工藝條件對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料品質(zhì)的影響

段志強(qiáng)，　 查東風(fēng)，　 黃漢峰，

高紅亮1，　 金明飛1，　 崔紅亮3，　 常忠義1

（1. 華東師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，上海 200241；2. 河南省商丘市農(nóng)業(yè)局經(jīng)作中心，河南 商丘 476000；3. 平頂山天晶植物蛋白有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467200）

工藝條件對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料品質(zhì)的影響

段志強(qiáng)1， 查東風(fēng)2， 黃漢峰2，

高紅亮1， 金明飛1， 崔紅亮3， 常忠義1

（1. 華東師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，上海 200241；2. 河南省商丘市農(nóng)業(yè)局經(jīng)作中心，河南 商丘 476000；3. 平頂山天晶植物蛋白有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467200）

對(duì)影響酸性大豆蛋白固體飲料品質(zhì)的因素進(jìn)行了研究，并優(yōu)化了酸性大豆蛋白固體飲料制備的工藝條件，研究發(fā)現(xiàn)最佳制備工藝條件為大豆蛋白與大豆多糖添加質(zhì)量比為1∶0.22、干燥前調(diào)節(jié)混合液pH值為7.0、先混和大豆多糖和麥芽糊精再與大豆蛋白混合、噴霧干燥并取收集桶中樣品，在此條件下制備的新型大豆蛋白固體飲料溶解性較好，且調(diào)制成的酸性大豆蛋白液體飲料的沉淀率較低，僅為0.95%。

大豆蛋白；固體飲料；工藝條件；溶解性；穩(wěn)定性

大豆蛋白具有媲美牛奶的高消化率[1]，且氨基酸含量豐富、均衡[2]，適合開發(fā)成蛋白飲料產(chǎn)品。除了具有高營養(yǎng)和高消化的特點(diǎn)外，大豆蛋白還具有降膽固醇[3]、調(diào)節(jié)胰島素[4]、減肥[5]等功效，因而經(jīng)常被添加到食品飲料中[6-7]。但是，市場(chǎng)上的酸性大豆蛋白飲料沉淀率高、品質(zhì)差、市場(chǎng)響應(yīng)慢，在消費(fèi)者中接受度并不高。近年來，人們從豆渣中獲得了一種新型的飲料穩(wěn)定劑大豆多糖，其粘度很低[8]，以空間位阻的方式發(fā)揮穩(wěn)定性[9]，能夠應(yīng)用到果膠不能發(fā)揮作用的pH區(qū)間（pH＝3.8～4.8）。因此，大豆多糖可用來制備口感清爽的酸性蛋白飲料，使飲料的種類更加多樣化。張亦瀾等[10]使用大豆多糖、大豆蛋白開發(fā)了一種酸性大豆蛋白飲料，然而液體飲料存在運(yùn)輸不便、不易貯存等缺點(diǎn)。另外，麥芽糊精是食品行業(yè)中廣泛應(yīng)用的一種多聚糖，可促進(jìn)產(chǎn)品成型，是一種很好的載體[11]。

本文擬以大豆蛋白為營養(yǎng)源、大豆多糖為穩(wěn)定劑、麥芽糊精作為承載體，研究工藝條件對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料品質(zhì)的影響，開發(fā)一種新型大豆蛋白飲品，以期為新型大豆蛋白固體飲料開發(fā)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1　實(shí)驗(yàn)

1.1材料

食品級(jí)大豆分離蛋白、水溶性大豆多糖，平頂山天晶植物蛋白有限責(zé)任公司；白砂糖、麥芽糊精、檸檬酸，檸檬酸鈉，食品級(jí)，市售；水晶葡萄汁飲料，統(tǒng)一公司。

1.2酸性大豆蛋白固體飲料的制作

采用麥芽糊精、大豆蛋白、大豆多糖三種原料制備大豆蛋白固體飲料，其中麥芽糊精在固體飲料中比例為40%，大豆蛋白和多糖含量為60%，先使用80℃水混合三種原料（麥芽糊精、大豆蛋白、大豆多糖）中的兩種，在7 500 r/min下乳化10 min，18 Mpa壓力下均質(zhì)后，作為第一混合液。使用常溫水溶解余下的一種原料，作為第二混合液，然后將第一、第二混合液混合，4 500 r/min乳化5 min，18 Mpa壓力下均質(zhì)。調(diào)節(jié)混合液的pH值，使用噴霧干燥（進(jìn)風(fēng)溫度165℃，出風(fēng)溫度80℃）或冷凍干燥，制備新型大豆蛋白固體飲料。

1.3工藝條件的設(shè)計(jì)

為了研究工藝條件對(duì)新型大豆蛋白固體飲料品質(zhì)的影響，選取了大豆蛋白與大豆多糖比例、干燥前混合液pH、原料混合方式、干燥方式4個(gè)因素，每個(gè)因素設(shè)計(jì)多個(gè)水平進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中大豆蛋白固體飲料中加入的大豆蛋白與大豆多糖的質(zhì)量比分別為1∶0.16、1∶0.18、1∶0.2、1∶0.22、1∶0.24、1∶0.26。原料混合方式有三種，分別為多糖＋麥芽糊精/大豆蛋白、大豆蛋白+麥芽糊精/多糖、多糖＋大豆蛋白/麥芽糊精（其中“＋”代表原料同時(shí)混合，“/”代表原料先后混合）。在干燥前，原料混合液體的pH值分別調(diào)節(jié)為3.0、4.0、5.0、6.0、7.0或8.0共六個(gè)梯度。在制備酸性大豆蛋白固體飲料時(shí)，采用的干燥方式分別為噴霧干燥（進(jìn)風(fēng)溫度165℃，出風(fēng)溫度80℃）或冷凍干燥兩種。此外，在本研究中，每種工藝條件中的每個(gè)處理均重復(fù)三次。

1.4酸性大豆蛋白固體飲料溶解率的測(cè)定

把酸性大豆蛋白固體飲料配成5%的溶液，用磁力攪拌器攪拌30 min，稱取10g溶液于離心管中進(jìn)行離心（5 000 r/min離心15 min），用BCA試劑盒測(cè)上清中蛋白含量，重復(fù)三次，溶解度即為上清蛋白含量與總蛋白含量的比值。

1.5酸性大豆蛋白液體飲料的調(diào)制及沉淀率的測(cè)定

取制備好的新型大豆蛋白固體飲料，用60℃水配制成9%的溶液，攪拌20 min后混入一定量的糖水（濃度為20%）和葡萄汁，混合攪拌10 min。隨后，加入等量的常溫水，再次攪拌10 min。在適當(dāng)溫度下調(diào)pH值為4后，在18 Mpa壓力下均質(zhì)，最后 85℃/min殺菌15 min，酸性大豆蛋白液體飲料調(diào)制完成。

按照蒲金平等[12]中的研究方法檢測(cè)酸性大豆蛋白液體飲料的沉淀率。取調(diào)制的酸性大豆蛋白液體飲料10 mL，在3 000 r/min下離心10 min，去除上清，將離心管倒置15 min，計(jì)算沉淀率，如式（1）所示。

2　結(jié)果與討論

2.1工藝條件對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料溶解性的影響

2.1.1大豆多糖對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料溶解性的影響

將不同添加量的大豆多糖分別與麥芽糊精混和后，再與大豆蛋白混合，混合液pH值調(diào)為7.0，噴霧干燥后收集桶中的樣品以檢測(cè)酸性大豆蛋白固體飲料的溶解性。如圖1所示，隨著大豆多糖含量的增加，酸性大豆蛋白固體飲料的溶解率隨之升高，在大豆蛋白和大豆多糖的比例為1∶0.22時(shí)達(dá)到最高，為83.4%，之后略微下降。大豆蛋白與大豆多糖的比例小于1∶0.22時(shí)，大豆蛋白和大豆多糖以及麥芽糊精分子在“剪切”力的作用下，各自的結(jié)構(gòu)伸展，發(fā)生聯(lián)結(jié)，蛋白分子中引入了羥基等親水基團(tuán)，提高了溶解性。

圖1　大豆多糖對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料溶解性的影響

2.1.2干燥之前混合液pH值對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料溶解性的影響

將大豆蛋白與大豆多糖的比例定為1∶0.22，先混和大豆多糖和麥芽糊精，再與大豆蛋白混合，分別調(diào)節(jié)混合液pH值為3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0后噴霧干燥，收集桶的樣品以研究pH值對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料溶解性的影響。如圖2所示，大豆蛋白本身的溶解性受pH值影響很大，在pH值為4接近蛋白等電點(diǎn)時(shí)，溶解率最低，為55.62%；遠(yuǎn)離等電點(diǎn)則迅速升高，pH值為8時(shí)，溶解率最高，為83.8%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明干燥前pH越靠近蛋白等電點(diǎn)，配料的溶解率越低。

圖2　干燥之前混合液pH值對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料溶解性的影響

2.1.3干粉混合方式對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料溶解性的影響

將大豆蛋白與大豆多糖的比例定為1∶0.22，分別采用三種不同的方式進(jìn)行原料的混合，然后調(diào)節(jié)混合液pH值為7.0，噴霧干燥后收集桶中的樣品，并檢測(cè)酸性大豆蛋白固體飲料的溶解性。如圖3所示，不同的混合方式影響產(chǎn)品的溶解率，先混和大豆蛋白和麥芽糊精時(shí)混合液均勻度低，最終產(chǎn)物的溶解率最低，只有67.4%，其余兩種混合方式獲得的配料溶解率均接近80%，說明先混合大豆蛋白和麥芽糊精不利于配料的溶解。

圖3　干粉混合方式對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料溶解性的影響

2.1.4干燥方式對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料溶解性的影響

圖4　干燥方式對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料溶解性的影響

將大豆蛋白與大豆多糖的比例確定為1∶0.22，先混合大豆多糖和麥芽糊精，再與大豆蛋白水溶液混合，干燥前調(diào)節(jié)混合液pH值為7.0，分別采用噴霧干燥和冷凍干燥兩種方式制備酸性大豆蛋白固體飲料，研究干燥方式對(duì)酸性大豆蛋白固體飲料溶解性的影響。如圖4所示，噴霧干燥塔壁上收集的配料溶解率最高，達(dá)到了84.8%，噴霧干燥收集桶中配料的溶解率為74.8%，冷凍干燥得到的配料溶解率最低，為59.83%，以噴霧干燥方式得到的配料溶解率更高。

2.2工藝條件對(duì)酸性大豆蛋白液體飲料穩(wěn)定性的影響

2.2.1大豆多糖對(duì)酸性大豆蛋白液體飲料穩(wěn)定性的影響

分別將不同添加量的大豆多糖與麥芽糊精混和，再與大豆蛋白混合，混合液pH值為7.0，噴霧干燥后收集桶中的樣品，調(diào)制成酸性大豆蛋白液體飲料，并檢測(cè)其沉淀率。眾所周知，大豆蛋白是一種兩性電解物質(zhì)，在中性條件下，由于蛋白自身電荷間的靜電排斥作用，在溶液中比較穩(wěn)定，而在等電點(diǎn)附近pH值為4.4～4.6時(shí)，所帶電荷被中和，將發(fā)生聚集沉淀。然而，大豆水溶性多糖本身具有復(fù)雜的多糖鏈，可以將蛋白分子層層包裹，形成對(duì)外界隔絕的保護(hù)層, 且在酸性條件下大豆水溶性多糖也能穩(wěn)定蛋白顆粒[13]。因此，本研究使用大豆多糖代替果膠作為穩(wěn)定劑，克服了大豆蛋白飲料在酸性條件下沉淀率高的缺點(diǎn)。

圖5　大豆多糖對(duì)酸性大豆蛋白液體飲料沉淀率的影響

如圖5所示，隨著大豆多糖含量的增加，飲料的沉淀率隨之下降，在大豆蛋白與大豆多糖的比例超過為 1∶0.22，沉淀率為1.11%，繼續(xù)增加大豆多糖的添加量，飲料的沉淀率下降變化不顯著（P＞0.05）?？紤]到大豆多糖的價(jià)格較高和飲料中的蛋白質(zhì)營養(yǎng)等因素，大豆蛋白與大豆多糖的比例選為1∶0.22用于工業(yè)生產(chǎn)較為合適。

2.2.2混合液pH對(duì)酸性大豆蛋白液體飲料沉淀率的影響

將大豆蛋白與大豆多糖的比例定為1∶0.22，先混和大豆多糖和麥芽糊精，再與大豆蛋白混合，分別調(diào)節(jié)混合液pH值為3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0，噴霧干燥后收集桶的樣品，調(diào)制成酸性大豆蛋白液體飲料后，研究其沉淀率的變化。如圖6所示，干燥之前，混合物溶液的pH越靠近大豆蛋白的等電點(diǎn)（pH值為4.4～4.6），干燥后得到的樣品調(diào)制的酸性大豆蛋白液體飲料的沉淀率越高，當(dāng)pH值為4時(shí)，沉淀率最高，達(dá)到了1.5%。但是，當(dāng)pH值大于4時(shí)，隨著pH值增大，酸性大豆蛋白液體飲料的沉淀率下降，且在pH值為7或8時(shí)，沉淀率相似，約為1.0%。因此，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果上來看，混合液pH值為7.0時(shí)，酸性大豆蛋白液體飲料的沉淀率較低。

圖6　干燥前pH值對(duì)大豆蛋白液體飲料沉淀率的影響

2.2.3原料混合方式對(duì)酸性大豆蛋白液體飲料穩(wěn)定性的影響

將大豆蛋白與大豆多糖的比例定為1∶0.22，采用三種不同的方式混合原料，調(diào)節(jié)混合液pH值為7.0，噴霧干燥后收集桶中的樣品，調(diào)制成酸性大豆蛋白液體飲料，并研究原料混合方式對(duì)酸性大豆蛋白液體飲料穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，將大豆多糖和麥芽糊精混合作為第一混合液，大豆蛋白作為第二混合液，這種混合方下飲料的沉淀率最低，為1.09%（如圖7所示）。

圖7　混合方式對(duì)酸性大豆蛋白液體飲料沉淀率的影響

2.2.4干燥方式對(duì)酸性大豆蛋白液體飲料穩(wěn)定性的影響

將大豆蛋白與大豆多糖的比例確定為1∶0.22，混合大豆多糖和麥芽糊精后，再與大豆蛋白水溶液混合，調(diào)節(jié)混合液pH值為7.0后，分別采用噴霧干燥和冷凍干燥兩種方式進(jìn)行干燥，調(diào)制成酸性大豆蛋白液體飲料后檢測(cè)其沉淀率。如圖8所示，噴霧干燥機(jī)收集桶中的樣品調(diào)制成酸性飲料后沉淀率最低，為1.01%；冷凍干燥次之，沉淀率為1.33%，噴霧干燥塔壁上的收集物沉淀率最高，為1.72%。

圖8　干燥方式對(duì)酸性大豆蛋白液體沉淀率的影響

2.3新型大豆蛋白飲料的制備

選取實(shí)驗(yàn)最優(yōu)條件，如大豆蛋白與大豆多糖的比例選為1∶0.22、大豆多糖和麥芽糊精先混合再與大豆蛋白混合的方式、干燥前混合液調(diào)pH為7.0、噴霧干燥等工藝條件，制備了新型大豆蛋白固體飲料，調(diào)制成酸性大豆蛋白液體飲料時(shí)，其平均沉淀率只有0.95%，口味適中，酸甜可口，沒有大豆蛋白飲料常帶的豆味和澀味，適合消費(fèi)者飲用，并且此可重構(gòu)的復(fù)合物具有易儲(chǔ)存、易運(yùn)輸、營養(yǎng)豐富的特點(diǎn)，應(yīng)能快速響應(yīng)市場(chǎng)需求。

3　結(jié)論

近年來，隨著大豆蛋白的營養(yǎng)價(jià)值和保健功能得到越來越多的關(guān)注，大豆蛋白市場(chǎng)迎來了寶貴的發(fā)展機(jī)遇。但是，我國的大豆蛋白產(chǎn)品卻存在很大的問題，如產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、技術(shù)含量不高 、缺乏競(jìng)爭(zhēng)力等[14]。目前，市場(chǎng)上的大豆蛋白飲料包括豆奶、豆?jié){、豆奶粉等，普遍存在著豆腥味重、沉淀率高等缺點(diǎn)，含大豆蛋白的調(diào)配型飲料也較少，且消費(fèi)者認(rèn)可度低。所以，需要開發(fā)新型大豆蛋白飲品以滿足消費(fèi)者的需求。

很多研究表明，蛋白氨基酸側(cè)鏈上的自由氨基（主要是賴氨酸側(cè)鏈上的氨基）與多糖分子末端的羥基之間發(fā)生反應(yīng)[15]，共價(jià)結(jié)合形成具有良好乳化性、溶解性的復(fù)合物[16-17]。因此，本研究在制備大豆蛋白飲料時(shí)添加多糖類如麥芽糊精分子作為承載體，同時(shí)，麥芽糊精將遮蔽大豆的腥味，一定程度上改善了口味。

本研究發(fā)現(xiàn)在新型大豆蛋白固體飲料的制備過程中，最佳工藝條件為：大豆蛋白與大豆多糖質(zhì)量比為1∶0.22、干燥前混合液pH值為7.0、先混和大豆多糖和麥芽糊精再與大豆蛋白混合、取噴霧干燥收集桶中粉末，此條件下制備的新型大豆蛋白固體飲料，調(diào)制成酸性大豆蛋白液體飲料后沉淀率較低。另外，本研究以固體飲料形式進(jìn)行制備酸性大豆蛋白飲料，具有易儲(chǔ)存、易運(yùn)輸、營養(yǎng)豐富，能快速響應(yīng)市場(chǎng)等優(yōu)勢(shì)[18]。因此，該新型大豆蛋白飲料既具備固體飲料的優(yōu)勢(shì)，又有調(diào)制成沉淀率低的酸性大豆蛋白液體飲料的潛力，一定程度上豐富了大豆蛋白飲料的種類，具有較大的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

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Effects of Process on Quality of Acid Soybean Protein Solid Beverage

DUAN Zhi-qiang1,ZHA Dong-feng2,HUANG Han-feng2,
GAO Hong-liang1,JIN Ming-fei1,CUI Hong-liang3,CHANG Zhong-yi1
（1. School of Life Science, East China Normal University, Shanghai 200241, China;
2. Economic Crops Center Henan Shangqiu Agriculture Bureau, Shangqiu 476000, China;
3. Pingdingshan Tianjing Plant protein Alubmen Company Limited, Pingdingshan 467200, China）

Some factors influencing quality of acidic soybean protein solid beverage were studied, and precess ofacidic soybean protein solid beverage was also optimized. It was found that the optimum conditions were in following, the proportion of soybean protein and soybean Polysaccharides was 1∶0.26, pH of mixed solutions before drying was 7.0, mixing soybean polysaccharides and maltodextrin, and then soybean protein was mixed, further more, spray drying was the best. The solubility of acid soybean protein solid drink was better, and the precipitation rate of liquid drink made with acid soybean protein solid drink was low and was only 0.95%.

soybean protein; solid beverage ingredient; preparation technology; solubility; stability

TS278

A

1009-220X(2016)02-0013-07 DOI: 10.16560/j.cnki.gzhx.20160211

2016-01-07

段志強(qiáng) (1988～) ，男，河南平輿人，碩士；主要從事食品生化研究。dzq1988418@163.com

常忠義(1968～) ，男，河南洛陽人，副教授，博士；主要從事微生物和食品生化研究。zychang@bio.ecnu.edu.cn