方面進(jìn)行感官評(píng)定和感官評(píng)分，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.5 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.5.1 產(chǎn)品基本配方的研究 利用Minitab數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件，對(duì)玉米須提取液、乳清蛋白溶液和苦瓜汁液的添加量進(jìn)行混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化產(chǎn)品的最佳基本配方。

1.5.2 產(chǎn)品中其他配方組分的研究 利用單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以感官評(píng)分為指標(biāo)，確定苦瓜汁中β-環(huán)狀糊精最佳添加量、產(chǎn)品中木糖醇和檸檬酸添加量。

1.5.3 產(chǎn)品穩(wěn)定性的研究 在穩(wěn)定劑添加總量為0.3%前提下，對(duì)果膠、CMC、刺槐豆膠進(jìn)行混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，確定最優(yōu)的穩(wěn)定劑種類和添加量。

1.6 數(shù)理統(tǒng)計(jì)

利用Minitab 14軟件，對(duì)產(chǎn)品基本配方實(shí)驗(yàn)和穩(wěn)定性研究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并對(duì)其所得結(jié)果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 苦瓜汁中β－環(huán)狀糊精最佳添加量的確定

β-環(huán)狀糊精能夠包埋苦瓜的苦味成分，使產(chǎn)品的味道易于被人們接受。添加β-環(huán)狀糊精后苦瓜汁的感官評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可以得到，β-環(huán)狀糊精的最適添加量為苦瓜液的0.12%，該濃度下苦瓜的苦味能夠減輕到人們所能接受的程度且產(chǎn)品組織狀態(tài)良好。

2.2 產(chǎn)品基本配方的研究

通過(guò)前期研究的預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，利用Minitab軟件，對(duì)玉米須提取液、4%的乳清蛋白溶液和苦瓜汁液的添加量進(jìn)行混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的感官評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 3 Results of product sensory evaluation of experiment of mixture design

由Minitab軟件對(duì)表3結(jié)果進(jìn)行分析可得，玉米須保健乳清蛋白飲品的最佳基本配方為玉米須提取液添加量為38.33%，乳清蛋白溶液添加量為38.33%，苦瓜汁液添加量為23.33%。在混料時(shí)，由于檸檬酸濃度過(guò)高會(huì)使得乳清蛋白變性，從而使得產(chǎn)品性狀發(fā)生改變，故在混合順序上，應(yīng)先調(diào)配玉米須提取液和苦瓜液，向內(nèi)加入所確定的檸檬酸，混勻后再向內(nèi)加入乳清蛋白溶液，防止因?yàn)榫植繖幟仕岬臐舛冗^(guò)高導(dǎo)致部分乳清蛋白變性。

2.3 木糖醇添加量的確定

在最佳的產(chǎn)品基本配方基礎(chǔ)上，分別加入0%、1%、3%、5%、7%、10%的木糖醇，對(duì)其做感官評(píng)價(jià)分析，感官評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 添加木糖醇后產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 4 Results of sensory evaluation of products added by xylitol

由表4感官評(píng)價(jià)結(jié)果可知，木糖醇的添加量最終確定為混料的3%，此時(shí)口感最佳。

2.4 檸檬酸添加量的確定

在最佳的產(chǎn)品基本配方基礎(chǔ)上，分別加入0%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.1% 的檸檬酸，對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，感官評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 添加檸檬酸后產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 5 Results of sensory evaluation of products added by citric acid

由表5添加檸檬酸后混料感官評(píng)價(jià)可得，過(guò)量的檸檬酸使混料中的乳清蛋白由于pH的降低而變性，因此，除口感適口外，還需要保證乳清蛋白不會(huì)變性。確定檸檬酸的添加量為混料的0.01%。

2.5 產(chǎn)品穩(wěn)定性研究

為了得到質(zhì)地均勻，口感爽滑，良好的產(chǎn)品，需添加穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑種類與添加量對(duì)于產(chǎn)品的穩(wěn)定性和口感是非常關(guān)鍵的，對(duì)于穩(wěn)定劑的選擇，復(fù)合穩(wěn)定劑的效果往往優(yōu)于單一穩(wěn)定劑的效果。根據(jù)穩(wěn)定劑預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定產(chǎn)品穩(wěn)定劑添加總量為混料基的0.3%。本實(shí)驗(yàn)以沉淀率為指標(biāo)，在最佳的產(chǎn)品基本配方基礎(chǔ)上，添加3%木糖醇和0.01%檸檬酸，選擇果膠、CMC、刺槐豆膠，利用Minitab統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。Minitab軟件對(duì)混料實(shí)驗(yàn)結(jié)果優(yōu)化處理，確定玉米須保健乳清蛋白飲品最佳穩(wěn)定劑組合為CMC和刺槐豆膠，添加量分別為0.15%和0.15%。

表6 穩(wěn)定性研究的混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 6 Results of experiment of mixture design on stabilizers of the product

2.6 產(chǎn)品質(zhì)量感官分析

玉米須保健乳清蛋白飲品呈稍粘稠無(wú)分層的半流體液態(tài)、顏色為淺乳紅色，口感柔和，細(xì)膩，酸甜適口，具有玉米須的香甜味，同時(shí)有苦瓜的清新氣味，無(wú)苦味，分層無(wú)肉眼可見(jiàn)雜質(zhì)，無(wú)異色。

3 結(jié)論

玉米須保健乳清蛋白飲品的最佳配方:玉米須提取液添加量為38.33%，4%的乳清蛋白溶液添加量為38.33%，比例為1∶8的苦瓜汁液23.33%，木糖醇添加量為3%，檸檬酸的添加量為0.01%，最佳穩(wěn)定劑組合為CMC和刺槐豆膠，添加量分別為0.15%和0.15%。

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