花生芽大豆芽復(fù)合酸乳的工藝

王芳，馮沖，李曉靜，劉明月

鄭州工程技術(shù)學(xué)院（鄭州 450044）

花生和大豆因其營養(yǎng)豐富，已受到全世界人們的廣泛關(guān)注。花生和大豆經(jīng)發(fā)芽后，花生和大豆內(nèi)部發(fā)生變化，人體必需氨基酸比例適當(dāng)，富含維生素和礦物質(zhì)，是21世紀(jì)人類的主食資源之一[1-2]。深入開展發(fā)芽花生和萌芽大豆的營養(yǎng)物質(zhì)變化及功能作用與加工利用研究，與現(xiàn)代生物工程技術(shù)相結(jié)合，開拓花生芽大豆芽功能食品新領(lǐng)域，可以滿足廣大消費(fèi)者對感官、消費(fèi)方式和營養(yǎng)健康指標(biāo)[3]的需求。無論國內(nèi)還是國外，目前對花生芽和豆芽的營養(yǎng)功能與食品開發(fā)利用探索較少而且主要集中在營養(yǎng)功能方面，尚未有花生芽豆芽復(fù)合酸乳的工藝研究的報道[4]。以花生芽和大豆芽為原料按不同的比例進(jìn)行混合，通過發(fā)酵和后熟過程制作成高營養(yǎng)價值的復(fù)合酸乳，不僅提高大豆和花生的附加值，而且為豆芽花生芽乳的后續(xù)研究提供理論和技術(shù)支持[5]。

1 材料與方法

1.1 材料

市售品種大豆：菏豆19號；市售品種花生：花育25號；安琪保加利亞與嗜熱鏈球菌復(fù)合發(fā)酵劑；葡萄糖；蔗糖；白砂糖；牛奶；小蘇打。

1.2 主要儀器設(shè)備

雙層豆芽機(jī)、酸奶機(jī)（廣東小熊電器有限公司）；豆?jié){機(jī)（九陽股份有限公司）；生化培養(yǎng)箱（上海瑯玕實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；pH計（上海力辰科技股份有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 花生芽大豆芽復(fù)合酸乳的工藝優(yōu)化

1.3.1.1 工藝流程

1.3.2 單因素試驗(yàn)

1.3.2.1 大豆芽與花生芽配比試驗(yàn)

分別挑選長勢良好的花生芽、大豆芽，剝?nèi)セㄉ康募t衣、大豆芽的外皮，按m（花生芽）∶m（大豆芽）的比例為1∶1，1.5∶1，1∶1.5和2∶1分別稱取，然后清洗，加水煮沸3～5 min，除去大豆芽和花生芽的芽青味以及豆腥味，之后撈出用清水淘洗；將煮熟過的大豆芽和花生芽放入豆?jié){機(jī)中，按m（芽量）∶m（水）=1∶3向豆?jié){機(jī)中加水，打漿。將打好的芽漿倒出，過濾，稱量過濾后的體積，加入20%牛奶和7%的白砂糖，混合，小火煮沸滅菌；冷卻到室溫，按1 L牛奶接種1 g發(fā)酵劑的比例接種發(fā)酵，發(fā)酵時間4 h，發(fā)酵溫度42 ℃。發(fā)酵完成取出放入冰箱，進(jìn)行冷藏。

1.3.2.2 糖的添加量試驗(yàn)

糖的添加量分別為1%葡萄糖+10%蔗糖、2%葡萄糖+9%蔗糖、3%葡萄糖+8%蔗糖、4%葡萄糖+7%蔗糖、5%葡萄糖+6%蔗糖、6%葡萄糖+5%蔗糖、7%葡萄糖+4%蔗糖、6%白砂糖、7%白砂糖、8%白砂糖，其他操作同上。

1.3.2.3 芽量與水比例試驗(yàn)

按m（芽量）∶m（水）為1∶2，1∶2.5，1∶3，1∶3.5和1∶4向豆?jié){機(jī)中加水，開始打漿。其他操作同上。

1.3.3 響應(yīng)面分析

根據(jù)單因素分析的結(jié)果，選取花生芽與大豆芽比值、芽量與水的比值、糖的添加量為自變量，以感官評分和pH為因變量，利用Design-Expert 8.0.5軟件Box-Behnken設(shè)計法設(shè)計三因素三水平組合響應(yīng)面分析，通過分析和建立數(shù)學(xué)模型來確定花生芽大豆芽復(fù)合酸乳的最佳配方[5-6]，試驗(yàn)設(shè)計見表1和表2。

表1 花生芽大豆芽復(fù)合酸乳響應(yīng)面因素

表2 花生芽大豆芽復(fù)合酸乳響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計

1.3.4 感官評分方法

根據(jù)復(fù)合酸乳的外觀色澤（10分）、發(fā)酵風(fēng)味（30分）、組織狀態(tài)（30分）、口感（30分）情況等進(jìn)行綜合評分。樣品提供給10位不同年齡和性別的人，分別打分，取平均值計算感官評價總分。具體標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與討論

2.1 花生芽豆芽復(fù)合酸乳的工藝優(yōu)化

2.1.1 花生芽大豆芽復(fù)合乳發(fā)酵單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1.1 大豆芽與花生芽比例的因素試驗(yàn)

從圖1中可以看出感官評價分值和pH是呈上升趨勢的；當(dāng)m（花生芽）∶m（大豆芽）=2∶1時，花生芽大豆芽復(fù)合酸乳的感官評價分值和pH最高，復(fù)合酸乳狀態(tài)最佳，表現(xiàn)為：復(fù)合酸乳呈微黃色，花生味濃郁，大豆芽香味與花生芽香味協(xié)調(diào)，口感順滑，酸甜適中，質(zhì)地均勻，無分層、有少量乳清析出，黏稠度適中。

圖1 花生芽與大豆芽質(zhì)量比的單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1.2 芽量與水質(zhì)量比的單因素試驗(yàn)結(jié)果

從圖2中可以觀察出感官評價總體呈先下降后上升趨勢，pH呈下降趨勢；當(dāng)m（芽量）∶m（水）=1∶3時，此時復(fù)合酸乳的感官評分最高；感官評價為：色澤為乳白色，有少量乳清析出，色澤均勻一致，無分層現(xiàn)象，口感順滑、略稀，花生味與大豆味協(xié)調(diào)，香味濃郁。

圖2 芽量與水的質(zhì)量比的單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1.3 糖的種類及添加量的單因素分析試驗(yàn)

從圖3中可以看出糖的添加量為8%白砂糖時，此時花生芽大豆芽復(fù)合酸乳的感官最佳，復(fù)合酸乳的感官評分最高。

圖3 糖的種類及添加量的單因素分析結(jié)果圖

2.1.2 響應(yīng)面分析法對復(fù)合酸乳發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，以A、B、C為自變量，以感官評價和pH為響應(yīng)值，進(jìn)行響應(yīng)面分析試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 響應(yīng)面分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)

回歸方程中的諸多變量對感官評價的分值Y影響的顯著性，均有F檢驗(yàn)來確定，如果p的概率值較小，則其對應(yīng)變量的顯著程度較高。由表5可知，感官評分模型顯著（p＜0.05），失擬項(xiàng)（p＞0.05），回歸方程的相關(guān)系數(shù)R2=0.910 2，方程擬合較為充分，說明試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以良好的反應(yīng)和感官評價之間的關(guān)系。一次項(xiàng)中花生芽與大豆芽的質(zhì)量比（A）、芽量與水的質(zhì)量比（B）、糖的添加量（C）對感官評分有顯著影響（p＜0.05）。由主要因素A、B、C的各F值可知，各因素對花生芽大豆芽復(fù)合酸乳的感官品質(zhì)影響的順序?yàn)樘堑奶砑恿浚–）＞花生芽與大豆芽的質(zhì)量比（A）＞ C2＞芽量與水的質(zhì)量比（B）＞B2＞A2。

表5 感官評分方差分析

3個因素經(jīng)過擬合得到的回歸方程為：感官評分=+83.07-2.53A-1.70B+2.63C+2.46AB-0.82AC-1.93BC+1.07A2-1.10B2+2.40 C2。

由表6可知，pH模型顯著（p＜0.05），失擬項(xiàng)（p＜0.05），回歸方程的相關(guān)系數(shù)R2=0.912 5，方程擬合較為充分，說明試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以良好的反應(yīng)和pH之間的關(guān)系。一次項(xiàng)中花生芽與大豆芽的質(zhì)量比（A）、芽量與水的質(zhì)量比（B）、糖的添加量（C）對pH有極顯著影響（p＜0.01）。由主要因素A、B、C的各F值可知，各因素對花生芽大豆芽復(fù)合酸乳的感官品質(zhì)影響的順序?yàn)檠苛颗c水的質(zhì)量比（B）＞花生芽與大豆芽的質(zhì)量比（A）＞B2＞A2＞C2＞糖的添加量（C）。

表6 pH方差分析

三個因素經(jīng)過擬合得到的回歸方程為pH=+4.63+0.30A+0.54B-0.026C+0.14AB+0.17AC+7.500E-003BC+0.24A2+0.26B2+0.12C2。

2.1.3 響應(yīng)面圖分析

2.1.3.1 感官評分的響應(yīng)面分析

響應(yīng)面圖形是響應(yīng)值[7]（感官評分分值Y）對各個試驗(yàn)因素所構(gòu)成的三維的曲面圖，見圖4，可以看出通過 Design-Expert 8.0.5分析得到的各參數(shù)及參數(shù)間相互作用對響應(yīng)面值的響應(yīng)曲面及等高線圖。

圖4 響應(yīng)值為感官評分的分析

在圖4中，隨著因素A和因素B的增加，花生芽大豆芽復(fù)合酸乳的感官評分均呈現(xiàn)增加后減少的關(guān)系，且隨著花生芽與大豆芽比例的增加，感官評分有一個最大值。響應(yīng)面等高線接近馬鞍形，說明花生芽與大豆芽的質(zhì)量比和芽量與水的質(zhì)量比的相互作用顯著。

花生芽與大豆芽的比例（A）和糖的添加量（C）的交互關(guān)系見圖4（C）和（D）?；ㄉ看蠖寡繌?fù)合酸乳的感官評價隨著因素A的增加和因素B的減少逐漸減少。等高線接近橢圓形，說明花生芽與大豆芽的質(zhì)量比和糖的添加量的交互作用明顯。

芽量與水的質(zhì)量比（B）和糖的添加量（C）的交互作用見圖4（E）和（F）。結(jié)果表明復(fù)合酸乳的感官評價隨著因素B和因素C的增加先增加后減少。等高線成馬鞍形，說明芽量與水的質(zhì)量比和糖的添加量的交互顯著。

2.1.3.2 花生芽大豆芽復(fù)合酸乳的最佳工藝優(yōu)化及驗(yàn)證

利用回歸模型預(yù)測花生芽大豆芽復(fù)合酸乳最佳工藝條件：m（花生芽）∶m（大豆芽）為1∶1，m（芽量）∶m（水）為1∶3，糖的添加量為7%白砂糖，牛奶添加量為20%，發(fā)酵劑按1 L牛奶接種1 g的比例接種發(fā)酵，發(fā)酵溫度42 ℃，發(fā)酵時間4 h。為了驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，按最佳優(yōu)化工藝條件進(jìn)行3次重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)，所得復(fù)合酸乳綜合感官評分為90.3分，見表7。與模擬預(yù)測值較為接近，說明采用響應(yīng)面研究的花生芽大豆芽復(fù)合酸乳的工藝是可行的。

表7 最佳工藝條件的驗(yàn)證

3 結(jié)論

經(jīng)單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，確定花生芽大豆芽復(fù)合酸乳的最佳生產(chǎn)工藝條件：m（花生芽）∶m（大豆芽）為1∶1，m（芽量）∶m（水）為1∶3，白砂糖的添加量為7%，牛奶添加量為20%，發(fā)酵劑按1 L牛奶接種1 g的比例接種發(fā)酵，發(fā)酵溫度42 ℃，發(fā)酵時間4 h。復(fù)合酸乳的綜合感官評分最高為91分，獲得的產(chǎn)品組織均勻且無分層，口感細(xì)膩爽口，有明顯的大豆花生芽香氣，具有一定的營養(yǎng)保健功能。