大豆浆对花生蛋白饮料稳定性的影响

许 彬 李慧星 杨树慧

XU Bin LI Hui－xingYANG Shu－hui

（南阳理工学院生物与化学工程学院，河南 南阳 473004）

（College of Biology and Chemical Engineering，Nanyang Institute of Technology，Nanyang，Henan 473004，China）

花生被人们誉为“植物肉”、“绿色牛奶”，品质优良，气味清香。花生蛋白饮料是非常好的植物蛋白饮品，具有嫩肤养胃等功效，是老少皆宜的保健饮品。但花生蛋白饮料的主要组分——花生浆，是一个复杂的多相不稳定体系，贮存时间稍长，便会出现蛋白质及固体颗粒聚沉，脂肪上浮等现象［1］。目前主要通过单体稳定剂复配的方法来提高花生蛋白饮料的稳定性［1－3］。

大豆营养丰富，含有约40%的蛋白质和约2%的磷脂，它们均具有良好的乳化作用，是天然的稳定剂［4－6］。此外，大豆蛋白中必需氨基酸的种类齐全，比例恰当，蛋白质生物价较好。而且大豆卵磷脂能降低血清胆固醇水平，效果好于蛋黄卵磷脂［7］。

饮料中各组分的配比是产品质量的关键，各种配料总和等于1，各种配料所占的比例是不独立的［8］。而通常采用的试验设计方法，各因素所取的试验水平相互间是独立的，一个因素的试验水平不受其它因素的试验水平影响，这些方法并不适用于饮料中组分配比的优化［9］。混料设计特别适用于各配方组分间不独立的情况，该方法通过建立试验指标对各种成分的回归方程，利用回归方程探索响应面，求取最佳混料比。研究［8］表明，混料设计能够克服常用试验设计方法的局限性。

本研究拟以花生浆为主料，大豆浆为稳定剂，以蔗糖液为甜味剂，采用混料设计方法，选择稳定性（浮层厚度和沉淀率）和感官（香气和味感）为指标，优化花生蛋白饮料中花生浆、大豆浆和蔗糖液的用量比例，分析大豆浆在花生蛋白饮料稳定性中的作用。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

大豆：品种为中黄39，市购；

花生：品种为豫花15，市购；

白砂糖：购于南阳市万德隆超市；

大豆分离蛋白（SPI）：蛋白质含量90%，北京永胜食品添加剂公司；

无水碳酸钠、浓硫酸、盐酸、硫酸铜、硫酸钾、双氧水、氢氧化钠、硼酸、甲基红、溴甲酚绿：分析纯，天津欧密科化学试剂有限公司。

1.1.2 主要仪器设备

电热鼓风干燥箱：101－2 A型，天津泰斯特仪器有限公司；

电子天平：JA－1003型，上海良平仪器有限公司；

台式离心机：TDL－40B型，上海安亭科学仪器厂；

恒温水浴锅：DK－98－1型，天津泰斯特仪器有限公司；

胶体磨：JI－50型，温州市长宏轻工机械有限公司；

高压均值机：GYB－1001型，上海东华高压均质机厂；

多功能食品打浆机：MST－303型，广东中山市小榄镇美斯特电器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 制备流程

工艺要点：选取饱满花生仁，在120℃下烘烤20 min，去皮后在0.1%的Na2CO3溶液中室温浸泡12 h。将浸泡后的花生仁洗净，与80℃水混合，依次用打浆机和胶体磨进行磨浆，然后用150目滤布过滤。将滤浆煮沸2 min。大豆要选取饱满、无虫蛀的颗粒，其浸泡、磨浆、过滤方法与花生仁处理方法相同。调配后的物料冷却至65℃，在25 MPa下均质一次。分装后在121℃下灭菌30 min。

根据预试验，花生磨浆时采用料水比为1∶11（m∶V），大豆磨浆时采用料水比1∶8（m∶V），测定所得花生浆的蛋白质含量为1.1%，可溶性物质为4.5%；大豆浆蛋白质含量为3.9%，可溶性物质为8.0%。蔗糖液浓度为50%。

1.2.2 大豆浆对花生浆稳定性的影响 将大豆分离蛋白配制成3.9%的溶液。取3份花生浆，分别与蒸馏水、大豆浆和大豆分离蛋白溶液按8∶2（V∶V）混合后均质，测定浮层厚度和沉淀率，考察大豆浆对花生浆稳定性的影响。

1.2.3 配方优化方法 采用混料设计，优化花生浆（X1）、大豆浆（X2）、蔗糖液（X3）三者在饮料中的比例。采用Sheffe多项式（式（1）），对结果进行回归分析［8，10，11］。

由预试验可知，花生浆体积分数低于0.65、大豆浆体积分数超过0.30时，豆浆香气比较突出，会明显掩盖花生香气，因此花生浆体积分数下限为0.6，大豆浆体积分数上限为0.3。试验以50%的蔗糖液调节味感，过高的蔗糖液用量会导致饮料过于甜腻，选择蔗糖液体积分数上限为0.16。

根据SAS 8.0提供的试验方案，在试验区域内选取11个试验点，进行16次试验，以浮层厚度、沉淀率、香气、味感为试验指标，优化配方。试验点分布见图1。

1.2.4 稳定性的测定 根据文献［7，12，13］修改如下：取20 mL调配均质过的蛋白饮料倒入刻度离心管（Φ29 mm）中，在3 000 r／min条件下离心10 min，测定浮层厚度，将清液倒出，称量沉淀质量，计算沉淀率。以浮层厚度表示脂肪稳定性，以沉淀率表示蛋白质稳定性。沉淀率按式（2）计算。

图1 试验区域及试验点分布Figure 1 Test region and test point distribution

式中：

Y2—— 沉淀率，%；

m1—— 沉淀质量，g；

m2——20 mL蛋白饮料的质量，g。

1.2.5 感官评分 由10人组成的评价小组对饮料的香气、味感进行感官评价，评分标准见表1。将各项的10次评分结果取平均值。

表1 感官评分表Table 1 Standard of sensory evaluation

2 结果与讨论

2.1 大豆浆对花生浆稳定性的影响

图2 花生浆与不同液体混合后的稳定性Figure 2 Stability of peanut－milk mixed with other solution

由图2可知，大豆浆－花生浆混合体系的沉淀率和浮层厚度明显小于花生浆－水的混合物，说明大豆浆能够稳定花生浆中的蛋白质和脂肪；大豆分离蛋白SPI的效果略低于大豆浆；花生浆中富含脂肪和蛋白质，饮料的浮层厚度与脂肪上浮量有关，而离心后产生的沉淀主要成分是蛋白质［12］。SPI是食品加工中的常用乳化稳定剂，但SPI的稳定效果略低于大豆浆的结果表明，大豆浆中起到稳定作用的成分不仅有蛋白质，还有其它成分，如磷脂，大豆多糖等，它们也对花生浆中的蛋白质和脂肪起稳定作用［6，14］。

2.2 配方优化

2.2.1 直观分析 由表2可知：不添加大豆浆和蔗糖液时（15＃，16＃），浮层厚度和沉淀率都最高，稳定性最差。同时，味感感官评分也最低（≤5分）。单独添加大豆浆时，饮料的浮层厚度和沉淀率降低（12＃、13＃）；提高大豆浆的比例会使浮层厚度继续降低，但对降低沉淀率贡献不大，且大豆的气味影响了花生的香气（6＃、7＃）。本试验中，使用蔗糖的目的是调节花生蛋白饮料的味感，但从试验结果可以得知：蔗糖液还能在一定程度上降低沉淀率（10＃、11＃、14＃），分析这是由于蔗糖提高了体系的黏度和密度，并有助于蛋白质表面形成水化层，从而阻止了蛋白质的沉降［12］。此外，蔗糖还能够提高大豆蛋白乳化能力，强化大豆蛋白的稳定作用［15］。因此，浮层厚度也得到降低。由此可知，蔗糖在花生蛋白饮料中不仅作为甜味剂，对体系的稳定性也有一定的积极作用。但蔗糖液用量过高时会使饮料甜腻，影响了饮料的香气和味感。

2.2.2 回归分析 利用SAS 8.0对数据进行回归分析，剔除不显著项后，得到4个指标的回归方程，见式（3）～（6）。

表2 混料设计试验结果Table 2 Results of mixture design

根据方程回归系数绝对值的大小来判断因素对各响应值Y 的影响［11，16］。

（1）对于浮层厚度（Y1），花生浆和大豆浆的交互作用影响最大，交互项系数为负值。单独一个因素时，大豆浆的影响最大，系数为正值。由此可知，大豆浆显著影响饮料的浮层厚度，但大豆浆对浮层厚度的影响具有两面性，在饮料中所占比例不宜过大。

（2）对于沉淀率（Y2），蔗糖液和大豆浆的交互作用影响最大，交互项系数为负值，说明蔗糖液所占比例增大有利于降低沉淀率；单独一个因素时，蔗糖液的影响最大，但其系数为正值，但与交互作用项的系数相比，该项系数较小，综合分析提高蔗糖液在饮料中的比例会降低沉淀率。

（3）对于香气（Y3），花生浆和蔗糖液的交互作用影响最大，交互项系数为正值，表明饮料中各组分的互配会提高香气评分。在因素单独作用中，大豆浆和蔗糖液的影响均较大，且系数为负值说明这两者所占比例过大会降低饮料的香气评分。

（4）对于味感（Y4），大豆浆和蔗糖液的交互作用影响最大，其次是花生浆和蔗糖液的交互作用，这两项交互作用系数均为正值，说明各组分的互配会提高口感评分；在因素单独作用中，蔗糖液的影响最大，但其系数为负值，过高的蔗糖液比例会导致饮料过于甜腻。

2.3 最佳配方及验证

通过直观分析和回归分析可知，饮料中各组分的互配可以提高饮料的稳定性、香气和口感，但是各组分在饮料中的比例需要优化选择。试验利用SAS软件的优化工具箱，对各指标综合分析得最优水平组合为X1＝0.780 5（花生浆），X2＝0.148 6（大豆浆），X3＝0.070 9（蔗糖液），在该条件下指标预测值：浮层厚度1.17 mm，沉淀率1.00%，香气8.4分，味感8.8分。根据混料设计结果分析得出的最优配方，将花生浆、豆浆和蔗糖液按0.78，0.15，0.07混合，然后测定稳定性和感官指标，结果见表3。

由表3可知，经验证实验测得的结果接近混料设计的预测值，故采用混料设计优化花生蛋白饮料配方是合理可行的。

3 结论

（1）大豆浆能够提高花生浆的稳定性，其效果优于相同蛋白质浓度的SPI溶液。

（2）大豆浆主要影响花生蛋白饮料中脂肪的稳定性，能够显著降低饮料的浮层厚度；蔗糖液不仅能够作为甜味剂，还能够降低花生蛋白饮料的沉淀率，但过高比例的大豆浆和蔗糖液对感官指标有一定的负面影响。

表3 验证实验结果Table 3 Results of verification

（3）经混料设计试验并优化，得到的花生蛋白饮料配方为花生浆、大豆浆、蔗糖液的体积分数分别为0.78，0.15，0.07（总和为1），经验证在该比例下，获得的花生蛋白饮料的离心浮层厚度平均为1.13 mm，离心沉淀率平均为1.01%，感官评分中，香气平均分为8.6分，味感平均分为8.5分。

（4）本研究在设计试验时只考虑到大豆浆可能对花生蛋白饮料稳定性产生影响，所以将大豆浆与其它溶液对饮料的稳定作用进行了比较（1.2.2）。试验中，蔗糖仅被用做甜味剂，设计试验时并没有考虑发挥其提高饮料稳定性的作用。在试验结果分析时才发现蔗糖对稳定性有贡献，因此在方案设计中没有将蔗糖与其他溶液进行比较，这是本研究的不足之处，也是下一步研究的方向。

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