沙棘籽粕和油莎豆粕聯合制備蛋白肽飲料

張志剛*，姚玉軍，王捷，王尚義

內蒙古宇航人高技術產業有限責任公司（呼和浩特 011517）

油莎豆（Cyperus esculentus）亦稱油莎草，屬一年生莎草科莎草屬植物。油莎豆營養豐富，是一種優質、高產、綜合利用價值高的油、糧、飼、藥多用新型經濟作物[1]。油莎豆粕由油莎豆榨油后的殘渣壓縮而制成，其淀粉含量24%～36%，粗蛋白5%～7%，總糖及淀粉含量分別為61%～76%和24%～36%[2]。油莎豆含糖量豐富且種類繁多，如蔗糖、果糖、棉籽糖等[3]。近年來對油莎豆的研究大多集中在種植技術[4-5]、油脂[6-8]及淀粉[9-10]等方面，但對油莎豆食品方面的開發利用較少。因油莎豆粕含有豐富的營養物質，所以可將油莎豆粕加工處理并應用于食品加工行業中。

沙棘籽粕是沙棘籽提取油脂后的副產物，常作為動物飼料使用或作為廢渣丟棄。其蛋白質含量為25%～30%，且氨基酸種類齊全，包含人體全部的必需氨基酸[11]。

研究發現生物活性肽在蛋白質中大多以非活性狀態存在，適當蛋白酶解作用下會釋放出活性，具有免疫調節、抑菌、降血脂、抗氧化等生理功能[12]。肽類與蛋白質相比更易被人體吸收，大部分在多肽形態時就能被直接吸收，并且其吸收率比氨基酸更快。如果可以將這部分蛋白質充分利用，酶解加工成小分子活性肽，可以提高油沙棘蛋白的消化利用率。

本著開發新產品、充分利用沙棘蛋白資源和油莎豆粕中營養物質的宗旨，試驗以油莎豆粕和沙棘籽粕為原料，通過正交試驗，探索沙棘蛋白酶解工藝、油莎豆淀粉酶解工藝和蛋白肽飲料的最佳制作工藝，為油莎豆和沙棘的綜合開發利用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 原料

沙棘籽粕和油莎豆粕（內蒙古宇航人高技術產業有限責任公司）；蜂蜜、檸檬酸、穩定劑（均為市售）。

1.2 主要試劑

堿性蛋白酶（Alcalase 2.4L）和α-淀粉酶（BAN480）：丹麥諾維信公司；氫氧化鈉、鹽酸（均為分析純）；硅藻土（湖北興源盛開化工有限公司）。

1.3 主要儀器與設備

XFB-500粉碎機（吉首市中誠制藥廠）；HH-6數顯恒溫水浴鍋（上海析達儀器有限公司）；TDL-50離心機（杭州川恒實驗儀器有限公司）；PHS-3C型pH計（上海儀電科學儀器股份有限公司）；U-T5A紫外可見分光光度計（鄭州南北儀器設備有限公司）；RE-501旋轉蒸發儀（鞏義市瑞德儀器設備有限公司）；WYA（2WAJ）阿貝折光儀，上海儀電物理光學儀器有限公司；AL104電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限責任公司]；101-00B電熱恒溫鼓風干燥箱（上海秋佐科學儀器有限公司）；TYFJ200-S均質機[韜越（上海）機械科技有限公司]；DSX-30L-I手提式壓力蒸汽滅菌鍋（上海申安醫療器械廠）。

1.4 試驗方法

1.4.1 測定方法

1.4.1.1 沙棘籽粕蛋白含量測定采用凱氏定氮法測定。

1.4.1.2 上清液蛋白含量測定

提取液中的蛋白含量采用考馬斯亮藍法測定。

1.4.1.3 多肽濃度測定

采用GB/T 22729—2008《海洋魚低聚肽粉》中的三氯乙酸沉淀法測定多肽含量。

1.4.1.4 DE值測定

上清液中還原糖與上清液總固形物含量的比值為DE值。

1.4.2 工藝流程

1.4.3 蛋白提取工藝

稱取一定量沙棘餅粕，用粉碎機進行粉碎，過0.180 mm（80目）篩。在50 ℃下，分別以固液比、pH、提取時間為因素進行正交試驗，以蛋白提取率為指標，正交試驗因素水平表見表1。

表1 沙棘蛋白提取工藝正交因素水平表

1.4.4 酶解工藝

1.4.4.1 蛋白酶解工藝

配制不同底物濃度蛋白溶液，以底物濃度、酶用量、反應溫度、反應時間為因素進行正交試驗，以蛋白酶解液中肽含量為指標，確定最佳蛋白酶解工藝，正交試驗因素水平表見表2。

表2 蛋白酶解工藝正交因素水平表

1.4.4.2 淀粉酶解工藝

將油莎豆粕按1∶8 g/mL與水混合，上述漿液在55℃下糊化5 min，待糊化過的漿液加熱到60 ℃時，加入α-淀粉酶，以酶用量、反應溫度、反應時間為因素進行正交試驗，以酶解液中DE為指標，確定最佳淀粉酶解工藝，正交試驗因素水平表見表3。

表3 油莎豆粕淀粉酶解工藝正交因素水平表

1.4.5 飲料配方試驗方法

將蛋白酶解液用硅藻土脫苦和脫色后，以沙棘蛋白酶解液和油莎豆酶解液含量比、蜂蜜添加量、檸檬酸添加量、穩定劑添加量這4個因素進行正交試驗，以蛋白肽飲料感官評價為指標，確定最佳配方，正交試驗因素水平表見表4。

表4 飲料配方正交因素水平表

1.4.6 感官評價方法

邀請5位從事食品研發人員、10位銷售人員和5位目標消費者，對飲料品質進行感官評價，感官評價標準細則見表5。

表5 感官評價標準

2 結果與討論

2.1 沙棘籽粕和油莎豆粕主要成分測定結果沙棘籽粕餅粕測得的基本成分見表6。

表6 沙棘籽粕基本成分含量

油莎豆粕測得的基本成分見表7。

從表6可以看出，沙棘籽粕原料中粗蛋白含量較高，有利于對其進行蛋白提取利用。由表7可得，相比于其他油料，油莎豆餅粕的粗蛋白質含量低、糖類含量高，適宜作為食品及飲品原料。

表7 油莎豆粕基本成分含量

2.2 沙棘蛋白提取正交試驗結果

由表8的極差分析可得，因素作用的主次順序為B＞C＞A，最佳提取工藝條件為A4B1C2，不包含在正交試驗表7中，通過驗證試驗，固液比1∶12 g/mL、pH 8.5、提取時間1.5 h。沙棘蛋白提取率可達72.24%，純度為79.53%。

表8 沙棘蛋白提取正交試驗結果

2.3 沙棘肽酶解正交試驗結果

由表9的極差分析可得，因素作用的主次順序為為B＞A＞D＞C，最佳酶解工藝條件為A2B3C2D2，不包含在正交試驗表內，經驗證試驗得出，底物濃度2.8%、酶用量0.6%、反應溫度55 ℃、反應時間3 h。酶解得率為13.72%，蛋白肽含量為132.8 mg/100 g。

表9 沙棘蛋白酶解工藝正交試驗結果

2.4 淀粉酶解正交試驗結果

由表10的極差分析可得，因素作用的主次順序為C＞A＞B，最佳酶解工藝條件為A2B3C2，不包含在正交試驗表內，經驗證試驗得出，酶用量0.06%、反應時間55 min、反應溫度60 ℃，DE達17.54%。

表10 淀粉酶解工藝正交試驗結果

2.5 蛋白肽飲料最佳配方結果

由表11的極差分析可得，影響飲料感官評價結果的因素主次順序為A＞C＞B＞D，最佳組合水平為A3B4C2D3，經驗證試驗得出最優添加量，即沙棘蛋白酶解液和油莎豆酶解液含量比2.5∶1、蜂蜜用量2%、檸檬酸0.15%、穩定劑0.15%，感官評分為92.8分。

表11 蛋白肽飲料正交試驗結果

3 結論

以沙棘籽粕為原料，采用堿法酸沉法提取沙棘籽粕中的蛋白。通過正交試驗得到最佳提取工藝：固液比1∶12 g/mL、pH 8.5、提取時間1.5 h。沙棘蛋白提取率達72.24%，純度達79.53%。

以沙棘籽蛋白為原料，多肽得率為評價指標，在堿性蛋白酶作用下，經過正交試驗得出最佳酶解工藝：底物濃度2.8%、酶用量0.6%、反應溫度55 ℃、反應時間3 h。酶解得率為13.72%，蛋白肽含量為132.8 mg/100 g。

以油莎豆粕為原料，DE值為評價指標，在淀粉酶作用下，經過正交試驗得出最佳酶解工藝：酶用量0.06%、酶解溫度60 ℃、酶解時間55 h。DE值達17.54%。

以油莎豆酶解液和沙棘酶解液為原料，感官評分為評價指標，通過正交試驗得到最佳配方：沙棘蛋白酶解液和油莎豆酶解液含量比2.5∶1、蜂蜜用量2%、檸檬酸0.15%、穩定劑0.15%。感官評分為92.8分。