核桃蛋白饮料工艺及其稳定性研究

骆倩，郑力，吴旭，侯新民，时慧

（新疆大学生命科学与技术学院，乌鲁木齐830046）

核桃蛋白饮料工艺及其稳定性研究

骆倩，郑力，吴旭，侯新民，时慧

（新疆大学生命科学与技术学院，乌鲁木齐830046）

研究了以核桃为主要原料的植物蛋白饮料的工艺及其稳定性。着重对乳化增稠剂在核桃蛋白饮料中的稳定效果进行了研究。实验表明，复合稳定剂的最佳配比为：即黄原胶0.15%、单甘酯0.12%、蔗糖酯0.12%、CMC-Na0.12%；所得最佳工艺条件为：用0.2%的氢氧化钠溶液沸煮1 min后冲洗去皮；75℃、40 MPa均质两次；121℃，10 min杀菌。所得制品色泽较白，状态均一，风味较好。

核桃；蛋白饮料；工艺；稳定性

0 引言

核桃是胡桃科核桃属，多年生落叶乔木的坚果。在新疆地区种植资源丰富，品种优良。营养丰富，为四大坚果之首。核桃仁中含有蛋白质、脂肪、糖及磷、钙、镁、铁等矿物质和维生素A、B、C、E。核桃蛋白中氨基酸种类齐全，人体所需8种必需氨基酸含量很高[1]。其脂肪中含丰富的不饱和脂肪酸、磷脂等多种功能因子，具有健脑益智、维护心脑血管健康等多种功效[2]。随着人们消费水平的提高，对饮料的要求趋于营养、保健和回归自然。而核桃蛋白饮料的开发正符合人们对饮料的如上追求。当前核桃食品种类单调，食用不便。将核桃加工成饮料，既能丰富我区的植物蛋白饮料市场，促进人们对核桃的消费;又能使核桃食品品种多样化，以利加快对核桃资源的开发。

1 实验

1.1 材料与试剂

核桃、白砂糖新疆地产；蔗糖酯（SE）、蒸馏单硬脂酸甘油脂（GMS）、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、黄原胶淄博中轩生化有限公司（以上均为食用级）；氢氧化钠（分析纯）上海化学试剂三厂。

1.2 仪器

打浆机HR2027型飞利浦香港有限公司；天平德国Sartouius公司；尚亿变频数控自动电磁炉佛山市顺德区致远电器有限公司；1kw电子万用炉北京市永光明医疗仪器厂；高压均质机上海东华高压均质机厂；H.H.S电热恒温水浴锅上海医疗仪器三厂；LDZX-40BI型立式自动电热压力蒸汽灭菌锅上海申安医疗器械厂。

1.3 方法

1.3.1 核桃蛋白饮料制作

1.3.1.1 工艺流程

原料预处理→核桃仁称量→浸泡→脱皮→浸泡→磨浆→过滤→调配→均质→灌装→排气→杀菌→冷却→保温观察→成品评价。

1.3.1.2 操作要点

（1）原料预处理。选择质地饱满、颗粒完整、新鲜、干燥、无腐烂变质的核桃果仁，准确称取一定量的核桃仁。

（2）浸泡。经预处理的核桃仁，于室温下以清水浸泡2～3 h，软化果仁皮。

（3）脱皮。核桃果仁外有一层薄薄的褐色种皮，具有苦涩味，会严重影响产品色泽和风味，必须去除。采用不同浓度的氢氧化钠溶液沸煮的方法脱皮，当处理时间相同时分别观察实验结果，以确定使果仁脱皮效果最好的碱液浓度。

（4）浸泡。为提高蛋白质的提取率，保护去皮后的核桃仁不被氧化而变色，降低磨浆时能耗和磨损，促使营养物质的析出，以清水在室温下浸泡2～3 h，使果仁充分吸水膨胀，软化组织。

（5）磨浆过滤。浸泡后用打浆机在60℃下打浆，加水比例为果仁的10倍[3]。所得浆液采用4层100目的筛网过滤，以去除原料浆液中大颗粒物质，使产品口感细腻。

（6）调配。为得到最佳风味，需要添加蔗糖。通过实验研究蔗糖的添加量对产品风味的影响，以确定出最佳蔗糖添加量。为使核桃蛋白饮料在后续加工中保持体系的稳定性，需将待试的乳化剂和稳定剂按一定比例添加至原料浆液中，通过观察并对核桃蛋白饮料乳化体系的稳定性进行感官评分，以确定最佳的稳定条件。

（7）均质。调配后，为了使蛋白饮料中的大颗粒细微化，避免脂肪上浮或蛋白颗粒聚沉等现象，保持产品的稳定性，采用相同均质温度及压力、不同均质次数处理，并观察实验结果，以确定最佳均质条件。

（8）排气。为了使蛋白饮料在密封杀菌后获得一定真空度，并防止需氧菌的生长繁殖，有利于蛋白饮料色泽和风味的保持，将瓶装的料液进行水浴排气。

（9）密封、灭菌冷却。核桃蛋白饮料为中性蛋白饮料，且富含脂肪、蛋白质和糖，适宜细菌的生长，经调配、均质后的料液应尽快灭菌。将核桃蛋白饮料趁热密封，在相同压力下采用不同处理时间进行灭菌，经实验得出最佳灭菌条件。为了避免长时间高温使蛋白质变性，灭菌结束后迅速冷却至室温。

1.3.2 评分方法与标准

为确定核桃蛋白饮料的最佳工艺条件，分别以产品的组织状态、色泽、口感作为考核指标进行评分。总分为100分，其中，组织状态占40%，口感占40%，色泽占20%。具体评分指标如表1所示。

表1 评分标准

根据核桃蛋白饮料的感官品质，按照以上考核指标进行综合评分，经多人品评后取平均分。

1.3.3 核桃仁脱皮工艺参数的确定

核桃仁的表面凸凹不平，有许多褶皱，种皮深陷其中，给去皮带来一定困难。目前常采用的核桃仁脱皮方法有烘烤、浸泡及烫煮3种方法[4]。本研究采用沸水及质量分数分别为0.1%，0.2%，0.3%的氢氧化钠溶液沸煮，清水冲洗，以恰好除去外皮而皮层下组织不受腐蚀为考察指标。

1.3.4 蔗糖对产品风味的影响

蔗糖具有对气体物质的吸附作用，故在饮料中加糖液后，由于饮料中的香气成分被吸附，可较长时间保留下来，以赋予产品良好的风味；除此之外，蔗糖还可增加体系的稳定性[5]。故为了改善食品的风味，产品中添加了蔗糖，添加量分别为2%，4%，6%，8%，以产品口感协调，香甜适度为判别标准。

1.3.5 核桃饮料乳化稳定效果

1.3.5.1 乳化剂、增稠剂的选择

由于蛋白饮料性质不稳定，容易发生分层现象，因此生产过程中增稠剂和乳化剂是不可缺少的试剂。增稠剂能提高蛋白饮料的黏度，防止蛋白质粒子因重力作用而下沉，产生沉淀现象。乳化剂能改善蛋白饮料中各种构成相的表面张力，形成均匀分散的体系[6,7]。选择应用最广泛的增稠剂：羧甲基纤维素钠（CMCNa）、黄原胶。选用对饮料稳定性影响较大的乳化剂：蔗糖酯和单甘酯。

1.3.5.2 单因素实验

为确定各个因素的水平范围，首先设计单因素实验。在羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、黄原胶、蔗糖酯和单甘酯中随机选取一组乳化剂和增稠剂，以研究其对产品稳定性的影响及最适添加量。随机抽取结果如表2所示。

表2 单因素实验分组

表2中，单因素实验设计如下：

（1）组1中稳定剂的单因素设计。

单甘酯添加量：保持黄原胶的添加量为0.12%不变，调节单甘酯的添加量分别为0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，通过感官评分及保温实验的结果，以确定单甘酯最佳添加量。

黄原胶添加量：保持单甘酯最佳添加量不变，调节黄原胶的添加量分别为0.04%，0.08%，0.12%，0.16%，观察实验结果，以确定黄原胶最佳添加量。

（2）组2中稳定剂的单因素设计。

蔗糖酯添加量：保持CMC-Na的添加量为0.10%不变，调节蔗糖酯的添加量分别为0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，通过感官评分及保温实验的结果，以确定蔗糖酯最佳添加量。

CMC-Na添加量：保持蔗糖酯最佳添加量不变，调节CMC-Na的添加量分别为0.08%，0.12%，0.16%，0.20%，观察实验结果，以确定CMC-Na最佳添加量。

1.3.5.3 正交实验

经过单因素实验，得到各稳定剂最佳添加量。但是经单一乳化剂和稳定剂调配过的核桃蛋白饮料通过保温实验1 d后出现分层现象，未能达到预期要求的状态。因此，为了使饮料达到长时间稳定的效果，对饮料进行稳定剂的复配实验。

选用以上单因素实验确定的乳化剂和增稠剂及其最佳添加量，设计进行L9（3）4正交实验来确定复合稳定剂的最佳配方。正交实验因素水平如表3所示。

表3 正交实验因素水平%

1.3.6 均质对产品质量的影响

均质作用是使稳定剂充分溶解分散，同时破碎脂肪球粒子，使其在存储过程中不出现脂肪上浮现象，并使产品变得细腻柔和。据资料显示，均质温度一般在75℃、压力在35～40 MPa范围内饮料稳定性较好[8，9]。故选用在75℃(40 MPa)均质条件下，采用不同均质次数进行均质，经保温实验后观察产品稳定性，以确定最佳均质条件。

1.3.7 灭菌对产品质量的影响

为避免蛋白质变性，采用高压蒸汽灭菌法。实验中在121℃灭菌压力下并通过保温实验确定最佳灭菌时间。

2 结果与分析

2.1 核桃仁脱皮工艺参数的确定

在相同的处理时间下（均为60 s），碱液烫煮比沸水烫煮效果要好。当氢氧化钠溶液的质量分数达到0.2%（或0.3%）时，脱皮效果均较好。但碱液质量分数过高会对核桃仁的品质产生影响，故选择质量分数为0.2%的氢氧化钠溶液为宜。因此，确定核桃仁的脱皮条件，即用质量分数为0.2%的氢氧化钠溶液烫煮60 s。

2.2 蔗糖对产品风味的影响

图1为蔗糖对产品的影响。由图1可以看出，蔗糖添加量为6%时风味最佳，故调节蔗糖的添加量为6%。

图1 蔗糖对产品的影响

2.3 核桃饮料乳化稳定效果

2.3.1 单因素实验

（1）组1中稳定剂的单因素实验。

图2为单甘酯对产品的影响。由图2可以看出，单甘酯在单因素实验中的最佳添加量为0.10%。但是在保温实验中单甘酯添加量为0.15%的料液稳定性最好，故以0.15%为最佳。

图3为黄原胶对食品的影响。由图3可以看出，黄原胶添加量为0.12%时产品的稳定性最好。

图2 单甘酯对产品的影响

图3 黄原胶对食品的影响

（2）组2中稳定剂的单因素实验。

图4为蔗糖酯对产品的影响。由图4可以看出，CMC-Na的添加量为0.12%感官评分最高。

图5为CMC-Na对产品的影响。由图5可以看出，蔗糖酯的添加量为0.15%时产品的稳定性最佳。

图4 蔗糖酯对产品的影响

图5 CMC-Na对产品的影响

2.3.2 正交实验

表5为L9(3)4正交实验结果；表6为正交实验方差分析。由表5和表6可知：各因素的主次顺序为：B﹥A﹥D﹥C,即黄原胶的添加量对饮料的稳定性影响最大。正交实验结果显示最优复合稳定剂组合为A2B3C1D1。即黄原胶0.15%，单甘酯0.12%，蔗糖酯0.12%，CMCNa 0.12%。

表5 L9(3)4正交实验结果

表6 正交实验方差分析

2.3.3 复合稳定剂最佳组合的验证实验

经正交实验优化所得最佳配方，推测其产品感官评分应达到接近60分，为验证理论预测，进行了验证实验。采用1.3.1.1工艺，按黄原胶0.15%，单甘酯0.12%，蔗糖酯0.12%，CMC-Na 0.12%的用量添加复合稳定剂。经3组平行实验所得评分分别为57，59，59分。由此说明，正交实验所得最佳配方是可靠的。

2.4 均质及灭菌对产品质量的影响

表7为均质对产品质量的影响。由表7可以看出，采用二次均质效果较好。因此，确定最佳均质条件为75℃，40 MPa，二次均质。

表7 不同均质对产品的影响

表8为灭菌对产品质量的影响。由表8可以看出，灭菌时间在10 min或时间更短时，灭菌效果均较好。但经5 min灭菌的产品放置一天后产酸产气，说明此灭菌时间不够，产品中的细菌未被彻底杀灭。而15 min或时间更长时，出现蛋白质严重变性现象，故选择10 min的灭菌时间为宜。即最佳灭菌条件为121℃,10 min。

表8 不同灭菌时间对产品的影响

3 结论

(1)通过单因素实验，得到核桃仁最佳去皮条件为：0.2%NaOH溶液沸煮1 min冲洗去皮；当蔗糖添加量为6%时，核桃蛋白饮料的风味最佳；经过单因素与正交实验确定复配稳定剂的最佳配方:黄原胶0.15%，单甘酯0.12%，蔗糖酯0.12%，CMC-Na为0.12%；此饮料经75℃（40 MPa）二次均质和120℃（10 min）杀菌所得产品色泽近乳白、状态均一、口感细腻，有浓郁的核桃香味。

（2）核桃蛋白饮料若能经瞬时高温杀菌、快速冷却灌装，可以最大限度的降低其受热程度，其色泽和风味必将更为出色，随着农业产业化政策的继续深入，相信核桃饮料及其他产品的市场前景必定更为广阔。

[1] 程书梅，李长文.核桃乳稳定性的研究［J］．河北农业大学学报，2002,25（4）：83-86.

[2] 刘金福，王浩田，刘坤明﹒核桃乳饮料生产工艺研究［J］．天津农学院学报，2000,7（1）：8-11.

[3] 崔莉，葛光文．全脂核桃乳及稳定性的研究［J］．食品工业科技，2001,22（4）：42-43.

[4] 郑力．巴旦杏仁乳饮料的品质改良研究［J］．粮油食品科技，2006（4）：38-39.

[5] 杨红霞，刘俊红．乳饮料稳定性影响因素的研究［J］．安徽农业科学，2009，37（21）：10141-10143.

[6] 项惠丹，许时婴．花生蛋白饮料的研制［J］．食品工业科技，2009（3）：212-216.

[7] 刘静，刑建华．食品配方设计7步［M］．北京：化学工业出版社，2007：163-184.

[8] 张盛贵﹒核桃乳饮料的研制［J］．粮油加工与食品机械，2005（7）：50-51.

[9] 凌思福．均质对全脂核桃营养乳稳定性的影响［J］．中国乳品工业，1995,23（5）：239-241.

Development of processing technology and stability of walnut protein beverage

LUO Qian，WU Xu，ZHENG Li，HOU Xin-min，SHI Hui
(Life Science and Technology Institute of Xinjiang University,Xinjiang Urumqi 830046)

The processing Technology and stability of phytopretein beverage made of walnut was studied.The effect of stabilizers and emulsifiers on its stability were studied specially.The result showed that the best formula of compound stabilizer was xanthan 0.15%,GMS 0.12%,SE 0.12%,CMC-Na 0.12%.The suitable peeling conditions for walnut kernel were:to made it soak into the boiling solution of 0.2 percent NaOH for one minutes.The best homogenizing temperature,pressure and times were 75℃,40 MPa and twice.The sterilization condition of 121℃and 10minutes is the foundation to achieve the best stability.The achieved product had soft taste,good stability and milky white.

walnut;protein beverage;processing Technology;stability

TS252.54

A

1001-2230（2010）12-0052-04

2010-08-30

新疆特色干果蛋白饮料的开发与研制（081075504）。

骆倩（1989-），女，本科，研究方向为食品工程。

郑力