沙棘籽粕和油莎豆粕聯(lián)合制備蛋白肽飲料

張志剛*，姚玉軍，王捷，王尚義

內(nèi)蒙古宇航人高技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限責任公司（呼和浩特 011517）

油莎豆（Cyperus esculentus）亦稱油莎草，屬一年生莎草科莎草屬植物。油莎豆營養(yǎng)豐富，是一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、綜合利用價值高的油、糧、飼、藥多用新型經(jīng)濟作物[1]。油莎豆粕由油莎豆榨油后的殘渣壓縮而制成，其淀粉含量24%～36%，粗蛋白5%～7%，總糖及淀粉含量分別為61%～76%和24%～36%[2]。油莎豆含糖量豐富且種類繁多，如蔗糖、果糖、棉籽糖等[3]。近年來對油莎豆的研究大多集中在種植技術(shù)[4-5]、油脂[6-8]及淀粉[9-10]等方面，但對油莎豆食品方面的開發(fā)利用較少。因油莎豆粕含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，所以可將油莎豆粕加工處理并應(yīng)用于食品加工行業(yè)中。

沙棘籽粕是沙棘籽提取油脂后的副產(chǎn)物，常作為動物飼料使用或作為廢渣丟棄。其蛋白質(zhì)含量為25%～30%，且氨基酸種類齊全，包含人體全部的必需氨基酸[11]。

研究發(fā)現(xiàn)生物活性肽在蛋白質(zhì)中大多以非活性狀態(tài)存在，適當?shù)鞍酌附庾饔孟聲尫懦龌钚?，具有免疫調(diào)節(jié)、抑菌、降血脂、抗氧化等生理功能[12]。肽類與蛋白質(zhì)相比更易被人體吸收，大部分在多肽形態(tài)時就能被直接吸收，并且其吸收率比氨基酸更快。如果可以將這部分蛋白質(zhì)充分利用，酶解加工成小分子活性肽，可以提高油沙棘蛋白的消化利用率。

本著開發(fā)新產(chǎn)品、充分利用沙棘蛋白資源和油莎豆粕中營養(yǎng)物質(zhì)的宗旨，試驗以油莎豆粕和沙棘籽粕為原料，通過正交試驗，探索沙棘蛋白酶解工藝、油莎豆淀粉酶解工藝和蛋白肽飲料的最佳制作工藝，為油莎豆和沙棘的綜合開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料

沙棘籽粕和油莎豆粕（內(nèi)蒙古宇航人高技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限責任公司）；蜂蜜、檸檬酸、穩(wěn)定劑（均為市售）。

1.2 主要試劑

堿性蛋白酶（Alcalase 2.4L）和α-淀粉酶（BAN480）：丹麥諾維信公司；氫氧化鈉、鹽酸（均為分析純）；硅藻土（湖北興源盛開化工有限公司）。

1.3 主要儀器與設(shè)備

XFB-500粉碎機（吉首市中誠制藥廠）；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋（上海析達儀器有限公司）；TDL-50離心機（杭州川恒實驗儀器有限公司）；PHS-3C型pH計（上海儀電科學儀器股份有限公司）；U-T5A紫外可見分光光度計（鄭州南北儀器設(shè)備有限公司）；RE-501旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（鞏義市瑞德儀器設(shè)備有限公司）；WYA（2WAJ）阿貝折光儀，上海儀電物理光學儀器有限公司；AL104電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限責任公司]；101-00B電熱恒溫鼓風干燥箱（上海秋佐科學儀器有限公司）；TYFJ200-S均質(zhì)機[韜越（上海）機械科技有限公司]；DSX-30L-I手提式壓力蒸汽滅菌鍋（上海申安醫(yī)療器械廠）。

1.4 試驗方法

1.4.1 測定方法

1.4.1.1 沙棘籽粕蛋白含量測定采用凱氏定氮法測定。

1.4.1.2 上清液蛋白含量測定

提取液中的蛋白含量采用考馬斯亮藍法測定。

1.4.1.3 多肽濃度測定

采用GB/T 22729—2008《海洋魚低聚肽粉》中的三氯乙酸沉淀法測定多肽含量。

1.4.1.4 DE值測定

上清液中還原糖與上清液總固形物含量的比值為DE值。

1.4.2 工藝流程

1.4.3 蛋白提取工藝

稱取一定量沙棘餅粕，用粉碎機進行粉碎，過0.180 mm（80目）篩。在50 ℃下，分別以固液比、pH、提取時間為因素進行正交試驗，以蛋白提取率為指標，正交試驗因素水平表見表1。

表1 沙棘蛋白提取工藝正交因素水平表

1.4.4 酶解工藝

1.4.4.1 蛋白酶解工藝

配制不同底物濃度蛋白溶液，以底物濃度、酶用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間為因素進行正交試驗，以蛋白酶解液中肽含量為指標，確定最佳蛋白酶解工藝，正交試驗因素水平表見表2。

表2 蛋白酶解工藝正交因素水平表

1.4.4.2 淀粉酶解工藝

將油莎豆粕按1∶8 g/mL與水混合，上述漿液在55℃下糊化5 min，待糊化過的漿液加熱到60 ℃時，加入α-淀粉酶，以酶用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間為因素進行正交試驗，以酶解液中DE為指標，確定最佳淀粉酶解工藝，正交試驗因素水平表見表3。

表3 油莎豆粕淀粉酶解工藝正交因素水平表

1.4.5 飲料配方試驗方法

將蛋白酶解液用硅藻土脫苦和脫色后，以沙棘蛋白酶解液和油莎豆酶解液含量比、蜂蜜添加量、檸檬酸添加量、穩(wěn)定劑添加量這4個因素進行正交試驗，以蛋白肽飲料感官評價為指標，確定最佳配方，正交試驗因素水平表見表4。

表4 飲料配方正交因素水平表

1.4.6 感官評價方法

邀請5位從事食品研發(fā)人員、10位銷售人員和5位目標消費者，對飲料品質(zhì)進行感官評價，感官評價標準細則見表5。

表5 感官評價標準

2 結(jié)果與討論

2.1 沙棘籽粕和油莎豆粕主要成分測定結(jié)果沙棘籽粕餅粕測得的基本成分見表6。

表6 沙棘籽粕基本成分含量

油莎豆粕測得的基本成分見表7。

從表6可以看出，沙棘籽粕原料中粗蛋白含量較高，有利于對其進行蛋白提取利用。由表7可得，相比于其他油料，油莎豆餅粕的粗蛋白質(zhì)含量低、糖類含量高，適宜作為食品及飲品原料。

表7 油莎豆粕基本成分含量

2.2 沙棘蛋白提取正交試驗結(jié)果

由表8的極差分析可得，因素作用的主次順序為B＞C＞A，最佳提取工藝條件為A4B1C2，不包含在正交試驗表7中，通過驗證試驗，固液比1∶12 g/mL、pH 8.5、提取時間1.5 h。沙棘蛋白提取率可達72.24%，純度為79.53%。

表8 沙棘蛋白提取正交試驗結(jié)果

2.3 沙棘肽酶解正交試驗結(jié)果

由表9的極差分析可得，因素作用的主次順序為為B＞A＞D＞C，最佳酶解工藝條件為A2B3C2D2，不包含在正交試驗表內(nèi)，經(jīng)驗證試驗得出，底物濃度2.8%、酶用量0.6%、反應(yīng)溫度55 ℃、反應(yīng)時間3 h。酶解得率為13.72%，蛋白肽含量為132.8 mg/100 g。

表9 沙棘蛋白酶解工藝正交試驗結(jié)果

2.4 淀粉酶解正交試驗結(jié)果

由表10的極差分析可得，因素作用的主次順序為C＞A＞B，最佳酶解工藝條件為A2B3C2，不包含在正交試驗表內(nèi)，經(jīng)驗證試驗得出，酶用量0.06%、反應(yīng)時間55 min、反應(yīng)溫度60 ℃，DE達17.54%。

表10 淀粉酶解工藝正交試驗結(jié)果

2.5 蛋白肽飲料最佳配方結(jié)果

由表11的極差分析可得，影響飲料感官評價結(jié)果的因素主次順序為A＞C＞B＞D，最佳組合水平為A3B4C2D3，經(jīng)驗證試驗得出最優(yōu)添加量，即沙棘蛋白酶解液和油莎豆酶解液含量比2.5∶1、蜂蜜用量2%、檸檬酸0.15%、穩(wěn)定劑0.15%，感官評分為92.8分。

表11 蛋白肽飲料正交試驗結(jié)果

3 結(jié)論

以沙棘籽粕為原料，采用堿法酸沉法提取沙棘籽粕中的蛋白。通過正交試驗得到最佳提取工藝：固液比1∶12 g/mL、pH 8.5、提取時間1.5 h。沙棘蛋白提取率達72.24%，純度達79.53%。

以沙棘籽蛋白為原料，多肽得率為評價指標，在堿性蛋白酶作用下，經(jīng)過正交試驗得出最佳酶解工藝：底物濃度2.8%、酶用量0.6%、反應(yīng)溫度55 ℃、反應(yīng)時間3 h。酶解得率為13.72%，蛋白肽含量為132.8 mg/100 g。

以油莎豆粕為原料，DE值為評價指標，在淀粉酶作用下，經(jīng)過正交試驗得出最佳酶解工藝：酶用量0.06%、酶解溫度60 ℃、酶解時間55 h。DE值達17.54%。

以油莎豆酶解液和沙棘酶解液為原料，感官評分為評價指標，通過正交試驗得到最佳配方：沙棘蛋白酶解液和油莎豆酶解液含量比2.5∶1、蜂蜜用量2%、檸檬酸0.15%、穩(wěn)定劑0.15%。感官評分為92.8分。