苦蕎風(fēng)味脫脂乳的研制

王嵐，王婧，賓陽，王芳

（成都師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，四川成都 611130）

苦蕎是蓼科蕎麥屬雙子葉植物[1]，不僅蛋白質(zhì)含量高于大米、小麥和高粱等糧食作物，且富含組分良好的氨基酸[2]，如谷類作物最為缺少的賴氨酸，成年人和青少年所必需的組氨酸和精氨酸等。苦蕎中還含有大量的黃酮類物質(zhì)，具有降血糖血脂，提高免疫力，防治輕型糖尿病的保健作用[3-7]。目前，苦蕎食品種類主要有苦蕎類茶飲品、苦蕎類面包、苦蕎類酒、苦蕎類餅干等[8-13]?？梢娍嗍w已受到人們的廣泛關(guān)注，具有廣泛的市場發(fā)展前景。

隨著生活水平的提高，脂肪含量攝入過多，逐漸成為導(dǎo)致心腦血管疾病和肥胖癥的重要原因之一。脫脂乳粉的脂肪含量在2.00%以下，且營養(yǎng)價值與牛乳相當(dāng)，含有幾乎所有能促進(jìn)人體生長發(fā)育以及維持健康必需的營養(yǎng)成分，幾乎可以被人體全部消化吸收[14-16]，適合熱量需求不高的中老年人和對脂肪消化不良的嬰幼兒等人群。近些年隨著人們對健康的重視程度加深，不同功能的復(fù)合飲品開始興起，眾多企業(yè)采用含有不同保健功能的原料進(jìn)行研發(fā)。本產(chǎn)品綜合苦蕎的營養(yǎng)價值和脫脂乳的優(yōu)點(diǎn)，擬開發(fā)苦蕎系列產(chǎn)品——苦蕎風(fēng)味脫脂乳，將兩者營養(yǎng)功能互補(bǔ)，提高營養(yǎng)價值，滿足人們對健康飲品的需求，提高產(chǎn)品附加值，以期為該產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)支撐，也為苦蕎開發(fā)利用提供新方向。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

苦蕎粉，購于涼山彝族自治州邛都苦蕎制品有限責(zé)任公司；伊利脫脂乳粉，購于內(nèi)蒙古自治區(qū)伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司；白砂糖，購于云南省滇鵬有限公司；黃原膠，購于淄博中軒有限公司；瓜爾膠，購于印度瓜爾豆膠和化學(xué)公司。

JA303電子天平，常州市幸運(yùn)電子設(shè)備有限公司；DHP-9402D電熱恒溫箱，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；ESFSL-I固液混合均質(zhì)乳化泵，上海儀弛實(shí)業(yè)有限公司；LDZM-80KCS-Ⅱ高壓蒸汽滅菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠；UV5000紫外分光光度計，安徽皖儀科技股份有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 苦蕎風(fēng)味脫脂乳工藝流程

1.2.2 操作要點(diǎn)

（1）蕎麥漿的制備。將苦蕎粉置于60 ℃左右電熱恒溫箱中烘烤40 min，烘烤完成后，將苦蕎粉取出，在溫度為80 ℃左右電磁爐中用一定量沸水調(diào)成糊狀，備用。

（2）脫脂乳的制備。將脫脂乳粉和沸水按脫脂乳粉∶沸水=5∶36進(jìn)行制備。

（3）調(diào)配、過濾。將脫脂乳加熱到60 ℃左右，加入一定量白砂糖繼續(xù)升溫至80 ℃，使蔗糖充分混合溶解，再將蕎麥漿和脫脂牛奶按一定的比例混合。穩(wěn)定劑按使用要求進(jìn)行添加。為提高效果，采用黃原膠與瓜爾膠按1∶1的比例混合作為穩(wěn)定劑。將調(diào)配好的漿液用80目的篩網(wǎng)過濾。

（4）預(yù)熱、均質(zhì)、殺菌。將調(diào)配好的料液在80～85 ℃條件下預(yù)熱，之后泵入均質(zhì)機(jī)中均質(zhì)，使料液形成均勻一致的穩(wěn)定體系。均質(zhì)后將乳液加熱至90 ℃，殺菌 5 min，快速冷卻至 42 ℃[17]。

1.2.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計

在保持其他條件不變的情況下，分別以不同的蕎麥漿添加量（10.00%、15.00%、20.00%、25.00%、30.00%）、脫脂乳粉添加量（50.00%、55.00%、60.00%、55.00%、70.00%）、黃原膠∶瓜爾膠（1∶1）添加量（0.02%、0.06%、0.10%、0.14%、0.18%）和白砂糖添加量（1.00%、2.00%、3.00%、4.00%、5.00%）為單因素，根據(jù)表2的感官評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評價，確定各單因素的最佳添加量。

1.2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用四因素三水平的中心組合設(shè)計對每一個實(shí)驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)感官評價所得分值為評價指標(biāo)。運(yùn)用Design-Eepert8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計、回歸模型方差分析、配方影響因素交互作用分析、配方參數(shù)優(yōu)化和模型驗(yàn)證，通過P值（P＜0.05）考察模型以及考察蕎麥漿添加量、脫脂乳粉添加量、復(fù)配增稠劑添加量、白砂糖添加量的顯著性，所有試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。設(shè)計及水平如表1所示。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平

1.3 測定方法

1.3.1 感官評價

根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計，調(diào)配產(chǎn)品，由10位經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的人員組成評價小組，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行打分，取其平均值作為評分結(jié)果，對苦蕎風(fēng)味脫脂乳的色澤、組織狀態(tài)、風(fēng)味、滋味口感進(jìn)行綜合打分，滿分為100分。具體感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.3.2 蘆丁含量的測定

1.3.2.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

根據(jù)國標(biāo)GB/T19427-2003[18]中蘆丁含量的測定方法，以蘆丁濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示。并求得回歸方程為y=8.536 4x-0.011 8，R2=0.999 9。

表2 苦蕎風(fēng)味脫脂乳感官評價評分標(biāo)準(zhǔn)表

圖1 蘆丁的標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.3.2.2 樣品中蘆丁含量的測定

準(zhǔn)確量取1.00 mL的供試品樣品于25.00 mL容量瓶中，參照標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作方法，先向其中加入5%的亞硝酸鈉溶液1.00 mL，混勻后，靜置6 min，再向其中加入10%的硝酸鋁溶液1.00 mL，搖勻后，靜置反應(yīng)6 min，最后向其中加入4%的氫氧化鈉溶液10.00 mL，用蒸餾水定容至刻度，混勻后，靜置15 min使其充分反應(yīng)。用蒸餾水作為空白對照，在最大波長510 nm處測定其吸光度值，將吸光度值代入回歸方程后得到樣品中的蘆丁含量。

1.3.2.3 微生物指標(biāo)的測定

根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)含乳飲料GB/T21732-2008，配制型含乳飲料需要檢測的微生物指標(biāo)有菌落總數(shù)、大腸桿菌數(shù)、金黃色葡萄球菌和沙門菌，其中菌落總數(shù)按照國標(biāo)GB4789.2-2010[19]規(guī)定的方法檢測，大腸桿菌數(shù)按照國標(biāo)GB4789.3-2010平板計數(shù)法[20]檢測，金黃色葡萄球菌數(shù)按照國標(biāo)GB4789.10-2010定性檢驗(yàn)[21]檢測，沙門菌數(shù)按照國標(biāo)GB4789.4-2010[22]規(guī)定的方法檢測。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2010軟件進(jìn)行圖形繪制，SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，差異顯著水平為P＜0.05，差異極顯著水平為P＜0.01；利用響應(yīng)面軟件Design-Expert8.0.5對試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，得到回歸方程的響應(yīng)面圖和等高線圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 蕎麥漿添加量

圖2表明，蕎麥漿添加量為10.00%～20.00%，隨著苦蕎漿添加量的升高，感官評分也逐漸升高。當(dāng)苦蕎漿的添加量為20.00%時，感官評分達(dá)到最高，為77分；超過20.00%后，感官評分逐漸下降。這是由于苦蕎中含有苦味物質(zhì)——槲皮素，當(dāng)脫脂乳中蕎麥漿添加量過高時，就會產(chǎn)生苦味，因此選擇20.00%為苦蕎漿的最適添加量[23]。

圖2 蕎麥漿添加量對苦蕎風(fēng)味脫脂乳感官評價的影響

2.1.2 脫脂乳粉的添加量

圖3表明，感官評分隨脫脂乳粉的添加呈先升高后降低趨勢。脫脂乳粉的添加量為65.00%，感官評分最高，為79.40分，之后隨脫脂乳粉添加量的增大而平緩下降，可能是其產(chǎn)生的奶味掩蓋過了蕎麥漿產(chǎn)生的青草味，導(dǎo)致奶味過重，因此選擇65.00%為脫脂乳粉的最適添加量。

圖3 脫脂乳添加量對苦蕎風(fēng)味脫脂乳感官評價的影響

2.1.3 黃原膠∶瓜爾膠（1∶1）添加量

圖4表明，在0.02%～0.10%時，隨著黃原膠∶瓜爾膠（1∶1）添加量逐漸增加，感官評分也逐漸升高。當(dāng)黃原膠∶瓜爾膠（1∶1）的添加量為0.10%，感官評分達(dá)到最高，為80.50分；超過0.10%以后，感官評分逐漸下降。這是因?yàn)辄S原膠和瓜爾膠是一種增稠劑，能夠使蕎麥漿和脫脂乳粉均勻地混合在一起而不分層，改善食品的黏稠度，保持食品的穩(wěn)定性。但當(dāng)黃原膠∶瓜爾膠（1∶1）添加量超過一定的限度后就會出現(xiàn)脫脂乳過于濃稠的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)團(tuán)塊，從而影響感官評價。因此選擇0.10%為黃原膠∶瓜爾膠（1∶1）的最適添加量。

圖4 黃原膠∶瓜爾膠（1∶1）添加量對苦蕎風(fēng)味脫脂乳感官評價的影響

2.1.4 白砂糖的添加量

圖5表明，在白砂糖的添加量為1.00%～3.00%時，感官評分隨白砂糖的添加量增大而升高，當(dāng)添加量為3.00%，甜度最佳，為81.60分；超過3.00%以后，感官評分逐漸下降。這是因?yàn)樘砑影咨疤鞘亲屍洚a(chǎn)生的甜味和蕎麥漿產(chǎn)生的苦味綜合，但當(dāng)白砂糖的添加量超過一定的值后，就會給人一種過度甜膩的感受。因此選擇3.00%為白砂糖的最適添加量。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計結(jié)果與分析

響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果如表3所示。基于單因素實(shí)驗(yàn)，影響苦蕎風(fēng)味脫脂乳飲品的因素有蕎麥漿添加量、脫脂乳粉添加量、黃原膠∶瓜爾膠（1∶1）添加量、白砂糖添加量，采用Design-Expert.V8.0.6.1軟件優(yōu)化工藝，進(jìn)行多元回歸擬合，可以得到感官評分對各個因素變量的二次方程為：Y=82.18+1.83A+0.84B+0.56C+0.98D+0.075AB-0.20AC+0.43AD+0.22BC-0.53BD+0.35CD-0.40A2-0.36B2-0.39C2-3.15D2。對回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4。

圖5 白砂糖添加量對苦蕎風(fēng)味脫脂乳感官評價的影響

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果

回歸模型P＜0.01，表明模型為極顯著，不同處理之間的差異極顯著，且失擬項(xiàng)不顯著（P＞0.05）。模型確定系數(shù)R2=0.938 2，模型調(diào)整確定系數(shù)Adj-R2=0.876 4，表明該模型的擬合程度較好，試驗(yàn)誤差較小，由F值可知顯著性次序?yàn)槭w麥漿添加量＞白砂糖添加量＞脫脂乳粉添加量＞黃原膠∶瓜爾膠（1∶1）添加量。試驗(yàn)中蕎麥漿添加量、白砂糖添加量對苦蕎脫脂乳的感官評分有極顯著影響（P＜0.01），脫脂乳粉添加量、黃原膠∶瓜爾膠（1∶1）添加量對苦蕎脫脂乳的感官評分影響為顯著（P＜0.05）。

表4 回歸模型方差分析

2.3 配方影響因素交互作用分析

從響應(yīng)面圖可以直觀反映出兩因素交互作用的顯著程度，曲面傾斜度越陡，因素間交互作用越顯著，反之曲面平緩則交互作用不顯著；從等高線圖也可以直觀反映出兩因素交互作用的顯著程度，等高線形狀越接近橢圓形，交互作用越顯著，而圓形則與之相反[24-25]。由圖6～11可知，AB、AC、BC、AD、BD、CD之間響應(yīng)曲面坡度平緩，且等高線形狀接近圓形。根據(jù)本研究所建立的感官評分回歸模型中，AD因素之間、BD因素之間、CD因素之間、AB因素之間、AC因素之間、BC因素之間之間的交互作用不顯著（P＞0.05）。

圖6 蕎麥漿和脫脂乳對苦蕎風(fēng)味脫脂乳感官評分的影響

圖7 蕎麥漿和復(fù)配增稠劑對苦蕎風(fēng)味脫脂乳感官評分的影響

圖8 蕎麥漿和白砂糖對苦蕎風(fēng)味脫脂乳感官評分的影響

圖9 復(fù)配增稠劑和脫脂牛奶對苦蕎風(fēng)味脫脂乳感官評分的影響

圖10 白砂糖和脫脂乳對苦蕎風(fēng)味脫脂乳感官評分的影響

圖11 白砂糖和復(fù)配增稠劑對苦蕎風(fēng)味脫脂乳感官評分的影響

2.4 配方參數(shù)優(yōu)化和模型驗(yàn)證

通過各因素真實(shí)值的分析，最后得到苦蕎粉添加量、脫脂乳粉添加量、白砂糖添加量、黃原膠∶瓜爾膠（1∶1）添加量的最佳水平值，即通過回歸模擬預(yù)測的苦蕎脫脂乳的最佳配方為苦蕎漿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.00%、脫脂乳粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70.00%、黃原膠∶瓜爾膠（1∶1）添加量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.13%、白砂糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.19%。采用優(yōu)化后的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行驗(yàn)證，在該配方下進(jìn)行3次水平試驗(yàn)，得到的感官評價平均值為83.39±0.63，與預(yù)測值84.49分之間相差P=1.10，當(dāng)P＞0.05時差異不顯著，因此該模型可以用于試驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測，優(yōu)化得到的結(jié)果可靠有效。

2.5 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

對4個感官品質(zhì)進(jìn)行評價。色澤：呈淡黃色或淺黃綠色，色澤均勻，協(xié)調(diào)；口感：具有苦蕎特有的清香味和脫脂乳的滋味，無異味，口感細(xì)膩；組織狀態(tài)：分布均勻，無分層，無氣泡及沉淀；微生物指標(biāo)：大腸菌群小于等于90個/100 mL，致病菌未檢出；黃酮類含量（以蘆丁計）：≥0.09 g/100 mL。

3 結(jié)論

通過響應(yīng)面法的方法，得到苦蕎脫脂乳的最佳配方為苦蕎漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.00%、脫脂乳粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70.00%、黃原膠∶瓜爾膠（1∶1）添加量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.13%、白砂糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.19%。

苦蕎脫脂乳以蕎麥漿和脫脂乳為主要原料，制得的產(chǎn)品具有苦蕎特有的清香味和脫脂乳的滋味，無異味，口感細(xì)膩，由于其較好地掩蓋了脫脂乳本身的味道，極大拓展了適宜飲用的人群。把苦蕎粉和脫脂乳粉的保健功能和營養(yǎng)價值有機(jī)地融為一體，為苦蕎粉資源的開發(fā)利用以及品種豐富、系列多樣、風(fēng)味獨(dú)特的配制型乳飲料開發(fā)提供了思路。