響應(yīng)面法優(yōu)化偃松松仁蛋白肽乳飲料的制備工藝

,2,*

(1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150040; 2.黑龍江省森林食品資源利用重點實驗室,黑龍江哈爾濱 150040)

偃松(Pinuspumila)屬松科(Pinaceae)松屬(PinusLinn),形態(tài)為灌木狀,樹干通常伏臥地面,呈匍匐狀生長,高3～6 m,是一種慢生樹種。偃松分布范圍廣泛,在我國集中分布在大興安嶺北部山地森林,是全國保存完好,面積較大的原始林區(qū)[1]。偃松仁屬中性種仁,富含多種營養(yǎng)物質(zhì),具有很高的營養(yǎng)價值,其中100 g松仁中含脂肪70.6 g,蛋白質(zhì)13.4 g,鈣、鐵、鋅、胡蘿卜素等多種維生素和礦物質(zhì)，還含有多種氨基酸,包含人體必需的8種氨基酸,比例適中[2]。松仁性溫味甘,具有養(yǎng)陰、息風(fēng)、潤肺、滑腸等功效,可治療風(fēng)痹、頭暈、燥、咳、吐血、便秘等癥[3]。

研究表明,植物蛋白寡肽比氨基酸更易、更快通過小腸粘膜被機(jī)體吸收利用[4],而且具有降血壓、抗氧化、提高免疫力等多種生理功能[5-6]。因此,植物蛋白肽成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點,其中植物蛋白肽飲料尤為重要。于曉平等[7]利用堿性蛋白酶水解香菇,制備香菇肽乳飲料,為食用菌在液態(tài)乳飲料生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考。苗文娟等[8]以大米肽為主要原料開發(fā)大米肽飲料,使其具有大米的低致敏性、易消化和易吸收等特點,同時具有多肽的特殊風(fēng)味,這種新型大米肽精深加工產(chǎn)品,既提高資源利用率又豐富了食品市場。王端[9]以葛根和核桃餅粕為原料,選用乳酸菌發(fā)酵,同時通過酶解法制備核桃多肽,不僅豐富了飲料的種類,還提高了產(chǎn)品的附加值,符合新型功能性營養(yǎng)食品的發(fā)展方向。劉政[10]采用木瓜蛋白酶和中性蛋白酶同加的方法將南瓜籽粕蛋白酶解制備短肽開發(fā)低肽飲料,制得的飲料酸甜適口,奶味純正,有很好的市場發(fā)展前景。但從文獻(xiàn)來看,蛋白肽飲料的配方和工藝對產(chǎn)品穩(wěn)定性影響的研究少有報道,尤其是對偃松松仁蛋白肽飲料的研究更未見報道。

本試驗以偃松松仁蛋白為原料,利用蛋白酶水解制備偃松松仁蛋白肽溶液。采用單因素和響應(yīng)面優(yōu)化偃松松仁蛋白肽飲料的制備工藝,以穩(wěn)定性和感官評價為指標(biāo)。旨在為植物蛋白肽飲料市場提供新產(chǎn)品,同時為進(jìn)一步開發(fā)偃松資源和帶動林區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供科學(xué)研究思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

偃松仁 內(nèi)蒙古阿龍山林業(yè)局提供;Alcalase堿性蛋白酶 諾維信生物技術(shù)有限公司;乳粉 青島智冠乳業(yè)有限公司;檸檬酸 西安裕華生物科技有限公司;綿白糖 山東永泰糖業(yè)有限公司;羧甲基纖維素 佛山市富實新高分子纖維有限公司;黃原膠 河南旗諾食品配料有限公司。

722S可見分光光度計 上海精密科學(xué)儀器有限公司;TDL-40B-W離心機(jī) 湖南星科科學(xué)儀器有限公司;VBR80手持糖量計 上海醫(yī)聯(lián)控溫儀器廠;MJ-180BS-2恒溫培養(yǎng)箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;DFT-250A中藥粉碎機(jī) 上海邁上科學(xué)儀器有限公司;FM300-S-S 高剪切分散乳化機(jī) 上海沐軒實業(yè)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 偃松仁蛋白的制備 參考文獻(xiàn)[11]并稍作修改,將偃松松子去殼除衣,在40 ℃的干燥箱中處理24 h,粉碎,過60目篩,與石油醚1∶25比例在60 ℃的條件下脫脂8 h,重復(fù)3次,得脫脂偃松仁粉。稱取一定量偃松仁粉按1∶30 (w/v)的料液比加入蒸餾水混合均勻,用1 mol/L NaOH調(diào)節(jié)pH至9.2,在45 ℃,500 W的超聲功率下,處理65 min,將提取液在4000 r/min條件下離心20 min后取上清液,用1 mol/L HCl調(diào)節(jié)pH至4.6沉淀蛋白,后在4000 r/min條件下離心20 min取沉淀,加1 mol/L的NaOH溶液調(diào)pH7.0,后真空冷凍干燥,得偃松仁蛋白。

1.2.2 偃松松仁蛋白肽飲料制備的單因素實驗 參照文獻(xiàn)[12]并稍作修改,準(zhǔn)確稱取3 g偃松仁蛋白粉,加入100 mL蒸餾水?dāng)嚢杈鶆?于90 ℃水浴15 min,再冷卻至45 ℃,用0.6 mol/L 氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至10,加入7000 U/g Alcalase堿性蛋白酶,酶解3 h,于100 ℃水浴中滅酶5 min,然后經(jīng)過4000 r/min離心20 min,得到偃松松仁蛋白水解液。

分別取一定量檸檬酸(0.05%、0.08%、0.10%、0.12%、0.15%)和綿白糖(2%、4%、6%、8%、10%)、羧甲基纖維素與黃原膠比例為1∶1的復(fù)合穩(wěn)定劑(0.05%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%),充分混合并攪拌均勻,緩慢加入一定量的45 ℃溫水,沿同一方向攪拌使其充分溶解,然后加入一定量全脂乳粉(1%、2%、3%、4%、5%),充分?jǐn)嚢枞芙?最后加入偃松松仁蛋白水解液(10%、15%、20%、25%、30%),充分混合后在均質(zhì)壓力為30 MPa的條件下進(jìn)行均質(zhì)(2、3、4、56次/s),均質(zhì)好的料液經(jīng)玻璃瓶定量灌裝、封蓋后,在90 ℃條件下滅菌10 min,后冷卻至室溫,得到偃松松仁蛋白肽乳飲料。檸檬酸添加量、綿白糖添加量、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量、全脂乳粉添加量、偃松松仁蛋白水解液添加量和均質(zhì)次數(shù)的固定水平分別為0.10%、6%、0.2%、3%、20%和均質(zhì)2次/s,在對各因素進(jìn)行單因素試驗探究時,其他因素均取固定水平,研究各單因素對感官評分和離心沉淀率的影響。

1.2.3 Plackett-Burman試驗設(shè)計聯(lián)用Box-Behnken響應(yīng)面法優(yōu)化飲料工藝 在單因素試驗的基礎(chǔ)上,通過Plackett-Burman試驗分別確定對偃松松仁蛋白肽乳飲料的感官評分和離心沉淀率影響顯著的因素,然后分別以感官評分和離心沉淀率為評價指標(biāo),采用中心組合Box-Benhnken Design(BBD)設(shè)計試驗進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化偃松松仁蛋白肽乳飲料制備工藝。根據(jù)PB試驗分別針對感官評分和離心沉淀率評價指標(biāo)篩出顯著因素進(jìn)行響應(yīng)面中心組合試驗,響應(yīng)面試驗設(shè)計分別見表1和表2。

表1 以感官評分為指標(biāo)的響應(yīng)面試驗因素與水平設(shè)計Table 1 Box-Behnken design test factor and level design by sensory evaluation standard

表2 以離心沉降率為指標(biāo)的響應(yīng)面試驗因素與水平設(shè)計Table 2 Box-Behnken design test factor and level design by centrifugal sedimentation rate

1.2.4 偃松仁蛋白含量的測定 參考GB/T 5009.5-2016方法,測定偃松松仁蛋白的含量。

表3 偃松仁蛋白肽乳飲料感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory quality evaluation standard of peptide milk beverage of Pinuspumila nuts

1.2.5 偃松仁蛋白水解度的測定 采用pH-stat法[13],測定蛋白質(zhì)水解度,偃松仁分離蛋白的水解度DH,根據(jù)酶解過程中用自動電位滴定儀控制滴定NaOH,保證酶解過程中酶解液pH恒定,記錄消耗的NaOH的量,計算公式:

式中,DH:水解度;VNaOH:氫氧化鈉消耗體積mL;CNaOH:氫氧化鈉濃度mol/L;α:氨基解離常數(shù);MP:底物中蛋白質(zhì)總質(zhì)量g;Htot:底物中蛋白質(zhì)肽鍵總數(shù)mmol/g,pK:取7.0為平均值計算。

1.2.6 偃松松仁蛋白肽乳飲料穩(wěn)定性的測定 采用離心沉淀法[14],在離心管中準(zhǔn)確加入15 mL偃松仁蛋白肽乳飲料,然后4000 r/min離心15 min,棄去上部溶液,準(zhǔn)確稱取沉淀物質(zhì)量,計算沉淀率。

1.2.7 偃松松仁蛋白肽乳飲料感官評價 參照Smit[15]的方法,邀請食品科學(xué)與工程專業(yè)的老師和同學(xué)組成10人的(男∶女=1∶1)評價小組,分別從色澤、風(fēng)味、滋味、組織狀態(tài)四個方面對產(chǎn)品的感官品質(zhì)進(jìn)行評分,其評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每組3個平行,結(jié)果取平均值。數(shù)據(jù)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)方差(means±SD)表示,數(shù)據(jù)處理,結(jié)果采用統(tǒng)計分析軟件SPSS 21.0與Origin 9.0進(jìn)行統(tǒng)計分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 水解度的測定

脫脂偃松松仁粉中的蛋白質(zhì)含量測得結(jié)果為(41.5±1.43) g/100 g,經(jīng)過水解后采用pH-stat法測定蛋白質(zhì)水解度,偃松松仁分離蛋白的水解度DH,根據(jù)酶解過程中用自動電位滴定儀控制的NaOH,保證酶解過程中酶解液pH恒定,記錄消耗的NaOH的量,最終測得的水解度為15.48%±0.97%。

2.2 偃松松仁蛋白肽乳飲料的研究

2.2.1 檸檬酸添加量對偃松松仁蛋白肽乳飲料品質(zhì)的影響 檸檬酸調(diào)節(jié)飲料的pH,賦予產(chǎn)品溫和爽凈的酸味,增強食欲和促進(jìn)鈣、磷的吸收,防腐抑菌作用,延長產(chǎn)品貨架期[19]。檸檬酸添加量對肽乳飲料的影響如圖1所示,檸檬酸添加量在0.05%～0.12%范圍內(nèi),隨著檸檬酸添加量的增加,偃松松仁肽乳飲料感官評價明顯升高,此時飲料酸甜適中、口感舒暢。當(dāng)檸檬酸添加量大于0.12%時感官評分降低,酸甜失調(diào),不適口,這可能由于當(dāng)檸檬酸添加到一定量后,酸度變大,風(fēng)味變差。因此當(dāng)添加量為0.12%時,偃松松仁蛋白肽乳飲料口感最佳,糖酸度協(xié)調(diào),易被接受。

圖1 檸檬酸添加量對感官評定和離心沉降率的影響Fig.1 Effects of citric acid addition on sensory evaluation and centrifugal sedimentation rate

隨檸檬酸添加量增加,飲料的離心沉淀率呈先下降后上升的趨勢。這是由于當(dāng)溶液pH與蛋白質(zhì)等電點越接近,溶液的溶解度也越小,蛋白質(zhì)分子也越易和溶液內(nèi)其余組分彼此聚集凝結(jié),形成析出物。當(dāng)溶液pH與蛋白質(zhì)的等電點越偏離時,其水合作用越好,蛋白質(zhì)也越容易解離成親水膠體,其溶解度也隨之增大,溶液穩(wěn)定更好[20]。

2.2.2 綿白糖添加量對偃松松仁蛋白肽乳飲料品質(zhì)的影響 綿白糖主要成分為蔗糖,含有少量轉(zhuǎn)化糖,口感純凈,風(fēng)味優(yōu)于白砂糖。綿白糖不僅可以改善甜味,還可以賦予產(chǎn)品特殊風(fēng)味[21]。由圖2可知,隨著綿白糖添加量的增加,飲料的感官評價分?jǐn)?shù)呈先上升后下降的趨勢,當(dāng)綿白糖添加量6%時,偃松仁蛋白肽乳飲料的感官評分達(dá)到最高分76分,甜度適中。這由于當(dāng)綿白糖添加量過高時,會影響偃松松仁蛋白肽特有風(fēng)味,增加產(chǎn)品成本;添加量較少時,偃松松仁肽乳飲料甜度偏低,風(fēng)味寡淡。

圖2 綿白糖添加量對感官評定和離心沉降率的影響Fig.2 Effects of soft sugar addition on sensory evaluation and centrifugal sedimentation rate

隨著綿白糖添加量的增加,飲料的離心沉淀率出現(xiàn)先下降后上升再下降的趨勢。這是由于綿白糖添加量的增加時,溶液的濃度也隨之改變。當(dāng)液體濃度保持恒定,有利于膠體溶液維持穩(wěn)定。當(dāng)溶液濃度改變時,蛋白質(zhì)粒子就會慢慢相互凝聚,使絮狀沉淀物出現(xiàn)。

2.2.3 復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對偃松松仁蛋白肽乳飲料品質(zhì)的影響 穩(wěn)定劑是維持飲料穩(wěn)定性的重要因素,是影響飲料組織狀態(tài)分層現(xiàn)象的關(guān)鍵。復(fù)合穩(wěn)定劑比單一穩(wěn)定劑具有更好的穩(wěn)定效果[22],本實驗所用復(fù)合穩(wěn)定劑為CMC和黃原膠1∶1復(fù)配。由圖3可知,隨著復(fù)合穩(wěn)定劑添加量的增加,飲料感官評價分?jǐn)?shù)隨之增加,當(dāng)添加量為0.20%時,感官評價分?jǐn)?shù)達(dá)到最高為82分,此時偃松松仁肽乳飲料口感、柔和細(xì)膩、無分層。當(dāng)添加量超過0.20%時,飲料的感官評分呈下降趨勢,這是由于復(fù)合穩(wěn)定劑的添加量過大,會稀釋飲料本身的乳香味和偃松仁蛋白水解液飲料特有的香味,使得感官評價分?jǐn)?shù)降低。

圖3 復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對感官評定和離心沉降率的影響Fig.3 Effects of compound stabilizer dosage on sensory evaluation and centrifugal sedimentation rate

當(dāng)復(fù)合穩(wěn)定劑的添加量增加時,飲料的離心沉降量呈先下降后升高的趨勢。當(dāng)復(fù)合穩(wěn)定劑添加量為0.20%時,飲料的離心沉降率最低為2.9%,這可能由于復(fù)合穩(wěn)定劑可使分散介質(zhì)粘度增加,以防液滴并合,使顆粒沉降速率降低,減少分子間的凝聚,從而使乳濁液中的分散粒子穩(wěn)定,使植物蛋白質(zhì)飲料的穩(wěn)定性提高。當(dāng)復(fù)合穩(wěn)定劑添加量過高時會使溶液變得更加粘稠,出現(xiàn)絮狀物,因此影響飲料的穩(wěn)定性。

2.2.4 乳粉添加量對偃松松仁蛋白肽乳飲料品質(zhì)的影響 乳粉添加量對肽乳飲料的影響如圖4所示,隨著乳粉的添加量的增加,其感官評分呈先上升后下降的趨勢,當(dāng)乳粉添加量為2%時感官最佳評分為86分,此時偃松仁蛋白水解液特有香味與乳香味二者協(xié)調(diào),乳粉添加量在1%～2%時,隨著乳粉添加量的增加,乳粉香味漸強,飲料感官評分增加,當(dāng)乳粉添加量在2%～5%時,奶香較濃使得飲料的感官評分降低。

圖4 乳粉添加量對感官評定和離心沉降率的影響Fig.4 Effects of milk powder addition on sensory evaluation and centrifugal sedimentation rate

隨著乳粉的添加量的增加,飲料的沉淀離心率呈先減小后上升的趨勢,乳粉添加量為2%,離心沉淀率為3.24%,此時乳飲料色澤均勻一致、口感柔和,組織均勻無分層現(xiàn)象。乳粉添加量在1%～2%時,離心沉淀率降低,當(dāng)乳粉添加量在2%～5%時開始上升,因為隨著乳粉添加量的增加,飲料變得粘稠,離心沉淀率增加[17-18]。

2.2.5 偃松松仁蛋白水解液添加量對肽乳飲料品質(zhì)的影響 偃松松仁蛋白水解液添加量對肽乳飲料的影響如圖5所示,在添加量為小于20%時,偃松仁蛋白水解液風(fēng)味不明顯,隨著添加量增加感官評價分?jǐn)?shù)上升,在添加量為20%時達(dá)到最大值92分,比偃松仁蛋白水解液添加量為10%時感官評分增加了29.57%。此時飲料呈現(xiàn)偃松仁蛋白肽特有的香氣,色澤均一,當(dāng)偃松仁蛋白水解液的添加量大于20%,顏色變深,苦味明顯,飲料的感官評價分?jǐn)?shù)開始減小,這可能由于當(dāng)偃松仁蛋白水解液添加量到達(dá)一定的量后,其殘留苦味的作用更加明顯,使得風(fēng)味變差。

圖5 偃松仁蛋白水解液添加量 對感官評定和離心沉降率的的影響Fig.5 Effects of adding protein hydrolysate of Pinuspumila seed on sensory evaluation and centrifugal sedimentation rate

飲料的離心沉淀率越小,說明飲料穩(wěn)定性越好[16]。飲料離心沉淀率隨松仁蛋白水解液添加量升高而減小,穩(wěn)定性升高,在添加量為20%時達(dá)到最小值為1.66%,當(dāng)添加量大于20%時,隨著偃松松仁蛋白水解液添加量升高，飲料離心沉淀率開始增加,穩(wěn)定性降低,組織不均勻,這是由于大量加入偃松仁蛋白水解液后,飲料組織狀態(tài)不均勻,出現(xiàn)沉淀,分層現(xiàn)象嚴(yán)重。

表4 Plackett-Burman試驗設(shè)計及結(jié)果Table 4 Results of Plackett-Burman experimental design

表5 Plackett-Burman試驗方差分析結(jié)果Table 5 Results of Plackett-Burman variance analysis

2.2.6 均質(zhì)次數(shù)對偃松松仁蛋白肽乳飲料品質(zhì)的影響 將飲料用高剪切分散乳化機(jī)進(jìn)行均質(zhì),由圖6可知,隨著均質(zhì)次數(shù)的增加飲料的感官評分隨之上升,在均質(zhì)次數(shù)達(dá)到4次/s時感官評價分?jǐn)?shù)達(dá)到最高值為78分,當(dāng)均質(zhì)次數(shù)大于4次/s時,飲料的感官評價分?jǐn)?shù)隨之下降。這可能由于隨著均質(zhì)次數(shù)的增加,飲料更加均勻,口感細(xì)致,使得感官評價分?jǐn)?shù)增加。均質(zhì)次數(shù)過多時會破壞飲料成分結(jié)構(gòu),致使飲料的風(fēng)味變差。

圖6 均質(zhì)次數(shù)對感官評定和離心沉降率的影響Fig.6 Effect of homogenization frequency on sensory evaluation and centrifugal sedimentation rate

由圖6可知,隨著均質(zhì)次數(shù)的增加,飲料的離心沉降率降低。當(dāng)均質(zhì)次數(shù)為4次/s時,飲料的離心沉降率為2.8%。當(dāng)均質(zhì)次數(shù)大于4次/s時,飲料的離心沉降率緩慢下降,降低幅度較小。可以看出均質(zhì)次數(shù)越多,偃松松仁蛋白肽飲料中固形物粒徑越小越均勻,根據(jù)沉降定律可知飲料就越穩(wěn)定,即離心沉降率越低。但是當(dāng)均質(zhì)次數(shù)越多,飲料中固形物粒徑減小幅度越小,所以飲料的離心沉降率下降越緩慢。

2.3 響應(yīng)面法優(yōu)化配方實驗

2.3.1 以偃松仁蛋白肽乳飲料感官評價為考察指標(biāo)的響應(yīng)面優(yōu)化試驗 采用Plackett-Burman試驗對影響因素進(jìn)行顯著性分析,試驗設(shè)計和方差分析結(jié)果見表4和表5。

由表4和表5可以看出各因素對偃松松仁肽乳飲料感官評價影響強弱順序為:偃松松仁蛋白質(zhì)水解液添加量>乳粉添加量>綿白糖添加量>檸檬酸添加量>復(fù)合穩(wěn)定劑添加量>均質(zhì)次數(shù),因此試驗選取水解液添加量、乳粉添加量、綿白糖添加量三個因素進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗,以偃松松仁肽乳飲料感官評分為考察指標(biāo),利用Box-Behnken建立四因素三水平數(shù)學(xué)模型,響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果見表6和表7。

表6 Box-Behnken試驗設(shè)計及結(jié)果Table 6 Test design and results of Box-Behnken

采用Design-Except 8.05軟件對表6試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合,獲得的感官評價(Y)對綿白糖添加量(A)、偃松松仁蛋白質(zhì)水解液添加量(B)、乳粉添加量(C)真實值的回歸模型方程為:Y=81.80-1.25A+1.88B-0.38C-2.50AB-3.00AC-2.25BC-6.03A2-9.28B2-8.77C2。

表7 回歸方程系數(shù)顯著性檢驗Table 7 Significant test of coefficient of regression equation

由表7可知模型的P值小于0.01,表明該響應(yīng)面回歸模型達(dá)到極顯著水平,失擬項不顯著(P=0.68),說明該模型對本試驗擬合程度較好?；貧w方程的決定系數(shù)R2為0.9604,說明該模型對實驗點的適配度達(dá)到96.04%,具有較高的擬合度,因此可以利用該模型預(yù)測上述提取條件對偃松仁蛋白肽乳飲料感官評定的影響。由方差分析結(jié)果可知,偃松松仁蛋白水解液對偃松松仁蛋白肽乳飲料的感官評分影響最大,其次是綿白糖的添加量,影響最不顯著的是乳粉添加量。同時從表7中可以看出,模型中一次項A、B、C和交互項AB、BC對偃松仁蛋白肽乳飲料感官評分影響不顯著,而交互項中AC對偃松仁蛋白肽乳飲料感官評分有顯著影響,二次項A2、B2、C2對偃松仁蛋白肽乳飲料感官評分均有極顯著的影響。

2.3.2 以偃松仁蛋白肽乳飲料穩(wěn)定性為考察指標(biāo)的響應(yīng)面優(yōu)化試驗 采用Plackett-Burman試驗對影響因素進(jìn)行顯著性分析,試驗設(shè)計和方差分析結(jié)果見表8和表9,由于離心沉淀率取最小值。所以各因素對偃松松仁肽乳飲料感官評價影響強弱順序為:均質(zhì)次數(shù)>乳粉添加量>水解液添加量>檸檬酸添加量>復(fù)合穩(wěn)定劑添加量>綿白糖添加量。

表8 Plackett-Burman試驗設(shè)計及結(jié)果Table 8 Results of Plackett-Burman experimental design

表9 Plackett-Burman試驗方差分析結(jié)果Table 9 Results of Plackett-Burman variance analysis

試驗選取均質(zhì)次數(shù)、乳粉添加量、偃松松仁蛋白質(zhì)水解液添加量三個因素進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗,以偃松松仁肽乳飲料感官評分為考察指標(biāo),利用Box-Behnken建立四因素三水平數(shù)學(xué)模型,響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果見表10和表11。

表10 Box-Behnken試驗設(shè)計及結(jié)果Table 10 Test design and results of Box-Behnken

2.4 模型的驗證

在單因素實驗研究結(jié)果為檸檬酸添加量為0.12%、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量為0.2%、均質(zhì)次數(shù)為4次/s條件下,對以感官評分為評價指標(biāo)通過響應(yīng)面設(shè)計優(yōu)化的偃松松仁蛋白水解液添加量20.6%、乳粉添加量1.99%、綿白糖添加量5.75%進(jìn)行驗證試驗,在此條件下驗證結(jié)果為感官評分為81.99。而在單因素試驗研究結(jié)果為檸檬酸添加量為0.12%、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量為0.2%、綿白糖添加量為6%條件下,對以離心沉降率為評價指標(biāo)通過響應(yīng)面設(shè)計優(yōu)化的均質(zhì)次數(shù)為3.69次/s、偃松松仁蛋白水解液添加量為19.36%和乳粉添加量為1.92%進(jìn)行驗證試驗,在此條件下驗證結(jié)果為離心沉降率預(yù)測值為0.42%。結(jié)合實際生產(chǎn)需要,將偃松仁蛋白肽乳飲料的各因素添加量調(diào)整為:偃松松仁蛋白水解液添加量20%,乳粉添加量2%,綿白糖添加量6%,均質(zhì)次數(shù)4次/s,復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.2%,檸檬酸添加量0.1%時,此條件下得出感官評價分?jǐn)?shù)為82分,離心沉降率為0.58%。

表11 回歸方程系數(shù)顯著性檢驗Table 11 Significant test of coefficient of regression equation

3 結(jié)論

通過pH-stat法測定蛋白質(zhì)水解度為15.48%;通過單因素試驗和響應(yīng)面優(yōu)化試驗確定了偃松仁蛋白肽乳飲料的最佳工藝條件為水解液添加量20%、乳粉添加量2%、綿白糖添加量6%、均質(zhì)次數(shù)4次/s、檸檬酸添加量0.1%、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.2%。感官評價分?jǐn)?shù)為82分,穩(wěn)定性為0.58%。其偃松仁蛋白肽乳飲料色澤佳、組織均勻、乳脂香味適中,具有獨特風(fēng)味。

將偃松仁蛋白肽應(yīng)用于乳飲料的生產(chǎn),提高了產(chǎn)品的營養(yǎng)價值,且能夠充分利用偃松資源,延長產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)偃松資源的高值化利用,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。