大麥若葉酸性含乳飲料的配方優(yōu)化及抗氧化性研究

劉晶晶，張心茹，袁倩，張玉，周一淵，劉敏

常熟理工學院生物與食品工程學院（常熟 215500）

大麥若葉是指苗高15～30 cm的新鮮大麥嫩莖葉（簡稱大麥苗）。大麥苗兼具藥食兩用的作用，自古就有用于醫(yī)療治病的案例。《普濟方》中記載：唐代戊辰己巳年，藥王孫思邈以冬霜大麥葉熬汁治好了疫區(qū)的傳染性肝病。明代李時珍在《本草綱目》中亦論述，認為“麥苗主治消酒毒暴熱，酒疸目黃；又解盅毒，除煩悶，解時疾狂熱，退胸隔熱，利小腸”[1]。

大麥苗含豐富的蛋白質(zhì)、酶類、維生素、礦物質(zhì)、葉綠素等營養(yǎng)成分；維生素中的VC、VE含量較高，可達15.2和6.94 mg/100 g，分別是蘋果含量的3.7和3.3倍；微量元素中以K和Ca含量最豐富，其次是Fe、Mg、Zn等元素，Ca含量是牛奶的4倍；膳食纖維含量是普通青菜的50倍；大麥若葉還具有碳水化合物含量低、脂肪含量低、膳食纖維含量高的特點[2-3]。長期食用大麥若葉可以穩(wěn)定血壓、緩解疲勞、預防便秘、提高睡眠質(zhì)量等[4-6]。

大麥若葉最早是在日本開發(fā)成功的[7]，目前，對于大麥若葉中所含的多種營養(yǎng)性成分的調(diào)查研究，國內(nèi)外已經(jīng)建立了全面科學的檢測體系[8]。大麥若葉產(chǎn)品長期銷往日韓、北美、澳大利亞等地，我國大麥若葉相關的產(chǎn)品比較少，科研人員對大麥若葉的認識正在逐步深入，并且成功研制出了一系列的大麥若葉相關產(chǎn)品，如麥苗汁營養(yǎng)酸奶[9]、大麥苗面條[10]、麥苗微波蛋糕[11]、大麥苗粉-香菇復合壓片[12]、麥綠素韌性餅干[13]等。

試驗以奶粉和大麥若葉粉為主要原料，添加甜味劑、酸味劑和乳化穩(wěn)定劑，調(diào)配成均一穩(wěn)定的大麥若葉酸性含乳飲料并對其抗氧化性進行分析測定。該產(chǎn)品為人們提供了一款集大麥若葉粉和牛奶營養(yǎng)于一體的酸甜可口的含乳飲料，具有廣闊的市場前景。

1 材料與設備

1.1 材料與試劑

材料：大麥若葉粉（興化市盛華食品有限公司）；白砂糖（常州市貫通食品有限公司）；雀巢奶粉（雀巢產(chǎn)品有限公司）；瓊脂（福建省綠麒食品膠體有限公司）；CMC（河南協(xié)恒生物科技有限公司）；蔗糖酯（柳州愛格富食品科技股份有限公司）；單甘酯（佳力士添加劑海安有限公司）；乳酸（鄭州百思特食品添加劑有限公司）。

試劑：DPPH、Tris、無水乙醇、維生素C、過氧化氫、過硫酸鉀、氫氧化鈉、FeSO4、水楊酸、鄰苯三酚、磷酸二氫鉀、草酸和鹽酸（分析純，江蘇強盛化學試劑有限公司）。

1.2 主要儀器設備

AWH-30電子天平（上海英展機電企業(yè)有限公司）；722可見分光光度計（上海佑科儀器儀表有限公司）；F25高剪切均質(zhì)乳化機（上海弗魯克科技發(fā)展有限公司）；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋（國華電器有限公司）；H1650R臺式高速冷凍離心機（長沙百諾克離心機儀器有限公司）；YJGY-70-60高壓均質(zhì)機（天津特斯達有限公司）。

2 試驗方法

2.1 工藝流程

2.2 操作要點

1) 混合：將稱取好的大麥若葉粉、奶粉于60 ℃水中至完全溶解，乳化穩(wěn)定劑與白砂糖進行干混，再加水溶解，混合備用。

2) 調(diào)酸：稱取一定量的乳酸，加水稀釋至10倍，將其緩慢加入到上述物料中，并且一邊添加一邊高剪切乳化，防止產(chǎn)品因為局部驟酸而出現(xiàn)絮凝沉淀，調(diào)節(jié)產(chǎn)品pH至4.0。

3) 均質(zhì)：將調(diào)配好的物料采用高壓均質(zhì)機在25～30 MPa的壓力下均質(zhì)2次。

4) 殺菌：將均質(zhì)后的物料裝瓶后進行95 ℃加熱殺菌10 min，得到大麥若葉酸性含乳飲料。

2.3 配方優(yōu)化試驗

根據(jù)GB/T 21732—2008《含乳飲料》[14]的指標規(guī)定：含乳飲料中蛋白質(zhì)的含量要≥1%。從生產(chǎn)成本與經(jīng)濟效益等方面考慮，試驗固定奶粉的添加量為4.5%，此時蛋白質(zhì)含量≥1.1%。

2.3.1 大麥若葉粉添加量的影響

固定奶粉添加量4.5%、白砂糖添加量4%、乳酸添加量0.4%、CMC添加量0.15%和蔗糖酯添加量0.1%，研究不同大麥若葉粉添加量（0.65%，0.70%，0.75%，0.80%和0.85%）對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，由評定小組進行感官評定，確定最佳的大麥若葉粉添加量。

2.3.2 白砂糖添加量的影響

固定奶粉添加量4.5%、大麥若葉粉添加量0.75%、乳酸添加量0.4%、CMC添加量0.15%和蔗糖酯添加量0.1%，研究不同白砂糖添加量（2%，3%，4%，5%和6%）對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，由評定小組進行感官評定，確定最佳的白砂糖添加量。

2.3.3 乳酸添加量的影響

固定奶粉添加量4.5%、大麥若葉粉添加量0.75%、白砂糖添加量4%、CMC添加量0.15%和蔗糖酯添加量0.1%，研究不同乳酸添加量（0.35%，0.40%，0.45%，0.50%和0.55%）對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，由評定小組進行感官評定，確定最佳的乳酸添加量。

2.3.4 復配乳化穩(wěn)定劑添加量的影響

為提高酸性含乳飲料的穩(wěn)定性，試驗選擇復配乳化穩(wěn)定劑提高產(chǎn)品的組織狀態(tài)和口感，固定奶粉添加量4.5%、大麥若葉粉添加量0.75%、白砂糖添加量4%、乳酸添加量0.4%，以瓊脂添加量（A）、CMC添加量（B）、蔗糖酯添加量（C）和單甘酯添加量（D）為因素進行正交試驗，以感官評價和沉淀率為響應值，確定各乳化穩(wěn)定劑的最佳添加量[15]，因素水平表見表1。

表1 復配乳化穩(wěn)定劑的因素與水平 單位：%

2.4 抗氧化活性研究

取大麥若葉酸性含乳飲料，與0.2 mg/mL的VC溶液分別稀釋至原濃度的5%，25%，50%，75%和100%（即樣液體積分數(shù)為0.05，0.25，0.50，0.75和1.00 mL/mL），作為待測樣品進行體外抗氧化試驗[16]。

2.4.1 DPPH·清除能力的測定

參照參考文獻[17]和[18]進行測定。

2.4.2 對O2-·的清除能力測定

參照參考文獻[19]進行測定。

2.4.3 對·OH的清除能力測定

參照參考文獻[20]進行測定。

智能設備管理系統(tǒng)一般都由幾大模塊組成，主要有監(jiān)控中心、無線功率傳感器和信號收發(fā)器等，所有模塊的構成、運行與應用都有著緊密的聯(lián)系，屬于環(huán)環(huán)相扣的關系。將智能化設備應用于現(xiàn)代企業(yè)管理中，需要在有關設備上安裝無線功率傳感器，因為要利用無線射頻通信功能收集有關數(shù)據(jù)，在監(jiān)控需求范圍內(nèi)也將安裝監(jiān)視器，所有信息都將通過信號接收器轉(zhuǎn)發(fā)至控制中心，管理者只需要在移動設備上就能實時的查詢到有關設備運行的數(shù)據(jù)。

2.5 產(chǎn)品的感官評分及離心沉淀率測定

2.5.1 感官評分

感官評分由經(jīng)過一定的感官培訓10人組成，大麥若葉酸性含乳飲料的感官評分標準見表2，分別從滋味（30分）、氣味（20分）、色澤（20分）與組織狀態(tài)（30分）四個方面進行評分，分值相加即為最終的感官評分。

表2 大麥若葉酸性含乳飲料感官評定標準

2.5.2 離心沉淀率測定

在離心管中放入約1 g的產(chǎn)品進行稱量，然后放入離心機中進行離心，按5 800 r/min離心25 min，離心結束后將上清液倒凈，將沉淀進行稱量，根據(jù)式（1）計算離心沉淀率，每個樣品平行3次。

3 結果與分析

3.1 配方優(yōu)化試驗結果

3.1.1 大麥若葉粉添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由表3可知：當奶粉的添加量固定為4.5%時，大麥若葉粉的添加量會影響大麥若葉含乳飲料的色澤和氣味。隨著大麥若葉粉的添加量逐漸增加，大麥若葉粉的香味會逐漸掩蓋住奶香導致兩者比例不協(xié)調(diào)。當大麥若葉粉的添加量為0.75%時，大麥香和奶香味適當協(xié)調(diào)，含乳飲料呈現(xiàn)淡綠色，色澤誘人，口感細膩均勻穩(wěn)定。選擇大麥若葉粉的最佳添加量為0.75%。

表3 大麥若葉粉添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

3.1.2 白砂糖添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

表4 白砂糖添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

3.1.3 乳酸添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由表5可知：隨著乳酸添加量的增加，產(chǎn)品的組織狀態(tài)明顯下降，且酸味感越來越強；當乳酸添加量為0.40%時，組織狀態(tài)穩(wěn)定，且酸甜適度；當繼續(xù)添加乳酸時，產(chǎn)品口味偏酸，且會出現(xiàn)少量的絮凝沉淀，產(chǎn)品不穩(wěn)定，略微分層。選擇乳酸的最佳添加量為0.40%。

表5 乳酸添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的的影響

3.1.4 復配乳化穩(wěn)定劑的試驗結果

復配乳化穩(wěn)定劑的試驗結果見表6，感官評分和沉淀率的分析結果見表7和表8。

表6 正交試驗結果

表7 感官評分的分析結果

表8 沉淀率分析結果

由表7可知：產(chǎn)品感官評分值越大越好，影響大麥若葉酸性含乳飲料品質(zhì)的主次因素是B＞A＞D＞C，即CMC添加量＞瓊脂添加量＞單甘酯添加量＞蔗糖酯添加量，最佳水平為A3B2C1D1。由表8可知：沉淀率的值越小越好，影響的主次因素是B＞D＞A＞C，即CMC添加量＞單甘酯的添加量＞瓊脂添加量＞蔗糖酯的添加量，較優(yōu)方案為A3B3C1D1。由于以上2種方案在正交試驗中沒有相應的試驗號，需進一步做驗證試驗，結果見表9。

由表9可知：同時從感官評分和沉淀率兩個方面考慮，最終得到復配乳化穩(wěn)定劑的最佳組合A3B2C1D1，即瓊脂添加量0.15%、CMC添加量0.1%、蔗糖酯添加量0.05%和單甘酯添加量0.05%，此時大麥若葉酸性含乳飲料的感官評分最高，沉淀率最低，穩(wěn)定性良好，產(chǎn)品組織狀態(tài)質(zhì)地均勻，沒有顆粒感，色澤為淡綠色，口感細膩，富有大麥香和乳香味，酸甜適口。

表9 驗證試驗的結果

3.2 抗氧化活性試驗結果

3.2.1 對DPPH自由基的清除能力

由圖1可知：0.05，0.25，0.50，0.75及1.00 mL/mL的大麥若葉酸性含乳飲料的DPPH·清除率分別為19.58%，88%，92.85%，94.00%和83.64%，而0.2 mg/mL VC溶液相應體積分數(shù)對DPPH·清除能力分別為88.94%，92.85%，91.47%，94.23%和96.77%。大麥若葉酸性含乳飲料和VC溶液隨著體積分數(shù)的增加，對于DPPH·的清除率都在上升，且在相同的體積分數(shù)下，VC溶液對于DPPH·的清除率要高于大麥若葉酸性含乳飲料，在VC體積分數(shù)為1.00 mL/mL時，它對DPPH·的清除率高達96.77%。另外通過計算可得大麥若葉酸性含乳飲料的P值=0.177＞0.05，不同濃度之間具有顯著性差異。根據(jù)線性擬合，測得大麥若葉酸性含乳飲料的IC50=0.21 mL/mL。

圖1 大麥若葉酸性含乳飲料與VC溶液對DPPH·清除能力的比較

3.2.2 對O2-·自由基的清除能力

由圖2可知：0.05，0.25，0.50，0.75和1.00 mL/mL體積分數(shù)的大麥若葉酸性含乳飲料對超氧陰離子清除率分別為54.35%，66.16%，68.32%，62.34%和54.07%。隨著大麥若葉酸性含乳飲料體積分數(shù)的增加，其對超氧陰離子清除能力呈上升趨勢，而VC溶液相應體積分數(shù)對超氧陰離子清除能力依次為37.46%，72.76%，73.88%，77.98%和62.31%，整體隨著體積分數(shù)的增加清除能力也在增加，但是上升幅度較小。在相同體積分數(shù)對比下，VC溶液對超氧陰離子清除能力明顯高于大麥若葉酸性含乳飲料。另外通過計算可得大麥若葉酸性含乳飲料的P值=0.732＞0.05，不同體積分數(shù)之間具有顯著性差異。根據(jù)線性擬合，測得大麥若葉酸性含乳飲料的IC50=0.68 mL/mL。

圖2 大麥若葉粉酸性含乳飲料與VC溶液對超氧陰離子清除能力的比較

3.2.3 對羥基自由基（·OH）的清除能力

由圖3可知：0.05，0.25，0.50，0.75和1.00 mL/mL體積分數(shù)的大麥若葉酸性含乳飲料對羥基自由基清除率分別為19.20%，27.97%，30.33%，47.50%和50.65%。隨著大麥若葉酸性含乳飲料體積分數(shù)增加，其對羥基自由基清除率也在不斷增加。而相應體積分數(shù)的VC溶液對羥基自由基清除率分別為20.00%，35.70%，48.23%，50.75%和65.10%，且同體積分數(shù)VC溶液對羥基自由基清除率能力高于大麥若葉酸性含乳飲料。通過計算可得大麥若葉酸性含乳飲料的P值=0.06＞0.05，所以不同體積分數(shù)之間具有顯著性差異。根據(jù)線性擬合，測得大麥若葉酸性含乳飲料的IC50=1.23 mL/mL。

圖3 大麥若葉粉酸性含乳飲料與VC溶液對羥基自由基清除能力的比較

4 結論

通過單因素試驗和正交試驗得出大麥若葉酸性含乳飲料的最優(yōu)配方：奶粉添加量為4.5%，大麥若葉粉添加量為0.75%，白砂糖添加量為4%，乳酸的添加量為0.40%，復配乳化穩(wěn)定劑的添加量為0.15%瓊脂、0.1% CMC、0.05%蔗糖酯和0.05%單甘酯。產(chǎn)品呈淡綠色，組織狀態(tài)均勻穩(wěn)定，沒有肉眼可見的雜質(zhì)，口感細膩，酸甜可口，具有大麥若葉天然麥香和牛奶奶香。

抗氧化活性試驗表明該飲料對DPPH·、O2-·和·OH有一定的清除能力，其IC50分別為0.21，0.68和1.23 mL/mL，且同體積分數(shù)VC對DPPH·、O2-·和·OH的清除率總是高于大麥若葉酸性含乳飲料。