玉米须保健乳清蛋白饮品的研究

张佳宁，田 雨，田 波，姜瞻梅

(东北农业大学乳品科学教育部重点实验室，东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨150030)

糖尿病是严重危害人类健康的慢性疾病，现在已经成为人类健康的第三大杀手。大部分糖尿病病人需常年依赖于注射胰岛素治疗，而治疗糖尿病的药物副作用大，长期服用会引发某些继发性疾病，还可能会导致患者产生药物依赖性，且糖尿病只能通过药物控制其发展，不能根治。长期通过胰岛素的注射来降低患者体内血糖水平，给患者及患者家人带来了巨大的痛苦。基于现状，具有安全性高、价格低廉、辅助治疗糖尿病的保健食品已成为研究的热点，无疑具有广阔的市场应用前景。玉米须的资源十分丰富，但目前对它的开发利用非常有限，仅少量入药外，大部分被白白丢弃。玉米须既有明显的药理价值，又具备一定的食疗特征。玉米须中所含的黄酮类和多糖化合物对治疗糖尿病具有显著疗效［1-2］。苦瓜为葫芦科苦瓜属植物，又名凉瓜、癞瓜，性味苦寒，具有清热解凉，滋养强壮，降血糖等功效，成熟果实多作蔬菜食用。中外学者从苦瓜果实中曾分离出皂甙和蛋白质等，具有降血糖作用［3-4］。目前，已有玉米须饮料的相关报道［5-8］，但是利用玉米须为主要原料，研制出专门辅助治疗糖尿病的保健食品，在国内外研究报道很少。因此，本研究以玉米须为主要原料，采用生物酶提取其黄酮和多糖等功能活性组分，与苦瓜、乳清蛋白以及木糖醇等成分进行科学调配，研制出辅助治疗糖尿病的功能性饮品。因此，开发具有降血糖功效的玉米须保健乳清蛋白饮品对辅助治疗糖尿病具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

玉米须 产地为辽宁省康平县;新鲜苦瓜、木糖醇、柠檬酸、羧甲基纤维素钠(CMC)、刺槐豆胶 均为市售食品级;纤维素酶 8000U/g，天津诺奥科技有限公司;乳清蛋白 北京Milky Way商业公司。

GL-21M离心机 上海市离心机械研究所;HR1866榨汁机 飞利浦电子公司;AL-104精密电子天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;DK-8B电热恒温水浴锅 上海精宏实验设备有限公司;101-3AB型电热鼓风干燥箱 天津市泰斯特仪器有限公司;HZQ-X100振荡培养箱 哈尔滨市东联电子技术开发有限公司。

表1 感官评分标准Table 1 Standard of sensory evaluation

表2 添加β-环状糊精后苦瓜汁的感官评价结果Table 2 Sensory evaluation results of stigmata maydis juice added by β-dextrine

1.2 实验方法

1.2.1 产品工艺流程

1.2.2 产品工艺操作要点

1.2.2.1 玉米须提取液的制备 选取状态良好的、无霉变的玉米须适量，将其用清水漂洗，除去泥土、污物和杂质，然后置于55℃烘箱中烘焙，将烘干的玉米须用干净的粉碎机粉碎后，将其与纯净水混合配成浓度为2%的玉米须悬浮液置于52.5℃恒温振荡培养箱中，预热至温度后向内投入6%的纤维素酶后恒温振荡2h，取出后沸水浴10min以使酶失活，冷却至室温后取出在离心机中以4000×g离心10min，取上清液杀菌后得到玉米须提取液备用。

1.2.2.2 苦瓜汁的制备 选取颜色正常，无病虫害，无腐烂的健康饱满的苦瓜，洗净去籽后切成小块儿，放入8倍水榨汁取液，榨汁后八层纱布过滤，得到澄清的苦瓜汁液备用。

1.2.2.3 乳清蛋白溶液的制备 取乳清蛋白溶于纯净水中，配成4%的乳清蛋白溶液。

1.2.2.4 原料的混合调配 将玉米须提取液、苦瓜汁、乳清蛋白溶液、柠檬酸、β-环状糊精、木糖醇和增稠剂以一定的比例混合调配。在均质温度为50～60℃，均质压力为20MPa的条件下，进行均质处理。在中心温度为65℃下杀菌30min，冷却至室温后无菌包装成品。

1.3 沉淀率的测定

采用沉淀率考察产品的稳定性:产品在4000×g条件下离心15min后，根据式(1)计算沉淀率:

式中:M-离心管重量;M1-加入产品后离心管重量;M2-弃去上层液体后离心管重量。

1.4 感官评价

由20个食品专业人员从风味、口感等方面进行感官评定和感官评分，感官评分标准见表1。

1.5 实验设计

1.5.1 产品基本配方的研究 利用Minitab数理统计软件，对玉米须提取液、乳清蛋白溶液和苦瓜汁液的添加量进行混料实验设计，优化产品的最佳基本配方。

1.5.2 产品中其他配方组分的研究 利用单因素实验设计，以感官评分为指标，确定苦瓜汁中β-环状糊精最佳添加量、产品中木糖醇和柠檬酸添加量。

1.5.3 产品稳定性的研究 在稳定剂添加总量为0.3%前提下，对果胶、CMC、刺槐豆胶进行混料实验设计，确定最优的稳定剂种类和添加量。

1.6 数理统计

利用Minitab 14软件，对产品基本配方实验和稳定性研究实验进行混料实验设计，并对其所得结果进行数理统计分析。

2 结果与分析

2.1 苦瓜汁中β－环状糊精最佳添加量的确定

β-环状糊精能够包埋苦瓜的苦味成分，使产品的味道易于被人们接受。添加β-环状糊精后苦瓜汁的感官评价结果见表2。

由表2可以得到，β-环状糊精的最适添加量为苦瓜液的0.12%，该浓度下苦瓜的苦味能够减轻到人们所能接受的程度且产品组织状态良好。

2.2 产品基本配方的研究

通过前期研究的预实验结果，利用Minitab软件，对玉米须提取液、4%的乳清蛋白溶液和苦瓜汁液的添加量进行混料实验设计，混料实验设计的感官评价结果见表3。

表3 混料实验设计感官评价结果Table 3 Results of product sensory evaluation of experiment of mixture design

由Minitab软件对表3结果进行分析可得，玉米须保健乳清蛋白饮品的最佳基本配方为玉米须提取液添加量为38.33%，乳清蛋白溶液添加量为38.33%，苦瓜汁液添加量为23.33%。在混料时，由于柠檬酸浓度过高会使得乳清蛋白变性，从而使得产品性状发生改变，故在混合顺序上，应先调配玉米须提取液和苦瓜液，向内加入所确定的柠檬酸，混匀后再向内加入乳清蛋白溶液，防止因为局部柠檬酸的浓度过高导致部分乳清蛋白变性。

2.3 木糖醇添加量的确定

在最佳的产品基本配方基础上，分别加入0%、1%、3%、5%、7%、10%的木糖醇，对其做感官评价分析，感官评价实验结果见表4。

表4 添加木糖醇后产品的感官评价结果Table 4 Results of sensory evaluation of products added by xylitol

由表4感官评价结果可知，木糖醇的添加量最终确定为混料的3%，此时口感最佳。

2.4 柠檬酸添加量的确定

在最佳的产品基本配方基础上，分别加入0%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.1% 的柠檬酸，对其进行感官评价，感官评价实验结果见表5。

表5 添加柠檬酸后产品的感官评价结果Table 5 Results of sensory evaluation of products added by citric acid

由表5添加柠檬酸后混料感官评价可得，过量的柠檬酸使混料中的乳清蛋白由于pH的降低而变性，因此，除口感适口外，还需要保证乳清蛋白不会变性。确定柠檬酸的添加量为混料的0.01%。

2.5 产品稳定性研究

为了得到质地均匀，口感爽滑，良好的产品，需添加稳定剂。稳定剂种类与添加量对于产品的稳定性和口感是非常关键的，对于稳定剂的选择，复合稳定剂的效果往往优于单一稳定剂的效果。根据稳定剂预实验结果，确定产品稳定剂添加总量为混料基的0.3%。本实验以沉淀率为指标，在最佳的产品基本配方基础上，添加3%木糖醇和0.01%柠檬酸，选择果胶、CMC、刺槐豆胶，利用Minitab统计软件进行混料实验设计，实验结果见表6。Minitab软件对混料实验结果优化处理，确定玉米须保健乳清蛋白饮品最佳稳定剂组合为CMC和刺槐豆胶，添加量分别为0.15%和0.15%。

表6 稳定性研究的混料实验设计实验结果Table 6 Results of experiment of mixture design on stabilizers of the product

2.6 产品质量感官分析

玉米须保健乳清蛋白饮品呈稍粘稠无分层的半流体液态、颜色为浅乳红色，口感柔和，细腻，酸甜适口，具有玉米须的香甜味，同时有苦瓜的清新气味，无苦味，分层无肉眼可见杂质，无异色。

3 结论

玉米须保健乳清蛋白饮品的最佳配方:玉米须提取液添加量为38.33%，4%的乳清蛋白溶液添加量为38.33%，比例为1∶8的苦瓜汁液23.33%，木糖醇添加量为3%，柠檬酸的添加量为0.01%，最佳稳定剂组合为CMC和刺槐豆胶，添加量分别为0.15%和0.15%。

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