大豆低聚肽功能性饮料的研制

姚鹏程，吴媛媛，王 鑫，徐丽萍

（1.牡丹江市食品药品检验检测中心，黑龙江牡丹江 157000；2.哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江省高校食品科学与工程重点实验室，黑龙江哈尔滨 150076）

0 引言

近年来，植物蛋白的开发和利用得到快速发展，质高价廉的植物蛋白成为世界各国人民营养需求的重要来源，大豆蛋白质从众多植物蛋白中脱颖而出，成为广大消费者的首选产品[1]。大豆低聚肽是指大豆蛋白质经蛋白酶水解作用后得到的短肽混合物，所得产物中还含有少量游离的糖类和无机盐等成分，分子量大多在1 000以下[2]。大豆低聚肽中的必需氨基酸组成不仅与大豆蛋白一样具有优质蛋白的特点，而且还具有大豆蛋白不具备的溶解性、稳定性等理化性质，以及降血压、抗疲劳、抗氧化、易于消化吸收等生理功效[3-4]。大豆低聚肽具有良好的溶解性和稳定性，被应用于大多数食品中；因其氨基酸组成全面均衡、易于吸收等特点，被应用于婴幼儿食品、特殊病人营养品中；因其具有一定的生理活性而应用于化妆品及保健品行业[5]。大豆低聚肽在原大豆蛋白序列中基本无活性，但在体外可以通过水解将有活性的肽释放出来，常被用作功能性食品或饮料添加剂[6]。在一般的体育活动中，体内4%～10%的热量消耗均由破坏蛋白质所导致，由于机体不能合成必需氨基酸和储存蛋白质，所以运动员必需及时从体外补充蛋白质，以免肌肉内蛋白质的失衡。大豆低聚肽作为一种小分子肽，比蛋白质和氨基酸更容易被人体吸收，可以使运动员迅速恢复体能，因此开发含小分子低聚肽的功能性饮料成为近年来开发活性肽产品的主要趋势[7]。试验主要以大豆低聚肽粉、糖分、增稠剂和酸味剂为因素，结合正交试验和感官评分来确定大豆低聚肽提取的最佳工艺条件。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

大豆低聚肽粉，中食都庆（山东） 生物技术有限公司提供；葡萄糖，天津市天新精细化工有限公司提供；氯化钠，天津石英钟厂霸州市化工分厂提供；斐林试剂，沈阳试剂二厂提供；醋酸锌，天津津东天正精细化学试剂厂提供；氢氧化钠、甲基红指示剂、盐酸，天津市天新精细化工开发中心提供；硫酸亚铁，沈阳市试剂一厂提供；双氧水，天津市富宇精细化工有限公司提供；水杨酸，天津市泰兴化学试剂厂提供；蔗糖、蜂蜜、柠檬酸、羧甲基纤维素、柠檬、食盐，均为市售。

ALC-1100.2型电子分析天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司产品；SJ260C型多功能食品搅拌机，顺德兰谱电器制造有限公司产品；DK-98-1型电热恒温水浴锅，天津斯泰特仪器有限公司产品；PHS-3C型pH计，上海市伟业仪器厂产品；DELTA320型糖度计，梅特勒托利多仪器（上海）有限公司产品；DHG-9123A型电热鼓风干燥箱，上海-恒科学仪器有限公司产品；722型紫外可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司产品；LDZX-50KB型立式压力蒸汽灭菌器，上海中安医疗器械厂产品；DL-CJ-1F型超级洁净工作台，中国北京东联哈尔滨仪器厂产品。

1.2 试验方法

1.2.1 大豆低聚肽功能性饮料制备的工艺流程

糖液+辅料→调配→过滤→杀菌→冷却→灌装。

（1） 原辅料的调配及溶解。将大豆低聚肽粉、蔗糖、蜂蜜、柠檬酸（酸味剂）、羧甲基纤维素（增稠剂）、食盐、柠檬浓缩汁等原辅料按配方比例进行调配，于50℃温水中调配至全部溶解，搅拌约5 min，用蒸馏水配制100 mL。

（2） 过滤。用180目滤网过滤溶解好的物料，滤除物料中的渣滓。

（3）杀菌、冷却。采用高温蒸煮进行灭菌，将过滤后的饮料装入玻璃瓶、封盖，在沸水浴中蒸煮灭菌15～20 min，然后冷却至室温。

（4）灌装。趁热进行灌装，于75℃条件下保温10 min后冷却至室温。

1.2.2 大豆低聚肽功能性饮料的单因素选择

（1）大豆低聚肽功能性饮料的单因素试验。在控制柠檬浓缩汁质量浓度10 mg/mL，食盐质量浓度0.8 mg/mL的情况下，分别称取0.05，0.10，0.15，0.20，0.25 g的大豆低聚肽粉；7.0，7.5，8.0，8.5，9.0 g的蔗糖 （m蔗糖∶m蜂蜜=6∶4）；0.010，0.015，0.020，0.025，0.030 g的增稠剂；0.10，0.15，0.20，0.25，0.30 g的酸味剂。分别量取50 mL水进行充分溶解，并与其他辅料进行混合搅拌，再用水定容到100 mL。配置好饮料后进行灭菌，然后以感官评分为评价指标，考查大豆低聚肽粉质量浓度对饮料品质的影响。

（2）大豆低聚肽功能性饮料最佳工艺条件的选择。在单因素基础上，采用L9（34）正交试验，选择大豆低聚肽质量浓度（A）、蔗糖质量浓度（B）、增稠剂质量浓度（C） 及酸味剂质量浓度（D） 为正交试验的4个主要影响因素。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计 /mg·mL-1

1.2.3 大豆低聚肽功能性饮料的质量指标测定的方法

（1）感官评价。采用分析或描述性检验的方法对大豆低聚肽功能性饮料进行感官评分。优选21名初级评价员，按照感官评价表对所品尝样品进行打分（综合评分满分为100分）并记录，最后将分数汇总，比较不同因素及水平的情况下产品的感官品质状况。

感官评价标准见表2。

表2 感官评价标准

（2）理化指标。可溶性固形物、pH值、总糖含量[8]。

（3）微生物指标。菌落总数、大肠杆菌。

（4）抗氧化性指标。通过测定大豆低聚肽功能性饮料对羟自由基体系的清除作用，计算抑制率[9]。公式如下：

式中：Ai——加样液时溶液的吸光度；

A0——不加样液时溶液的吸光度。

2 结果与讨论

2.1 大豆低聚肽功能性饮料单因素试验结果与分析

2.1.1 大豆低聚肽质量浓度对饮料感官综合评分的影响结果与分析

大豆低聚肽添加量对饮料感官评分的影响见图1。

由图1可知，在所选的5个大豆低聚肽粉添加量下，固定其他3个因素，随着质量浓度的增加，感官综合评分随之升高；但当大豆低聚肽质量浓度超过2 mg/mL时，综合评分开始下降。这是由于大豆低聚肽有一定的苦味和豆腥味，当超过一定量时，会影响饮料的色泽和口感，从而导致综合评分下降。因此，确定大豆低聚肽较佳质量浓度为2 mg/mL。

2.1.2 蔗糖质量浓度对饮料感官综合评分的影响结果与分析

蔗糖质量浓度对饮料感官评分的影响见图2。

图1 大豆低聚肽质量浓度对饮料感官评分的影响

图2 蔗糖质量浓度对饮料感官评分的影响

由图2可知，在所选的5个蔗糖质量浓度下，固定其他3个因素，随着蔗糖和蜂蜜添加量的增加，感官综合评分随呈上升趋势，当蔗糖质量浓度达到80 mg/mL时，感官评分达到最大值，为94分；当超过80 mg/mL时，评分开始下降。这是由于制作饮料时当超过蔗糖的适当浓度时，会影响口感评分，酸甜口味不适合消费者的需求，从而会导致感官评分下降。因此，确定蔗糖较佳质量浓度为80 mg/mL。

2.1.3 增稠剂质量浓度对饮料感官综合评分的影响结果与分析

增稠剂质量浓度对饮料感官评分的影响见图3。

图3 增稠剂质量浓度对饮料感官评分的影响

由图3可知，在所选的5个增稠剂质量浓度下，固定其他3个因素，随着增稠剂质量浓度的增加，感官综合评分随之呈上升趋势，当增稠质量浓度达到0.25 mg/mL时，感官评分达到最大值，为92分；当超过当分质量浓度0.25 mg/mL时，评分开始下降。这是由于饮料中增稠剂含浓度会影响饮料的浊度和组织状态，当超过增稠剂的适当浓度后，饮料中会出现沉淀及絮状物，流动性不好，从而导致评分下降。加上生产成品的综合考虑，因此确定增稠剂较佳质量浓度为0.25 mg/mL。

2.1.4 酸味剂质量浓度对饮料感官综合评分的影响结果与分析

酸味剂质量浓度对饮料感官评分的影响见图4。

图4 酸味剂质量浓度对饮料感官评分的影响

由图4可知，在所选的5个酸味剂质量浓度下，固定其他3个因素，随着质量浓度增加，感官综合评分随呈上升趋势，当酸味剂质量浓度达到2.5 mg/mL时，感官评分达到最大值；当超过2.5 mg/mL时，评分开始下降。这是由于制作饮料时，柠檬酸对大豆低聚肽功能性饮料的影响主要体现在固形物含量、口感方面，当柠檬酸过多时，酸甜口味不适合消费者的需求，从而会导致感官评分下降。因此，确定酸味剂较佳质量浓度为2.5 mg/mL。

2.2 大豆低聚肽功能性饮料最佳工艺条件的选择结果与分析

通过正交试验确定大豆低聚肽功能性饮料最佳的制作工艺，考查指标为感官综合评分。

L9（34）正交试验结果见表3。

表3 L9（34）正交试验结果

由表3可知，试验的最佳组合为A2B2C1D2，即大豆低聚肽质量浓度2 mg/mL，蔗糖质量浓度80 mg/mL（蔗糖51 mg/mL，蜂蜜34 mg/mL），酸味剂质量浓度2.5 mg/mL，增稠剂质量浓度0.20 mg/mL最好。极差R的数值直观反映出各个因素对结果的影响大小为A＞D＞B＞C，即影响大豆低聚肽功能性饮料品质的最主要因素为大豆低聚肽质量浓度，酸味剂和蔗糖质量浓度次之，增稠剂质量浓度的影响最小。

2.2.1 方差分析

正交试验方差分析见表4。

表4 正交试验方差分析

由表4的极差分析可知，影响大豆低聚肽功能性饮料品质感官评价的显著性因素为A，B，D，即大豆低聚肽质量浓度、蔗糖质量浓度、酸味剂质量浓度。各因素对大豆低聚肽功能性饮料品质感官评价影响的大小顺序为A＞D＞B＞C，即大豆低聚肽质量浓度＞酸味剂质量浓度＞糖分质量浓度＞增稠剂质量浓度。

2.2.2 直观分析

通过比较正交试验表中各因素的极差值（R），可以看出，影响大豆低聚肽功能性饮料感官评分因素顺序为A＞D＞B＞C，最佳工艺条件为A2B2C1D2。为了探索更好的试验条件取值方向，以各因素的水平为横坐标，均值为纵坐标绘制因素与水平直观图[10]。

直观分析见图5。

图5 直观分析图

由图5可知，4个因素中3个主要影响因素，大豆低聚肽质量浓度、酸味剂质量浓度、蔗糖质量浓度在比较理想的水平。这3个主要因素的直观图均呈先升高，达到K值的最高点，随后又呈下降的趋势；次要影响因素增稠剂质量浓度对试验的结果影响不是特别突出，应在适当范围内增加增稠剂，来寻求更加理想的增稠剂质量浓度。通过直观分析得出，当大豆低聚肽质量浓度2 mg/mL，蔗糖质量浓度80 mg/mL（蔗糖51 mg/mL，蜂蜜34 mg/mL），酸味剂质量浓度2.5 mg/mL，增稠剂质量浓度0.2 mg/mL时，饮料感官品质最好，因此最佳制备方案A2B2C1D2。

2.3 大豆低聚肽功能性饮料产品品质指标的结果与分析

2.3.1 感官指标评价结果与分析

通过正交试验，选择感观综合评分最高的产品，进行感官评定[11]，结果如下：

（1）色泽。产品呈均匀浅黄色，溶液透明，无分层。

（2）气味。具有大豆低聚肽独特的风味，自然芳香，无异味。

（3）口感。口感细腻，酸甜适度，无苦味，柔和爽口。

（4）杂质。无肉眼可见的外来杂质，组织状态良好。

2.3.2 理化指标测定结果与分析

选择感官综合评分最高的饮料为待测样品，对其进行理化指标的测定，做3组平行试验，试验结果得出，产品的可溶性固形物含量8.13%，pH值4.3，总糖含量12%。

理化指标平行试验结果见表5。

表5 理化指标平行试验结果

2.4 微生物指标测定的结果与分析

2.4.1 菌落总数测定的结果与分析

稀释度为1∶10菌落生长情况见图6，稀释度为1∶100菌落生长情况见图7，2个空白对照菌落生长情况见图8。

图6 稀释度为1∶10菌落生长情况

由图6可知，样品稀释度为1∶10和1∶100的培养基经培养后均有1个菌落生成，2个空白对照培养基均无菌落生成，按照平板菌落计数的方法，大豆低聚肽功能性饮料的菌落总数为10个/mL，符合国家食品卫生的标准（细菌总数≤100个/mL）。

2.4.2 大肠杆菌测定的结果

大肠杆菌的测定见图9。

由图9可知，9个发酵管中均无产气现象出现，说明待测产品中不含大肠杆菌，符合国家食品卫生标准。

图7 稀释度为1∶100菌落生长情况

图8 2个空白对照菌落生长情况

图9 大肠杆菌的测定

2.5 抗氧化活性指标测定的结果与分析

按照上述方法配制大豆低聚肽饮料溶液质量浓度分别为 0.02，0.04，0.06，0.08，0.10，0.12，0.14 mg/mL，进行抑制羟自由基能力的测定。

大豆低聚肽饮料对羟自由基的抑制作用见图10。

图10 大豆低聚肽饮料对羟自由基的抑制作用

由图10可知，大豆低聚肽对羟自由基有显著的抑制作用，随着大豆低聚肽质量浓度的增大，对羟自由基的抑制能力也呈现不断增大的趋势，增长速度由快到慢，最后趋于平缓。原因可能是随着大豆低聚肽质量浓度增大，其与羟自由基作用的机会增大，使羟自由基与水杨酸作用的机会降低，从而使2,3-二羟基苯甲酸的生成量减少，抑制率上升，起初体系中羟自由基量较大，而大豆低聚肽量较小，每一分子大豆低聚肽都充分发挥清除自由基的作用，抑制率随质量浓度的增大快速上升；而当大豆低聚肽质量浓度升高达到一定程度，接近饱和时，则一部分大豆低聚肽与羟自由基的作用受阻，不再发挥作用，抑制率随大豆低聚肽质量浓度的增长变化不大。大豆低聚肽饮料的质量浓度为0.14 mg/mL时，对羟自由基的抑制率达到90.2%，即抑制率达到90%以上时，大豆低聚肽饮料质量浓度不低于0.14 mg/mL。

3 结论

以大豆低聚肽为主要原料，主要研究了大豆低聚肽功能性饮料工艺配方的内容。以感官评价为指标，通过单因素试验和正交试验设计确定了大豆低聚肽功能性饮料的最佳工艺参数为大豆低聚肽粉2 mg/mL，糖分80 mg/mL，增稠剂0.25 mg/mL，酸味剂2.5 mg/mL。同时，对感官指标、理化指标、微生物指标和抗氧化指标进行测定。结果显示，以此配方制作的功能性饮料各项指标均符合国家标准。

[1]程天德，戴必胜，梁延省.富硒大豆低聚肽的抗氧化活性研究 [J].现代食品科技，2013，29（2）：277-279.

[2]刘文颖，谷瑞增，鲁军，等.大豆低聚肤中抗氧化肽的分离纯化及结构鉴定 [J].食品与发酵工业，2017，43（2）：44-48.

[3]汤国营，戴军，蔡木易，等.大豆低聚肽分子质量分布的测定及体外消化实验 [J].食品与发酵工业，2006，32 （5）：131-133.

[4]刘文颖，谷瑞增，鲁军，等.大豆低聚肽的成分分析及体外抗氧化作用 [J].食品工业，2015，36（4）：200-203.

[5]陈亚房.大豆低聚肽制备及其ACE抑制活性和螯合特性的研究 [D].北京：中国农业科学院，2009.

[6]吕育新，梁金钟.大豆低聚肽的研究进展 [J].大豆科技，2013（2）：37-39.

[7]陈星，吴琼，韩利苹.大豆肽功能饮料加工工艺研究 [J].中国粮油学报，2010，25（9）：87-91.

[8]陈旭红.标准葡萄糖溶液滴定法测定果汁饮料中的总糖量 [J].食品研究与开发，1999，20（5）：53-54.

[9]陈玲玲，吴春，李俊生.木犀草素一锌（I）I配合物的制备及清除自由基活性研究 [J].化学与黏合，2009，31（6）：19-22.

[10]王鑫.玉米胚中谷胱甘肽分离纯化及抗氧化效果评价[D].哈尔滨：哈尔滨商业大学，2009.

[11]张英春，杨鑫，张华，等.利用南瓜粉制备水溶性膳食纤维的工艺研究 [J].食品工业，2009（3）：14-15.◇