橙味大豆低聚肽乳饮料的配方优化

李晓娜，李国平，王君能，洪豆，朱文秀，吴淑清*

（1.长春大学 食品科学与工程学院，吉林 长春 130022；2.浙江李子园食品股份有限公司，浙江 金华 321031）

蛋白质是生命第一要素，更是人体三大营养素之首。大豆低聚肽是将大豆蛋白通过酶解或酸水解的方法制备得到的小分子肽类物质，主要是由3个～6个氨基酸组成，分子量在1 000 Da以下[1-2]。大豆低聚肽作为一种小分子肽，与原蛋白相比更易被人体吸收，它可以不经胃消化，直接进入小肠被吸收，而且不受身体状况所影响[3-4]。大豆低聚肽具有多种生理活性，包括抗氧化、抗疲劳、降低胆固醇和提高机体免疫力等[5-8]。作为一种新型多功能营养配料，大豆低聚肽可广泛地用于保健食品、婴幼儿食品、运动食品、发酵制品及临床营养制剂[9-10]等，如姚鹏程等[11]以大豆低聚肽为原料研制了功能性饮料并发现大豆低聚肽对羟自由基有显著的抑制作用，雷海容等[12-13]研制了富肽奶粉并通过糖尿病小鼠血糖影响实验得出富肽奶粉对糖尿病动物血糖具有一定控制作用的结果。

大豆低聚肽属于小分子物质，可与乳粉中含有的金属离子形成螯合物，有效地被小肠绒毛表皮细胞所吸收，所以具有快速吸收的特点，因此大豆低聚肽与乳粉相结合的应用前景广阔[13]。然而在化学或酶水解过程中，游离肽从天然蛋白质中释放后，口服摄入时具有让人难以接受的苦味，加入橙汁，一是掩盖大豆低聚肽的豆腥味和苦味，二是调节风味；加入白砂糖不仅可以提高乳饮料甜度，调节甜酸比和苦涩味，还可以提高其黏度和稳定性[14]。本研究通过单因素试验和响应面法制作橙味大豆低聚肽乳饮料，使其不仅具有香味怡人、清爽不腻、口感柔和的特点[15]，还满足了消费者对营养保健的需求，具有广阔的市场前景和经济效益，同时也为大豆低聚肽的应用提供了理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料

大豆低聚肽粉：内蒙古科然生物高新技术有限责任公司；全脂乳粉：山西古城乳业有限公司；黄原胶、羧甲基纤维素钠：河南万邦实业有限公司；白砂糖、橙子：市售。

1.1.2 设备

SRH型高压均质机：上海申鹿均质机有限公司；HH-2型数显恒温水浴锅：金坛市江南仪器厂；EZ-SX型质构仪：日本岛津公司；WYA-2WAJ阿贝折光仪：上海双旭电子有限公司；RSO流变仪：柜谷科技发展有限公司。

1.2 制作方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

调配：将大豆低聚肽粉、全脂乳粉、白砂糖、复合稳定剂（黄原胶与羧甲基纤维素钠质量比为1∶1）按一定比例在水中溶解后进行调配。橙汁中的有机酸会使乳饮料中蛋白质变性，产生沉淀[16]。为防止此现象发生，本试验先将其它原料进行混合，使蛋白质和糖形成稳定的复合物，然后再加入橙汁进行调配[14]。

均质：调配好的样品采用高压均质机进行均质，压力为35 MPa，温度为60℃。

杀菌：采用巴氏杀菌法。灭菌条件：温度为62℃～65℃，时间为30 min。

冷却：室温25℃下冷却即为成品。

1.2.3 单因素试验

以感官评分为评价指标，分别探究大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比、白砂糖添加量、复合稳定剂添加量和橙汁添加量对橙味大豆低聚肽乳饮料品质的影响。考察某一因素时其他因素固定值分别为大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比1∶10、白砂糖添加量5%、复合稳定剂添加量0.3%、橙汁添加量6%。单因素试验设计见表1。

表1 单因素试验设计Table 1 Design of single factor test

1.2.4 响应面试验

在单因素试验的基础上，以感官评分为响应值，选择大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比、白砂糖添加量、复合稳定剂添加量、橙汁添加量，进行四因素三水平的响应面试验，因素水平见表2。

表2 响应面试验因素及水平Table 2 Factors and levels of response surface test

1.2.5 感官评定

橙味大豆低聚肽乳饮料感官评价标准依据GB/T 21732—2008《含乳饮料》，在其基础上稍有改进，由15人组成的感官评定小组对产品进行感官评分，满分为100分，评定内容包括滋味和气味（40分）、色泽（30分）、组织状态（30分）3个方面。橙味大豆低聚肽乳饮料感官评价标准见表3。

表3 橙味大豆低聚肽乳饮料感官评价Table 3 Sensory evaluation of orange-flavored soybean oligopeptide milk beverage

1.2.6 理化性质的研究

1.2.6.1 质构性质测定

按照江宇峰等[17]的方法进行测定，选取348-38511-11探头：探头测试前下降速度为2 mm/s，测试后回升速度为2 mm/s，探头进入样品距离为15 mm，触发类型为自动，触发力为0.05 N。

1.2.6.2 黏度测定

采用流变仪进行测定，测量系统为RPTO-25 SN 4，温度为30℃。

1.2.6.3 沉淀率测定

按照逯晓丹等[18]的方法向离心管中加入样品20 mL，以3 200 r/min离心20 min，弃去上清液，干燥至恒重后，准确称取沉淀物质量，计算其沉淀率，沉淀率计算如下。

沉淀率/%=沉淀物质量（g）/饮料质量（g）×100

1.2.6.4 可溶性固形物含量测定

可溶性固形物含量测定参考GB/T 12143—2008《饮料通用分析方法》，采用折光计法[19]。

1.3 数据处理

所有数据均为平行试验3次后的平均值，采用O－rigin 2018作图，Design-Expert 8.0.6软件中的Box-Benhnken对数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比对橙味大豆低聚肽乳饮料感官评分的影响

大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比对产品感官评分的影响如图1所示。

图1 大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比对橙味大豆低聚肽乳饮料感官评分的影响Fig.1 Effect of the mass ratio of soybean oligopeptide powder and whole milk powder on the sensory score of orange-flavored soybean oligopeptide milk beverage

由图1可知，当大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比在1∶6时，感官评分较低，这是因为全脂乳粉添加量过低，乳饮料整体质感较稀疏，组织状态不佳，口感略差，大豆低聚肽固有的腥味较重。当大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比为1∶8时，乳饮料组织状态及质感较好，全脂乳粉的风味能有效地掩盖大豆低聚肽的腥味，整体的风味、滋味均被大家所接受，故感官评分最高。而当大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比为1∶10时，全脂乳粉添加量过多，乳饮料质感较黏稠，口感较差。因此选取大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比 1∶7、1∶8、1∶9 作为响应面优化试验的考察水平。

2.1.2 白砂糖添加量对橙味大豆低聚肽乳饮料感官评分的影响

白砂糖添加量对产品感官评分的影响如图2所示。

图2 白砂糖添加量对橙味大豆低聚肽乳饮料感官评分的影响Fig.2 The effect of white granulated sugar addition on the sensory score of orange-flavored soybean oligopeptide milk beverage

由图2可知，白砂糖添加量为5%时，橙味大豆低聚肽乳饮料的感官评分最高，此时的乳饮料风味较好，甜酸适中，组织状态良好。当白砂糖添加量过少时，乳饮料较清淡；当白砂糖添加量过多时，乳饮料又会较甜腻。因此选取白砂糖添加量4%、5%、6%作为响应面优化试验的考察水平。

2.1.3 复合稳定剂添加量对橙味大豆低聚肽乳饮料感官评分的影响

复合稳定剂添加量对产品感官评分的影响如图3所示。

复合稳定剂能够赋予饮料柔滑的口感，增加乳饮料风味释放的持久性，改善乳饮料品质[20]。由图3可知，当复合稳定剂添加量为0.1%时，乳饮料的感官评分较低，此时的乳饮料组织状态较差，整体质感较稀；当复合稳定剂添加量为0.3%时，乳饮料的感官评分最高；继续增大复合稳定剂添加量，感官评分会降低，原因是稳定剂添加过多会使乳饮料变得黏稠，适口性变差。因此选取复合稳定剂添加量0.2%、0.3%、0.4%作为响应面优化试验的考察水平。

图3 复合稳定剂添加量对橙味大豆低聚肽乳饮料感官评分的影响Fig.3 Effect of compound stabilizer addition on the sensory score of orange-flavored soybean oligopeptide milk beverage

2.1.4 橙汁添加量对橙味大豆低聚肽乳饮料感官评分的影响

橙汁添加量对产品感官评分的影响如图4所示。

图4 橙汁添加量对橙味大豆低聚肽乳饮料感官评分的影响Fig.4 The effect of orange juice addition on the sensory score of orange-flavored soybean oligopeptide milk beverage

加入橙汁是为了有效掩盖大豆低聚肽的腥味。由图4可知，当橙汁添加量为6%时，橙味大豆低聚肽乳饮料的感官评分最高，此时乳饮料风味较好，甜酸度适中，大豆低聚肽的腥味也被较有效地掩盖；橙汁添加量小于6%时，乳饮料腥味较大；橙汁添加量大于6%时，乳饮料会变酸，滋味略差。因此选取橙汁添加量4%、6%、8%作为响应面优化试验的考察水平。

2.2 响应面试验

2.2.1 响应面试验结果及分析

响应面试验设计及结果见表4。

表4 响应面试验设计及结果Table 4 Design and results of response surface test

利用软件对表4中试验数据进行多元回归分析，对4个因素与感官评分之间的函数关系进行拟合，得到多元回归方程为感官评分=91.42+5.17A+3.13B+1.75C+2.07D+1.30AB-0.83AC-0.53AD-0.12BC+1.78BD-1.45CD-12.89A2-9.36B2-3.19C2-4.81D2。

方差分析结果如表5所示。

由表5可知，模型P<0.000 1表明该试验的模型极显著，失拟项P=0.134 5＞0.05不显著，这说明本试验采用的模型可以应用于分析各因素对橙味大豆低聚肽乳饮料感官评分的影响。R2=0.992 2，R2Adj=0.984 4，这说明该结果的可信度较高，拟合度较好。大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比、白砂糖添加量、复合稳定剂添加量、橙汁添加量均对橙味大豆低聚肽乳饮料的感官评分有极显著的影响（P＜0.01），由F值可知影响感官评分的因素主次顺序为大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比＞白砂糖添加量＞橙汁添加量＞复合稳定剂添加量。

表5 响应面试验结果方差分析Table 5 Variance analysis of response surface test results

2.2.2 各因素间的交互作用分析

各因素交互作用对橙味大豆低聚肽乳饮料感官评分影响的响应面图和等高线图见图5。

由图5可得出，各因素水平的增加都会使得橙味大豆低聚肽乳饮料的感官评分呈现先上升后下降的趋势，响应面曲面坡度较陡峭且等高线图近似为椭圆形，说明大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比与白砂糖添加量、白砂糖添加量与橙汁添加量、复合稳定剂添加量与橙汁添加量都有显著的交互作用，与方差分析结果一致。

图5 AB、BD、CD交互作用对感官评分的影响Fig.5 The influence of the interaction of AB，BD，and CD on sensory scores

利用Design-Expert 8.0.6对回归方程进行优化，得到橙味大豆低聚肽乳饮料的最优配方为大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比1∶8.23、白砂糖添加量5.29%、复合稳定剂添加量0.40%、橙汁添加量6.51%，此条件下乳饮料感官评分为88.15。

2.2.3 验证试验

将试验参数调整为大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比1∶8、白砂糖添加量5%、橙汁添加量6.5%、复合稳定剂添加量0.4%，根据此配方进行3组平行试验，得到最高感官评分为89.32，与响应面试验预测结果相近，所得的橙味大豆低聚肽乳饮料呈乳黄色，有乳香味，又有大豆低聚肽和橙汁的味道，清新馨香，组织状态良好，无沉淀、无分层。

2.3 理化性质测定

2.3.1 质构测定

橙味大豆低聚肽乳饮料的质构性质结果见表6。

表6 橙味大豆低聚肽乳饮料的质构性质Table 6 Texture properties of orange-flavored soybean oligopeptide milk beverage

由表6可见，橙味大豆低聚肽乳饮料各项指标与市售同类型饮料相接近。

2.3.2 黏度、沉淀率、可溶性固形物含量

经过测定，样品黏度为（3.78±0.12）MPa·s，沉淀率为（5.24±0.02）%，可溶性固形物含量为（10.22±0.21）%，符合国家标准。

3 结论

以大豆低聚肽粉和全脂乳粉为原料，通过单因素试验和响应面试验优化得到橙味大豆低聚肽乳饮料的最佳配方为大豆低聚肽粉与全脂乳粉质量比1∶8、白砂糖添加量5%、橙汁添加量6.5%、复合稳定剂添加量0.4%。此条件下的橙味大豆低聚肽乳饮料色泽均一，有乳香味和橙汁香味，组织状态呈细腻的乳浊液，适口性较好，也可被消费者所接受。橙味大豆低聚肽乳饮料的配方优化为大豆低聚肽的开发利用提供了一定的应用基础。