低溫冷榨花生粕制備植物蛋白茶飲料工藝優(yōu)化

于淼，王小鶴，魯明，張良晨，遲吉捷，付欣，石太淵

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品與加工研究所，遼寧沈陽(yáng)110161）

低溫冷榨花生粕制備植物蛋白茶飲料工藝優(yōu)化

于淼，王小鶴，魯明，張良晨，遲吉捷，付欣，石太淵

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品與加工研究所，遼寧沈陽(yáng)110161）

以遼寧地區(qū)小白沙品種花生為原料，結(jié)合植物蛋白飲料和茶飲料加工工藝，制得可滿足人體多元化的營(yíng)養(yǎng)需要的全植物蛋白茶飲料。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究了蛋白液液料比、速溶紅茶粉、白砂糖、穩(wěn)定劑的添加量等四種主要因素對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響，并通過(guò)二次旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計(jì)試驗(yàn)確定最佳工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，全植物蛋白茶飲料最佳工藝參數(shù)：蛋白液液料比11∶1、速溶紅茶粉添加量0.6%、白砂糖添加量5%和穩(wěn)定劑添加量0.2%。在此條件下可制備出美味可口又營(yíng)養(yǎng)豐富的全植物蛋白茶飲料。

低溫壓榨；花生粕；全植物蛋白飲料；二次旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計(jì)

花生是世界第四大油料作物，是我國(guó)六大油料作物之一，同時(shí)也是非常值得開發(fā)的植物蛋白資源。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食與農(nóng)業(yè)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）統(tǒng)計(jì)，2012年我國(guó)花生年總產(chǎn)量1687萬(wàn)t，占全球總產(chǎn)量的40.88%，居世界首位[1]。

花生中除了含50%左右的脂肪、24%～36%的蛋白質(zhì)和10%～23%的碳水化合物，還含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與生物活性成分，尤其以功能性蛋白質(zhì)、氨基酸、單不飽和脂肪酸、白藜蘆醇、植物甾醇、葉酸和VE最為突出，這些成分對(duì)調(diào)節(jié)人體機(jī)能，抑制血小板非正常凝集、預(yù)防心腦血管疾病有著重要作用[2-3]。目前，我國(guó)花生總量的55%用于榨油[4]。高溫壓榨方法得到的花生粕蛋白質(zhì)變性嚴(yán)重，氮溶指數(shù)大大下降，作為飼料或肥料使用。利用低溫壓榨得到的冷榨花生粕可大部分保留花生中的營(yíng)養(yǎng)成分，可溶性蛋白質(zhì)及氮溶指數(shù)高，風(fēng)味清淡，水溶性好，有效利用率高達(dá)98%[5-6]。

本文以遼寧地區(qū)小白沙品種花生為原料，通過(guò)冷榨制油后得到冷榨花生粕，再經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)、磨漿、煮制、調(diào)配、過(guò)濾、均質(zhì)、罐裝、殺菌等多道工序，制得的全植物蛋白茶飲料蛋白質(zhì)含量高、氨基酸種類豐富并含有大量的茶多酚，同時(shí)脂肪含量極低，可滿足人體多元化的營(yíng)養(yǎng)需要。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

花生：遼寧小白沙，遼寧省農(nóng)科院風(fēng)沙所提供；紅茶粉、白砂糖、復(fù)合穩(wěn)定劑（卡拉膠、黃原膠）、碳酸氫鈉，以上均為市售，食用級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

HF-06型全自動(dòng)小型冷榨榨油機(jī)：東莞市佳永電器科技有限公司；101A-3型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海錦屏儀器儀表有限公司；JWE-210型多功能電磁爐：中山吉威爾電器有限公司；BDW 1-FW-200A高速萬(wàn)能粉碎機(jī)：北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司；HH-601A型數(shù)顯恒溫水浴鍋：江蘇金壇榮華儀器制造有限公司；JML-50型膠體磨：溫州豪龍膠體磨廠；APV2000型實(shí)驗(yàn)室小型高壓均質(zhì)機(jī)：上海順儀實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；YXQ-LS-1006型立式壓力蒸汽滅菌器：上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；UV1200型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海美譜達(dá)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 冷榨花生粕工藝流程

6個(gè)篩以上精選優(yōu)質(zhì)花生米→脫紅衣→花生仁→清理除雜→調(diào)質(zhì)→冷榨→冷榨毛油→優(yōu)質(zhì)冷榨花生粕

1.3.2 優(yōu)質(zhì)冷榨花生粕基本成分測(cè)定[7-8]

粗蛋白含量測(cè)定參照GB5009.5-2003食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定；粗脂肪含量測(cè)定參照GB5009.6-2003食品中脂肪的測(cè)定；總糖含量測(cè)定參照苯酚硫酸法；灰分測(cè)定參照GB5009.4-2003食品中灰分的測(cè)定；水分含量的測(cè)定參照GB5009.3-2003食品中水分的測(cè)定。

1.3.3 冷榨花生粕蛋白液制備工藝流程[9-10]

冷榨花生粕→粉碎→加水→調(diào)pH7.5→浸泡→磨漿→加熱攪拌→固液分離→蛋白液

將冷榨花生粕用粉碎機(jī)粉碎成0.1mm以下顆粒加入一定量的純凈水；用10%NaHCO3調(diào)節(jié)pH至7.5；水浴加熱至65℃并恒溫?cái)嚢?，攪拌速?0 r/min，攪拌時(shí)間40min；將蛋白液與殘?jiān)蛛x；同樣方法用80℃熱水洗滌再分離；合并上清液即為冷榨花生粕蛋白液。

1.3.4 植物蛋白茶飲料制備工藝流程[11]

1.3.5 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.4 工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)說(shuō)明

1.4.1 單因素實(shí)驗(yàn)

以蛋白液液料比、速溶紅茶粉、白砂糖、穩(wěn)定劑的添加量為單因素，結(jié)合感官評(píng)價(jià)確定各因素的最佳用量，得到基本配方。

1.4.1.1 蛋白液液料比與感官評(píng)價(jià)

將冷榨花生粕用粉碎機(jī)粉碎成0.1mm以下顆粒，按1∶1、5∶1、10∶1、15∶1、20∶1液料比制備蛋白液，加入3%白砂糖、0.5%速溶紅茶粉和0.2%的穩(wěn)定劑，經(jīng)過(guò)濾、均質(zhì)、脫氣、罐裝、殺菌，待其冷卻至室溫后分別測(cè)定感官評(píng)分。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table1 Standards for sensory evaluation

1.4.1.2 紅茶粉用量與感官評(píng)價(jià)[12]

將冷榨花生粕用粉碎機(jī)粉碎成0.1mm以下顆粒，按10∶1液料比制備蛋白液，加入3%白砂糖，再分別添加0.1%、0.2%、0.5%、0.8%、1.0%速溶紅茶粉和0.2%的穩(wěn)定劑，經(jīng)過(guò)濾、均質(zhì)、脫氣、罐裝、殺菌，待其冷卻至室溫后分別測(cè)定感官評(píng)分。

1.4.1.3 白砂糖用量與感官評(píng)價(jià)[13]

將冷榨花生粕用粉碎機(jī)粉碎成0.1mm以下顆粒，按10∶1液料比制備蛋白液，分別添加1%、3%、5%、7%、9%白砂糖，再加入0.5%速溶紅茶粉和0.2%的穩(wěn)定劑，經(jīng)過(guò)濾、均質(zhì)、脫氣、罐裝、殺菌，待其冷卻至室溫后分別測(cè)定感官評(píng)分。

1.4.1.4 復(fù)合穩(wěn)定劑用量與感官評(píng)價(jià)[14]

將冷榨花生粕用粉碎機(jī)粉碎成0.1 mm以下顆粒，按10∶1液料比制備蛋白液，添加3%、白砂糖和0.5%速溶紅茶粉，再分別添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的穩(wěn)定劑，經(jīng)過(guò)濾、均質(zhì)、脫氣、罐裝、殺菌，待其冷卻至室溫后分別測(cè)定感官評(píng)分，感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.4.2 響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

利用統(tǒng)計(jì)分析軟件SASv 9.1.3專業(yè)版進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，并對(duì)結(jié)果分析。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，取蛋白液液料比、速溶紅茶粉用量、白砂糖和穩(wěn)定劑用量為4個(gè)因素，采用四因素三水平的響應(yīng)面分析方法，通過(guò)感官評(píng)價(jià)優(yōu)化獲得最佳配方，具體設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)因素水平Table2 Factors and levels of quadratic regression rotation combination design

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫冷榨花生粕的基本成分

低溫冷榨花生粕的基本成分見(jiàn)表3。

表3 冷榨花生粕的基本成分Table3 Main components of cold pressed peanut cake %

2.2 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 蛋白液液料比與感官評(píng)價(jià)

蛋白液液料比對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響見(jiàn)圖1。

圖1 蛋白液液料比對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響Fig.1 Effect of the liquid-to-solid ratio on sensory evaluation

由圖1可看出，當(dāng)?shù)鞍滓阂毫媳冗^(guò)低時(shí)，花生風(fēng)味過(guò)于突出，使產(chǎn)品的整體口感顯腥。蛋白液液料比增加時(shí)，感官評(píng)分也隨之增加。而當(dāng)?shù)鞍滓阂毫媳冗^(guò)大時(shí)，花生風(fēng)味明顯不足，從而使得茶的澀味過(guò)于明顯，且產(chǎn)品顏色偏棕色。因此，蛋白液液料比為15∶1時(shí)最佳。

2.2.2 紅茶粉用量與感官評(píng)價(jià)

紅茶粉添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響見(jiàn)圖2。

由圖2可看出，速溶紅茶粉的最佳添加量為0.5%。少于0.5%時(shí)，茶味不明顯，且色澤略發(fā)黃；而高于0.5%時(shí)，可嘗到苦澀味，且色澤過(guò)于暗紅，從而降低了感官評(píng)分。

2.2.3 白砂糖用量與感官評(píng)價(jià)

白砂糖添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響見(jiàn)圖3。

圖2 紅茶粉添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響Fig.2 Effect of tea powder supplementation on sensory evaluation

圖3 白砂糖添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響Fig.3 Effect of sugar supplementation on sensory evaluation

由圖3可以看出，感官評(píng)分隨著白砂糖添加量的逐漸增加呈現(xiàn)先增大后減少的趨勢(shì)。白砂糖添加量過(guò)低時(shí)，甜味不明顯，使產(chǎn)品整體風(fēng)味不夠明顯。隨著白砂糖量的增加，其感官評(píng)分也隨之上升。當(dāng)白砂糖添加量為5.0%時(shí)，感官評(píng)分最高。繼續(xù)添加白砂糖時(shí)，口感過(guò)于甜膩，從而影響感官評(píng)分。由白砂糖單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出白砂糖的最佳添加量為5.0%。

2.2.4 穩(wěn)定劑用量與感官評(píng)價(jià)

穩(wěn)定劑添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響見(jiàn)圖4。

圖4 穩(wěn)定劑添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響Fig.4 Effect of stabilizer supplementation on sensory evaluation

由圖4可以看出，感官評(píng)分隨著穩(wěn)定劑添加量的逐漸增加呈現(xiàn)先增大后減少的趨勢(shì)。穩(wěn)定劑添加量過(guò)低時(shí)，產(chǎn)品容易分層，不均一。隨著穩(wěn)定劑量的增加，其感官評(píng)分也隨之上升。當(dāng)穩(wěn)定劑添加量為0.2%時(shí)，感官評(píng)分最高。繼續(xù)添加穩(wěn)定劑時(shí)，產(chǎn)品過(guò)稠，使得口感過(guò)粘，從而影響感官評(píng)分。由穩(wěn)定劑單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出穩(wěn)定劑的最佳添加量為0.2%。

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到單因素最佳參數(shù)為：10∶1蛋白液液料比、0.5%速溶紅茶粉、5.0%白砂糖和0.2%的穩(wěn)定劑。

2.3 響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇蛋白液液料比（X1）、速溶紅茶粉添加量（X2）、白砂糖添加量（X3）和穩(wěn)定劑添加量（X4）進(jìn)行四因素三水平二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table4 Experiment design and results

2.4.1 回歸方程的建立及檢驗(yàn)

運(yùn)用SAS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，方差分析見(jiàn)表5，回歸模型為：

表5 試驗(yàn)結(jié)果方差分析表Table 5 Variance analysis of test results

由方差分析可知，回歸模型失擬性檢驗(yàn)P= 0.508 506＞0.05，差異不顯著，可以認(rèn)為所選二次回歸模型與實(shí)際試驗(yàn)擬合性充分；回歸方程顯著性檢驗(yàn)P= 0.000 1＜0.01，表明該二次方程模型差異極顯著?；貧w系數(shù)顯著性表明，在所取因素水平范圍內(nèi)，對(duì)感官評(píng)價(jià)影響的順序?yàn)椋旱鞍滓阂毫媳龋痉€(wěn)定劑用量＞速溶紅茶粉用量＞白砂糖用量。

2.4.2 響應(yīng)面分析

根據(jù)回歸方程做出各因素交互作用的響應(yīng)面圖和等高線圖（見(jiàn)圖5～圖10）。等高線圖直觀的反映了各因素交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響，圓形表示交互作用不顯著，而橢圓形則表示交互作用顯著，且等高線越密集表明該因素對(duì)響應(yīng)值影響越大[15]。

由圖5可知，在固定白砂糖添加量和穩(wěn)定劑添加量的條件下，蛋白液液料比和速溶紅茶粉添加量交互作用中影響感官評(píng)定的主要方面是速溶紅茶粉添加量，隨速溶紅茶粉添加量的增加，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)逐漸增加，并在蛋白液液料比接近中心點(diǎn)時(shí)感官評(píng)定分?jǐn)?shù)達(dá)最大，等高線分布較密集且呈橢圓形，因此二者交互作用較強(qiáng)。

圖5 蛋白液液料比和速溶紅茶粉用量對(duì)感官評(píng)定影響的響應(yīng)面分析Fig.5 Effect of the liquid-to-solid ratio and tea powder supplementation on sensory evaluation

圖7 蛋白液液料比和穩(wěn)定劑用量對(duì)感官評(píng)定影響的響應(yīng)面分析Fig.7 Effect of the liquid-to-solid ratio and stabilizer supplementation on sensory evaluation

圖8 速溶紅茶粉用量和白砂糖用量對(duì)感官評(píng)定影響的響應(yīng)面分析Fig.8 Effectof the tea pow der and sugar supp lem en tation on sensory evaluation

由圖6可知，等高線分布呈圓形，蛋白液液料比和白砂糖添加量二者無(wú)交互作用。

圖9 速溶紅茶粉用量和穩(wěn)定劑用量對(duì)感官評(píng)定影響的響應(yīng)面分析Fig.9 Effect of the tea powder and stabilizer supplementation on sensory evaluation

圖10 白砂糖用量和穩(wěn)定劑用量對(duì)感官評(píng)定影響的響應(yīng)面分析Fig.10 Effect ofsugar and stabilizer supplementation on sensory evaluation

由圖7可知，在固定速溶紅茶粉添加量和白砂糖添加量的條件下，蛋白液液料比和穩(wěn)定劑添加量交互作用中影響感官評(píng)定的主要方面是穩(wěn)定劑添加量，隨穩(wěn)定劑添加量增加，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)逐漸增加，并在蛋白液液料比接近中心點(diǎn)時(shí)感官評(píng)定分?jǐn)?shù)達(dá)最大，而偏離中心點(diǎn)越遠(yuǎn)，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)越低。等高線分布較密集且呈橢圓形，曲面傾斜度較大，因此二者交互作用顯著。

由圖8可知，在固定蛋白液液料比和穩(wěn)定劑添加量的條件下，速溶紅茶粉添加量和白砂糖添加量交互作用中影響感官評(píng)定的主要方面是紅茶粉添加量，隨紅茶粉添加量的增加，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)逐漸增加，并在白砂糖添加量接近中心點(diǎn)時(shí)感官評(píng)定分?jǐn)?shù)達(dá)最大，而偏離中心點(diǎn)越遠(yuǎn)，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)越低。等高線分布較密集且呈橢圓形，因此二者交互作用較強(qiáng)。

由圖9可知，等高線分布呈圓形，且較分散，速溶紅茶粉添加量和穩(wěn)定劑添加量二者無(wú)交互作用。

由圖10可知，等高線分布呈圓形，且較分散，白砂糖添加量和穩(wěn)定劑添加量交互作用不顯著。

2.4.3 低溫冷榨花生粕制備全植物蛋白茶飲料最佳參數(shù)的確定和試驗(yàn)驗(yàn)證

回歸模型采用SAS軟件分析得出低溫冷榨花生粕制備全植物蛋白茶飲料最佳參數(shù)為：蛋白液液料比11.32、速溶紅茶粉添加量0.57%、白砂糖添加量5.21%和穩(wěn)定劑添加量0.22%?？紤]實(shí)際操作情況與設(shè)備參數(shù)狀況[16-17]，確定低溫冷榨花生粕制備全植物蛋白茶飲料最佳參數(shù)為：蛋白液液料比11∶1、速溶紅茶粉添加量0.6%、白砂糖添加量5%和穩(wěn)定劑添加量0.2%。

3 結(jié)論

本文以遼寧地區(qū)小白沙品種花生為原料，通過(guò)冷榨制油后得到冷榨花生粕，再經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)、磨漿、煮制、調(diào)配、過(guò)濾、均質(zhì)、罐裝、殺菌等多道工序[18]，制得全植物蛋白茶飲料。并在蛋白液液料比、速溶紅茶粉添加量、白砂糖添加量和穩(wěn)定劑添加量中篩選最佳參數(shù)，感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)較高并適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

通過(guò)采用二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)及響應(yīng)面分析[19-20]表明了蛋白液液料比、速溶紅茶粉添加量、白砂糖添加量和穩(wěn)定劑添加量對(duì)全植物蛋白茶飲料感官評(píng)價(jià)的影響，四因素對(duì)全植物蛋白茶飲料感官評(píng)價(jià)影響的順序?yàn)椋旱鞍滓阂毫媳?穩(wěn)定劑用量>速溶紅茶粉用量>白砂糖用量。利用SAS軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明全植物蛋白茶飲料最佳工藝參數(shù)：蛋白液液料比11∶1、速溶紅茶粉添加量0.6%、白砂糖添加量5%和穩(wěn)定劑添加量0.2%，在此條件下可制備出美味可口又營(yíng)養(yǎng)豐富的全植物蛋白茶飲料。

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Response Surface Analysis of Preparation Plant Protein Beverage by Using Cold Pressed Peanut Cake

YU Miao，WANG Xiao-he，LU Ming，ZHANG Liang-chen，CHI Ji-jie，F(xiàn)U Xin，SHI Tai-yuan
（Liaoning Academy of Agricultural Sciences，Shenyang 110161，Liaoning，China）

Based on the varieties of Xiao Baisha peanuts in Liaoning province as raw material，combination of beverage processing technology，the system can meet the nutritional needs of human diversity of whole plant protein beverage.On the basis of single factor experiments，the influence of four main factors including liquid-to-solid ratio，tea powder，sugar and stabilizer supplementation on sensory evaluation was investigate，the sensory evaluation were optimized by quadratic regression rotation design experiment.The results showed that the optimum conditions were as follows：liquid-to-solid ratio 11，tea powder 0.6%，sugar 5%and stabilizer 0.2%.

cold pressed；peanut cake；plant protein beverage；quadratic regression rotation design

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.01.020

2014-09-18

于淼（1981—），女（漢），助理研究員，碩士研究生，研究方向：食品營(yíng)養(yǎng)與工程。