刺梨雙蛋白奶茶飲料的研制

王倩玉，楊琦,2，黃國梁，庹云合，宋 禮，曹 竑,2,*

（1.西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730030；2.西北民族大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究中心中國- 馬來西亞國家聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730124；3.西北民族大學(xué)化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730030；4.甘南乳牛乳研究院，甘肅 合作 747000）

刺梨（Rosa roxburghii Tratt.），又名木梨子、刺梨薔薇、文光果，薔薇科植物，營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值極高，VC 含量遠(yuǎn)高于同類水果[1]。刺梨含有多種礦物質(zhì)元素、黃酮以及多糖類物質(zhì)[2]，能夠健脾消食、滋補(bǔ)強(qiáng)腎，并具有一定抗氧化、抗腫瘤、延緩衰老的作用[3-5]。

近年來，國內(nèi)外對(duì)刺梨的研究成為熱點(diǎn)。柯旭清[6]以刺梨和紅棗為主要原料，復(fù)配膠凝劑、檸檬酸等，開發(fā)出一種色澤均勻通透、組織均勻細(xì)膩、具有特殊清香味的刺梨復(fù)合果糕。張珺等[7]以刺梨和猴頭菇為原料，結(jié)合響應(yīng)面試驗(yàn)與感官評(píng)定的方法開發(fā)出一種色澤鮮亮、香氣濃郁協(xié)調(diào)、風(fēng)味獨(dú)特的乳酸菌發(fā)酵飲料。目前國內(nèi)外對(duì)刺梨的研究主要集中在天然物質(zhì)提取與檢測(cè)、氣味物質(zhì)分析檢測(cè)等方面[8-10]，對(duì)刺梨用于奶茶制備的研究尚未有報(bào)道。

“雙蛋白”概念在“第二屆中國大豆食品產(chǎn)業(yè)圓桌峰會(huì)”上提出，是指牛奶蛋白與大豆蛋白的結(jié)合，其可應(yīng)用于各種乳制品中。豆渣中含有豐富的蛋白質(zhì)、膳食纖維和各種微量元素等。豆?jié){工藝制備中，豆渣的過濾是工藝制備的重要步驟，但其降低了大豆利用率、浪費(fèi)了大豆資源。為改善奶茶產(chǎn)品品質(zhì)，提高大豆利用率，平衡營養(yǎng)，將全豆?jié){作為生產(chǎn)雙蛋白的原料進(jìn)行研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

本研究以刺梨、牛乳、豆乳和茶水為原料，為避免產(chǎn)品加入全大豆蛋白而影響口感，工藝制備中加入全大豆蛋白的調(diào)配（雙蛋白），在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用感官評(píng)定結(jié)合響應(yīng)面試驗(yàn)方法探索制備刺梨雙蛋白奶茶的配方，開發(fā)一種具有刺梨的特殊香味，同時(shí)又具有營養(yǎng)價(jià)值的低糖低脂奶茶，為復(fù)合奶茶飲料的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

刺梨，采自貴州省龍里縣刺梨之鄉(xiāng)；刺梨干，貴州龍里康源刺梨開發(fā)有限公司產(chǎn)品；酪蛋白粉，山西萊克生物科技有限公司產(chǎn)品；牛乳（純牛奶），內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司產(chǎn)品；大豆，購于大潤發(fā)超市（蘭州店）；毛尖茶葉，四川雅境茶業(yè)有限公司產(chǎn)品；白砂糖，廣州華糖食品有限公司產(chǎn)品；安賽蜜，江蘇采薇生物科技有限公司產(chǎn)品。

1.1.2 儀器與設(shè)備

DFT-40 手提式粉碎機(jī)，無錫久平儀器有限公司；JJ-1/27 均質(zhì)機(jī)，山東沃達(dá)斯科智能科技有限公司；LZ型螺旋榨汁機(jī)，靖江艾莉特食品機(jī)械有限公司；JM-60 膠體磨，海帥法包裝印刷設(shè)備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

新鮮刺梨沖洗、去籽、切碎、榨汁、過濾→加冰（也可不加冰）→加輔料（珍珠、椰果、刺梨干）→加糖（白砂糖、安賽蜜）→加茶基底、倒杯、撈泡→加雙蛋白、牛乳與豆乳混合液→均質(zhì)→裝瓶→殺菌、冷卻

1.2.2 操作要點(diǎn)

1.2.2.1 茶基底的制備

茶葉與熱水（100 ℃）的比例為1∶65（g/g），燜泡13 min，過濾留茶湯，保溫備用。

1.2.2.2 豆乳的制作

選擇大小均勻、粒大飽滿的大豆，85 ℃下浸泡10～12 h，以大豆∶水為1∶50（g/g）的比例進(jìn)行磨漿、過濾。

1.2.2.3 雙蛋白的制作

選用酪蛋白與全大豆蛋白復(fù)合制作雙蛋白，參照尤燕莉等[11]研究中的工藝進(jìn)行制作。大豆在高溫浸泡后可除去豆腥味[12-15]。大豆的浸泡溫度為85 ℃，浸泡時(shí)間為30 min，以大豆∶水為1∶50（g/g）的比例進(jìn)行超微粉碎后的豆?jié){作為全大豆蛋白，酪蛋白粉與全大豆蛋白比例為1∶10（g/mL）。

1.2.2.4 刺梨汁的制備

新鮮刺梨與水按1∶100（g/g）的比例進(jìn)行榨汁，過濾、去渣后備用。

1.2.3 刺梨雙蛋白奶茶制備單因素試驗(yàn)

考慮利用白砂糖調(diào)味糖度過高，不符合現(xiàn)代營養(yǎng)健康需求，在奶茶中加入0.06%（m/V）的安賽蜜以降低白砂糖的用量[16-19]。

1.2.3.1 白砂糖添加量的篩選

在刺梨汁15 g，雙蛋白添加量30 mL，牛乳和豆乳添加量體積比為4∶3（共175 mL）的條件下，考察白砂糖添加量分別為3、4、5、6、7 g 時(shí)對(duì)刺梨雙蛋白奶茶感官品質(zhì)及穩(wěn)定系數(shù)的影響。奶茶總量為500 mL，不足部分以茶基底補(bǔ)足（以下同）。

1.2.3.2 刺梨汁添加量的篩選

在白砂糖添加量4 g，雙蛋白添加量30 mL，牛乳和豆乳添加量體積比為4∶3（共175 mL）的條件下，考察刺梨汁添加量分別為5、10、15、20、25 g 時(shí)對(duì)刺梨雙蛋白奶茶感官品質(zhì)及穩(wěn)定系數(shù)的影響。

1.2.3.3 雙蛋白添加量的篩選

在白砂糖添加量4 g，刺梨汁添加量15 g，牛乳和豆乳添加量體積比為4∶3（共175 mL）的條件下，考察雙蛋白添加量分別為15、20、25、30、35 mL 時(shí)對(duì)刺梨雙蛋白奶茶感官品質(zhì)及穩(wěn)定系數(shù)的影響。

1.2.3.4 牛乳與豆乳添加量體積比的篩選

在白砂糖添加量4 g，刺梨汁添加量15 g，雙蛋白添加量30 mL 的條件下，考察牛乳與豆乳添加量體積比分別為6∶1、5∶2、4∶3、3∶4、2∶5（共175 mL）時(shí)對(duì)刺梨雙蛋白奶茶感官品質(zhì)及穩(wěn)定系數(shù)的影響。

1.2.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選取白砂糖添加量、刺梨汁添加量、雙蛋白添加量和牛乳與豆乳混合比例為自變量，刺梨雙蛋白奶茶感官評(píng)定分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值（Y），采用Design-Expert 8.0.6 軟件進(jìn)行4 因素3 水平響應(yīng)面試驗(yàn)，對(duì)刺梨雙蛋白奶茶進(jìn)行配方優(yōu)化。試驗(yàn)因素及水平見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表Table 1 Response surface factor level table

1.2.5 感官評(píng)定

挑選具有專業(yè)背景、規(guī)范培訓(xùn)過的感官評(píng)定人員30 人[20]，要求全部人員具有清楚的表述能力，身體健康，對(duì)奶茶無過敏反應(yīng)，能夠準(zhǔn)確、客觀、真實(shí)地對(duì)奶茶感官品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)[21-25]，按照表2 中評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)刺梨雙蛋白奶茶進(jìn)行評(píng)分。

表2 刺梨雙蛋白奶茶感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation criteria of thorn pear double protein milk tea

1.2.6 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.6.1 理化指標(biāo)

穩(wěn)定系數(shù)：利用分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定[26]。

還原糖：參照GB 5009.7—2016[27]中規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定；粗蛋白：參照GB 5009.5—2016[28]中規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定；脂肪：參照GB 5009.6—2016[29]中規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.6.2 微生物檢測(cè)

菌落總數(shù)：參照GB 4789.2—2016[30]中規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定；大腸菌群：參照GB 4789.3—2016[31]中規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行測(cè)定；致病菌：參照SN/T 1869—2007[32]中規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

使用Origin 2019b 進(jìn)行圖表繪制，Design-Expert 8.0.6 進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)分析，每組試驗(yàn)設(shè)計(jì)3 組平行試驗(yàn)，結(jié)果以±s 表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 刺梨雙蛋白奶茶飲料單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 白砂糖添加量的確定

含糖量過高容易使刺梨雙蛋白奶茶過甜，覆蓋刺梨本身的水果風(fēng)味；含糖量過低，飲料滋味平淡，無法掩蓋飲料中的豆腥味，雙蛋白氣味和滋味過于濃厚。由圖1 可知，隨著白砂糖添加量逐漸增加，感官評(píng)分和穩(wěn)定系數(shù)先升高后降低，添加4 g 白砂糖時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高（90 分），同時(shí)穩(wěn)定系數(shù)達(dá)到最高，說明奶茶穩(wěn)定性也最高。綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇白砂糖添加量3、4、5 g 進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

圖1 白砂糖添加量對(duì)刺梨雙蛋白奶茶風(fēng)味的影響Fig.1 Influence of granulated sugar on the flavor of thorn pear double protein milk tea

2.1.2 刺梨汁添加量的確定

添加刺梨汁能使刺梨雙蛋白奶茶具有特殊的果香味，酸甜清香，可口回甘，但添加過量會(huì)使奶茶黏稠，刺梨的酸味過重，雙蛋白風(fēng)味被掩蓋，奶茶本身的滋味消失。由圖2 可知，隨著刺梨汁添加量的增加，感官評(píng)分和穩(wěn)定系數(shù)先升高后降低，添加15 g 刺梨汁時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高，為89 分，同時(shí)穩(wěn)定系數(shù)也達(dá)到最高，說明奶茶穩(wěn)定性也最高。綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇刺梨汁添加量10、15、20 g 進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

圖2 刺梨汁添加量對(duì)刺梨雙蛋白奶茶風(fēng)味的影響Fig.2 Effect of thorn pear juice addition on the flavor of thorn pear double protein milk tea

2.1.3 雙蛋白添加量的確定

復(fù)合酪蛋白和全大豆蛋白能夠節(jié)約成本，并形成特殊的蛋白風(fēng)味。由圖3 可知，隨著雙蛋白添加量的增加，感官評(píng)分和穩(wěn)定系數(shù)先增加后減少，在雙蛋白添加量為30 mL 時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高（94 分），同時(shí)穩(wěn)定系數(shù)達(dá)到最高，說明奶茶穩(wěn)定性也最高。綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇雙蛋白添加量25、30、35 mL 進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

圖3 雙蛋白添加量對(duì)刺梨雙蛋白奶茶風(fēng)味的影響Fig.3 Influence of double protein addition on the flavor of thorn pear double protein milk tea

2.1.4 牛乳與豆乳添加量體積比的確定

復(fù)合乳能夠節(jié)約牛乳成本，同時(shí)使奶茶具有大豆的氣味和滋味，并能優(yōu)化營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。但大豆本身存在特殊腥味，添加過多容易產(chǎn)生不良的風(fēng)味。由圖4 可知，隨著牛乳與豆乳添加量中豆乳比例的升高，感官評(píng)分和穩(wěn)定系數(shù)先增加后減少，當(dāng)牛乳與豆乳體積比為5∶2 時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高（93 分），穩(wěn)定性也最高，此后，由于豆腥味太重，使奶茶感官評(píng)分逐漸降低。綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇牛乳與豆乳添加量體積比6∶1、5∶2、4∶3 進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

圖4 牛乳與豆乳添加量體積比對(duì)刺梨雙蛋白奶茶風(fēng)味的影響Fig.4 Influence of the volume proportion of milk and soybean milk on the flavor of thorn pear double protein milk tea

2.2 刺梨雙蛋白奶茶制備響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

利用Design-Expert 8.0.6 軟件采用Box-Behnken中心組合原理建立數(shù)學(xué)模型，以刺梨雙蛋白奶茶的感官評(píng)分為響應(yīng)值（Y）進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化。刺梨雙蛋白奶茶配方優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表3。

表3 刺梨雙蛋白奶茶響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Response surface test design and results for thorn pear double protein milk tea

續(xù)表3 刺梨雙蛋白奶茶響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Continue table 3 Response surface test design and results for thorn pear double protein milk tea

2.2.2 響應(yīng)面回歸模型的建立與分析

對(duì)表3 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多元回歸擬合分析，得到感官評(píng)分對(duì)響應(yīng)面因素的回歸方程為：Y=90.80+0.92A-3.50B-0.83C-1.75D+1.50AB+2.25AC+2.50AD-0.75BC +1.25BD +2.50CD -5.98A2-7.61B2-5.86C2-8.73D2。刺梨雙蛋白奶茶的響應(yīng)面回歸模型方差分析見表4。從表4 可以看出，模型P＜0.000 1，說明模型擬合程度良好，各因素對(duì)感官評(píng)分的影響強(qiáng)弱為：刺梨汁添加量（B）＞牛乳與豆乳添加量體積比（D）＞白砂糖添加量（A）＞雙蛋白添加量（C）；一次項(xiàng)中B對(duì)感官評(píng)分的影響極顯著（P＜0.01），交互項(xiàng)中AD、CD 為顯著（P＜0.05），A2、B2、C2、D2均為極顯著（P＜0.01）。

表4 刺梨雙蛋白奶茶制備響應(yīng)面試驗(yàn)方差分析表Table 4 Analysis of variance of response surface test for thorn pear double protein milk tea

2.2.3 響應(yīng)面分析與優(yōu)化

根據(jù)回歸方程利用Box-behnken 響應(yīng)面法，可以做出各因素之間兩兩交互的響應(yīng)面及等高線圖（見圖5）。由圖5 可知，AD、CD 曲面陡峭，交互作用顯著，其等高線的橢圓率也直觀地反映了交互作用的顯著性。

圖5 各因素交互作用對(duì)刺梨雙蛋白奶茶感官品質(zhì)影響的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.5 Response surface and contour maps of the interaction of various factors on the sensory quality of thorn pear double protein milk tea

2.2.4 刺梨雙蛋白奶茶最佳配方的確定

由單因素試驗(yàn)和Design-Expert 8.0.6 響應(yīng)面法分析得到刺梨雙蛋白奶茶制備的最佳配方為：白砂糖添加量4 g，刺梨汁添加量15 g，雙蛋白添加量30 mL，牛乳與豆乳體積比5∶2（共175 mL），即白砂糖0.8%（m/V），刺梨汁3%，雙蛋白6%，牛乳25%，豆乳10%，安賽蜜0.06%（m/V），茶水56%，感官評(píng)定得分91.9±0.7 分。

為驗(yàn)證此模型的可靠性，在最佳工藝條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，制作3 份平行樣品，由30 名食品從業(yè)人員進(jìn)行感官評(píng)分，其感官評(píng)分平均值為92.8±0.8 分。與模型給出的預(yù)測(cè)值91.9±0.7 分進(jìn)行對(duì)比，相對(duì)誤差小于1%，說明該響應(yīng)面方程對(duì)刺梨雙蛋白奶茶配方預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性較好。

2.3 刺梨雙蛋白奶茶的主要品質(zhì)指標(biāo)

2.3.1 理化指標(biāo)

還原糖含量為0.175%，粗蛋白含量為2.3%，粗脂肪含量為0.58%。

2.3.2 微生物指標(biāo)

在刺梨雙蛋白奶茶樣品中檢測(cè)到菌落總數(shù)為29 CFU/mL，無大腸菌群，限值1×104CFU/mL，未檢測(cè)到致病菌，產(chǎn)品符合GB 7101—2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 飲料》[33]中微生物限量標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

以刺梨、牛乳、豆乳、雙蛋白和茶水為主要原料，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面試驗(yàn)分析法優(yōu)化刺梨雙蛋白奶茶飲料配方，結(jié)果表明：當(dāng)白砂糖添加量為0.8%（m/V），刺梨汁添加量為3%，雙蛋白添加量為6%，牛乳添加量為25%，豆乳添加量為10%，安賽蜜添加量為0.06%（m/V），茶水添加量為56%時(shí)，配制出的刺梨雙蛋白奶茶飲料有刺梨果味，無異味，色澤鮮亮，感官評(píng)定得分92.8 分。本法將刺梨與豆乳、牛乳結(jié)合開發(fā)出一種低糖低脂雙蛋白奶茶，降低了奶茶的制作成本，提高了營養(yǎng)價(jià)值，開拓了刺梨在食品加工中的應(yīng)用。刺梨的天然香氣代替化學(xué)合成香料，更符合健康綠色食品的發(fā)展趨勢(shì)，為保健茶飲料研究提供了新的思路。