玉米須保健乳清蛋白飲品的研究

張佳寧，田 雨，田 波，姜瞻梅

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)乳品科學(xué)教育部重點實驗室，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030)

糖尿病是嚴(yán)重危害人類健康的慢性疾病，現(xiàn)在已經(jīng)成為人類健康的第三大殺手。大部分糖尿病病人需常年依賴于注射胰島素治療，而治療糖尿病的藥物副作用大，長期服用會引發(fā)某些繼發(fā)性疾病，還可能會導(dǎo)致患者產(chǎn)生藥物依賴性，且糖尿病只能通過藥物控制其發(fā)展，不能根治。長期通過胰島素的注射來降低患者體內(nèi)血糖水平，給患者及患者家人帶來了巨大的痛苦。基于現(xiàn)狀，具有安全性高、價格低廉、輔助治療糖尿病的保健食品已成為研究的熱點，無疑具有廣闊的市場應(yīng)用前景。玉米須的資源十分豐富，但目前對它的開發(fā)利用非常有限，僅少量入藥外，大部分被白白丟棄。玉米須既有明顯的藥理價值，又具備一定的食療特征。玉米須中所含的黃酮類和多糖化合物對治療糖尿病具有顯著療效［1-2］。苦瓜為葫蘆科苦瓜屬植物，又名涼瓜、癩瓜，性味苦寒，具有清熱解涼，滋養(yǎng)強(qiáng)壯，降血糖等功效，成熟果實多作蔬菜食用。中外學(xué)者從苦瓜果實中曾分離出皂甙和蛋白質(zhì)等，具有降血糖作用［3-4］。目前，已有玉米須飲料的相關(guān)報道［5-8］，但是利用玉米須為主要原料，研制出專門輔助治療糖尿病的保健食品，在國內(nèi)外研究報道很少。因此，本研究以玉米須為主要原料，采用生物酶提取其黃酮和多糖等功能活性組分，與苦瓜、乳清蛋白以及木糖醇等成分進(jìn)行科學(xué)調(diào)配，研制出輔助治療糖尿病的功能性飲品。因此，開發(fā)具有降血糖功效的玉米須保健乳清蛋白飲品對輔助治療糖尿病具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

玉米須 產(chǎn)地為遼寧省康平縣;新鮮苦瓜、木糖醇、檸檬酸、羧甲基纖維素鈉(CMC)、刺槐豆膠 均為市售食品級;纖維素酶 8000U/g，天津諾奧科技有限公司;乳清蛋白 北京Milky Way商業(yè)公司。

GL-21M離心機(jī) 上海市離心機(jī)械研究所;HR1866榨汁機(jī) 飛利浦電子公司;AL-104精密電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;DK-8B電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設(shè)備有限公司;101-3AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司;HZQ-X100振蕩培養(yǎng)箱 哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standard of sensory evaluation

表2 添加β-環(huán)狀糊精后苦瓜汁的感官評價結(jié)果Table 2 Sensory evaluation results of stigmata maydis juice added by β-dextrine

1.2 實驗方法

1.2.1 產(chǎn)品工藝流程

1.2.2 產(chǎn)品工藝操作要點

1.2.2.1 玉米須提取液的制備 選取狀態(tài)良好的、無霉變的玉米須適量，將其用清水漂洗，除去泥土、污物和雜質(zhì)，然后置于55℃烘箱中烘焙，將烘干的玉米須用干凈的粉碎機(jī)粉碎后，將其與純凈水混合配成濃度為2%的玉米須懸浮液置于52.5℃恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，預(yù)熱至溫度后向內(nèi)投入6%的纖維素酶后恒溫振蕩2h，取出后沸水浴10min以使酶失活，冷卻至室溫后取出在離心機(jī)中以4000×g離心10min，取上清液殺菌后得到玉米須提取液備用。

1.2.2.2 苦瓜汁的制備 選取顏色正常，無病蟲害，無腐爛的健康飽滿的苦瓜，洗凈去籽后切成小塊兒，放入8倍水榨汁取液，榨汁后八層紗布過濾，得到澄清的苦瓜汁液備用。

1.2.2.3 乳清蛋白溶液的制備 取乳清蛋白溶于純凈水中，配成4%的乳清蛋白溶液。

1.2.2.4 原料的混合調(diào)配 將玉米須提取液、苦瓜汁、乳清蛋白溶液、檸檬酸、β-環(huán)狀糊精、木糖醇和增稠劑以一定的比例混合調(diào)配。在均質(zhì)溫度為50～60℃，均質(zhì)壓力為20MPa的條件下，進(jìn)行均質(zhì)處理。在中心溫度為65℃下殺菌30min，冷卻至室溫后無菌包裝成品。

1.3 沉淀率的測定

采用沉淀率考察產(chǎn)品的穩(wěn)定性:產(chǎn)品在4000×g條件下離心15min后，根據(jù)式(1)計算沉淀率:

式中:M-離心管重量;M1-加入產(chǎn)品后離心管重量;M2-棄去上層液體后離心管重量。

1.4 感官評價

由20個食品專業(yè)人員從風(fēng)味、口感等方面進(jìn)行感官評定和感官評分，感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.5 實驗設(shè)計

1.5.1 產(chǎn)品基本配方的研究 利用Minitab數(shù)理統(tǒng)計軟件，對玉米須提取液、乳清蛋白溶液和苦瓜汁液的添加量進(jìn)行混料實驗設(shè)計，優(yōu)化產(chǎn)品的最佳基本配方。

1.5.2 產(chǎn)品中其他配方組分的研究 利用單因素實驗設(shè)計，以感官評分為指標(biāo)，確定苦瓜汁中β-環(huán)狀糊精最佳添加量、產(chǎn)品中木糖醇和檸檬酸添加量。

1.5.3 產(chǎn)品穩(wěn)定性的研究 在穩(wěn)定劑添加總量為0.3%前提下，對果膠、CMC、刺槐豆膠進(jìn)行混料實驗設(shè)計，確定最優(yōu)的穩(wěn)定劑種類和添加量。

1.6 數(shù)理統(tǒng)計

利用Minitab 14軟件，對產(chǎn)品基本配方實驗和穩(wěn)定性研究實驗進(jìn)行混料實驗設(shè)計，并對其所得結(jié)果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 苦瓜汁中β－環(huán)狀糊精最佳添加量的確定

β-環(huán)狀糊精能夠包埋苦瓜的苦味成分，使產(chǎn)品的味道易于被人們接受。添加β-環(huán)狀糊精后苦瓜汁的感官評價結(jié)果見表2。

由表2可以得到，β-環(huán)狀糊精的最適添加量為苦瓜液的0.12%，該濃度下苦瓜的苦味能夠減輕到人們所能接受的程度且產(chǎn)品組織狀態(tài)良好。

2.2 產(chǎn)品基本配方的研究

通過前期研究的預(yù)實驗結(jié)果，利用Minitab軟件，對玉米須提取液、4%的乳清蛋白溶液和苦瓜汁液的添加量進(jìn)行混料實驗設(shè)計，混料實驗設(shè)計的感官評價結(jié)果見表3。

表3 混料實驗設(shè)計感官評價結(jié)果Table 3 Results of product sensory evaluation of experiment of mixture design

由Minitab軟件對表3結(jié)果進(jìn)行分析可得，玉米須保健乳清蛋白飲品的最佳基本配方為玉米須提取液添加量為38.33%，乳清蛋白溶液添加量為38.33%，苦瓜汁液添加量為23.33%。在混料時，由于檸檬酸濃度過高會使得乳清蛋白變性，從而使得產(chǎn)品性狀發(fā)生改變，故在混合順序上，應(yīng)先調(diào)配玉米須提取液和苦瓜液，向內(nèi)加入所確定的檸檬酸，混勻后再向內(nèi)加入乳清蛋白溶液，防止因為局部檸檬酸的濃度過高導(dǎo)致部分乳清蛋白變性。

2.3 木糖醇添加量的確定

在最佳的產(chǎn)品基本配方基礎(chǔ)上，分別加入0%、1%、3%、5%、7%、10%的木糖醇，對其做感官評價分析，感官評價實驗結(jié)果見表4。

表4 添加木糖醇后產(chǎn)品的感官評價結(jié)果Table 4 Results of sensory evaluation of products added by xylitol

由表4感官評價結(jié)果可知，木糖醇的添加量最終確定為混料的3%，此時口感最佳。

2.4 檸檬酸添加量的確定

在最佳的產(chǎn)品基本配方基礎(chǔ)上，分別加入0%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.1% 的檸檬酸，對其進(jìn)行感官評價，感官評價實驗結(jié)果見表5。

表5 添加檸檬酸后產(chǎn)品的感官評價結(jié)果Table 5 Results of sensory evaluation of products added by citric acid

由表5添加檸檬酸后混料感官評價可得，過量的檸檬酸使混料中的乳清蛋白由于pH的降低而變性，因此，除口感適口外，還需要保證乳清蛋白不會變性。確定檸檬酸的添加量為混料的0.01%。

2.5 產(chǎn)品穩(wěn)定性研究

為了得到質(zhì)地均勻，口感爽滑，良好的產(chǎn)品，需添加穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑種類與添加量對于產(chǎn)品的穩(wěn)定性和口感是非常關(guān)鍵的，對于穩(wěn)定劑的選擇，復(fù)合穩(wěn)定劑的效果往往優(yōu)于單一穩(wěn)定劑的效果。根據(jù)穩(wěn)定劑預(yù)實驗結(jié)果，確定產(chǎn)品穩(wěn)定劑添加總量為混料基的0.3%。本實驗以沉淀率為指標(biāo)，在最佳的產(chǎn)品基本配方基礎(chǔ)上，添加3%木糖醇和0.01%檸檬酸，選擇果膠、CMC、刺槐豆膠，利用Minitab統(tǒng)計軟件進(jìn)行混料實驗設(shè)計，實驗結(jié)果見表6。Minitab軟件對混料實驗結(jié)果優(yōu)化處理，確定玉米須保健乳清蛋白飲品最佳穩(wěn)定劑組合為CMC和刺槐豆膠，添加量分別為0.15%和0.15%。

表6 穩(wěn)定性研究的混料實驗設(shè)計實驗結(jié)果Table 6 Results of experiment of mixture design on stabilizers of the product

2.6 產(chǎn)品質(zhì)量感官分析

玉米須保健乳清蛋白飲品呈稍粘稠無分層的半流體液態(tài)、顏色為淺乳紅色，口感柔和，細(xì)膩，酸甜適口，具有玉米須的香甜味，同時有苦瓜的清新氣味，無苦味，分層無肉眼可見雜質(zhì)，無異色。

3 結(jié)論

玉米須保健乳清蛋白飲品的最佳配方:玉米須提取液添加量為38.33%，4%的乳清蛋白溶液添加量為38.33%，比例為1∶8的苦瓜汁液23.33%，木糖醇添加量為3%，檸檬酸的添加量為0.01%，最佳穩(wěn)定劑組合為CMC和刺槐豆膠，添加量分別為0.15%和0.15%。

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