響應面法優化葛根酸豆奶配方

,,3,*,新社,

(1.邵陽學院食品與化學工程學院,湖南邵陽 422000;2.豆制品加工技術湖南省應用基礎研究基地,湖南邵陽 422000;3.湖南省果蔬清潔加工工程技術研究中心,湖南邵陽 422000)

響應面法優化葛根酸豆奶配方

李明1,2,趙良忠1,2,3,*,李新社1,范柳1

(1.邵陽學院食品與化學工程學院,湖南邵陽 422000;2.豆制品加工技術湖南省應用基礎研究基地,湖南邵陽 422000;3.湖南省果蔬清潔加工工程技術研究中心,湖南邵陽 422000)

本文以大豆、葛根、白砂糖為主要原料,通過單因素實驗方法,明確白砂糖、葛根汁、菌種量和發酵時間對葛根酸豆奶的感官評分和乳酸含量的影響。按照Box-Behnken設計實驗方案,運用響應面分析法建立二階多項非線性回歸方程和數據模型,以感官評分為指標優化葛根酸豆奶配方,確定白砂糖添加量、葛根汁添加量和菌種的添加量,探索葛根酸豆奶的最佳配方。結果表明:優化后驗證實驗的感官評分為90.3分(n=3),與預測值89.62分接近,偏差為0.76%,得到葛根酸豆奶的最佳添加量,白砂糖的添加量為7.86%,葛根汁的添加量為18.0%,菌種添加量0.35%。此研究結果下的葛根酸豆奶的質構、持水性、乳酸菌、蛋白質含量和總黃酮含量,優于市售同類產品,具有商業推廣價值。

葛根,葛根黃酮,葛根酸豆奶

葛根(Puerariaeradix)是豆科植物野葛或甘葛藤根,塊根肥厚,廣泛分布于我國各省,資源非常豐富[1]。葛根含由葛根素、葛根素木糖甙、大豆黃酮、大豆黃酮甙及β-谷甾醇、花生酸組成的黃酮成分。葛根黃酮主要功能有清熱解毒、生津止渴、護肝解酒和冠狀動脈和腦血管有擴張作用,調節血管內皮細胞功能,延緩動脈粥樣硬化,抗氧化、清除自由基和促進血液循環等作用;對腦缺血、腦梗死、帕金森綜合征等神經系統疾病的治療具有顯著療效,具有極高的保健作用,素有“植物黃金”之美譽[2-9]。大豆(Glycinemax(L.)Merr)富含大豆蛋白質、不飽和脂肪,還含有卵磷脂、皂甙、大豆異黃酮、肌醇等植物生物活性物質且不含膽固醇,并具有降低人體血液中膽固醇和清除體內自由基、延緩衰老和預防癌癥的功效[10-11]。Kreijkamp-Kaspers研究發現[12]:大豆含有大豆異黃酮能改善絕經婦女的骨骼密度。發酵豆奶不僅能改善豆奶的口感,而且發酵豆奶可以增強免疫能力,改善膽固醇的代謝能力[13],還能產生ACE抑制肽能有效抑制ACE的活性,降低血管緊張素Ⅱ的含量達到降血壓作用[14]。按照國家的酸豆奶的標準,酸豆奶中除添加白砂糖外,不允許添加其他食品添加劑,從而酸豆奶的組織狀態、質構和口感難以達到消費者的要求。

本研究采用混合發酵菌種,同時在豆奶中添加葛根汁,探索發酵型豆奶配方,以改善發酵型豆奶的組織狀態和口感,并增加產品中葛根黃酮類物質的含量,增強產品的保健價值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

東北大豆 黑龍江省薩福迦公司提供;鮮葛根 湖南和鑫生物科技有限公司提供;伊利純牛奶 邵陽市超市購買(生產日期20170307,蛋白含量3.2%,脂肪含量3.8%);凝固型南山老酸奶 邵陽市超市購買(生產日期:20170521,對照樣);優質白砂糖 邵陽市超市購買;干酪乳桿菌2-1(Lactobacilluscaseistrain 2-1)、植物乳桿菌3-2(Lactobacillusplantarumstrain 3-2)豆制品加工技術湖南省應用基礎研究基地提供;保加利亞桿菌(Lactobacillusbulgaricus)、嗜熱鏈球菌(Streptococcusthermophilus)、嗜酸乳桿菌(Lactobacillusacidophilus)科漢森提供,MRS液體培養基 廣東環凱微生物科技有限公司;自制去離子水;其他試劑 均為分析級。

UV-1780型紫外可見分光光度計 日本島津公司;EL204型電子分析天平 上海梅特勒-托利多公司;LDZX-75KB型高壓滅菌鍋 上海申尖醫療器械廠;COMB-3L型高壓均質機 無錫鋼本機械制造有限公司;SW-CJ-ID型單人超凈工作臺 蘇州智凈凈化設備廠;HPX-9272型電熱式恒溫培養箱 上海博迅實業有限公司;MM-3型組織搗碎機 上海中大儀器廠;ATC型阿貝折射儀 上海淋譽貿易有限公司;TES-1310型溫度計 泰仕電子工業股份有限公司;MJ33型水分自動測定儀 梅特勒-托利多公司;UDK139型凱氏定氮儀 意大利VELP公司;CA-HM型熱量成分檢測儀 日本JWP公司;BA301 Digital電子顯微鏡 麥克奧迪實業有限公司;LS-5型物性測定儀 美國阿美特克(AMETEK)有限公司;VELOCITY 18R型臺式冷凍離心機 澳大利亞達卡米公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 如圖1所示。

圖1 葛根酸豆奶工藝流程Fig.1 The process flow diagram of puerarin radix fermented soymilk

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 葛根汁制備 選用外觀良好,無腐爛、無斑點的新鮮葛根,用水清洗干凈表面的泥沙和雜質,接著去皮、切成小塊,按重量1∶4加去離子水打漿制成葛根汁,再用200目紗布過濾,獲得葛根汁,可制得色澤潔白,葛根清香味濃的葛根汁,其百利度為0.5%,備用。

1.2.2.2 豆漿制備 挑選外觀良好、顆粒飽滿、無霉變的大豆,添加0.02%KOH溶液(干豆重量計)在70 ℃浸泡3 h,瀝水,再以豆水比為1∶6的熱水90 ℃磨豆,然后將豆糊加熱至90～100 ℃用120目紗布過濾,豆漿的百利度為6.5%,蛋白質含量>3.5%,并將豆漿保溫待用。

1.2.2.3 豆奶的制備 將上述豆漿與純牛奶(伊利純牛奶,蛋白質含量為3.2%,脂肪含量為2.8%)按照8∶2的比例,混合制成豆奶待用。

1.2.2.4 發酵液的調配 將預處理好的豆奶與葛根汁、白砂糖按一定的比例混合,并攪拌均勻,高壓均質機均質的溫度70 ℃,均質壓力為3.5 MPa,然后分裝250 mL三角瓶中,并用線繩捆上紗布和牛皮紙。

1.2.2.5 滅菌 將分裝好的發酵液的三角瓶放入高壓滅菌鍋進行滅菌,滅菌溫度控制在105 ℃,保溫時間為8 min。將殺菌后的混合液冷卻至40 ℃左右。

1.2.2.6 菌種活化與接種 取實驗室提供的菌種和科漢森提供的菌種,在MRS培養基中活化,以3.0×108CFU/mL的接種量分別接種于100 mL已滅菌的MRS液體培養基內,于37 ℃下培養48 h。固定菌種配比(保加利亞桿菌:嗜熱鏈球菌:嗜酸乳桿菌:干酪乳桿菌:植物乳桿菌)為1∶1∶1∶1∶1,萄糖添加量為2%,初始pH為6.2,培養溫度為37 ℃,培養時間48 h。按照一定接種量接種到發酵液放在42 ℃的恒溫培養箱中保溫發酵,發酵過程不斷觀察發酵情況,注意必須輕拿輕放,防止振動,以免影響酸豆奶凝固的組織狀態。

1.2.2.7 后發酵 將發酵完成的發酵液,放在4 ℃的條件下進行冷藏48 h左右,進行后熟,即當發酵達到終點后,將發酵的溫度降低,產品進入后發酵階段。

1.2.3 單因素實驗 按照豆奶為基準,白砂糖添加量、葛根汁、菌種的添加量分別為7%、15.0%、0.3%和發酵時間為6 h為基本配方,以感官評分和產乳酸量為評價指標,采用單因素實驗,依次對白砂糖、葛根汁、菌種和發酵時間進行考察,實驗水平分別選擇白砂糖添加量為5%、6%、7%、8%、9%,其他添加量和發酵時間為6 h固定;葛根汁添加量分別為10.0%、12.5%、15.0%、17.5%、20%(v/v),其他添加量和發酵時間為6 h固定;菌種的接種量為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%(v/v),其他添加量和發酵時間為6 h固定;白砂糖添加量、葛根汁、菌種的添加量分別為7%、15.0%、0.3%,發酵時間為4、5、6、7、8 h。

1.2.4 響應面設計實驗 根據以上單因素實驗結果確定白砂糖、葛根汁和菌種為實驗因素,選取三者較優添加量,采用三因素三水平進行響應面分析。

表1 響應面實驗因素水平編碼Table 1 Levels and codes of BBD

1.2.5 感官評價標準 凝固型葛根酸豆奶的感官評價[15]由10名品評人員組成,分別從是否有乳清新析出、組織狀態、風味、滋味4個方面進行感官評分,評分項目和標準見表1,總分為100分。

表2 葛根酸豆奶感官評定標準Table 2 Sensory evaluation standard of Puerarin radix fermented soymilk

1.2.6 理化分析

1.2.6.1 蛋白質含量測定 按照《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定GB 5009.5-2016》中的方法進行測定[16]。

1.2.6.2 脂肪含量測定 按照《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定 GB 5009.6-2016》中的方法進行測定[17]。

1.2.6.3 蔗糖含量測定 按照《食品安全國家標準食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定 GB 5009.8-2016》中的方法進行測定[18]。

1.2.6.4 乳酸含量的測定方法 參照國標《GB/T 12456-2008食品中總酸的測定》即以酸堿滴定的方法,用標定好的0.1 mol/L氫氧化鈉溶液滴定發酵樣品,記錄氫氧化鈉的消耗體積,再通過計算公式,得出酸豆奶的總酸含量,其計算公式為:

式中:X-酸豆奶的乳酸含量(g/L);C-NaOH溶液濃度(mol/L);V1-NaOH滴定發酵液消耗的體積(mL);V0-NaOH滴定空白樣的體積(mL);V-待測發酵液體積(mL);K-換算為酸的主要系數,即1 mol NaOH相當于主要酸的克數,用乳酸計則K=0.090;

1.2.6.5 持水率的測定 稱量20 g左右的樣品(m0),在20 ℃,置于50 mL離心管的底部,在轉速為1000 r/min下離心10 min,倒出上清液并稱量(m1),持水率(%)=(m0-m1)/m0,每個樣品作三個平行樣的持水性[19]。

1.2.6.6 發酵葛根豆奶的質構測定 采用對食品測量的二次壓縮方法測量酸豆奶質構,根據樣品的種類和實驗的目的,重點選取硬度、黏度指數和韌性三個指標對酸豆奶樣品進行質構評價[20]。

釆用阿美特克有限公司生產的LS系列材料質構實驗機測定,測試條件如下:在發酵葛根豆奶上部分別取樣,要求樣品表面平整,高度為1 cm,然后用P35圓柱型平底探頭測定酸豆奶,操作如下:開機啟動程序,設定測前、測中、測后速度,分別為40,30,40 mm/s,下壓距離設定為40%,中間停留時間5 s,觸發力0.05 N,同一個樣品選擇2個不同部位進行測定,取其平均值。

1.2.6.7 葛根總黃酮的測定 UV法測定總黃酮含量。

精密稱取葛根素對照品1.25 mg,用95%乙醇溶解并定容于25 mL容量瓶中,得0.5 mg/mL的葛根素標準溶液。準確吸取該標準溶液0、1、2、3、5、8 mL于10 mL容量瓶中,各加1 mL 95%乙醇,然后加蒸餾水定容,搖勻,靜置,得到0、5、10、15、25、40 μg/mL對照品溶液,于251 nm處測定各對照品溶液吸光度,以吸光度A為縱坐標、葛根素質量濃度C(μg/mL)為橫坐標,繪制標準曲線。

精確稱量10 g待測樣品于100 mL容量瓶中搖勻,靜置2 h,再取1 mL樣液于25 mL容量瓶中,用95%乙醇稀釋至刻度,搖勻,靜置。從中精密移取1 mL于10 mL容量瓶中,加入1 mL 95%乙醇,然后加蒸餾水定容,搖勻,靜置,在251 nm處測定,然后由葛根素標準曲線計算出待測樣液中的總黃酮含量,每組實驗均重復3次,最后的結果乘以稀釋倍數10為產品最終葛根黃酮含量[21]。

1.2.7 微生物檢測

1.2.7.1 乳酸菌菌落總數測定 按照《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 乳酸菌檢驗GB 4789.35-2010》中的方法進行[22]。

1.2.7.2 大腸菌群的測定 按照《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 大腸菌群計數GB GB4789.3-2016》中的方法進行[23]。

1.2.8 數據處理 實驗數據以x±s表示,采用Excel 2007軟件作圖,Design-Expert 8.0.6軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 白砂糖添加量的單因素實驗 從圖2可知,在白砂糖的添加量低于8%時,葛根酸豆奶的感官評分和乳酸含量隨著白砂糖的添加量增加而遞增,當白砂糖添加量超過8%時,產品感官得分和乳酸含量隨白砂糖量增加而下降;但白砂糖的添加量在7%～8%之間時,產酸的趨向平緩,超過8%時,產酸量開始下降,所以,白砂糖添加量為8%,葛根酸豆奶的感官品質最佳。在0.05水平下,經方差分析,F大于臨界值,且p<0.01,表明不同白砂糖添加量對產品的感官得分影響存在顯著差異,數據具有統計學意義。

圖2 白砂糖添加量對葛根酸豆奶感官評分和乳酸含量的影響Fig.2 Effect of sugar on sensory score and content of lactic acid of fermented soymilk

圖3 葛根汁添加量對葛根酸豆奶感官品質的影響Fig.3 Effect of Puerarin radix juice on sensory score and content of lactic acid of fermented soymilk

2.1.2 葛根汁添加量的單因素實驗 從圖3可以看到,在葛根汁的添加量低于17.5%時,葛根酸豆奶的感官評分和乳酸含量的變化較為平緩,當葛根汁添加量超過17.5%,產酸曲線急劇下降,說明在此區間,對產品產酸量影響最大,張繼紅等[24]研究發現葛根素具有抑菌作用,因此,當葛根汁的添加量增加到一定程度時,葛根素的抑菌作用就顯現出來。所以,最佳的添加比例為15.0%～17.5%之間。在0.05水平下,經方差分析,F大于臨界值,且p<0.01,表明不同葛根汁添加量對產品的感官得分影響存在顯著差異,數據具有統計學意義。

2.1.3 菌種添加量的單因素實驗 從圖4可以看出,當菌種添加量低于0.3%時,葛根酸豆奶的感官品質和乳酸含量隨菌種的添加增加也上升,當菌種添加量超過0.3%時,產品感官評分和乳酸含量隨菌種添加量增加而下降。由于菌種添加量超過一定的量,在相同的發酵時間,容易導致發酵過度,從而影響產品組織狀態、風味;此外,產酸能力趨向平穩,因此,菌種添加量為0.3%,葛根酸豆奶的感官品質最佳。在0.05水平下,經方差分析,F大于臨界值,且p<0.01,說明菌種的添加量對產品的感官得分影響存在顯著差異,數據具有統計學意義。

圖4 菌種添加量對葛根酸豆奶感官品質的影響Fig.4 Effect of inoculation on sensory score and content of lactic acid of fermented soymilk

2.1.4 發酵時間的單因素實驗 圖5數據表明,在發酵時間6 h之內,葛根酸豆奶的感官評分變化平緩,但發酵時間超過6 h后,產品的感官評分反而隨著發酵時間延長而下降,這是發酵過度的表現;由產品的產酸曲線可知,發酵時間在6 h之內,產品的酸含量隨時間增加而遞增,這也佐證菌種添加量的曲線,因此,最佳的發酵時間6 h為宜。在0.05水平下,經方差分析,F大于臨界值,且p<0.01,說明發酵時間對產品的感官得分影響存在顯著差異,數據具有統計學意義(p<0.01)。

圖5 發酵時間對葛根酸豆奶感官品質的影響Fig.5 Effect of fermenting time on sensory score and content of lactic acid of fermented soymilk

2.2 響應面實驗

2.2.1 實驗結果 根據以上單因素實驗結果,從以上的4個單因素中,選出其中3個影響最大的單因素白砂糖添加量、葛根汁添加量和菌種接種量為實驗因素,根據Box-Beheken實驗設計方案,采用三因素三水平響應面分析,結果見表3。

表3 響應面實驗設計方案及結果Table 3 Experimental design and results for response surface optimization

2.2.2 回歸模型 運用Design-Expert 8.0.6對表3進行多元回歸擬合,得到葛根酸豆奶感官評價總分(Y)對自變量白砂糖(A)、葛根汁(B)、菌種(C)的多元回歸方程:Y=86.91+3.61A+2.58B+3.26C-0.32AB+1.40AC-1.65BC-2.51A2-4.72B2-3.40C2。

表4 葛根酸豆奶工藝研究結果的方差分析Table 4 Analysis of variance for the experimental results of the Puerarin radix fermented soymilk

注:*差異顯著(p<0.05);**差異極顯著(p<0.01);ns差異不顯著(p>0.05)。

用Box-Behnken Design響應面分析法對實驗結果擬合的模型進行方差分析和顯著性檢驗,由回歸方程的方差中概率p判定各個感官評分分值Y影響的顯著性,模型的回歸方程和顯著性見表4。

2.2.3 響應面分析 感官評分分值Y對白砂糖添加量(A)、葛根汁添加量(B)、菌種添加量(C)所構成的三維的曲面圖見圖6(a～c)。

圖6 兩因素交互作用對感官得分的響應面圖Fig.6 Response surfaces plots of variable of parameters on sensory scores

由圖6(a、b、c)可知,響應面圖形是凸起、開口朝下的曲面,說明感官評分分值Y存在極值,該值為響應面的最高點,各個實驗因素的最佳作用點都位于實驗設計值范圍內,在葛根汁添加量一定的條件下,隨葛根汁的增大,白砂糖添加的增加,感官評分呈先上升后下降趨勢,由此可見適當的葛根汁和白砂糖可以改善葛根酸豆奶的口感。等高圖可判定交互作用的顯著性,等高圖趨向橢圓,交互作用顯著,反之,則不顯著,AC、BC交互作用的等高圖呈橢圓形,說明AC之間的交互作用及BC之間的交互作用顯著,見圖6(b、c),AB的等高圖趨于圓形,說明AB之間的交互作用不顯著,見圖6(a)。等高線的疏密程度可判定各因素對感官評分的影響大小,等高線越密,影響越大,反之則越小,故A對發酵豆奶感官品質的影響比B、C的影響大,見圖6(a、b)。C對發酵豆奶感官品質的影響比B的影響大,見圖6(c),這與方差分析的結果是一致的。

表6 葛根酸豆奶持水性檢測結果Table 6 Test result of water holding rate of Puerarin radix fermented soymilk

2.2.4 葛根酸豆奶最佳配方的確定 基于軟件分析,預測出葛根酸豆奶的最優配方:白砂糖的添加量為7.86%,葛根汁的添加量為18.14%,菌種添加量0.35%,此時模型預測葛根酸豆奶感官評價總分為89.62分,按照白砂糖的添加量為7.86%,葛根汁的添加量為18.0%,菌種添加量0.35%,經3次驗證性實驗,測得的葛根酸豆奶的感官評分的均值為90.3,與軟件預測值較為接近,偏差為0.76%,說明模型的擬合程度較好,具有較好實用價值。

2.3 葛根酸豆奶的品質性能檢測

2.3.1 產品的理化檢測 理化檢測結果見表5。

從表5可知,產品的蛋白質含量,脂肪含量和總糖含量均符合相應的國家標準要求。

2.3.2 產品的持水性 稱量20 g按照持水性測試方法進行檢測,每個樣品作三個平行樣,取平均值,結果參見表6。

表5 葛根酸豆奶理化檢測結果Table 5 Analysis result of physical-chemical in Puerarin radix fermented soymilk

注:對照樣數據來源于樣品的營養標簽。

劉曉恒等[25]等研究發現蛋白含量為2.8%的酸牛奶的持水率為51.85%。葛根酸豆奶的持水率超過80%,好于普通酸牛奶的持水率。發酵型豆奶的持水率大小主要和凝膠結構有關,水分主要儲藏在這樣的網絡結構中,而這種凝膠的緊密程度,蛋白質膠束之間的連接作用以及凝膠孔徑大小是決定持水率的主要因素。Mei[26]等研究者提出,大豆蛋白的空間結構是一種緊密,剛性的結構,緊密,蛋白膠束間連接作用增強,從而導致持水率升高;從檢測數據看,樣品的持水率略低于對照樣品,其主要原因依據國家標準《GB/T 30885-2014植物蛋白飲料 豆奶和豆奶飲料》的規定[15],酸豆奶是不允許添加除白砂糖以外的食品添加劑,而對照樣品從配料中可知,對照樣老酸奶添加明膠、瓊脂和雙乙酰酒石酸單雙甘油酯,這樣可能導致對照樣的持水率高于樣品。

2.3.3 產品的質構檢測 質構檢測結果見表7。

表7 葛根酸豆奶質構檢測結果Table 7 Test result of texture of Puerarin radix fermented soymilk

從表7可知,實驗樣品的硬度、粘度指數和韌性均明顯大于對照樣,從而可知,實驗樣品的質構狀態優于商品化的老酸奶。

2.3.4 產品的葛根黃酮含量測定

2.3.4.1 葛根黃酮的標準曲線 繪制標準曲線,得到吸光度X與葛根素質量濃度Y(μg/mL)的線性回歸方程:Y=0.0578X+0.0000(R2=0.9944)。

圖8 葛根素的標準曲線Fig.8 Standard curve of puerarin

2.3.4.2 樣品測量 按照上述葛根黃酮的檢測方法,制備樣品,然后由葛根素標準曲線計算出待測樣液中的葛根黃酮含量,每組實驗均重復3次,取平均值,見表8。

從表8數據可知,產品的葛根黃酮含量穩定,達到設計目的。

表8 葛根酸豆奶葛根黃酮含量Table 8 Content of Puerarin flavonoids in Puerarin radix fermented soymilk

2.3.5 產品的微生物檢測 按照國家標準對樣品的乳酸菌和大腸菌群進行檢測,樣品檢測2個平行樣,取平均值見表9。

表9 葛根酸豆奶微生物檢測結果Table 9 Test result of microbiology in Puerarin radix fermented soymilk

注:CFU:菌落形成單位。

依據國家標準《GB/T 30885-2014 植物蛋白飲料 豆奶和豆奶飲料》的規定[15],發酵豆奶出廠的乳酸菌活菌數超過1.0×106CFU/mL,符合國家標準要求。

3 結論與展望

3.1 結論

通過單因素實驗,結合Box-Behnken設計方案,得到得到優化后的配方為:白砂糖的添加量為7.86%,葛根汁的添加量為18.0%,菌種的接種量為0.35%。對感官評分的影響順序為：白砂糖添加量>菌種接種量>葛根汁添加量,在該配方條件下,發酵時間為6 h,發酵葛根豆奶的感官效果最佳(90.3分),產品除具有普通發酵酸奶特有的酸甜可口風味外還有特殊豆香味和葛根清香味,凝乳狀態良好,組織細膩,質地均勻,入口即化,無分層現象。理化分析結果表明,產品理化指標符合相關的國家標準;微生物檢測結果,乳酸菌≥1.0×106CFU/mL,大腸菌群未檢出。該配方生產的凝固型葛根酸豆奶的質構、持水率、蛋白質含量和乳酸菌含量均優于商業化的凝固型老酸奶,解決了目前酸豆奶存在的組織狀態和感官方面的不足,具有商業推廣價值。

3.2 展望

本次實驗采用的菌種是從豆清發酵液分離的菌種與商業化的菌種相結合的混合菌種,從實驗結果看,酸豆奶的組織狀態和質構能達到市場商品化的凝固型酸奶的相應的要求。由于大豆中的碳水化合物主要以蔗糖、棉籽糖、水蘇糖、毛蕊花糖等低聚糖類和阿拉伯半乳聚糖等多糖類,然而,動物性來源的乳酸菌最適宜的碳源為乳糖,若進一步研究,可以選擇植物來源性乳酸菌作用發酵菌種,可能更好發酵豆奶,從而獲得更好的酸豆奶。

關于酸豆奶的酸度問題,國家標準《GB/T 30885-2014植物蛋白飲料 豆奶和豆奶飲料》也沒有規定發酵豆奶的酸度[15]。本研究只是在單因素實驗時檢測產品的產酸能力,而在響應面實驗時,只采用感官評分作為評價指標。此外,乳酸菌在產酸的同時,也產生一定量的細胞內外酶,在酶和酸協同作用促使大豆蛋白產生凝乳現象,其作用機理還有待進一步深入探索。

葛根酸豆奶是植物蛋白發酵產品,大豆異黃酮、葛根黃酮具有特定的健康作用,此產品符合現代人對健康的追求。此葛根酸豆奶的工藝條件及其配比是在實驗室條件下獲得,若工業化生產,還需要進一步實驗。

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OptimizingtheformulaforPuerarinradixfermentedsoymilkbyresponsesurfacemethodology

LIMing1,2,ZHAOLiang-zhong1,2,3,*,LIXin-she1,FANLiu1

(1.College of Food Science and Chemical Engineering,Shaoyang University,Shaoyang 422000,China;2.Soybean Processing Techniques of the Application and Basic Research Base in Hunan Province,Shaoyang 422000,China;3.Hunan Provincial Engineering Research Center for Fruits and Vegetables Cleaning Processing,Shaoyang 422000,China)

The paper took soybean,Puerarinradixand sugar as the main raw material,which identified the effect of sugar,Puerarinradixjuice,inoculation and fermenting time on sensory score and content of lactic acid ofPuerarinradixfermented soymilk through the single factor experiments. Based on these experiments,according to the Box-Behnken design method,it introduced response surface methodology to establish the nonlinear second order polynomial regress equation and numerical model for the optimized recipe ofPuerarinradixfermented soymilk by sensory scores,and confirmed the amount of sugar,amount ofPuerarinradixjuice,amount of inoculation. The result showed that the theoretical optimum formulas were as follows:7.86% of sugar,18.0% ofPuerarinradixjuice and 0.35% of inoculation. The sensory score of optimized verification test up to 90.3(n=3),which was close to the predicted value(89.62),deviation was 0.76%. The result showed that the texture,water holding,lactic acid bacteria,protein,and content of puerarin isoflavone of the fermented soymilk was better than commercial products and it has value of commercial promotion.

Puerarinradix;Pueraria isoflavone;Puerarinradixfermented soymilk

2017-03-22

李明(1974-)，男，碩士，研究方向：果蔬清潔加工，E-mail：richardlipqc2@126.com。

*通訊作者:趙良忠(1962-)，男，碩士，教授,研究方向：食品科學技術，E-mail:sys169@163.com。

邵陽學院豆制品加工技術湖南省應用基礎研究基地(2013TP4067);湖南省果蔬清潔加工工程技術研究中心(2015TP2022)；湖南省研究生科研創新項目(CX2017B792)。

TS201.2

B

1002-0306(2017)23-0151-08

10.13386/j.issn1002-0306.2017.23.029