牛蒡大豆速溶粉的研制

香 花

(连云港市赣榆区综合检验检测中心，江苏连云港 222005)

牛蒡是我国古老的药用和食用两用蔬菜。牛蒡具有非常高的营养价值，它的肉质具有比较特殊的香味，并且它含有丰富的蛋白质、纤维素、黄酮以及钙、铁、磷等一些人体所需要的矿物质、氨基酸，牛蒡中胡萝卜素的含量比胡萝卜高出200多倍，并且还具有较丰富的维生素B、维生素C，以及菊科类植物所特有的菊糖[1]。牛蒡在日本是可以与人参相媲美的，所以它有“蔬菜之王”的美誉[2]。牛蒡具有明显的降血脂、降血糖、润肠通便、补肾壮阳和抑制癌细胞滋生、扩散及移弃水中重金属的作用，是一种非常理想的天然型保健食品[3-4]。

欧美地区对牛蒡的研究是非常少的，但是在日本、韩国等国家牛蒡是非常受欢迎的。据了解，在日本，人们认为牛蒡是能延年益寿的食品。因此在日本牛蒡在很多情况下被加工成牛蒡片、牛蒡条等休闲食品[5-6]。

牛蒡的药用和保健价值很高，其药用和保健功能主要是通过其中所含有的可溶性糖、微量元素和少量功能性化合物等体现出来的，蛋白质含量低、缺少优质蛋白质是单纯牛蒡类产品的一个重要缺陷。因此笔者将牛蒡与大豆融合，在牛蒡产品中融入大豆中的优质蛋白质，使得产品不但具有牛蒡的功能性作用同时还含有大豆的优质蛋白质，起到营养互补、改善风味的作用。牛蒡豆奶速溶粉即是以新鲜牛蒡根为原料，经过洗切、护色、预煮、干燥、粗粉碎、超微粉碎、打浆、调配、均质、喷雾干燥等步骤所制成的产品。

1 材料与方法

1.1材料牛蒡，来自江苏徐州，购于当地超市。主要仪器设备：BS323S型电子天平，赛多利斯科学仪器北京有限公司；HW.SY型电热恒温水浴锅，浙江舟山市定海区海源仪器厂；SPX-250B-Z 型生化培养箱，上海博远实业有限公司医疗设备厂；AF-06A 超微高速粉碎机，浙江温岭市奥力中药机械有限公司；实验型喷雾干燥机，上海顺仪实验设备有限公司；SRH60-70高压均质机，上海申鹿均质机有限公司；R-502B型旋转蒸发仪，南京金正教学仪器有限公司。

1.2方法

1.2.1制备工艺流程。

1.2.2工艺操作要点。

1.2.2.1清洗、去皮。选取新鲜、无裂纹、无病斑且无糠心的牛蒡为原料，采用流动水冲洗，去除牛蒡根表面的泥土杂质，刮去牛蒡表皮及机械伤疤、斑点等。

1.2.2.2切片、护色。将牛蒡切成1～2 mm左右薄片，立即放入护色剂溶液中浸泡，以防止褐变，护色液配比为1%柠檬酸，0.25%抗坏血酸。

1.2.2.3预煮、淋水。将牛蒡片在90 ℃水中煮5 min，捞出后在流动水下冲淋3 s以降温。

1.2.2.4烘干、粉碎、超微粉碎。将牛蒡片放入烘干设备中烘干至恒重。用粉碎机粉碎，再用超微粉碎设备进行超微粉碎。

1.2.2.5清洗、浸泡。将大豆清洗后浸泡，直至大豆充分吸水。

1.2.2.6打浆、预煮。将充分浸泡后的大豆打浆并煮沸以去除豆腥味。

1.2.2.7混合、浓缩、喷雾干燥。将豆浆以及牛蒡粉、白砂糖以一定的比例混合调配，将调配好的混合液进行浓缩，将浓缩后的混合液进行均质，将均质后的液体进行喷雾干燥。

1.2.3工序试验方法。

1.2.3.1打浆及大豆与水比例试验。只有打浆工艺对最终蛋白质和固形物得率有最大影响，所以在打浆工艺中首先应对工艺进行改进以提高蛋白质和固形物得率。大豆中蛋白含量占30%～40%，在该试验中采用二次洗渣法，即料水比为1∶5 g/mL，先用3倍的水打浆，再分别用1倍的水洗2次渣。

1.2.3.2预煮试验。牛蒡的功能性较大程度上取决于其中所含的菊糖、寡糖、低聚糖等可溶性糖中，预煮对其中的可溶性糖含量进行最大程度上的保留有较大影响；同时对牛蒡进行预煮可以使酶钝化以护色，并能改善牛蒡产品的生涩味。

将护色好的牛蒡片分别放入不同温度和不同预煮时间的热水中预煮，捞出后淋水3 s降温，平铺于托盘中，放入恒温干燥箱中于60 ℃下干燥12 h，粉碎机粉碎后，过60目筛，测定其可溶性糖含量。

1.2.3.3均质试验。在均质环节中，均质压力的大小决定了溶液内含物的破碎程度，从而间接影响了产品最终的溶解与稳定性。因此，寻找合适的均质压力也是产品生产中的重要一步。

改变均质压力进行单因素试验，再进行喷雾干燥，考察不同均质压力对速溶粉分层的影响。

1.2.3.4产品配方的确定。作为一款速溶产品，产品溶解性好坏、溶解之后稳定性的好坏直接影响到该产品的口感以及消费者对该产品的评价。而这两者的好坏受产品配方影响程度较大，所以对产品的不同配方进行研究以确定最佳配比就成了整个工艺中非常重要的一环。

通过响应面软件给出不同配比范围内的分析方案，进行相应试验，从而得到响应面软件分析后给出的最佳配比。同时对不同配方产品辅以感官评定，最后再在光学显微镜下进行产品颗粒观察并在电子显微镜下进行产品颗粒扫描，从而观察得到不同配比下的颗粒性质。

1.3分析方法可溶性糖含量的测定：采用蒽酮比色法[6]。豆奶中可溶性固形物的测定：取干燥后培养皿，称量其重量为M1，然后再用移液管移取10 mL的豆奶放入培养皿中，称量其质量为M2，然后把盛有豆奶的培养皿放入电热恒温鼓风培养箱中在60 ℃条件下干燥12 h，取出冷却后称其质量为M3。可溶性固形物=(M3-M1)/(M2-M1)。蛋白质测定:采用凯氏定氮法[7]。

2 结果与分析

2.1豆水比对蛋白提取率及大豆固形物得率的影响称取100 g大豆进行打浆，采用二次洗渣法，料水比分别为1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7(g/mL)。分别测定蛋白质含量和大豆固形物得率，结果见图1。

图1 料水比对固形物得率和蛋白质提取率的影响Fig.1 Effect of material and water ratio on the yield of solid and the extraction rate of protein

由图1可知，蛋白提取率和大豆固形物得率均在料水比为1∶5(g/mL)时达到最高，此时大豆蛋白最大程度上进入最终产品中，产品中大豆蛋白含量最高，因此大豆打浆料水比选定为1∶5(g/mL)。

2.2预煮条件对可溶性糖含量的影响

2.2.1预煮温度对可溶性糖含量的影响。改变预煮的温度，得到不同预煮温度可溶性糖的含量，结果如图2所示。由图2可知，可溶性糖含量在90 ℃时达到最高，因此预煮时间选为90 ℃。

图2 预煮温度对可溶性糖含量的影响Fig.2 Effects of precooking temperature on the content of soluble sugar

2.2.2预煮时间对可溶性糖含量的影响。 控制温度不变，改变预煮时间，结果见图3所示。由图3可知，可溶性糖含量在预煮时间为5 min时达到最高，因此预煮时间选为5 min。

图3 预煮时间对可溶性糖含量的影响Fig.3 Effect of precooking time on soluble sugar content

综上所述，预煮条件为90 ℃、5 min时牛蒡中可溶性糖含量损失最少，因此最佳预煮条件为温度90 ℃，时间5 min。

2.3均质压力对牛蒡豆奶速溶粉稳定性的影响改变均质的压力，控制其他条件不变，不同均质压力得到分层时间如图4所示。由图4可知，分层压力在30 MPa后基本不发生变化，因此从经济方面考虑选定均质压力为30 MPa。

2.4大豆固形物和牛蒡比例范围的确定通常豆奶粉蛋白质含量为15%～20%，为保证产品在以牛蒡功能性价值为主的同时不失去大豆的营养价值，规定产品中牛蒡含量不得低

图4 均质压力对分层时间的影响Fig.4 Effect of homogeneous pressure on hierarchical time

于大豆固形物的最低含量，大豆蛋白含量不得低于8%，由上文中蛋白提取率及大豆固形物得率的测定可得产品中大豆固形物含量不得低于19.93% ，所以规定产品中大豆固形物含量不得低于20%，所以牛蒡含量也不得低于20%，又因为糖含量为20%～50%，所以大豆固形物和牛蒡含量均在20%～50%。

综上，牛蒡、大豆固形物和糖的含量均在20%～50%，又因为它们之间的百分含量相互影响，总和不得超过100%，因此设定其总量为5份，则牛蒡、大豆固形物和糖均在1～2份，以此进行响应面设计(表1、图5～7)。

表1 响应面分析方案

图5 Y= (AB)的响应面 Fig.5 Re sponsive surfaces of Y=(AB)

图6 Y= (AC)的响应面Fig.6 Responsive surfaces of Y=(AC)

图7 Y=(BC)的响应面Fig.7 Responsive surfaces of Y=(BC)

由软件分析选取可得符合要求的最佳配比是牛蒡1.54份，大豆固形物1.51份，糖1.53份，即牛蒡含量33.62%，大豆固形物含量32.97%，糖含量33.41%，预计分层时间为85.097 2 s。

3 结论

牛蒡豆奶速溶粉是以新鲜牛蒡根为原料，经过洗切、护色、预煮、干燥、粗粉碎、超微粉碎、打浆、调配、均质、喷雾干燥等步骤所制成的产品。该试验着重研究了打浆、预煮、调配工艺。在打浆工艺中，经单因素试验研究表明，料水比1∶5 g/mL为最佳比例，此时豆浆中固形物得率及蛋白质得率最高。在预煮工艺中，经单因素试验研究表明，预煮温度为90 ℃，预煮时间为5 min为最佳条件，此时牛蒡中可溶性糖含量最高。在调配工艺中，通过响应面分析得出33.62%牛

蒡、32.97%大豆固形物、33.41%糖为最佳配比，此时产品颗粒最大，表面平滑，溶解后不宜分层。在均质工艺中，均质压力为30 MPa为最佳条件。

[1] 蒋淑敏.牛蒡化学成分和药理作用的研究现状[J].时珍国医国药，2001,12(10):941-942.

[2] 胡献国.蔬菜之王说牛蒡[J].科学养生，2010(5):15.

[3] 张晓伟,孙爱东，宫玮.牛蒡的营养价值及其开发现状[J].中国食物与营养，2006(1)：25-27.

[4] 曹剑锋.牛蒡根及其化学成分的药理活性研究[D].济南：山东大学，2012.

[5] 黄秀锦.牛蒡保健饮料的研制[J].食品科技，2001(3)：42，49.

[6] 孟秀梅.牛蒡的加工利用现状[J].食品与药品，2006,8(1):65-68.

[7] 刘婷,周光明.多糖的提取和分析方法[J].化工时刊,2008,22(3):66-70.