葉黃素核桃乳飲料的研制

湯木果 陳芳 趙存朝 盛軍 陶亮 田洋

摘要核桃是一種營養豐富且風味較佳的藥食兩用資源，具有較好的開發利用前景，隨著現代人工作強度的增大及電子產品的頻繁使用，經常用眼過度、視力下降。葉黃素具有較強的護眼明目、抗疲勞的作用。本研究以核桃乳為主要原料，通過單因素試驗研究核桃乳添加量、葉黃素添加量、全脂奶粉添加量、HBT-A7301穩定劑添加量及白砂糖添加量對葉黃素核桃乳飲料的影響，結合響應面試驗優化確定葉黃素核桃乳飲料最佳工藝，開發一款口感濃郁、營養豐富的健康乳飲料，并評定產品質量。結果表明：葉黃素核桃乳飲料的最佳工藝參數為核桃乳添加量20%、葉黃素添加量40 mg/L、HBT-A7301穩定劑添加量0.35%、白砂糖添加量6.2%、全脂奶粉添加量1.0%。產品呈現乳白色，具有核桃的香氣，酸甜適中，組織細膩，品質穩定，風味獨特，感官評價達87.16分，其蛋白質含量為3.56%，脂肪含量為1.23%，pH 7.08，可溶性固形物含量為15.10%，30 d 內無沉淀分層，無乳清析出，大腸菌群、菌落總數、霉菌、酵母及致病菌未檢出，是一款營養豐富且具有潛在緩解視覺疲勞的健康飲品。本研究可為核桃功能性飲品開發提供一定參考。

關鍵詞核桃乳;葉黃素;功能性飲料;響應面

中圖分類號 TS275.4 文獻標識碼 A? DOI：10.12008/j.issn.1009-2196.2021.12.011

Development of Lutein Walnut Milk Beverage

TANG? Muguo1） CHEN? Fang1） ZHAO? Cunchao1 ，2） SHENG? Jun1 ，3） TAO? Liang1 ，3） TIAN? Yang1 ，3 ，4）

（1 College of Food Science and Technology， Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan 650201， China;

2 Yunnan Plateau Characteristic Agricultural Industry Research Institute， Kunming， Yunnan 650201， China;

3 Engineering Research Center for the Development and Utilization of Edible and Medicinal Resources ， Kunming， Yunnan 650201， China;

4 Yunnan Engineering Research Center for Development of Functional Foods from Edible and Food Resources， Kunming， Yunnan 650201， China）

Abstract? Walnut? is? a? nutrient-rich? and? flavorful? resource? for? both? medicine? and? food，? and? has? good development? and utilization prospects. With the? increasing? of work intensity? of modern people? and the frequent use of electronic products， people often overuse their eyes， leading to decline in eyesight. Lutein has? a? strong? effect? on? protecting? eyes? and? resisting? fatigue. Walnut? milk? was? used? as? the? main? raw material to prepare lutein walnut milk beverage. A single factor experiment was conducted to? study thesingle? effects? of? walnut? milk? addition，? lutein? addition，? whole? milk? powder? addition，? HBT-A7301 stabilizer addition and white sugar addition on the lutein walnut milk beverages， and a response surface methodology was then used to optimize the preparation technology for the lutein walnut milk beverage， based on which a healthy milk beverage with full taste and rich nutrition was developed and its quality evaluated. The? results? showed? that? the? optimal? preparation? parameters? for? the? lutein? walnut? milk beverage include 20% walnut pulp， 40 mg ·L-1 lutein， 0.35% HBT-A7301 stabilizer， 6.2% white sugar and 1.0% whole milk powder. The product is milky white and moderately sour and sweet with walnut aroma， fine tissue， stable quality and unique flavor， and has a sensory evaluation score of 87.16， protein content of 3.56%， fat content of 1.23%， and soluble solids content of 15.10% with pH 7.08， no precipitation and delamination within 30 days and no whey precipitation. The coliforms， total number of colonies， molds， yeast? and? pathogenic ?bacteria? were? not? detected? in? the? product. This? product? is? a? nutritious? healthy beverage with a potential to relieve eyesight strain. This study can provide reference for the development of walnut functional beverage.

Keywords? walnut milk ; lutein ; functional beverage ; response surface

核桃（JuglausRegiaL.）又名胡桃、羌桃、萬歲子，系胡桃科核桃屬植物，是世界四大干果之一，有悠久的栽培歷史[1]。核桃具有較高的營養價值，含有15%～20%的優質蛋白[2]，8種必需氨基酸含量合理，其谷氨酸和精氨酸的含量較高[3]，人體消化率可達87%[4]，含有人體必需的多種維生素、微量元素和礦物質等[5]。核桃中不飽合脂肪酸含量較高，達90%，不含膽固醇[6]，具有健腦益智、美容養顏、調節血脂、增強免疫力等多重功效[7]。云南作為我國核桃生產的第一大省，目前核桃種植面積為4230萬畝（1公頃=15畝），產量為102萬t，產值已達305億元[8]，種植面積、產量和產值均居全國之首。近年來，核桃產量持續增長，但產品較單一，主要以干果為主，精深加工不足，市場消耗量低，嚴重制約核桃產業健康發展。

葉黃素別名類胡蘿卜素、植物黃體素等，廣泛存在于自然界中，是構成玉米、蔬菜、水果、花卉等植物色素的主要組分。研究發現葉黃素能預防藍光對眼睛視網膜的損傷，具有保護視網膜[9]、緩解視覺疲勞[10-11]、抗氧化[12-13]等生理功能。鑒于葉黃素具有較強的緩解視覺疲勞、改善視覺功能及抗氧化性，已被作為食品添加劑廣泛應用于食品、飲料、保健食品、化妝品，甚至嬰幼兒食品中[14]。

隨著人們健康意識的不斷提升，對富含功能組分的食品和飲料的需求也在增加。為滿足當前消費者對于“營養、健康、安全”的含乳飲品的追求，開發葉黃素核桃乳飲料，不僅可以豐富飲料制品的產品種類，相較于其他飲料，其健康、營養、風味獨特，適合各個年齡階段人群飲用。目前，國內外已有核桃復合飲料、發酵飲料等的研究，但葉黃素核桃乳飲料的研究未見相關報道。本研究以核桃乳為主要原料，制作一種風味突出、營養全面的功能性飲品，同時添加全脂乳粉，達到動植物蛋白互補。產品既保留了核桃乳的營養物質，也滿足了人們對飲品健康、營養的要求，實現了核桃乳資源的合理利用，同時也具有一定商業價值和市場前景。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1試材

核桃，大理漾濞核桃有限責任公司;白砂糖，南寧糖業股份有限公司;葉黃素，碩維營養科技有限公司;HBT-A7301復配穩定劑（配料成分單甘脂、蔗糖酯），江蘇豪蓓特食品化學有限公司;全脂奶粉，雀巢全脂奶粉有限公司。

1.1.2儀器與設備

YP5001電子分析天平，上海光正醫療儀器有限公司;膠體磨，常州華奧儀器制造有限公司; pHS-3C 雷磁 pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司;DHP-500電熱恒溫培養箱，北京市永光明醫療儀器有限公司;HJJ-6水浴恒溫電動攪拌器，常州華奧儀器制造有限公司;SVJ-358智能商用型攪拌機，北京世紀陽光有限公司;60-6S 高壓均質機，上海東華高壓均質機廠。

1.2方法

1.2.1工藝設計

1.2.1.1工藝流程

去皮核桃仁→清洗及浸泡→磨漿→過濾→核桃乳→輔料（白砂糖、葉黃素等）→混料→定容→調節 pH→預熱→均質→灌裝→滅菌→低溫貯藏→葉黃素核桃乳

1.2.1.2操作要點

（1）清洗及浸泡將去皮核桃仁置于25℃蒸餾水中，浸泡16 h，備用。

（2）磨漿將核桃仁與水1∶1（ V∶V）用攪拌機粗磨至均勻，磨漿時采用60～70℃的熱水熱磨，目的是鈍化脂肪酶;之后再將核桃漿用膠體磨細磨5 min。

（3）混料將白砂糖、葉黃素、HBT-A7301等輔料用70～75℃熱水溶解。

（4）調節 pH 用小蘇打調節 pH為7～7.5。

（5）預熱在75～80℃下加熱10 min，過200目篩進行均質。

（6）均質采用二次均質對葉黃素核桃乳進行均質，先在20 MPa 壓力下均質5 min;再在40 MPa 的壓強下均質10 min。

（7）殺菌在121℃條件下殺菌15 min，既要保證充分殺菌，又不能影響葉黃素核桃乳的質地及風味。

（8）低溫貯藏在4℃條件下冷藏，進一步產酸產香，完善葉黃素核桃乳飲料風味和滋味。

1.2.2單因素試驗及響應面優化試驗

以感官評分為分析指標，考察核桃乳添加量（%）、全脂奶粉添加量（%）、 HBT-A7301穩定劑添加量（%）、白砂糖添加量（%）及葉黃素添加量（mg/L）對葉黃素核桃乳飲料的影響;優化試驗以核桃乳添加量（%）、全脂奶粉添加量（%）、 HBT- A7301穩定劑添加量（%）和白砂糖添加量（%）為自變量，以感官評分為響應值，通過響應面試驗優化葉黃素核桃乳飲料最佳工藝配方。葉黃素核桃乳飲料優化試驗因素與水平如表1所示。

1.2.3產品質量

1.2.3.1感官評定

選擇10名專業人士組成評定小組，對葉黃素核桃乳飲料的感官特性進行評估。設定色澤（20分）、組織狀態（20分）、滋味（30分）、氣味（30分）4個方面進行感官評定。其評分標準見表2。 1.2.3.2產品理化指標測定

（1）常規理化測定蛋白質含量測定參照 GB 5009.5—2016《凱氏定氮法》的方法測定;脂肪含量參照 GB 5009.6—2016《索氏抽提法》的方法測定;可溶性固形物含量參照 GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》的方法測定;pH使用 pH計校準后測量，重復測定3次取平均值;穩定性觀察試驗對冷藏儲存的葉黃素核桃乳飲料樣品進行定期感官評定，觀察料液的分層及沉淀情況，評定樣品是否均一、穩定[15]。

（2）儲藏后的微生物指標測定菌落總數、霉菌、酵母、大腸菌群及致病菌的測定：參照 GB/T 21732—2008《食品安全國家標準含乳飲料》中相關方法。

1.2.4數據統計與分析

采用 Excel 2013、SPSS 24對實驗數據進行整理及統計分析，利用 Design-Expert 8.0.6進行響應面分析。

2結果與分析

2.1單因素試驗結果

2.1.1核桃乳添加量對葉黃素核桃乳飲料感官評分的影響

固定其他輔料添加量，考察核桃乳添加量對葉黃素核桃乳飲料的影響。由圖1可知，隨著核桃乳添加量的增加，葉黃素核桃乳飲料的感官評分呈先上升后下降趨勢，當核桃乳添加量為20%時，感官評分最高，達到87.13分，葉黃素核桃乳飲料呈現的核桃香氣濃郁，口感更加細膩，組織狀態更加穩定，當核桃乳添加量小于20%時，核桃香味較淡，組織狀態不穩定，口感差;當核桃乳添加量大于20%時，核桃香氣過于濃郁，組織粗糙，口感較差，影響葉黃素核桃乳飲料整體的味道。因此選擇最適核桃乳添量為20%。

2.1.2葉黃素添加量對葉黃素核桃乳飲料感官評分的影響

葉黃素干粉是經過變性淀粉微膠囊化包埋制備的，溶于水有淀粉味，對口感有一定影響[14]。按國標[16]要求，葉黃素在飲料中的最大添加量為0.05 g/kg。劉愛琴等[14]在藍莓味葉黃素飲料中，180 mL溶液中葉黃素的最大添加量為9mg。本研究在1 L 中添加核桃乳為20%，白砂糖為6.2%，HBT- A7301穩定劑為0.34%及全脂奶粉為1.0%條件下，考察葉黃素添加量對葉黃素核桃乳飲料的影響。從圖2可以看出，隨著葉黃素添加量增加，葉黃素核桃乳飲料的感官評分呈先上升后下降趨勢，當葉黃素添加量為40 mg/L 時，感官評分最高，達到87.08分，葉黃素核桃乳飲料呈現出的淀粉味不明顯，味道柔和，口感細膩;當葉黃素添加量小于40 mg/L 時，無淀粉味，口感差;當葉黃素添加量大于40 mg/L 時，能明顯感受到淀粉味，產生不愉快的口感。因此，確定葉黃素最佳添加量為40mg/L。

2.1.3 HBT-A7301穩定劑添加量對葉黃素核桃乳飲料感官評分的影響

穩定劑能增強核桃乳的穩定性，降低表面張力，從而防止脂肪上浮以達到穩定的狀態[17]。在核桃乳添加量為20%，白砂糖添加量為6.2%，葉黃素添加量為40mg/L，及全脂奶粉添加量為1.0%條件下，考察 HBT-A7301穩定劑添加量對葉黃素核桃乳飲料的影響。由圖3可知，隨著 HBT-A7301穩定劑添加量的增加，感官評分呈先上升后下降趨勢，當 HBT-A7301穩定劑添加量為0.34%，感官評分最高，為86.1分，此時葉黃素核桃乳飲料呈現組織細膩，無凝塊，無分層現象，呈均勻液體，口感及穩定性最好;當 HBT-A7301穩定劑添加量過少，出現沉淀分層或脂肪上浮，HBT-A7301穩定劑添加量過多造成口感差。因此，最佳 HBT-A7301穩定劑添加量為0.34%。

2.1.4白砂糖添加量對葉黃素核桃乳飲料感官評分的影響

白砂糖可影響葉黃素核桃乳飲料的流動性、緩解酸度及改善口感。在核桃乳添加量為20%， HBT-A7301穩定劑添加量為0.34%，葉黃素添加量為40 mg/L及全脂奶粉添加量為1.0%條件下，考察白砂糖添加量對葉黃素核桃乳飲料的影響。由圖4可知，隨著白砂糖添加量的增加，感官評分呈先上升后下降趨勢，當白砂糖添加量為6.2%，感官評分最高，為 86.4分，此時葉黃素核桃乳飲料甜度適中，色澤、風味最佳;當添加量低于6.2%時，酸甜味不足，香味不足，口感偏差，添加量超過6.2%時，口感太甜，并且有少量刺激味產生。因此最佳白砂糖添加量為6.2%。

2.1.5全脂奶粉添加量對葉黃素核桃乳飲料感官評分的影響

全脂奶粉沖調后營養成分可復原，且奶粉中酪蛋白在加工過程中顆粒會變細小、柔軟，易于吸收[18]。在核桃乳添加量為20%，HBT-A7301穩定劑添加量為0.34%，葉黃素添加量為40 mg/L，及白砂糖添加量為6.2%條件下，考察全脂奶粉添加量對葉黃素核桃乳飲料的影響。由圖5可知，隨著全脂奶粉添加量的增加，感官評分呈先上升后下降趨勢，當全脂奶粉添加量在1.0%時，葉黃素核桃乳飲料香味協調，有適宜的牛乳香氣，色澤均勻，酸甜適中，口感最佳，感官評分最高，可達84.4分;當全脂奶粉添加量過少，香氣不足，牛乳味過淡，口感差;當全脂奶粉添加量過多，奶香味太濃，且奶粉味道掩蓋了核桃醇厚的氣味，影響了整體風味和口感。因此確定全脂奶粉添加量為1.0%。

2.2響應面試驗優化結果

2.2.1響應面試驗設計及結果分析

在單因素試驗基礎上，以 HBT-A7301穩定劑添加量（ X1）、白砂糖添加量（ X2）、全脂奶粉添加量（ X3）和核桃乳添加量（ X4）為自變量，以感官評分為響應值，利用響應面進行四因素三水平試驗設計，試驗方案及結果見表3，方差分析見表4。

利用 Design-Expert8.0.6軟件對各因素進行多元回歸擬合，得到二次多元回歸方程：

Y=85.80+2.33X1+1.25X2-1.25X3+6.17X4-2.00X1X2+0.25X1X3+1.25X1X4-0.25X2X3-??? 0.50X2X4+0.25X3X4-8.15X12-6.78X22-7.02X32-7.15X42

由表4方差分析可知，擬合二次多項式模型的 p<0.0001<0.01，表明擬合二次多項式模型顯著;失擬性檢驗 F值=0.79， p=0.6543>0.05，失擬項不顯著，說明模型可以接受，即表明所選葉黃素核桃乳飲料感官評分擬合二次多項式可用于預測設定的參數，即可用于評估葉黃素核桃乳飲料的感官評分。模型的確定系數 R2=0.9490，說明該模型具有較高的擬合及預測精度。由回歸系數顯著性表明，在所取因素水平范圍內，各因素對葉黃素核桃乳飲料感官評分影響的順序為核桃乳添加量（ X4）>HBT-A7301穩定劑添加量（ X1）>白砂糖添加量（ X2）>全脂奶粉添加量（ X3）。? 2.2.2最佳條件的確定和回歸模型的驗證

根據回歸方程，通過響應面法得到最優葉黃素核桃乳飲料工藝條件為 HBT-A7301穩定劑添加量、白砂糖白砂糖、全脂奶粉、核桃乳添加量分別為0.348%、6.221%、0.99%、22.6%。在此優化條件下，葉黃素核桃乳感官評分達到87.23分。考慮到實際操作情況，最佳配方條件為 HBT-A7301穩定劑、白砂糖、全脂奶粉、核桃乳添加量分別為0.35%、6.2%、1.0%、20%。經過重復驗證后得到的葉黃素核桃乳飲料的感官評分為87.16分，與理論值接近。表明用響應面法優化得到的葉黃素核桃乳飲料配方工藝參數準確可靠。

2.3葉黃素核桃乳飲料的理化指標測定

由表5可知，制備的葉黃素核桃乳飲料蛋白質含量為3.56%，與市面上的乳飲料相比，高于大部分飲料蛋白質含量，是一種高蛋白的乳飲料，脂肪含量為1.23%，遠遠超過普通飲料，由于核桃中具有較高的不飽脂肪酸，能凈化血液，清除血管壁雜質，消耗體內積蓄的飽和脂肪[19]，容易被人體消化吸收，不易在體內形成脂肪堆積導致身體發胖[20]，對人體有較高的營養價值。pH 7.08，可溶性固形物含量為15.10%，與王亞男[21]研究的桑葚山葡萄復合飲料相比 （可溶性固形物含量為14.38%），可溶性固形物含量略高，30 d 內無沉淀分層，葉黃素核桃乳飲料中大腸菌群、菌落總數、霉菌、酵母及致病菌未檢出，符合國家標準。與其他飲料相比，葉黃素核桃乳飲料蛋白質含量高、更易消化、吸收，具備一定功能，是口感濃郁、酸甜可口且營養豐富的功能性飲料，滿足了不同消費群體的需求。

3結論

通過單因素和響應面優化試驗確定葉黃素核桃乳飲料的最佳配方：核桃乳添加量為20%、葉黃素添加量為40 mg/L、HBT-A7301穩定劑添加量為0.35%、白砂糖添加量為6.2%、全脂奶粉添加量為1.0%。在此條件下，葉黃素核桃乳飲料的感官評價得分為87.16分，產品色澤呈現乳白色，香氣濃郁，酸甜適中，組織細膩，品質穩定，其蛋白質含量3.56%，脂肪含量為1.23%，pH 7.08，可溶性固形物含量為 15.10%， 30 d 內無沉淀分層，無乳清析出，大腸菌群、菌落總數、霉菌、酵母及致病菌未檢出，開發的葉黃素核桃乳飲料既保存核桃乳的風味和營養價值，又具有潛在緩解視覺疲勞、護眼的功能特性，因此葉黃素核桃乳是一款具有一定市場前景的核桃乳新產品。

參考文獻

[1]任嬌艷，史傳超，常博，等.核桃蛋白的分離制備及其酶解物的抗氧化特性[J].現代食品科技，2019，35（3）：118-124.

[2] SZE TKWC ， SATHE SK. Walnuts （Juglans regia L）： proximate composition，protein solubility，pro ‐tein amino acid composition and protein in vitro digestibility [J]. Journal of the Science of Food & Agriculture，2000，80（9）：1393-1401.

[3]王帥，戴漣漪，庫雪晶，等.核桃營養組成與保健功能研究進展[J].中國釀造，2016，35（6）：30-34.

[4] LI Jing， WANG Ji，? LIU Chunlei，? et al. Protein Hydrolyzates from Changbai Mountain Walnut （ Maxim.）? Boost Mouse Immune System and Exhibit Immunoregulatory Activities.[J]. Evid Based Complement Alternat Med，2018（4）：561-576.

[5]田洋，周艷，趙存朝，等.一種涂抹型核桃奶酪的研制[J].現代食品科技，2020，36（1）：169-177+21.

[6] ALBERT C M，GAZIANO J M， WILLETT W C， et al. Nut consumption and decreased risk of sudden cardiac death in the Physicians，? Health Study.[J]. Archives of Internal Medicine， 2002， 162（12）：1382-1387.

[7]吉洋洋，何愛民，李娜，等.紅棗核桃植物蛋白飲料加工工藝研究[J].食品工程，2020（4）：18-21.

[8]代佳和，田洋，楊舒雯，等.云南省核桃產業發展現狀及對策[J].農產品加工，2019，（2）：78-82+85.

[9] Kawabata F， Tsuji T. Effects of dietary supple ‐ mentation with a combination of fish oil，bil‐ berry extract， and lutein on subjective symptoms of asthenopia in humans [J]. Biomed Res， 2011，32（6）：387-393.

[10]劉霽，白鴻，夏立營.葉黃素對緩解視疲勞人體試食功能試驗的研究[J].中國藥事，2012，26（8）：902-905.

[11]張薇，童念庭，尹莉莉，等.葉黃素在眼科疾病中作用和機制的實驗性研究進展[J].上海交通大學學報（醫學版），2012，32（2）：231-234.

[12] Zhang Z， Han S， Wang Het al. Lutein extends the lifespan of Drosophila melanogaster [J]. Ar‐ chives of Gerontology and Geriatrics，2014（1）：153-159.

[13]李晉生，靳冉，陳霞，等.萬壽菊葉黃素抗氧化作用量效關系研究[J].中國中醫藥信息雜志，2013，20（9）：26-27.

[14]劉愛琴，王勝南，晁紅娟，等.藍莓味葉黃素固體飲料的研究[J].中國食品添加劑，2019，30（10）：105-110.

[15]劉愛琴，王勝南，晁紅娟，等.藍莓味葉黃素固體飲料的研究[J].中國食品添加劑，2019，30（10）：105-110.

[16] ZHU Tong.Analysis on the Factors Influencing the Stability? of? Viable? Lactobacillus? Beverage [J]. Food Industry，2020，41（12）：16-17.

[17]佚名.食品安全國家標準食品添加劑使用標準：GB 2760-2014[ S].北京：中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會，2014-12-24.

[18]陳敢，馬世成.花生核桃乳穩定性的研究[J].中國乳品工業，2000（3）：11-13+35.

[19]陳敢，馬世成.花生核桃乳穩定性的研究[J].中國乳品工業，2000（3）：11-13+35.

[20]侯笑林，郭佩然.燕麥乳飲料加工工藝研究[J].現代食品，2020（22）：108-111.

[21]王亞男.寒地桑葚山葡萄復合飲料的制備及花青素的分離[ D].哈爾濱：黑龍江大學，2020.

（編輯排版：龍婭麗）