亞麻蛋白冰淇淋品質(zhì)影響因素及評(píng)價(jià)

吳興雨，李新昊，姚 玥，孫豐梅,2?

（1. 河北北方學(xué)院 食品科學(xué)系，河北 張家口 075000；2. 河北省農(nóng)產(chǎn)品食品質(zhì)量安全分析檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 張家口 075000）

冰淇淋作為夏季的暢銷產(chǎn)品，深受青少年的喜愛，口感細(xì)滑、奶味濃郁是冰淇淋的特點(diǎn)[1]，傳統(tǒng)的冰淇淋以飲用水、牛乳、乳粉、奶油、食糖等為主要原料，加入適量增稠劑、穩(wěn)定劑等食品添加劑，經(jīng)混合、滅菌等操作制成的冷凍飲品，其熱量高且脂肪含量較多，食入過多會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害[2-4]。隨著我國(guó)青少年肥胖癥越來越嚴(yán)重，人們更關(guān)注冰淇淋的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，本實(shí)驗(yàn)選用植物型亞麻蛋白，研制新型冰淇淋[5]。

亞麻蛋白主要由球蛋白、白蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白組成，亞麻蛋白中的氨基酸種類非常豐碩，其中谷氨酰酸和組氨酸能夠有效提高人類身體機(jī)能，對(duì)結(jié)腸癌有一定的抑制作用，實(shí)驗(yàn)研究表明[6]，亞麻籽蛋白能夠有效治療腎系統(tǒng)的疾病，與大豆蛋白相比，亞麻蛋白能夠有效降低血脂類疾病，且能夠預(yù)防心腦血管疾病。亞麻籽蛋白不僅含有生物活性物質(zhì)，還擁有良好的功能性質(zhì)[7]。

我國(guó)亞麻的種植面積大，且榨油后的亞麻籽餅粕一般作為動(dòng)物飼料使用，或者直接丟棄，造成了資源的不合理使用[8]，本實(shí)驗(yàn)采用堿性蛋白酶提取亞麻籽餅粕中的蛋白質(zhì)，既增加了亞麻籽餅粕的利用價(jià)值，又豐富了冰淇淋的種類。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

單甘酯：河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司；蛋黃粉：尚億食化；脫脂奶粉：味多美食品配料有限公司；蔗糖：山東佳佳利生物科技有限公司；堿性蛋白酶：北京奧博星生物技術(shù)有限公司；氫氧化鈉：天津鵬坤化工有限公司；檸檬酸：濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司；奶油：青島雀巢有限公司；羧甲基纖維素鈉：盛達(dá)食品添加劑有限公司。

家用小型自動(dòng)冰淇淋機(jī)：愛麗思電器產(chǎn)品有限公司；恒溫?cái)?shù)顯水浴鍋：金壇市醫(yī)療儀器廠；磁力攪拌器：常州澳華儀器有限公司；JA-1003N電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；pH酸度計(jì)：上海佑科儀表有限公司；HC-3018高速離心機(jī)：安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 亞麻籽餅粕基本成分的測(cè)定

水分：參照直接干燥法測(cè)定[9]；

脂肪：參照索氏抽提法測(cè)定[10]；

粗蛋白：參照凱氏定氮法測(cè)定[11]；

灰分：參照食品中總灰分的測(cè)定方法[12]；

纖維素：參照介質(zhì)過濾法測(cè)定[13]；

淀粉：參照酸水解法測(cè)定[14]。

1.2.2 亞麻蛋白的制備

亞麻籽餅粕→粉碎過80目篩→按料液比1∶20在75 ℃下洗膠3次→鼓風(fēng)干燥箱中干燥，過80目篩→按料液比1∶30加入正己烷在室溫下振蕩6 h→回收正己烷，在通風(fēng)櫥晾12 h→按料液比1∶15加蒸餾水→添加 2.5%淀粉酶，在 60 ℃和pH為6.0條件下，提取4.0 h→添加1.0%堿性蛋白酶，在溫度為47.5 ℃和pH為10.1條件下，提取3.0 h→滅酶→4 000 r/min離心15 min→取上清液→殼聚糖沉淀→4 000 r/min離心15 min→沉淀→冷凍干燥→亞麻籽餅粕蛋白粉→分裝備用[15]。

1.2.3 亞麻蛋白提取率的計(jì)算

提取率的計(jì)算：采用凱氏定氮法測(cè)定亞麻籽餅粕中的蛋白質(zhì)含量；采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定提取蛋白質(zhì)的含量[16]。

純度計(jì)算：采用考馬斯亮藍(lán)法。

1.2.4 亞麻蛋白冰淇淋工藝流程

原輔料預(yù)處理→混合調(diào)配→殺菌→過濾→均質(zhì)→冷卻→老化→凝凍→軟質(zhì)冰淇淋→硬化→硬質(zhì)冰淇淋→檢驗(yàn)→成品

1.2.5 操作要點(diǎn)

1.2.5.1 原輔料的配制 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的配方準(zhǔn)確稱取原輔料，將亞麻蛋白加入溫水中在磁力攪拌器上攪拌，使其充分溶解，再加入 CMC-Na、蛋黃粉、單甘酯、蔗糖、脫脂奶粉、奶油等原輔料，充分?jǐn)嚢?，均勻分散?/p>

1.2.5.2 殺菌 將混合均勻的物料放在 70 ℃水浴鍋中，保溫30 min，進(jìn)行殺菌。此方法只適用于常見的真菌，包括常見的細(xì)菌、霉菌以及酵母菌，但是芽孢等微生物耐熱性極強(qiáng)不能被殺死。

1.2.5.3 過濾 將殺菌后的物料用雙層紗布進(jìn)行過濾，使得物料能通過，以免有不溶解的顆粒影響冰淇淋的口感。

1.2.5.4 均質(zhì) 過濾后的混合物料在 15 MPa、65 ℃下進(jìn)行均質(zhì)。若不均質(zhì)，也可以作為原料使用，但會(huì)影響冰淇淋的質(zhì)地。均質(zhì)可以提高冰淇淋的膨脹率、抗融性等，改善冰淇淋的潤(rùn)滑度，提高冰淇淋的穩(wěn)定性，所以均質(zhì)還是非常有必要的。

1.2.5.5 冷卻與老化 將均質(zhì)后的冰淇淋原料迅速轉(zhuǎn)移至4 ℃的冰箱中，對(duì)于原料來說，老化可以使其物理層面成熟。冷卻主要是為了讓蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分溶解，從而提高原料的粘度，方便凝凍膨脹，且更好地保持冰淇淋的組織狀態(tài)。

1.2.5.6 凝凍 將物料放入冰淇淋機(jī)中，在低溫的狀態(tài)下變成半固體狀態(tài)，使得氣泡分布均勻，并使其中20%～40%的水分變成細(xì)小的冰結(jié)晶，此過程結(jié)束后，冰淇淋就開始成形。

1.2.5.7 硬化 硬化是將凝凍后的冰淇淋再次低溫冷凍，使冰淇淋組織進(jìn)一步固化。

1.2.6 單因素實(shí)驗(yàn)

復(fù)配乳化穩(wěn)定劑 0.4%（為 CMC-Na∶蛋黃粉∶單甘酯=1∶1∶1）固定情況下，對(duì)亞麻蛋白含量（1%、2%、3%、4%、5%）、脫脂奶粉含量（10%、11%、12%、13%、14%）、奶油含量（9%、12%、15%、18%、21%）、蔗糖含量 （13%、14%、15%、16%、17%）分別進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，以感官評(píng)分、膨脹率為考察指標(biāo)，考察各因素對(duì)冰淇淋品質(zhì)的影響。

1.2.7 正交實(shí)驗(yàn)

在單因素的基礎(chǔ)上，復(fù)配穩(wěn)定劑 0.4%（為CMC-Na∶蛋黃粉∶單甘酯=1∶1∶1）不變的情況下，對(duì)亞麻蛋白含量（A）、脫脂奶粉含量（B）、奶油含量（C）、蔗糖含量（D）進(jìn)行 L9（43）實(shí)驗(yàn)，以感官評(píng)分、膨脹率為考察指標(biāo)，確定冰淇淋的最佳工藝配方。正交實(shí)驗(yàn)的因素與水平見表1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

1.2.8 亞麻蛋白冰淇淋的感官評(píng)價(jià)

依據(jù)GB/T 31114—2014《冷凍飲品 冰淇淋》[17]的感官要求進(jìn)行評(píng)分，將感官評(píng)價(jià)分為色澤、形態(tài)、組織、滋味氣味、雜質(zhì)五部分，綜合膨脹率和抗融率綜合評(píng)價(jià)，給出正確合理的分?jǐn)?shù)。找食品專業(yè)的老師與學(xué)生共計(jì)20人，根據(jù)表2對(duì)亞麻蛋白冰淇淋進(jìn)行打分。最后以平均分的評(píng)定結(jié)果，來優(yōu)化改良冰淇淋配方。

1.2.9 膨脹率的測(cè)定

稱取同質(zhì)量下冰淇淋的容積和混合原料的容積，計(jì)算公式如下[18]：

1.2.10 抗融性的測(cè)定

取 100 g冰淇淋于雙層紗布上，室溫放置60 min，準(zhǔn)確稱取融化后樣品的質(zhì)量。融化率的倒數(shù)即抗融性，產(chǎn)品融化率越低，抗融性就越好[18]。

表2 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

2 結(jié)果與分析

2.1 亞麻蛋白冰淇淋原料成分測(cè)定

亞麻籽餅粕中水分含量為12.62%；脂肪含量為 5.01%；灰分含量為 5.67%；蛋白質(zhì)含量為30.67%；淀粉含量為 2.38%；纖維素含量為32.80%。

亞麻蛋白的提取率為86.61%，亞麻蛋白的純度為86.25%。

2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.1 亞麻蛋白含量對(duì)冰淇淋品質(zhì)的影響

如圖 1所示，亞麻蛋白冰淇淋的感官評(píng)分和膨脹率隨著亞麻蛋白含量的增加出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)亞麻蛋白含量為3%時(shí)，感官評(píng)分出現(xiàn)峰值，膨脹率亦如此。當(dāng)亞麻蛋白含量大于3%時(shí)，隨著亞麻蛋白含量的增加，亞麻蛋白冰淇淋的膨脹率和感官評(píng)分逐漸下降。所以選擇3%作為較適合亞麻蛋白含量。

圖1 亞麻蛋白含量對(duì)冰淇淋品質(zhì)的影響

2.2.2 奶粉含量對(duì)冰淇淋品質(zhì)的影響

奶粉是制作冰淇淋的主要原料，其具有濃郁的奶香味，還可以減少冰淇淋中冰晶的形成，使產(chǎn)品具有松軟的口感。由圖2可知，隨著奶粉含量的增加，亞麻蛋白冰淇淋的膨脹率和感官評(píng)分也隨著增加，當(dāng)脫脂奶粉含量達(dá)到12%時(shí)，亞麻蛋白冰淇淋的組織細(xì)膩，具有良好的口感，風(fēng)味香美。當(dāng)脫脂奶粉含量達(dá)到13%時(shí)，脫脂奶粉的奶香味過重，因此選擇12%作為脫脂奶粉的最適含量。

圖2 脫脂脫脂奶粉含量對(duì)冰淇淋品質(zhì)的影響

2.2.3 奶油含量對(duì)冰淇淋品質(zhì)的影響

圖3 奶油含量對(duì)冰淇淋品質(zhì)的影響

奶油可以增加冰淇淋的潤(rùn)滑感，使冰淇淋的口感更為豐富。由圖3可知，隨著奶油含量的增加，亞麻蛋白冰淇淋的感官評(píng)分和膨脹率出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)奶油含量為15%時(shí)，冰淇淋的各項(xiàng)指標(biāo)最好，更受大家的好評(píng)，使得冰淇淋的組織更加絲滑柔順。

2.2.4 蔗糖含量對(duì)冰淇淋品質(zhì)的影響

由圖 4可知，隨著蔗糖含量的增加，亞麻蛋白冰淇淋的感官評(píng)分和膨脹率出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)蔗糖含量為15%時(shí)，亞麻蛋白冰淇淋更受歡迎，甜度適中，干凈清爽不甜膩，余味自然悠長(zhǎng)。當(dāng)蔗糖含量小于15%時(shí)，亞麻蛋白冰淇淋過淡，口味偏甜者幾乎感受不到其甜味；含量大于15%時(shí)，亞麻蛋白冰淇淋過甜，其甜味對(duì)人已產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激性，多食喉嚨有不適感。

圖4 蔗糖含量對(duì)冰淇淋品質(zhì)的影響

2.3 亞麻蛋白冰淇淋正交實(shí)驗(yàn)

通過單因素實(shí)驗(yàn)，選取亞麻蛋白含量、脫脂奶粉含量、奶油含量、蔗糖含量四個(gè)因素進(jìn)行正交分析，根據(jù)感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同配比的亞麻蛋白冰淇淋進(jìn)行評(píng)分，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 3，采用SPSS對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析見表4。

由表 3可知，各因素對(duì)亞麻蛋白冰淇淋感官評(píng)分影響程度的主次順序?yàn)?，A＞D＞B＞C，最優(yōu)組合為A2B3C2D3；各因素對(duì)亞麻蛋白冰淇淋膨脹率影響程度的主次順序?yàn)锳＞D＞C＞B，最優(yōu)組合為A3B3C2D3；各因素對(duì)亞麻蛋白冰淇淋抗融性影響程度的主次順序?yàn)镃＞A＞D＞B，最優(yōu)組合為A2B1C3D2。由4可知，亞麻蛋白含量、脫脂奶粉含量、奶油含量、蔗糖含量對(duì)感官評(píng)分和膨脹率具有極顯著影響，蔗糖含量對(duì)抗融性具有顯著性影響。

根據(jù)以上分析結(jié)果，對(duì)三個(gè)最優(yōu)方案做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。見表5。

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 正交實(shí)驗(yàn)方差分析

表5 冰淇淋的最佳篩選實(shí)驗(yàn)

由表5可知，A2B3C2D3的感官評(píng)分和抗融性比A3B3C2D3高，因此冰淇淋的最佳方案為A2B3C2D3。所以冰淇淋的最佳配方為亞麻蛋白含量（A）：3%、脫脂奶粉含量（B）：13%、奶油含量（C）：15%、蔗糖含量（D）：16%。根據(jù)亞麻蛋白冰淇淋的最佳配方制作未添加亞麻蛋白的冰淇淋，其為淡淡的乳白色，經(jīng)測(cè)定膨脹率為：51.63%±0.62%，抗融性為：4.33%±0.48%，可見添加亞麻蛋白能夠改善冰淇淋的品質(zhì)。根據(jù)最佳配方制成的冰淇淋產(chǎn)品，其色澤均勻，具有淡淡的亞麻棕色；形態(tài)完整、大小一致，不變形，不軟塌，不收縮；組織細(xì)膩潤(rùn)滑，無氣孔；柔和淡乳香味，無異味；無肉眼可見雜質(zhì)。

3 結(jié)論

亞麻蛋白冰淇淋的研制不僅豐富了冰淇淋的品種，提高了冰淇淋的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，降低了冰淇淋的成本，而且變廢為寶，使資源充分利用，為食品工業(yè)提供了參考。亞麻蛋白冰淇淋制作的最佳配方為亞麻蛋白含量 3%、脫脂奶粉含量 13%、奶油含量15%、蔗糖含量16%。根據(jù)配方制得的冰淇淋產(chǎn)品顏色均勻，呈淡棕色，具有牛乳味，香氣純正；入口很快融化，細(xì)膩潤(rùn)滑，無明顯冰晶的感覺。