牛蒡大豆速溶粉的研制

香 花

(連云港市贛榆區綜合檢驗檢測中心，江蘇連云港 222005)

牛蒡是我國古老的藥用和食用兩用蔬菜。牛蒡具有非常高的營養價值，它的肉質具有比較特殊的香味，并且它含有豐富的蛋白質、纖維素、黃酮以及鈣、鐵、磷等一些人體所需要的礦物質、氨基酸，牛蒡中胡蘿卜素的含量比胡蘿卜高出200多倍，并且還具有較豐富的維生素B、維生素C，以及菊科類植物所特有的菊糖[1]。牛蒡在日本是可以與人參相媲美的，所以它有“蔬菜之王”的美譽[2]。牛蒡具有明顯的降血脂、降血糖、潤腸通便、補腎壯陽和抑制癌細胞滋生、擴散及移棄水中重金屬的作用，是一種非常理想的天然型保健食品[3-4]。

歐美地區對牛蒡的研究是非常少的，但是在日本、韓國等國家牛蒡是非常受歡迎的。據了解，在日本，人們認為牛蒡是能延年益壽的食品。因此在日本牛蒡在很多情況下被加工成牛蒡片、牛蒡條等休閑食品[5-6]。

牛蒡的藥用和保健價值很高，其藥用和保健功能主要是通過其中所含有的可溶性糖、微量元素和少量功能性化合物等體現出來的，蛋白質含量低、缺少優質蛋白質是單純牛蒡類產品的一個重要缺陷。因此筆者將牛蒡與大豆融合，在牛蒡產品中融入大豆中的優質蛋白質，使得產品不但具有牛蒡的功能性作用同時還含有大豆的優質蛋白質，起到營養互補、改善風味的作用。牛蒡豆奶速溶粉即是以新鮮牛蒡根為原料，經過洗切、護色、預煮、干燥、粗粉碎、超微粉碎、打漿、調配、均質、噴霧干燥等步驟所制成的產品。

1 材料與方法

1.1材料牛蒡，來自江蘇徐州，購于當地超市。主要儀器設備：BS323S型電子天平，賽多利斯科學儀器北京有限公司；HW.SY型電熱恒溫水浴鍋，浙江舟山市定海區海源儀器廠；SPX-250B-Z 型生化培養箱，上海博遠實業有限公司醫療設備廠；AF-06A 超微高速粉碎機，浙江溫嶺市奧力中藥機械有限公司；實驗型噴霧干燥機，上海順儀實驗設備有限公司；SRH60-70高壓均質機，上海申鹿均質機有限公司；R-502B型旋轉蒸發儀，南京金正教學儀器有限公司。

1.2方法

1.2.1制備工藝流程。

1.2.2工藝操作要點。

1.2.2.1清洗、去皮。選取新鮮、無裂紋、無病斑且無糠心的牛蒡為原料，采用流動水沖洗，去除牛蒡根表面的泥土雜質，刮去牛蒡表皮及機械傷疤、斑點等。

1.2.2.2切片、護色。將牛蒡切成1～2 mm左右薄片，立即放入護色劑溶液中浸泡，以防止褐變，護色液配比為1%檸檬酸，0.25%抗壞血酸。

1.2.2.3預煮、淋水。將牛蒡片在90 ℃水中煮5 min，撈出后在流動水下沖淋3 s以降溫。

1.2.2.4烘干、粉碎、超微粉碎。將牛蒡片放入烘干設備中烘干至恒重。用粉碎機粉碎，再用超微粉碎設備進行超微粉碎。

1.2.2.5清洗、浸泡。將大豆清洗后浸泡，直至大豆充分吸水。

1.2.2.6打漿、預煮。將充分浸泡后的大豆打漿并煮沸以去除豆腥味。

1.2.2.7混合、濃縮、噴霧干燥。將豆漿以及牛蒡粉、白砂糖以一定的比例混合調配，將調配好的混合液進行濃縮，將濃縮后的混合液進行均質，將均質后的液體進行噴霧干燥。

1.2.3工序試驗方法。

1.2.3.1打漿及大豆與水比例試驗。只有打漿工藝對最終蛋白質和固形物得率有最大影響，所以在打漿工藝中首先應對工藝進行改進以提高蛋白質和固形物得率。大豆中蛋白含量占30%～40%，在該試驗中采用二次洗渣法，即料水比為1∶5 g/mL，先用3倍的水打漿，再分別用1倍的水洗2次渣。

1.2.3.2預煮試驗。牛蒡的功能性較大程度上取決于其中所含的菊糖、寡糖、低聚糖等可溶性糖中，預煮對其中的可溶性糖含量進行最大程度上的保留有較大影響；同時對牛蒡進行預煮可以使酶鈍化以護色，并能改善牛蒡產品的生澀味。

將護色好的牛蒡片分別放入不同溫度和不同預煮時間的熱水中預煮，撈出后淋水3 s降溫，平鋪于托盤中，放入恒溫干燥箱中于60 ℃下干燥12 h，粉碎機粉碎后，過60目篩，測定其可溶性糖含量。

1.2.3.3均質試驗。在均質環節中，均質壓力的大小決定了溶液內含物的破碎程度，從而間接影響了產品最終的溶解與穩定性。因此，尋找合適的均質壓力也是產品生產中的重要一步。

改變均質壓力進行單因素試驗，再進行噴霧干燥，考察不同均質壓力對速溶粉分層的影響。

1.2.3.4產品配方的確定。作為一款速溶產品，產品溶解性好壞、溶解之后穩定性的好壞直接影響到該產品的口感以及消費者對該產品的評價。而這兩者的好壞受產品配方影響程度較大，所以對產品的不同配方進行研究以確定最佳配比就成了整個工藝中非常重要的一環。

通過響應面軟件給出不同配比范圍內的分析方案，進行相應試驗，從而得到響應面軟件分析后給出的最佳配比。同時對不同配方產品輔以感官評定，最后再在光學顯微鏡下進行產品顆粒觀察并在電子顯微鏡下進行產品顆粒掃描，從而觀察得到不同配比下的顆粒性質。

1.3分析方法可溶性糖含量的測定：采用蒽酮比色法[6]。豆奶中可溶性固形物的測定：取干燥后培養皿，稱量其重量為M1，然后再用移液管移取10 mL的豆奶放入培養皿中，稱量其質量為M2，然后把盛有豆奶的培養皿放入電熱恒溫鼓風培養箱中在60 ℃條件下干燥12 h，取出冷卻后稱其質量為M3。可溶性固形物=(M3-M1)/(M2-M1)。蛋白質測定:采用凱氏定氮法[7]。

2 結果與分析

2.1豆水比對蛋白提取率及大豆固形物得率的影響稱取100 g大豆進行打漿，采用二次洗渣法，料水比分別為1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7(g/mL)。分別測定蛋白質含量和大豆固形物得率，結果見圖1。

圖1 料水比對固形物得率和蛋白質提取率的影響Fig.1 Effect of material and water ratio on the yield of solid and the extraction rate of protein

由圖1可知，蛋白提取率和大豆固形物得率均在料水比為1∶5(g/mL)時達到最高，此時大豆蛋白最大程度上進入最終產品中，產品中大豆蛋白含量最高，因此大豆打漿料水比選定為1∶5(g/mL)。

2.2預煮條件對可溶性糖含量的影響

2.2.1預煮溫度對可溶性糖含量的影響。改變預煮的溫度，得到不同預煮溫度可溶性糖的含量，結果如圖2所示。由圖2可知，可溶性糖含量在90 ℃時達到最高，因此預煮時間選為90 ℃。

圖2 預煮溫度對可溶性糖含量的影響Fig.2 Effects of precooking temperature on the content of soluble sugar

2.2.2預煮時間對可溶性糖含量的影響。 控制溫度不變，改變預煮時間，結果見圖3所示。由圖3可知，可溶性糖含量在預煮時間為5 min時達到最高，因此預煮時間選為5 min。

圖3 預煮時間對可溶性糖含量的影響Fig.3 Effect of precooking time on soluble sugar content

綜上所述，預煮條件為90 ℃、5 min時牛蒡中可溶性糖含量損失最少，因此最佳預煮條件為溫度90 ℃，時間5 min。

2.3均質壓力對牛蒡豆奶速溶粉穩定性的影響改變均質的壓力，控制其他條件不變，不同均質壓力得到分層時間如圖4所示。由圖4可知，分層壓力在30 MPa后基本不發生變化，因此從經濟方面考慮選定均質壓力為30 MPa。

2.4大豆固形物和牛蒡比例范圍的確定通常豆奶粉蛋白質含量為15%～20%，為保證產品在以牛蒡功能性價值為主的同時不失去大豆的營養價值，規定產品中牛蒡含量不得低

圖4 均質壓力對分層時間的影響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測定可得產品中大豆固形物含量不得低于19.93% ，所以規定產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%，又因為糖含量為20%～50%，所以大豆固形物和牛蒡含量均在20%～50%。

綜上，牛蒡、大豆固形物和糖的含量均在20%～50%，又因為它們之間的百分含量相互影響，總和不得超過100%，因此設定其總量為5份，則牛蒡、大豆固形物和糖均在1～2份，以此進行響應面設計(表1、圖5～7)。

表1 響應面分析方案

圖5 Y= (AB)的響應面 Fig.5 Re sponsive surfaces of Y=(AB)

圖6 Y= (AC)的響應面Fig.6 Responsive surfaces of Y=(AC)

圖7 Y=(BC)的響應面Fig.7 Responsive surfaces of Y=(BC)

由軟件分析選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%，預計分層時間為85.097 2 s。

3 結論

牛蒡豆奶速溶粉是以新鮮牛蒡根為原料，經過洗切、護色、預煮、干燥、粗粉碎、超微粉碎、打漿、調配、均質、噴霧干燥等步驟所制成的產品。該試驗著重研究了打漿、預煮、調配工藝。在打漿工藝中，經單因素試驗研究表明，料水比1∶5 g/mL為最佳比例，此時豆漿中固形物得率及蛋白質得率最高。在預煮工藝中，經單因素試驗研究表明，預煮溫度為90 ℃，預煮時間為5 min為最佳條件，此時牛蒡中可溶性糖含量最高。在調配工藝中，通過響應面分析得出33.62%牛

蒡、32.97%大豆固形物、33.41%糖為最佳配比，此時產品顆粒最大，表面平滑，溶解后不宜分層。在均質工藝中，均質壓力為30 MPa為最佳條件。

[1] 蔣淑敏.牛蒡化學成分和藥理作用的研究現狀[J].時珍國醫國藥，2001,12(10):941-942.

[2] 胡獻國.蔬菜之王說牛蒡[J].科學養生，2010(5):15.

[3] 張曉偉,孫愛東，宮瑋.牛蒡的營養價值及其開發現狀[J].中國食物與營養，2006(1)：25-27.

[4] 曹劍鋒.牛蒡根及其化學成分的藥理活性研究[D].濟南：山東大學，2012.

[5] 黃秀錦.牛蒡保健飲料的研制[J].食品科技，2001(3)：42，49.

[6] 孟秀梅.牛蒡的加工利用現狀[J].食品與藥品，2006,8(1):65-68.

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