新型雙蛋白杏仁乳飲料加工工藝研究

文/吳達雄 王 軍＊ 林少寶 郭 健 楊曉泉 許嘉偉 黎恒希

（1 廣州風行乳業(yè)股份有限公司；2 華南理工大學食品科學與工程學院）

隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，人民生活水平提高，新的消費觀念正主導當前乳制品、飲品等液態(tài)食品的市場發(fā)展方向。源于傳統(tǒng)飲食文化、以身心健康為目標的植物蛋白飲料越來越受到年輕消費群體的青睞。目前，越來越多的植物蛋白資源在不同食品中得以應(yīng)用[1]。研究結(jié)果表明，植物蛋白有助于預(yù)防糖尿病、高血壓、心臟病等慢性疾病，而且植物蛋白造成的環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展和動物保護等問題也少于動物蛋白[2]。

市面上常見的植物蛋白飲料普遍存在低蛋白、高碳水化合物和口感粗糙等問題，對健康和營養(yǎng)等消費趨勢重視不足。蛋白質(zhì)是日常飲食中極其重要的營養(yǎng)成分，只有攝入充足的蛋白質(zhì)才能維持機體的正常生理活動。近年來，高蛋白食品以能夠提供飽腹感和持久能量的功能在體重管理、運動康復(fù)和保持肌肉質(zhì)量等方面廣受關(guān)注[3]。對于植物來源的蛋白質(zhì)，高濃度條件下熱處理過程中發(fā)生的聚集行為和體系黏度增加往往導致最終產(chǎn)品的口感變差[4]，不為消費者所接受。微粒化蛋白（Micro-Particulated Protein）能夠以高剪切熱處理改變蛋白質(zhì)的聚集方式，從而使蛋白質(zhì)形成具有微米尺度及剛性結(jié)構(gòu)的顆粒[5，6]，將其添加至飲料中，有望實現(xiàn)在提高蛋白質(zhì)含量的同時不影響體系黏度、保持其爽滑口感的目的。

本文以營養(yǎng)豐富、兼具一定藥用價值的杏仁為原料，通過烘烤、研磨及打漿等工藝獲得杏仁乳，并與乳清蛋白來源的微?；鞍讖?fù)配制得雙蛋白乳飲料，在提高蛋白質(zhì)含量的同時，賦予最終產(chǎn)品良好的口感及平衡的必需氨基酸組成，并考察了各工藝環(huán)節(jié)對產(chǎn)品穩(wěn)定性及風味的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

脫衣杏仁（市售），微粒化乳清蛋白（Simplesse 100，CP Kelco公司），白砂糖（市售），ι-卡拉膠（煙臺市潤隆海洋生物制品有限公司）。

1.2 儀器

頂置式攪拌器RW20（德國IKA公司），分散均質(zhì)機T25（德國IKA公司），高壓微射流均質(zhì)機（美國MFIC公司），激光粒度儀Mastersizer 3000E（英國Malvern公司），旋轉(zhuǎn)流變儀RheoStress 600（美國Thermo Fisher公司），紫外分光光度計Genesys 10s（美國Thermo Fisher公司），便攜式球形分光光度儀Ci6X（美國X-rite公司）。

表1 雙蛋白杏仁乳飲料的感官評分標準

1.3 工藝流程及要點

1.3.1 工藝流程

原料→烘烤→研磨→杏仁粉→攪拌浸提→過濾→杏仁乳→調(diào)配→均質(zhì)→殺菌→冷卻→雙蛋白杏仁乳飲料。

1.3.2 操作要點

挑選新鮮、飽滿且乳白有光澤的杏仁，置于120 ℃下烘烤20 min，經(jīng)粉碎機研磨獲得杏仁粉。將杏仁粉和去離子水以1∶4的料液比混合，室溫下攪拌浸提1 h，用紗布對固形物及泡沫進行過濾，獲得杏仁乳。加入微粒化乳清蛋白、卡拉膠和蔗糖等進行調(diào)配，充分攪拌使其溶解，使用高壓微射流均質(zhì)機以50 MPa均質(zhì)2 次，120 ℃下滅菌20 min，冷卻至室溫，4 ℃保藏。

1.4 檢測方法

（1）蛋白質(zhì)含量測定：按《食品安全國家標準 食品中蛋白質(zhì)的測定》（GB 5009.5-2016）中方法測定（N×6.25）。

（2）脂肪含量測定：按《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》（GB 5009.6-2016）中方法測定。

（3）色差分析：采用便攜式球形分光光度儀測定，以白色背景板作標準白。

（4）微粒粒度分布分析：采用激光粒度儀測定其粒度分布，分散介質(zhì)為水，微粒的折射率設(shè)置為1.59。

（5）黏度分析：采用旋轉(zhuǎn)流變儀，選取直徑為35 mm的平板探頭，板間隙設(shè)置為1 mm，在25 ℃下記錄液體在剪切速率在0.01～100 s-1范圍內(nèi)的黏度變化。

（6）穩(wěn)定性分析：準確稱取1.0 g雙蛋白乳飲料置于2 mL離心管中，3 000 r/min離心10 min，移除上清液后置于105 ℃烘箱中干燥至恒重，記錄沉淀的質(zhì)量，計算沉淀占離心前樣品重量的百分比，即離心沉淀率。

1.5 雙蛋白杏仁乳飲料的配方優(yōu)化

采用L9（34）正交試驗設(shè)計進行配方優(yōu)化。各因素水平分別為：A微粒化乳清蛋白添加量（2%、3%、4%）；B穩(wěn)定劑添加量（0.005%、0.010%、0.015%），C白砂糖添加量（1%、3%、5%）。

根據(jù)色澤、組織狀態(tài)、口感、香氣和滋味等5個品質(zhì)指標（表1）對雙蛋白杏仁乳飲料進行感官評分。

2 結(jié)果與討論

2.1 烘烤對杏仁乳品質(zhì)的影響

杏仁富含蛋白質(zhì)和油脂。經(jīng)檢測，本文所用杏仁原料的蛋白質(zhì)和脂肪含量分別為26.6%和48.3%。在如此高含量的情況下，兩者能在杏仁中穩(wěn)定存在得益于其天然形成的結(jié)構(gòu)，即油脂被親脂蛋白質(zhì)乳化包裹。在制作杏仁乳過程中，杏仁不可避免地被破碎，蛋白質(zhì)在水相中溶出，導致原有結(jié)構(gòu)被破壞，油脂與蛋白質(zhì)分離。后續(xù)的制備需對其進行均質(zhì)，使蛋白質(zhì)或添加的表面活性劑將油脂乳化，防止油脂析出上浮。在此重組結(jié)構(gòu)過程中，油脂會與杏仁中部分氧化酶接觸，誘發(fā)油脂氧化，影響產(chǎn)品風味。因此，本文參考傳統(tǒng)植物奶的制作方法，在研磨前先對杏仁進行烘烤，使其中相關(guān)氧化酶鈍化失活，同時使杏仁產(chǎn)生烘烤香味，并就烘烤對制得杏仁乳的蛋白質(zhì)含量、風味、顏色、固形物粒度分布及黏度等方面的影響進行了探討。

高溫烘烤會引起杏仁中蛋白質(zhì)變性，一方面導致其中的酶失活，另一方面可能會導致蛋白質(zhì)發(fā)生聚集而影響蛋白質(zhì)在浸提過程的溶出。表2結(jié)果顯示，與未經(jīng)烘烤制得的杏仁乳相比，烘烤制得杏仁乳的蛋白質(zhì)獲得率從69.5%提高至70.9%，但差異不顯著，表明烘烤并未顯著影響杏仁蛋白質(zhì)在水相中的溶出率；烘烤制得杏仁乳的油脂獲得率從78.7%增加至88.0%，說明烘烤能提高杏仁乳中油脂的含量；同時，烘烤可為杏仁乳帶來明顯的烘烤香氣。

表2 烘烤杏仁對所得杏仁乳油脂、蛋白質(zhì)含量及風味的影響

表3 烘烤杏仁對所得杏仁乳色差的影響

圖1 烘烤杏仁對制得杏仁乳外觀的影響

除了影響杏仁中蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象，高溫烘烤也有可能導致一些酶促或非酶促反應(yīng)（美拉德反應(yīng)）的發(fā)生，從而使制得杏仁乳的顏色加深、變暗，降低消費者的接受程度。與未經(jīng)烘烤制得的杏仁乳相比，烘烤制得杏仁乳的外觀及顏色沒有肉眼可辨別的差異（圖1），均呈乳白、細膩、近似牛奶狀的外觀。色差分析可以對樣品顏色進行細致及定性的描述，表3結(jié)果顯示，烘烤導致杏仁乳的亮度稍有下降，由80.79±0.11下降至79.40±0.03，總體而言，兩者色差數(shù)值沒有顯著差別，表明烘烤并沒有顯著影響制得杏仁乳的外觀及顏色，與對其外觀觀察的結(jié)果一致。

蛋白飲料的口感與其顆粒的粒度分布及黏度有關(guān)。體系中顆粒粒徑太小，難以被人體口腔所感知；而顆粒過大，會帶來如沙粒般的粗糙口感。只有粒度大小及黏度適宜，才能使飲料擁有順滑如牛奶般的口感。杏仁乳的顆粒粒度分布結(jié)果表明（圖2），杏仁乳的顆粒粒度主要集中在2 個范圍，分別是0.01～2 μm和2～50 μm，與未經(jīng)烘烤制得的杏仁乳相比，烘烤制得杏仁乳的粒度分布曲線沒有發(fā)生明顯變化，表明烘烤并未對杏仁乳中的顆粒粒度產(chǎn)生顯著影響。用旋轉(zhuǎn)流變儀測定杏仁乳的黏度結(jié)果如圖3所示，杏仁乳黏度隨剪切速率增加而降低，呈剪切變稀的趨勢；烘烤所得杏仁乳的黏度稍有降低，這可能是由于烘烤熱處理使杏仁蛋白質(zhì)變性而發(fā)生聚集，形成了表面較惰性的聚集體，使其與體系中其他顆粒發(fā)生相互作用的趨勢大大降低。因此，烘烤杏仁沒有顯著改變制得杏仁乳的外觀色澤、蛋白質(zhì)獲得率、顆粒粒度分布，卻為杏仁乳帶來烘烤香氣及良好的黏度穩(wěn)定性，有利于提高杏仁乳飲料的品質(zhì)。

2.2 添加微?；榍宓鞍讓﹄p蛋白杏仁乳飲料穩(wěn)定性的影響

圖2 烘烤對杏仁乳顆粒粒度分布的影響

圖3 烘烤對杏仁乳黏度的影響

表4 微?；鞍讓﹄p蛋白乳飲料色差的影響

對烘烤后的杏仁進行粉碎、攪拌、浸提獲得杏仁乳，然后將其與微?；榍宓鞍?、卡拉膠（穩(wěn)定劑）和白砂糖進行復(fù)配，再經(jīng)均質(zhì)、殺菌等操作制得雙蛋白杏仁乳飲料。微?；鞍资且约羟袩崽幚淼姆绞绞沟鞍踪|(zhì)形成具有微米尺度（1～10 μm）、低黏度、低成膠性的顆粒，加入微?；鞍准忍岣吡诵尤嗜榈牡鞍踪|(zhì)含量，賦予飲料順滑口感，同時也豐富了飲料的蛋白質(zhì)組成，提高營養(yǎng)價值。微粒化乳清蛋白添加量對制得雙蛋白乳飲料外觀、色差及黏度的影響分別見表4、圖4和圖5。圖4結(jié)果顯示，隨著微?；鞍缀吭黾樱?%～4%），雙蛋白乳飲料沒有肉眼可辨別的差異，均呈乳白、均勻且細膩的乳狀外觀。表4色差結(jié)果顯示，雖然乳飲料的亮度隨微?；鞍滋砑恿吭黾佣杂邢陆?，顏色也稍有加深，但差異并不顯著，表明微?；鞍撞]有顯著改變飲料的外觀及色澤。圖5結(jié)果表明，當微?；鞍滋砑恿枯^低時（1%～2%），對乳飲料黏度的增加影響并不明顯，但在高剪切速率區(qū)域（10～100 s-1），乳飲料的黏度仍隨微?；鞍滋砑恿康脑黾佣黾?；當微?；鞍滋砑恿枯^高時（3%～4%），顯著提高了乳飲料的黏度，表明微?；鞍滋砑恿枯^低時并未顯著改變?nèi)轱嬃系酿ざ龋斊涮砑恿砍^3%時，體系固形物顯著增加，乳飲料的黏度顯著上升。

圖4 微?；鞍讓﹄p蛋白乳飲料外觀的影響

2.3 雙蛋白杏仁乳飲料配方的優(yōu)化

本文選取微?；榍宓鞍?、穩(wěn)定劑及白砂糖添加量3 個因素進行正交試驗，各組合乳飲料的感官評分、離心沉淀率及極差分析見表5。結(jié)果顯示，影響雙蛋白杏仁乳飲料口感風味的因素主次關(guān)系為微粒化蛋白添加量＞白砂糖添加量＞穩(wěn)定劑添加量，微粒化蛋白和白砂糖分別對乳飲料的黏度及滋味產(chǎn)生較顯著的影響。圖5結(jié)果表明，當微?；鞍滋砑恿砍^3%時，乳飲料黏度明顯上升；而表5結(jié)果也表明，含3%微?；鞍椎娜轱嬃系母泄僭u分明顯下降，這顯然是由于微?；鞍滋砑訉е吗ざ仍黾?。當白砂糖添加量達3%以上時，感官評分出現(xiàn)明顯提高，表明適當增加甜度有利于改善乳飲料甜度，但在目前崇尚健康的消費觀念下，過度添加甜味并不能進一步提高乳飲料的接受程度。另一方面，由于微?；鞍琢６容^大（1～10 μm），如果想在長時間貨架期內(nèi)使其穩(wěn)定懸浮于體系中，需要添加穩(wěn)定劑，本文以ι-卡拉膠作為穩(wěn)定劑。表5結(jié)果表明，穩(wěn)定劑添加量對于感官評分基本沒有影響，而離心沉淀率結(jié)果也表明，乳飲料穩(wěn)定性更取決于微?；鞍椎奶砑恿?，當飲料中微?；鞍缀扛邥r，其黏度增加，穩(wěn)定性也隨之提高。但是，穩(wěn)定劑對于體系穩(wěn)定性有一定影響，與添加0.005%穩(wěn)定劑的乳飲料相比，添加0.010%穩(wěn)定劑的乳飲料的離心沉淀率明顯下降，表明添加穩(wěn)定劑對于制得穩(wěn)定的雙蛋白乳飲料還是有必要的；但進一步提高穩(wěn)定劑添加量后，乳飲料的穩(wěn)定性有所下降，這可能是由于杏仁蛋白及微粒化蛋白與帶負電的ι-卡拉膠通過靜電吸引相互作用而形成復(fù)合物，導致體系穩(wěn)定性下降，因此，穩(wěn)定劑的添加需要在合適的范圍內(nèi)。

圖5 微?；鞍讓﹄p蛋白杏仁乳飲料黏度的影響

表5 雙蛋白杏仁乳飲料配方正交試驗結(jié)果

3 結(jié)論

本文通過烘烤、研磨、浸提等工藝制得杏仁乳，并將其與微?；榍宓鞍?、卡拉膠、白砂糖等復(fù)配，再經(jīng)均質(zhì)、殺菌制得雙蛋白杏仁乳飲料。最佳配方為微?；鞍?%、卡拉膠0.010%、白砂糖3%。制得的乳飲料外觀乳白細膩、具有順滑的口感和杏仁烘烤香氣，是蛋白質(zhì)含量較高、健康的新型雙蛋白植物乳飲料。