花生芽紅棗復(fù)合飲料加工研究

許先猛, 伍媛媛, 卜美超, 付文婷, 薛豫皖

(1.亳州學(xué)院 生物與食品工程系,安徽 亳州 236000;2.亳州市天然產(chǎn)物分離純化工程技術(shù)研究中心,安徽 亳州 236000)

中國是世界上最大的花生生產(chǎn)國,占世界花生總產(chǎn)量的36.4%.花生籽粒中富含脂肪、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)元素和黃酮類、酚類、甾體類等生物活性成分[1].花生籽粒發(fā)芽后稱為花生芽菜[2],目前深受廣大消費(fèi)者喜愛.研究表明,花生發(fā)芽會引起花生中總酚和白藜蘆醇等活性成分的含量增加[3].以花生芽為原料,已經(jīng)開發(fā)出包括花生芽果凍、花生芽乳飲料[4]、花生芽奶酪等新型功能食品.花生芽功能飲料也是花生芽功能食品研究的重要方向之一,因其舒爽口感,具有保健作用,受到消費(fèi)者歡迎.復(fù)合功能飲料的研究已經(jīng)成為熱點(diǎn).以花生芽、紅棗為原料,采用單因素和響應(yīng)面法優(yōu)化花生芽紅棗復(fù)合飲料的配方工藝,為花生芽功能食品的研究和產(chǎn)品開發(fā)奠定基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

花生種子:魯花1號,在20 ℃左右、通風(fēng)陰涼處儲藏備用;紅棗:新疆大棗,于20 ℃左右、通風(fēng)陰涼處儲藏備用;蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品(99%),北京普天同創(chuàng)生物科技有限公司;白藜蘆醇標(biāo)準(zhǔn)品(99%),北京沃凱生物科技有限公司;羧甲基纖維素鈉(食品級),天津百倫斯生物技術(shù)有限公司;L-型蘋果酸(食品級),常茂生物化學(xué)工程股份有限公司;高錳酸鉀、福林酚試劑、碳酸鈉、無水乙醇、無水亞硝酸鈉均購買自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司.

1.2 試驗儀器

ALLIANCE 2695高效液相色譜儀,美國Waters公司;UV-9000S紫外分光光度計,上海元析儀器有限公司;FA2204C電子天平,上海天美天平儀器有限公司;DS-1高速組織搗碎機(jī),上海隆拓儀器設(shè)備有限公司;WZS-60手持折光計,上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋,常州國華電器有限公司;C21-RT2160電磁爐,美的生活電器制造有限公司;P901數(shù)字酸度計,上海佑科儀器儀表有限公司;TG16-WS高速臺式離心機(jī),湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司;DZG-50L智能真空干燥箱,合肥右科儀器設(shè)備有限公司;XHF-DY高速分散器,寧波新芝生物科技股份有限公司.

1.3 試驗方法

1.3.1 花生芽制備

挑選大小接近、成熟飽滿、無霉變、無蟲蛀的花生種子100顆,用去離子水沖洗花生表面的浮塵,置于殺菌后的燒杯中.倒入0.5%高錳酸鉀溶液至沒過花生種子,浸泡消毒40 min后用去離子水沖洗至溶液呈澄清狀態(tài).取預(yù)處理后的花生種子,置于燒杯中,去離子水浸沒,在功率280 W下超聲處理15 min,超聲溫度為30 ℃.然后在30 ℃條件下用蒸餾水浸種6 h,浸種后的花生種子置于溫度為27 ℃,濕度為(85±5)% RH條件下避光發(fā)芽,花生發(fā)芽后將花生芽朝下播種在花生發(fā)芽盤中,發(fā)芽7 d得到新鮮花生芽.

1.3.2 花生芽中黃酮含量的測定

取發(fā)芽7 d的新鮮花生芽,經(jīng)真空冷凍干燥后,研磨粉碎,稱取0.02 g花生芽粉末于離心管中,加入70%的乙醇溶液1 mL,在300 W超聲功率下提取30 min,超聲溫度為55 ℃,然后以6 000 r/min轉(zhuǎn)速離心10 min,得到花生芽黃酮提取液.花生芽中黃酮含量的測定采用亞硝酸鈉—硝酸鋁顯色法[5].黃酮含量的計算公式為

(1)

式中:C為查標(biāo)準(zhǔn)曲線值(mg/mL),Vt為取樣量(mL),n為測定時的稀釋倍數(shù)(mL),Vs為樣液總體積(mL),W為樣品質(zhì)量(g).

1.3.3 花生芽中白藜蘆醇含量的測定

花生芽中白藜蘆醇含量的測定采用NY/T 2641-2014《植物源性食品中白黎蘆醇和白黎蘆醇苷的測定》的高效液相色譜法.

(2)

式中,ρ為待測液中白藜蘆醇的質(zhì)量濃度(mg/L),V為體積(mL),m為試樣質(zhì)量(g).

1.3.4 花生芽紅棗復(fù)合飲料加工工藝流程

1.3.5 花生芽紅棗復(fù)合飲料加工配方優(yōu)化

(1)單因素試驗.選取花生芽汁、紅棗汁、蔗糖、復(fù)合酸味劑(含檸檬酸、蘋果酸和檸檬酸鈉)、復(fù)合穩(wěn)定劑(含羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)和黃原膠)五種物質(zhì)的添加量做單因素試驗,考察各因素對花生芽紅棗復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響.

(2)響應(yīng)面優(yōu)化試驗.以花生芽紅棗復(fù)合飲料的感官品質(zhì)為指標(biāo),采用響應(yīng)面法分別對花生芽汁(%,質(zhì)量分?jǐn)?shù),花生芽汁濃度為20.5%)、紅棗汁(%,質(zhì)量分?jǐn)?shù),紅棗汁濃度為61.0%)、蔗糖(%,質(zhì)量分?jǐn)?shù))、復(fù)合酸味劑(%,質(zhì)量分?jǐn)?shù))的添加量這4個因素進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計,研究花生芽紅棗復(fù)合飲料的最佳配方.試驗因素水平表見表1.

表1 試驗因素水平表

(3)花生芽紅棗復(fù)合飲料感官評價

選取15名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的學(xué)生組成評價小組,按照感官評價表對花生芽紅棗復(fù)合飲料進(jìn)行感官評價,結(jié)果見表2.

表2 感官評價表

1.3.6 花生芽紅棗復(fù)合飲料理化指標(biāo)測定

花生芽紅棗復(fù)合飲料中可溶性固形物的含量采用折光計法進(jìn)行測定[6].花生芽紅棗復(fù)合飲料中的懸浮物采用離心沉淀法進(jìn)行測定[7].

1.3.7 花生芽紅棗復(fù)合飲料菌落總數(shù)和大腸菌群測定

菌落總數(shù)和大腸菌群的測定分別采用菌落總數(shù)測定法和大腸菌群計數(shù)法.

2 結(jié)果與討論

2.1 花生芽制備及花生芽中黃酮含量、白藜蘆醇含量測定

花生種子經(jīng)預(yù)處理后,在功率280 W下超聲處理15 min,超聲溫度為30 ℃.浸種后,花生種子置于溫度為27 ℃,濕度為(85±5)%的RH條件下避光發(fā)芽.花生發(fā)芽后將花生芽朝下播種在花生發(fā)芽盤中,發(fā)芽7 d得到新鮮花生芽.取第7 d花生芽,按照式(1)(2)分別測定花生芽中黃酮和白藜蘆醇的含量.結(jié)果顯示,花生芽中黃酮含量為588.3 mg/100 g,花生芽中白藜蘆醇的含量40.35 μg/g.

2.2 花生芽紅棗復(fù)合飲料單因素試驗結(jié)果

2.2.1 花生芽汁添加量的影響

在紅棗汁、蔗糖、復(fù)合酸味劑、復(fù)合穩(wěn)定劑的添加量分別為25.0%、5.0%、0.12%、0.5%條件下,考查花生芽汁添加量分別為10.0%、12.0%、14.0%、16.0%、18.0%時對花生芽紅棗復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響,結(jié)果如圖1.可以看出,花生芽汁添加量為10.0%～18.0%范圍內(nèi),花生芽紅棗復(fù)合飲料隨著花生芽汁添加量的增加,感官評分先增大后減小.花生芽汁添加量為14%左右為宜.隨著添加量的增加,飲料的花生芳香氣味逐漸變濃,從而掩蓋紅棗香氣[8].

2.2.2 紅棗汁添加量的影響

在花生芽汁、蔗糖、復(fù)合酸味劑、復(fù)合穩(wěn)定劑的添加量分別為14.0%、5.0%、0.12%、0.5%條件下,考查紅棗汁添加量分別為15.0%、20.0%、25.0%、30.0%、35.0%時對感官品質(zhì)的影響,結(jié)果如圖2.可以看出,在紅棗汁添加量為15.0%～35.0%范圍內(nèi),感官評分先增大后減小,紅棗汁添加量為25.0%左右為宜.紅棗汁添加量過高也會導(dǎo)致因紅棗香味過重而掩蓋花生香氣.同時,紅棗汁中糖含量較高,也會使飲料口感偏甜,從而降低感官評分[9].

圖1 花生芽汁添加量對飲料感官品質(zhì)的影響 圖2 紅棗汁添加量對飲料感官品質(zhì)的影響

2.2.3 蔗糖添加量對飲料感官品質(zhì)的影響

在花生芽汁、紅棗汁、復(fù)合酸味劑、復(fù)合穩(wěn)定劑的添加量分別為14.0%、25.0%、0.12%、0.5%條件下,考查蔗糖添加量分別為4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%時對花生芽紅棗復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響,結(jié)果如圖3.可以看出,在蔗糖添加量為4.0%～8.0%范圍內(nèi),隨著蔗糖添加量的增加,感官評分先增大后減小,蔗糖添加量為6.0%左右為宜.糖添加量過高會導(dǎo)致飲料口感偏甜[10],從而降低花生芽紅棗復(fù)合飲料的感官評分.

2.2.4 復(fù)合酸味劑添加量對飲料感官品質(zhì)的影響

在花生芽汁、紅棗汁、蔗糖、復(fù)合穩(wěn)定劑的添加量分別為14.0%、25.0%、5.0%、0.5%條件下,考查復(fù)合酸味劑添加量分別為0.04%、0.08%、0.12%、0.16%、0.20%時對花生芽紅棗復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響,結(jié)果如圖4.可以看出,在復(fù)合酸味劑添加量為0.04%～0.20%范圍內(nèi),感官評分先增大后減小,復(fù)合酸味劑添加量為0.12%左右為宜,其中檸檬酸、蘋果酸和檸檬酸鈉的比例為3∶2∶3.適宜的酸甜比可以提高花生芽紅棗復(fù)合飲料的感官評分,添加量過高或者過低都會影響感官品質(zhì).

圖3 蔗糖添加量對飲料感官品質(zhì)的影響 圖4 復(fù)合酸味劑添加量對飲料感官品質(zhì)的影響

圖5 復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對飲料感官品質(zhì)的影響

2.2.5 復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對飲料感官品質(zhì)的影響

在制備花生芽紅棗復(fù)合飲料的過程中,添加復(fù)合穩(wěn)定劑會提高飲料的黏度[4].在花生芽汁添加量為14.0%、紅棗汁添加量為25.0%、蔗糖添加量為5.0%、復(fù)合酸味劑添加量為0.12%條件下,考查復(fù)合穩(wěn)定劑的添加量分別為0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%對花生芽紅棗復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響,結(jié)果如圖5.可以看出,在復(fù)合穩(wěn)定劑添加量為0.3%～0.7%范圍內(nèi),感官評分先增大后減小,復(fù)合穩(wěn)定劑添加量為0.5%左右為宜,其中CMC-Na和黃原膠的比例為1∶1.

2.3 花生芽紅棗復(fù)合飲料的響應(yīng)面試驗

2.3.1 響應(yīng)面試驗結(jié)果

以花生芽紅棗復(fù)合飲料感官評分為指標(biāo)設(shè)計響應(yīng)面試驗,設(shè)置花生芽汁添加量(A)、紅棗汁添加量(B)、蔗糖添加量(C)、復(fù)合酸味劑添加量(D)為影響因素進(jìn)行響應(yīng)面試驗,研究花生芽紅棗復(fù)合飲料最佳配方.響應(yīng)面試驗結(jié)果見表3.

表3 響應(yīng)面試驗結(jié)果

續(xù)表3 響應(yīng)面試驗結(jié)果

2.3.2 響應(yīng)面試驗回歸模型及方差分析

對響應(yīng)面試驗結(jié)果進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗,分析結(jié)果見表4.花生芽紅棗復(fù)合飲料預(yù)測模型為:R1=92.96+0.80A+ 0.69B-1.33C-8.333E-003D+0.30AB+0.20AC-0.60AD+0.33BC-0.050BD-0.075CD-2.17A2-1.11B2-3.92C2-2.03D2.對復(fù)合飲料預(yù)測模型進(jìn)行方差分析,結(jié)果顯示F值為11.34,且模型為極顯著(P<0.000 1).對比分析四個因素F值,發(fā)現(xiàn)四個因素對感官評價的影響順序為C>A>B>D.由試驗結(jié)果可知R2=0.918 9,P=0.873 7(P>0.05),說明預(yù)測值與真實值擬合較好.感官評價預(yù)測模型可以對花生芽紅棗復(fù)合飲料的制備進(jìn)行分析.

表4 響應(yīng)面試驗結(jié)果方差分析

續(xù)表4 響應(yīng)面試驗結(jié)果方差分析

2.3.3 響應(yīng)面分析討論

由表4可知,A花生芽汁添加量、B紅棗汁添加量、C蔗糖添加量、D復(fù)合酸味劑添加量四個因素之間的交互作用都對花生芽紅棗復(fù)合飲料的感官品質(zhì)有一定影響,其中因素A和因素D交互作用對感官品質(zhì)影響最大.使用DesignExpert12.0 軟件進(jìn)行擬合,以三維響應(yīng)面曲線圖直觀表現(xiàn)出花生芽汁添加量和復(fù)合酸味劑添加量兩個因素的交互作用對花生芽紅棗復(fù)合飲料感官評分的影響,結(jié)果見圖6.在花生芽汁添加量10.0%～18.0%范圍內(nèi),復(fù)合酸味劑添加量由0.04%升高到0.20%,花生芽紅棗復(fù)合飲料的感官評分先增加后降低.

圖6 AD因子交互作用對飲料感官品質(zhì)的影響

2.3.4 驗證試驗

通過響應(yīng)面優(yōu)化試驗回歸方程預(yù)測得到,花生芽紅棗復(fù)合飲料的加工配方為:花生芽汁添加量14.4%、紅棗汁添加量26.6%、蔗糖添加量4.9%、復(fù)合酸味劑添加量0.12%、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.5%,經(jīng)預(yù)測花生芽紅棗復(fù)合飲料的感官評分為93.3.經(jīng)校正后,花生芽紅棗復(fù)合飲料的加工配方為:花生芽汁添加量14.0%、紅棗汁添加量27.0%、蔗糖添加量5.0%、復(fù)合酸味劑添加量0.12%、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.5%,經(jīng)檢測花生芽紅棗復(fù)合飲料的感官評分為92.5.結(jié)果顯示,花生芽紅棗復(fù)合飲料感官評分的預(yù)測值和測定值基本一致.

2.4 花生芽紅棗復(fù)合飲料理化指標(biāo)測定結(jié)果

花生芽紅棗復(fù)合飲料中可溶性固形物的含量經(jīng)測定和溫度校正,結(jié)果為6.7%;花生芽紅棗復(fù)合飲料中懸浮物的含量為3.5%.

2.5 花生芽紅棗復(fù)合飲料菌落總數(shù)和大腸菌群測定結(jié)果

經(jīng)檢測,花生芽紅棗復(fù)合飲料中細(xì)菌總數(shù)≤100CFU/mL,大腸桿菌和致病菌未檢出.

3 結(jié)語

花生種子在功率280W下超聲處理15min后進(jìn)行發(fā)芽,發(fā)芽7d后的新鮮花生芽中黃酮的含量為588.3mg/100g,花生芽中白藜蘆醇含量40.4μg/g.以新鮮花生芽和紅棗為原料,以感官評分為指標(biāo),采用單因素試驗和響應(yīng)面試驗,對花生芽紅棗復(fù)合飲料的配方和加工工藝進(jìn)行研究.結(jié)果顯示,花生芽紅棗復(fù)合飲料的最佳配方為:花生芽汁添加量14.0%、紅棗汁添加量27.0%、蔗糖添加量5.0%、復(fù)合酸味劑添加量0.12%、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.5%.制備的花生芽紅棗復(fù)合飲料呈現(xiàn)淡黃色,色澤光亮均勻,香氣自然、濃郁,口感細(xì)膩,酸甜適中,具有花生和紅棗特有的滋味,花生芽紅棗復(fù)合飲料感官評分為92.5.研究結(jié)果為花生芽功能食品和復(fù)合功能飲料的開發(fā)奠定了基礎(chǔ).