核桃、夏威夷果復合乳飲料工藝優(yōu)化及穩(wěn)定性評價

王濤 韓曉江 彭曉邦 楊夢佳

(商洛學院健康管理學院陜西商洛 726000)

核桃營養(yǎng)價值豐富，油脂占比可達75%，其中不飽和脂肪酸占比90%以上，富含油酸、亞油酸；核桃蛋白占比20%～25%，包含全部必需氨基酸在內的18種氨基酸［1-3］。核桃能夠治療高膽固醇、高血糖，還具有清潤血管、防止血栓的功效；同時能夠滋養(yǎng)腦部神經，修復受損細胞，提高大腦的記憶力，具有強健頭腦的功效［4-5］。據研究報道，核桃還具有預防乳腺癌，改善血管內皮等作用［6］。

夏威夷果又稱澳洲堅果，富含多種營養(yǎng)物質，脂肪含量占比78%以上，其中不飽和脂肪酸含量較多；蛋白質占比8%左右，可為機體提供必需氨基酸［7-8］；郭剛軍等［9］研究發(fā)現(xiàn)，夏威夷果蛋白質氨基酸評分較高，必需氨基酸含量豐富且營養(yǎng)均衡；可溶性糖占比5.9%，還富含K、P、Zn、Ca、Mg、Cu、Mn、Fe等礦物質；具有抗氧化、降血糖、抗衰老等保健功能，可調節(jié)血脂代謝、有效預防心血管疾?。?0-12］。

目前，對乳飲料研究相對較多，但利用熱帶盛產的堅果和本地核桃進行研究開發(fā)則相對較少。本研究以夏威夷果為原料，結合核桃、牛奶營養(yǎng)價值，開展影響乳飲料口感的單因素試驗；利用正交優(yōu)化得出配方參數(shù)，同時對研制開發(fā)的乳飲料穩(wěn)定性進行研究，優(yōu)化得出最佳復合穩(wěn)定劑參數(shù)，研制開發(fā)功能更加齊全的健康乳飲料，為澳洲堅果、核桃深加工利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試材與試劑

核桃、夏威夷果、脫脂奶粉、白砂糖均購置于華潤萬家超市；食品級黃原膠、卡拉膠、海藻酸鈉購自河南萬邦實業(yè)有限公司。

1.1.2 試驗儀器

ZG-LHS01榨汁機；WIGGENS BIOCEN 22微量臺式離心機；萬分之一分析天平；HH-S恒溫水浴鍋；LHS-18B高壓力蒸汽滅菌鍋；LC-PJ-400無菌均質機。

1.2 方法

1.2.1 主要工藝流程

核桃仁（夏威夷果仁）選擇→浸泡（烘烤）→去皮→磨漿榨汁→過濾→核桃汁（夏威夷果汁）→脫脂奶粉沖調→添加白砂糖、穩(wěn)定劑，調配→均質→滅菌→冷卻→成品。

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 核桃汁的制備

選取飽滿的核桃仁，于1.5%NaOH熱水溶液中浸泡5 min，去皮，用清水沖洗3遍，以1∶4（m∶V）料液比進行磨漿，過100目篩［13］。

1.2.2.2 夏威夷果汁的制備

選取色澤較好、新鮮原味的夏威夷果，以120℃烘烤20 min；利用粉碎機粉碎，將夏威夷果粉和去離子水以料液比1∶4（m∶V）混合，攪拌，得到夏威夷果汁，待用［14-16］。

1.2.2.3 調配

將夏威夷果汁、核桃汁、脫脂牛奶按比例進行調配，添加白砂糖改善其口感，以黃原膠為穩(wěn)定劑，定容至100 mL。

1.2.2.4 均質及殺菌

對調配的樣品高壓均質，即采取壓力25 Mpa、溫度55℃進一步破碎樣品中脂肪球和固體小顆粒；均質后灌裝、殺菌、冷卻、成品。

1.2.3 單因素試驗

選取夏威夷果汁（B）添加量10%、白砂糖6%、脫脂牛奶30%，考察單因素核桃汁5%、10%、15%、20%、25%、30%添加量對飲品口感的影響；選核桃汁添加量10%，白砂糖6%、脫脂牛奶30%，考察單因素夏威夷果汁5%、10%、15%、20%、25%、30%添加量對飲品口感的影響；選取核桃汁（A）添加量10%、夏威夷果汁10%、白砂糖6%，考察脫脂牛奶（C）10%、20%、30%、40%、50%、60%添加量對飲品口感的影響。

1.2.4 核桃、夏威夷果汁復合乳飲料正交優(yōu)化及感官評定

分別以核桃汁、夏威夷果汁、脫脂牛奶液為試驗因素，每因素選取三水平，設計正交試驗。由10名經過培訓的學生，根據表1中感官評定標準［17］，對復合乳飲料進行感官評分。

表1 復合乳飲料感官評分表

1.2.5 穩(wěn)定劑單因素試驗

通過優(yōu)化，分別考察黃原膠、卡拉膠、海藻酸 鈉3種 穩(wěn) 定 劑0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%添加量對乳飲料穩(wěn)定性的影響。

準確稱取添加過穩(wěn)定劑的復合乳飲料質量（M2）（g），于4℃靜置12 h，以4 000 r/min離心10 min，得沉淀物；高溫干燥后準確稱取其質量（M1），根據公式（1）計算沉淀率［18-21］

1.2.6 響應面優(yōu)化乳飲料復合穩(wěn)定劑穩(wěn)定效果實驗

根據黃原膠、卡拉膠、海藻酸鈉單因素試驗結果，選擇穩(wěn)定劑最適添加量的10%、20%、30%為低、中、高3個水平，設計響應面試驗，以沉淀率為響應值，響應面優(yōu)化最佳配比，試驗因素及水平見表2。

經3種不同穩(wěn)定劑單因素試驗后，以黃原膠（X1）最佳添加量、卡拉膠（X2）最佳添加量、海藻酸鈉（X3）最佳添加量為因素，根據表2設計的響應面試驗因素水平，使用Design-Expert 7.0軟件進行響應面優(yōu)化分析，以感官評分作為響應值。

表2 響應面試驗因素水平表

2 結果與分析

2.1 單因素對復合乳飲料的影響

單因素添加量對復合乳飲料感官得分的影響見圖1～3。夏威夷果汁添加量10%時，評分最高（圖2），由于實驗所用的是原味夏威夷果，添加較少時果香味較低，添加較高會掩蓋核桃味道，加上夏威夷果為熱帶堅果，有很大一部分消費者對其嗜好可能偏低；核桃汁15%，牛奶添加量40%時，感官最佳，口感清爽，不油膩，核桃乳香味，奶香味俱佳。

圖1 核桃汁添加量對復合乳飲料的影響

圖2 夏威夷果汁添加量對復合乳飲料的影響

圖3 牛奶添加量對復合乳飲料的影響，

2.2 正交試驗結果

在復合乳飲料單因素試驗基礎上，選擇三因素三水平進行正交實驗，正交試驗設計及感官評分結果見表3，同時對其進行方差分析。單因素對感官評分影響最大的是夏威夷果汁，影響最小的是脫脂牛奶，主次順序依次是B＞A＞C，最優(yōu)組合為B2A2C3，由此確定復合乳飲料夏威夷果汁添加量10%，核桃汁添加量15%，牛奶添加量50%。由表4可知，僅因素A、B對產品感官得分的影響顯著，這可能與評定人員日常飲食習慣有一定的關系。

2.3 復合穩(wěn)定劑單因素試驗結果

由圖4可知，3種穩(wěn)定劑沉淀率總體呈現(xiàn)隨著添加量的增加先降低后增加的變化趨勢，卡拉膠添加0.1%、海藻酸鈉添加0.2%時、黃原膠添加0.15%，單因素沉淀率最低；隨后添加量增加，沉淀率又會呈現(xiàn)偏高的趨勢；然而，添加量過高也會對乳飲料中的穩(wěn)定體系造成破壞。

表3 核桃、夏威夷果汁、牛奶配比正交試驗設計表及結果

表4 正交試驗設計結果方差分析表

圖4 不同穩(wěn)定劑對復合乳飲料穩(wěn)定性的影響

2.4 復合穩(wěn)定劑響應面優(yōu)化結果

試驗結果如表5所示。對數(shù)據進行回歸擬合處理，響應方差分析結果如表6所示，得二次回歸方程：

由表6可知，回歸模型p＜0.000 1，模型極顯著，表明復合乳飲料的沉淀率和3個因素之間的回歸模型顯著，模型R2=0.977 8，表明回歸方程有較高的擬合度。模型一次項X1、X2、X3，交互項X1X2、X1X3，二次項X1

2、X2

2、X32的p值均小于0.01，達到極顯著水平；交互項X2X3的p值為0.028 1，處于顯著水平。根據所建模型F值可知：三因素對復合乳飲料穩(wěn)定性的影響效果大小為海藻酸鈉添加量（X3）＞卡拉膠添加量（X2）＞黃原膠添加量（X1）。

表5 響應面試驗結果

利用Design-Expert7.0軟件對響應面優(yōu)化工藝結果進行擬合分析，黃原膠0.032%、卡拉膠0.018%、海藻酸鈉0.053%，預測得最小沉淀率為0.405%；為驗證優(yōu)化結果的可靠性，在該條件下進行驗證試驗，實際測得核桃、夏威夷果復合乳飲料沉淀率為0.413%，與理論預測相對誤差1.9%，表明實驗結果與模型擬合良好，在實驗過程中能使沉淀率達到最低，此響應面模型具有可行性。

3 結論

表6 響應面方差分析表

以核桃、夏威夷果、牛奶為原料研制開發(fā)復合乳飲料，通過感官評定及優(yōu)化可知，10%夏威夷果汁、15%核桃汁、50%脫脂牛奶條件下，飲品感官最佳；同時對復合乳飲料穩(wěn)定性進行評價，通過單因素試驗及響應面分析得知，黃原膠0.032%、卡拉膠0.018%、海藻酸鈉0.053%的條件下沉淀率可達到0.413%。