松茸豆奶的配方優(yōu)化及其穩(wěn)定性研究

摘要：以大豆、奶粉、松茸多糖、葡萄籽提取物原花青素為主要原料，研制一款口感醇香細(xì)膩、具有抗氧化功效的新型植物豆奶飲料。采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定松茸豆奶的最佳配方；采用響應(yīng)面法對(duì)松茸豆奶穩(wěn)定劑的復(fù)配進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果顯示：在100 mL豆奶的基準(zhǔn)上，最佳配方為松茸多糖溶液25 mL、葡萄籽提取物0.35%、全脂奶粉2.5%、白砂糖4%；最優(yōu)穩(wěn)定劑組合為復(fù)合增稠劑（黃原膠∶瓜爾豆膠∶羧甲基纖維素鈉為4∶2∶3）0.05%、蔗糖脂肪酸酯0.10%、山梨醇酐單硬脂酸酯0.04%；其總固形物含量為10.5 g/100 g，蛋白質(zhì)含量為1.703 g/100 g，脂肪含量為1.632 g/100 g。在該配方下研制出的松茸豆奶色澤均勻、口感醇香細(xì)膩、兼具抗氧化功效。

關(guān)鍵詞：豆奶；松茸多糖；配方；響應(yīng)面法；穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：TS214.2 """""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A """"文章編號(hào)：1000-9973（2024）09-0073-06

Optimization of Formula of Tricholoma matsutake Soy Milk

and Study on Its Stability

CHEN Yan1，2，3， XU Yun2， YANG Qiong2， PENG Cheng1，3*

（1.State Key Laboratory of Traditional Chinese Medicine Resources in Southwest China， Chengdu

611137， China; 2.School of Public Health， Chengdu University of Traditional Chinese

Medicine， Chengdu 611137， China; 3.School of Pharmacy， Chengdu University

of Traditional Chinese Medicine， Chengdu 611137， China）

Abstract： A new type of plant soy milk beverage with mellow and delicate taste and antioxidant effect is developed with soybean， milk powder，Tricholoma matsutake polysaccharides and grape seed extract proanthocyanidins as the main raw materials. The optimal formula of Tricholoma matsutake soy milk is determined by single factor test and orthogonal test. The combination of Tricholoma matsutake soy milk stabilizer is optimized by response surface method. The results indicate that on the basis of 100 mL soy milk， the optimal formula is Tricholoma matsutake polysaccharide solution of 25 mL， grape seed extract of 0.35%， whole milk powder of 2.5% and white granulated sugar of 4%. The optimal stabilizer combination is compound thickener （xanthan gum∶guar gum∶carboxymethylcellulose sodium is 4∶2∶3） of 0.05%， sucrose fatty acid ester of 0.10% and sorbitan monostearate of 0.04%. The total solid content is 10.5 g/100 g， protein content is 1.703 g/100 g and fat content is 1.632 g/100 g. The Tricholoma matsutake soy milk developed under this formula has uniform color， mellow and delicate taste and antioxidant effect.

Key words： soy milk; Tricholoma matsutake polysaccharides; formula; response surface methodology; stability

收稿日期：2024-03-18

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目（81891012）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（U19A2010）；四川省中醫(yī)藥科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2022C001）；成都中醫(yī)藥大學(xué)2022年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃（S202210633010）

作者簡介：陳艷（1987—），女，湖北漢川人，副教授，博士，研究方向：功能食品開發(fā)與評(píng)價(jià)。

*通信作者：彭成（1964—），男，四川成都人，教授，博士，研究方向：中藥藥理與毒理學(xué)。

松茸（Tricholoma matsutake）又稱松口蘑，是一種天然珍貴的食藥兩用真菌，主要生長在高海拔地區(qū)的櫟樹和松樹根部，享有“菌中之王”的美譽(yù)[1]。松茸營養(yǎng)豐富[2]，含有多糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪酸、甾醇類、維生素和粗纖維等多種生物活性物質(zhì)[3]，具有抗氧化、抗腫瘤、抗病毒、防輻射、美白養(yǎng)顏、預(yù)防糖尿病等功效[4-5]。松茸的主要提取物為松茸多糖，松茸多糖具有抗腫瘤[6]、抗氧化[7]、防輻射[8]、降血糖[9]等多種生物活性，具有較高的研究潛力。葡萄籽提取物原花青素是一類從葡萄種子中提取的多酚物質(zhì)。現(xiàn)代研究表明，葡萄籽提取物原花青素具有清除自由基、延緩衰老、抗氧化、抗過敏、抗輻射、抗動(dòng)脈硬化、抗心血管疾病、預(yù)防肥胖、中風(fēng)、提高免疫力等功效[10-15]，已在醫(yī)藥、食品、化工等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用[16]。

松茸香氣濃郁，口感嫩滑鮮美，在精深加工產(chǎn)品特別是調(diào)味品方面具有很大的開發(fā)前景[17]。已開發(fā)的松茸調(diào)味品有松茸醬、松茸醋、松茸鮮等，但其與豆乳結(jié)合的制品研究較少。本試驗(yàn)以大豆、全脂奶粉、松茸多糖、葡萄籽提取物為主要原料，確定松茸豆奶的最佳配方，探究其最優(yōu)穩(wěn)定劑組合。所研制出的松茸豆奶色澤均勻、口感醇香細(xì)膩、兼具抗氧化等多種營養(yǎng)保健功效，這將為松茸在豆乳調(diào)味品開發(fā)中的應(yīng)用提供參考依據(jù)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆：購自天貓超市；白砂糖、全脂奶粉：購自成都溫江華聯(lián)超市；黃原膠、纖維素酶：鄭州蒙豫鵬達(dá)化工有限公司；葡萄籽提取物：山東圣嘉德生物科技有限公司；葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品溶液：以達(dá)科技（泉州）有限公司；山梨醇酐單硬脂酸酯（司盤60）：河南正通食品科技有限公司；檸檬酸、木瓜蛋白酶、瓜爾豆膠：河南中辰生物科技有限公司；磷酸二氫鈉：山東齊魯生物科技集團(tuán)有限公司；羧甲基纖維素鈉、蔗糖脂肪酸酯、果膠酶：河南萬邦化工科技有限公司；95%乙醇（食品級(jí)）：扶溝縣隆勝生物科技有限公司；苯酚、濃硫酸（均為分析純）：廣州市西隴化工股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

1.3 工藝流程

松茸多糖提取工藝流程和豆奶制作工藝流程見圖1和圖2。

1.4 操作要點(diǎn)

1.4.1 松茸多糖的提取

采用復(fù)合酶（纖維素酶∶果膠酶∶木瓜蛋白酶為1∶1∶1）法（酶解溫度50 ℃，酶解時(shí)間60 min，復(fù)合酶添加量4.0%，pH值6.0）提取松茸多糖[18]。

1.4.2 豆奶的制作

大豆預(yù)處理：摘除霉變、損壞的大豆及其雜質(zhì)部分，保留形狀飽滿、顆粒成熟的大豆。

清洗和浸泡：將選定的大豆用水洗凈并浸泡大約6 h，觀察到黃豆皮開裂則說明浸泡充分。

磨漿：將浸泡好的大豆脫皮，瀝去多余水分，用破壁機(jī)磨6 min，水的用量大約為大豆質(zhì)量的13倍。

煮漿：用濾布過濾破壁機(jī)打磨過的豆?jié){，清除雜質(zhì)豆渣，倒入煮鍋內(nèi)，使用小火加熱，并連續(xù)攪拌以防止焦糊和粘鍋，沸騰后保持在85～90 ℃，持續(xù)10～15 min。

調(diào)配：將松茸多糖溶液、葡萄籽提取物原花青素、白砂糖、全脂奶粉等按配比依次加入豆?jié){中，以獲得口感良好、營養(yǎng)豐富的豆奶。

滅菌：采用超高溫瞬時(shí)滅菌，條件為120 ℃下滅菌11～15 s。

包裝、成品：將滅菌后的豆奶密封并冷卻至室溫，然后進(jìn)行感官品評(píng)。

1.5 松茸多糖含量的測(cè)定

松茸多糖含量根據(jù)NY/T 1676—2023《食用菌中粗多糖的測(cè)定 分光光度法》進(jìn)行測(cè)定。

1.6 松茸豆奶配方試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.6.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

松茸豆奶的單因素試驗(yàn)選取松茸多糖溶液添加量、葡萄籽提取物添加量、白砂糖添加量、全脂奶粉添加量4個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，設(shè)計(jì)配方見表2。

1.6.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇松茸多糖溶液添加量、葡萄籽提取物添加量、白砂糖添加量和全脂奶粉添加量水平的理想范圍，分別確定3個(gè)水平，采用L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化松茸豆奶的主要配方，正交試驗(yàn)因素水平見表3。

1.7 松茸豆奶穩(wěn)定性試驗(yàn)研究

根據(jù)曾璟[19]的試驗(yàn)結(jié)果，選擇復(fù)合增稠劑（黃原膠∶瓜爾豆膠∶羧甲基纖維素鈉為4∶2∶3）為因素之一進(jìn)行試驗(yàn)，再選擇蔗糖脂肪酸酯和山梨醇酐單硬脂酸酯作為另外兩個(gè)研究因素，選擇一定水平進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，預(yù)試驗(yàn)水平見表4。

選擇復(fù)合增稠劑、蔗糖脂肪酸酯和山梨醇酐單硬脂酸酯效果較優(yōu)的3個(gè)水平進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過響應(yīng)面法優(yōu)化松茸豆奶的穩(wěn)定劑，得到最優(yōu)水平。復(fù)合穩(wěn)定劑的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平表見表5。

1.8 分析評(píng)價(jià)測(cè)量方法

1.8.1 感官評(píng)定

產(chǎn)品的感官品質(zhì)由一個(gè)10名評(píng)委組成的小組評(píng)估，以色澤、氣味、味道和組織狀態(tài)為指標(biāo)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表6[20-21]。

1.8.2 離心沉淀率

離心沉淀率R（%）＝m2/m1×100%。

式中：m1表示樣品質(zhì)量（g）；m2表示沉淀質(zhì)量（g）。

R值越小，說明豆奶的整體體系越穩(wěn)定，反之越不穩(wěn)定。

1.8.3 理化指標(biāo)的測(cè)定

豆奶中總固形物含量的測(cè)定：參考QB/T 4222—2023《復(fù)合蛋白飲料》中的方法。

豆奶中蛋白質(zhì)含量的測(cè)定：參考GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中的方法。

豆奶中脂肪含量的測(cè)定：參照氯仿甲醇提取法[22]。

2 結(jié)果與分析

2.1 松茸多糖含量的測(cè)定結(jié)果

根據(jù)紫外可見分光光度法，在490 nm處測(cè)量溶液的吸光度，制作葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖3。

葡萄糖質(zhì)量與吸光度的回歸方程為y=0.006x+0.010 2，相關(guān)系數(shù)R2=0.999。結(jié)果表明，葡萄糖質(zhì)量在0～100 μg之間時(shí)，與吸光度有良好的線性關(guān)系。通過吸光度測(cè)得提取的松茸多糖含量為7.03 g/100 g。

2.2 松茸豆奶配方研究試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1.1 松茸多糖溶液添加量對(duì)松茸豆奶品質(zhì)的影響

由圖4可知，當(dāng)松茸多糖溶液添加量為25 mL時(shí)，感官評(píng)分較高，此時(shí)松茸豆奶的口感最佳。當(dāng)松茸多糖溶液添加量為10，15 mL時(shí)，豆奶的口感粗糙，組織狀態(tài)不均勻；當(dāng)松茸多糖溶液添加量為20，30 mL時(shí)，感官評(píng)分較高。因此，選取20，25，30 mL作為正交試驗(yàn)水平。

2.2.1.2 葡萄籽提取物添加量對(duì)松茸豆奶品質(zhì)的影響

由圖5可知，當(dāng)葡萄籽提取物添加量為0.30%時(shí)，松茸豆奶的顏色和口感最好，感官評(píng)分最高。當(dāng)葡萄籽提取物添加量為0.15%、0.20%時(shí)，產(chǎn)品顏色偏灰且口感寡淡，當(dāng)葡萄籽提取物添加量為0.25%、0.35%時(shí)，感官評(píng)分較高。因此，選取葡萄籽提取物添加量0.25%、0.30%、0.35%作為正交試驗(yàn)水平。

2.2.1.3 白砂糖添加量對(duì)松茸豆奶品質(zhì)的影響

由圖6可知，當(dāng)白砂糖添加量為4%時(shí)，松茸豆奶的口感和甜味最佳，感官評(píng)分最高。當(dāng)白砂糖添加量為2%時(shí)，豆奶的甜味不足；當(dāng)白砂糖添加量為6%時(shí)，豆奶過甜，口腔有不清爽感；當(dāng)白砂糖添加量為3%和5%時(shí)，感官評(píng)分較高。因此，選取白砂糖添加量3%、4%、5%作為正交試驗(yàn)水平。

2.2.1.4 全脂奶粉添加量對(duì)松茸豆奶品質(zhì)的影響

由圖7可知，當(dāng)全脂奶粉添加量為1.0%、3.0%時(shí)，感官評(píng)分較低，因?yàn)槿谭厶砑恿窟^低時(shí)，產(chǎn)品奶香味較弱，無法體現(xiàn)出乳飲料產(chǎn)品的特點(diǎn)，全脂奶粉添加量過高時(shí)，奶香味與豆香味不平衡，奶香味掩蓋了豆香味；當(dāng)全脂奶粉添加量為2.0%時(shí)，感官評(píng)分最高，奶味、甜味合適；當(dāng)全脂奶粉添加量為1.5%、2.5%時(shí)，感官評(píng)分較高。因此，選取全脂奶粉添加量1.5%、2.0%、2.5%作為正交試驗(yàn)水平。

2.2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果和方差分析見表7和表8。

統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示RCgt;RAgt;RBgt;RD，故4個(gè)因素對(duì)感官評(píng)分影響的主次順序?yàn)榘咨疤翘砑恿縢t;松茸多糖溶液添加量gt;葡萄籽提取物添加量gt;全脂奶粉添加量。由方差分析結(jié)果可知，葡萄籽提取物添加量、白砂糖添加量、全脂奶粉添加量均具有顯著性，第5組正交試驗(yàn)感官評(píng)分最高，即A2B1C2D2：松茸多糖溶液添加量25 mL、葡萄籽提取物添加量0.25%、白砂糖添加量4%、全脂奶粉添加量2.5%。根據(jù)正交表中的K值分析可知，優(yōu)化組合為A2B3C2D2，由于A2B3C2D2未在正交試驗(yàn)組合中，故做驗(yàn)證試驗(yàn)。在100 mL松茸豆奶中松茸多糖溶液添加量25 mL、葡萄籽提取物添加量0.35%、白砂糖添加量4%、全脂奶粉添加量2.5%的條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，感官評(píng)分為89.7分，大于正交試驗(yàn)中各組的數(shù)據(jù)，確定此配方為最佳配方。

2.3 松茸豆奶穩(wěn)定性研究試驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 復(fù)合穩(wěn)定劑響應(yīng)面優(yōu)化

根據(jù)預(yù)試驗(yàn)，選取復(fù)合增稠劑、蔗糖脂肪酸酯和山梨醇酐單硬脂酸酯3個(gè)因素為考察對(duì)象，以離心沉淀率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)確定最佳穩(wěn)定劑水平。

將得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Design-Expert 13軟件進(jìn)行多元回歸擬合，得到離心沉淀率與穩(wěn)定劑變量的二次多元回歸模型方程：R＝2.82-0.541 3A′-0.153 8B′-0.032 5C′-0.042 5A′B′+0.045 0A′C′-0.365 0B′C′-0.282 2A′2+1.02B′2+0.185 3C′2。

由表10可知，本試驗(yàn)優(yōu)化模型的P＜0.000 1，失擬項(xiàng)的P=0.882 0＞0.05，說明回歸方程顯著，此模型建模成功。同時(shí)由P值可知，方程一次項(xiàng)A′、B′對(duì)松茸豆奶離心沉淀率的影響顯著，由F值可知，A′、B′、C′ 3個(gè)因素對(duì)松茸豆奶離心沉淀率的影響程度為A′gt;B′gt;C′；交互項(xiàng)B′C′和二次項(xiàng)A′2、B′2、C′2對(duì)松茸豆奶離心沉淀率的影響顯著；交互項(xiàng)A′B′、A′C′的影響均不顯著，證明山梨醇酐單硬脂酸酯與蔗糖脂肪酸酯之間存在交互作用，即它們與結(jié)果指標(biāo)之間的關(guān)系不是簡單的線性關(guān)系。

2.3.2 復(fù)合穩(wěn)定劑響應(yīng)曲面分析

響應(yīng)面法通過等高線圖與響應(yīng)曲面描述因素之間的交互作用及其對(duì)響應(yīng)結(jié)果的影響強(qiáng)度，進(jìn)而確定因素之間的最佳比例，解決了正交試驗(yàn)不能得出直觀圖像的問題。響應(yīng)面的最高點(diǎn)為等高線中最小橢圓的中心，且曲面的傾斜度與兩個(gè)因素的交互作用呈正相關(guān)。此外，可以根據(jù)等高線的形狀來判斷交互作用的顯著程度。形狀越接近橢圓形，則代表交互項(xiàng)之間作用越顯著，而形狀越接近圓形則相反[23]。

由圖8和圖9可知，當(dāng)復(fù)合增稠劑的添加量為0.05%時(shí)，等高線圖形中心為橢圓形，且曲面傾斜度較高，說明蔗糖脂肪酸酯與山梨醇酐單硬脂酸酯的交互作用對(duì)松茸豆奶穩(wěn)定性具有顯著影響。

綜上，由響應(yīng)面分析得出穩(wěn)定劑的最優(yōu)水平為復(fù)合增稠劑0.045%、蔗糖脂肪酸酯0.11%、山梨醇酐單硬脂酸酯0.037%，離心沉淀率預(yù)測(cè)值為4.493%。考慮到實(shí)驗(yàn)的可操作性，將預(yù)測(cè)穩(wěn)定劑配方進(jìn)行調(diào)整，即復(fù)合增稠劑0.05%、蔗糖脂肪酸酯0.10%、山梨醇酐單硬脂酸酯0.04%，并進(jìn)行試驗(yàn)，得到離心沉淀率為4.50%，與預(yù)測(cè)值接近，表明優(yōu)化模型較好。

2.4 理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

經(jīng)測(cè)定，飲料總固形物含量為10.5 g/100 g，蛋白質(zhì)含量為1.703 g/100 g，脂肪含量為1.632 g/100 g，理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果均滿足GB/T 30885—2014《植物蛋白飲料 豆奶和豆奶飲料》及GB 28050—2011《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 預(yù)包裝食品營養(yǎng)標(biāo)簽通則》中的規(guī)定。

3 結(jié)論

以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定松茸豆奶的最佳配方為松茸多糖溶液添加量25 mL、葡萄籽提取物添加量0.35%、全脂奶粉添加量2.5%、白砂糖添加量4%。以松茸豆奶的離心沉淀率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過響應(yīng)面法優(yōu)化確定穩(wěn)定劑的最優(yōu)水平為復(fù)合增稠劑0.05%、蔗糖脂肪酸酯0.10%、山梨醇酐單硬脂酸酯0.04%。當(dāng)復(fù)合增稠劑為0.05%時(shí)，蔗糖脂肪酸酯與山梨醇酐單硬脂酸酯之間存在明顯的交互作用。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定出松茸豆奶中總固形物含量為10.5 g/100 g，蛋白質(zhì)含量為1.703 g/100 g，脂肪含量為1.632 g/100 g。研制出的松茸豆奶色澤均勻，口感醇香細(xì)膩，組織狀態(tài)均勻穩(wěn)定，無明顯沉淀，兼具抗氧化功效，這將有利于提高松茸的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和葡萄副產(chǎn)物的再利用，促進(jìn)它們?cè)诙鼓桃约岸谷檎{(diào)味品等領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用，為松茸豆乳醬、松茸豆乳湯底等產(chǎn)品的研發(fā)提供依據(jù)和方向。

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