常溫復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品研究

林小琴

（廈門惠爾康食品有限公司，福建廈門 361004）

0 引言

近年來(lái)，植物蛋白飲品一直備受消費(fèi)者的青睞，隨著消費(fèi)者需求的變化，市場(chǎng)上也出現(xiàn)一些創(chuàng)新的產(chǎn)品來(lái)增加消費(fèi)者的購(gòu)買欲望。例如，最近農(nóng)夫山泉新推出的植物基酸奶，以大豆、堅(jiān)果、椰子為主要原料，是國(guó)內(nèi)首款真正意義上的植物酸奶，主打零膽固醇、含有非飽和脂肪酸、對(duì)健康更有益處等概念。國(guó)外對(duì)于植物蛋白發(fā)酵制品的接受度已經(jīng)很高，如瑞典Oatly的燕麥酸奶、Ripple Foods的鷹嘴豆酸奶、Silk的巴旦木酸奶、澳洲Cocobella椰子酸奶等。目前，我國(guó)市場(chǎng)上植物蛋白發(fā)酵飲品比較少見，市場(chǎng)前景還很大，進(jìn)行植物蛋白發(fā)酵飲品的開發(fā)研究具有非常重要的意義。

豌豆蛋白是以蛋白和淀粉為主的特色植物蛋白資源，在粉絲加工中淀粉做成了粉條，但是其中的蛋白質(zhì)直接廢棄，或者是作為廉價(jià)的飼料處理掉了，造成蛋白資源浪費(fèi)和環(huán)境污染[1]。豌豆蛋白為優(yōu)質(zhì)植物蛋白，賴氨酸含量高，其中生物價(jià)為48%～64%，功效比（PER） 為0.6～1.2。豌豆蛋白的氨基酸組成比較平均，接近FAO/WHO推薦的標(biāo)準(zhǔn)模式，因而是一種較好的必需氨基酸來(lái)源[2]。水稻是人類重要的糧食作物之一，其營(yíng)養(yǎng)組成有著其他事物不可替代的作用。但是其加工副產(chǎn)品中80%左右的大米蛋白卻未能有效開發(fā)，造成蛋白資源的浪費(fèi)。大米蛋白質(zhì)與其他谷物相比雖然含量偏低，但其必需氨基酸構(gòu)成較為完整，是禾谷類糧食中品質(zhì)最好的蛋白質(zhì)[3]。大米蛋白生物價(jià)高達(dá)77，可以與牛肉、魚（生物價(jià)76） 和蝦相媲美。大米蛋白是一種過(guò)敏性低、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，且來(lái)源廣、產(chǎn)量大、成本低的優(yōu)質(zhì)植物蛋白質(zhì)。椰子果肉富含蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)、氨基酸和維生素等多種人體必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[4]。椰子因不含膽固醇，具有保健功能且其特有的濃郁椰香風(fēng)味和醇厚的口感深受廣大消費(fèi)者的喜愛。

以椰漿、豌豆大米蛋白混合粉為主要原料發(fā)酵基礎(chǔ)料液，然后取部分發(fā)酵基料進(jìn)行口感風(fēng)味調(diào)試，制成常溫復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品，含有優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，比例合適、營(yíng)養(yǎng)均衡，且產(chǎn)品酸甜適口，含有發(fā)酵椰汁獨(dú)特的風(fēng)味，口感清爽順滑，適合作為佐餐的飲品，為純植物蛋白發(fā)酵飲品的工業(yè)化推廣提供一定的理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豌豆大米蛋白混合粉、佳樂(lè)椰漿、發(fā)酵劑、復(fù)合穩(wěn)定劑、檸檬酸。

電子天平，上海雷韻試驗(yàn)儀器制造有限公司產(chǎn)品；FA25型高速剪切機(jī)，弗魯克FLUKO公司產(chǎn)品；APV15MR-8TA型高壓均質(zhì)機(jī)，德國(guó)APV公司產(chǎn)品；Armfield-FT74X UHT型殺菌設(shè)備，英國(guó)Armfield公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

（1）發(fā)酵液基料的制備。豌豆大米蛋白混合粉、椰漿→溶解→預(yù)熱（60～65℃） →均質(zhì)（18～20 MPa） →殺菌（95℃，5 min） → 冷卻（42～43℃） →接種→發(fā)酵（發(fā)酵到pH值4.4） → 冷卻（＜20℃） →發(fā)酵液基料。

（2）復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品的制備。發(fā)酵液基料→破乳→均質(zhì)（18～20 MPa）

復(fù)合穩(wěn)定劑 +白砂糖→剪切 （65～70℃，1 500 r/min，5～8 min） → 混合（＜25℃） →冷卻→調(diào)酸→定容→均質(zhì)（50℃，20～25 MPa） → UHT殺菌（131℃，5 s） →常溫灌裝→封口→成品。

1.2.2 操作要點(diǎn)

（1）發(fā)酵液基料的制備。將溶解后的豌豆大米混合粉和椰漿混合預(yù)加熱至65℃，進(jìn)行均質(zhì)，均質(zhì)壓力為18～20 MPa；然后在95℃條件下滅菌5 min；將滅菌后的料液溫度降為42～43℃，發(fā)酵8～10 h直至發(fā)酵液基料pH值為4.4，得到發(fā)酵液基料，將發(fā)酵液基料冷卻至20℃左右待用。

（2） 復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品的制備。取部分發(fā)酵液基料進(jìn)行破乳均質(zhì)，均質(zhì)壓力18～20 MPa，均質(zhì)完待用；將復(fù)合穩(wěn)定劑與白砂糖預(yù)混后，用65～70℃熱水進(jìn)行剪切，剪切速度為1 500 r/min，5～8 min；將剪切好的穩(wěn)定劑料液與均質(zhì)完的發(fā)酵液基料混合冷卻至25℃，將稀釋好的檸檬酸溶液以霧狀邊攪拌混合液邊加入，調(diào)酸后定容；將定容好的料液預(yù)熱至50℃進(jìn)行均質(zhì)，均質(zhì)壓力設(shè)為18～20 MPa，然后通過(guò)131℃，5 s UHT殺菌設(shè)備，在無(wú)菌操作臺(tái)上灌裝，封蓋后即得成品。

1.3 發(fā)酵液基料調(diào)制試驗(yàn)

發(fā)酵液基料的主要原料有椰漿、豌豆大米蛋白混合粉、發(fā)酵劑。椰漿、豌豆大米蛋白混合粉具有獨(dú)特的香味和口感。發(fā)酵原料的配比和發(fā)酵劑用量的多少將直接影響發(fā)酵乳的凝乳時(shí)間、組織狀態(tài)、口感風(fēng)味。試驗(yàn)進(jìn)行了單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，發(fā)酵以pH值4.4為發(fā)酵終點(diǎn)，通過(guò)產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)得到最佳的原料配比和發(fā)酵劑用量。

1.3.1 發(fā)酵液基料調(diào)制單因素試驗(yàn)

（1）椰漿添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響。將豌豆大米蛋白混合粉添加量3.0%，發(fā)酵劑的添加量0.005%，椰漿添加量分別為30%，40%，50%，60%，70%，根據(jù)發(fā)酵液基料的感官評(píng)分，研究椰漿添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響。

（2）豌豆大米蛋白混合粉添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響。固定椰漿添加量50%，發(fā)酵劑添加量0.005%，豌豆大米蛋白混合粉添加量分別為1.0%，2.0%，3.0%，4.0%，5.0%，根據(jù)發(fā)酵液基料的感官評(píng)分，研究豌豆大米蛋白混合粉添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響。

（3） 發(fā)酵劑添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響。固定椰漿添加量50%，豌豆大米蛋白混合粉的添加量4.0%，發(fā)酵劑添加量分別為0.003%，0.004%，0.005%，0.006%，0.007%，根據(jù)發(fā)酵液基料的感官評(píng)分，研究發(fā)酵劑添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響。

1.3.2 發(fā)酵液基料調(diào)制正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/%

1.4 復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品調(diào)制試驗(yàn)

發(fā)酵液基料、白砂糖、檸檬酸及復(fù)合穩(wěn)定劑的添加量將直接影響產(chǎn)品最終的酸甜比適口性、風(fēng)味口感和產(chǎn)品的貨架期穩(wěn)定性。進(jìn)行了單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，以飲品感官評(píng)價(jià)得到最佳的各原輔材料配比。

1.4.1 復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品調(diào)制單因素試驗(yàn)

（1）發(fā)酵液基料添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響。固定白砂糖添加量10%，檸檬酸添加量0.11%，復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.6%，發(fā)酵液基料添加量分別為10%，15%，20%，25%，30%，根據(jù)復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品的感官評(píng)分，研究發(fā)酵液基料添加量對(duì)飲品品質(zhì)的影響。

（2） 白砂糖添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響。固定發(fā)酵液基料添加量20%，檸檬酸添加量0.11%，復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.6%，白砂糖添加量分別為8%，9%，10%，11%，12%，根據(jù)復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品的感官評(píng)分，研究白砂糖添加量對(duì)飲品品質(zhì)的影響。

（3） 檸檬酸添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響。固定發(fā)酵液基料添加量20%，白砂糖添加量11%，復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.6%，檸檬酸添加量分別為0.07%，0.09%，0.11%，0.13%，0.15%，根據(jù)復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品的感官評(píng)分，研究檸檬酸添加量對(duì)飲品品質(zhì)的影響。

（4）復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響。固定發(fā)酵液基料添加量20%，白砂糖添加量11%，檸檬酸添加量0.11%，復(fù)合穩(wěn)定劑添加量分別為0.4%，0.5%，0.6%，0.7%，0.8%，根據(jù)復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品的感官評(píng)分，研究復(fù)合物穩(wěn)定劑添加量對(duì)飲品品質(zhì)的影響。

1.4.2 復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品調(diào)制正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)。

L9（34）正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表2。

表2L（934）正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/%

1.5 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)發(fā)酵液基料進(jìn)行隨機(jī)編號(hào)，由8～10人組成品評(píng)小組對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)分中去掉最高分和最低分，求均值取整后的計(jì)分結(jié)果即為產(chǎn)品的感官評(píng)分值。

感官評(píng)分見表3。

（6）土的變形參數(shù)一般用土的模量表示?？偟膩?lái)講，土的模量與應(yīng)力歷史、應(yīng)力和應(yīng)變水平、排水條件和應(yīng)力路徑方向等有關(guān)。根據(jù)參數(shù)對(duì)比，舊路基壓縮模量Es比新路基大。

表3 感官評(píng)分

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵液基料調(diào)制單因素試驗(yàn)結(jié)果及分析

椰漿添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響見圖1，豌豆大米蛋白混合粉添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響見圖2，發(fā)酵劑添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響見圖3。

圖1 椰漿添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響

圖2 豌豆大米蛋白混合粉添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響

圖3 發(fā)酵劑添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響

椰漿、豌豆大米蛋白混合粉是產(chǎn)品主要組成成分和營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，也直接影響產(chǎn)品的組織狀態(tài)、口感風(fēng)味，當(dāng)達(dá)到一定的比例添加量時(shí)，可以滿足菌種發(fā)酵所需的營(yíng)養(yǎng)，產(chǎn)生發(fā)酵特有的風(fēng)味和口感，但如果添加量過(guò)多，發(fā)酵液基料會(huì)出現(xiàn)較大的豆腥味，基料的穩(wěn)定性也變差。發(fā)酵劑的添加量也直接影響發(fā)酵液基料的風(fēng)味。添加量過(guò)少時(shí)，不利于生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的形成，發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易染上雜菌；添加量過(guò)多，產(chǎn)酸的速度過(guò)快，凝乳過(guò)程中蛋白質(zhì)易脫水收縮，使乳清析出較多，同時(shí)也會(huì)增加生產(chǎn)成本。結(jié)果表明，椰漿在50%時(shí)感官評(píng)分最高，為93分；豌豆大米蛋白混合粉在4.0%時(shí)感官評(píng)分最高，為92分；發(fā)酵劑添加量0.005%時(shí)感官評(píng)分最高，為94分。

2.2 發(fā)酵液基料調(diào)制正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)中每個(gè)因素的評(píng)分結(jié)果，選用L9（34）正交表安排試驗(yàn)。

發(fā)酵液基料調(diào)制正交試驗(yàn)結(jié)果及方差分析見表4。

結(jié)果表明，椰漿添加量K2＞K3＞K1，椰漿添加量為50%時(shí)，發(fā)酵液產(chǎn)品最佳；豌豆大米蛋白混合粉添加量，豌豆大米蛋白混合粉添加量為3.0%時(shí)，發(fā)酵液產(chǎn)品最佳，與單因素試驗(yàn)最佳添加量（4.0%）不一致，這是因?yàn)樵诎l(fā)酵過(guò)程中各因素互相作用，以正交試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)；發(fā)酵劑添加量K2＞K1＞K3，發(fā)酵劑添加量為 0.005%時(shí)，發(fā)酵液產(chǎn)品最佳；正交試驗(yàn)極差A(yù)＞B＞C，發(fā)酵液基料最佳復(fù)配方案為A2B1C2，即椰漿添加量50%，豌豆大米蛋白混合粉添加量3.0%，發(fā)酵劑添加量0.005%，在此條件下發(fā)酵的發(fā)酵基料口感良好、風(fēng)味純正、質(zhì)地細(xì)膩。

2.3 復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品調(diào)制單因素試驗(yàn)

發(fā)酵液基料添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響見圖4，白砂糖添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響見圖5，檸檬酸添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響見圖6，復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響見圖7。

表4 發(fā)酵液基料調(diào)制正交試驗(yàn)結(jié)果及方差分析

圖4 發(fā)酵液基料添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響

圖6 檸檬酸添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響

圖5 白砂糖添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響

圖7 復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對(duì)發(fā)酵液基料品質(zhì)的影響

2.4 復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品調(diào)制正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)中每個(gè)因素的評(píng)分結(jié)果，選用L9（34）正交表進(jìn)行試驗(yàn)。

復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品調(diào)制正交試驗(yàn)結(jié)果及方差分析見表5。

表5 復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品調(diào)制正交試驗(yàn)結(jié)果及方差分析

3 結(jié)論

經(jīng)單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)確定發(fā)酵液基料的參數(shù)為采用椰漿添加量50%，豌豆大米蛋白混合粉添加量3.0%，發(fā)酵劑添加量0.005%進(jìn)行發(fā)酵，以此為發(fā)酵液基料；復(fù)合植物蛋白發(fā)酵飲品配比為發(fā)酵液基料添加量20%，白砂糖添加量12%，檸檬酸添加量0.11%，復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.7%。在此條件下制得的產(chǎn)品口感清爽順滑、風(fēng)味獨(dú)特且穩(wěn)定性良好。