水酶法提取花生油水相制备低脂花生乳饮料*

徐航，许琪，李鹏飞，华霄，杨瑞金

1(江南大学食品学院，江苏无锡，214122)2(云南省中小企业服务中心，云南昆明，650000)

水酶法提油是依据“油水不相溶”原理，在粉碎后的花生中加入水，调节体系pH，使水溶性蛋白和油脂分离，并利用蛋白酶破除乳状液提取花生油［1-2］。与传统压榨法相比，水酶法提油具有操作简单、能耗低、原油品质好等优点，特别是提取过程中，水相中蛋白质可以最大程度地保持天然状态，能够作为食品原料［3-4］。

水酶法提取花生油后的水相是一个高蛋白低脂肪的体系，是制备低脂花生乳饮料的理想基料［5］。本文首先采用色度值和沉淀指数评价分析柠檬酸对低脂花生乳饮料色泽和稳定性的影响;采用色差值和感官评分评价分析乳清蛋白粉、果葡糖浆和白砂糖对饮料色泽和口感影响，确定低脂花生乳饮料的最佳配方，并对制备的产品营养指标以及稳定性进行分析。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

脱皮花生，产地连云港，购自无锡朝阳市场;木瓜蛋白酶(酶活20.6×104U/g)，广西中科院生物研究所;柠檬酸，潍坊英轩实业有限公司;果葡糖浆，新沂市恒惠淀粉糖有限公司;乳清蛋白粉WPC80(蛋白质含量80%)，郑州帝斯曼科技有限公司;白砂糖，福临门优质白砂糖;银鹭花生牛奶，购自无锡欧尚超市。

中药粉碎机，山东省青州市精诚机械有限公司;APV-1000实验型高压均质机，美国APV公司;LDZX-50KBS立式压力蒸汽灭菌器，上海中安医疗器械厂;UltraScan Pro1166高精度分光测色仪，美国Hunterlab公司;Turbiscan稳定分析仪，法国Formulaction公司;安捷伦1100液相色谱仪，美国Agilent公司;Microtrac S3500激光粒度分析仪，美国Microtrac有限公司。

1.2 工艺流程

去皮花生→筛选→粉碎→水提→离心→分离→取中间层水相→混合柠檬酸、乳清蛋白粉→加入果葡糖浆、白砂糖→过滤→均质→灌装→杀菌→冷却→成品

1.3 实验方法

1.3.1 水酶法提取花生油后水相分析

蛋白质:按GB/T5009.5方法测定;脂肪:按GB/T5009.6酸水解法测定;灰分:灰化法。

1.3.2 柠檬酸对低脂花生乳色度值及沉淀指数影响

将水酶法提油后的水相稀释至蛋白质含量25 g/L，分别添加不同量的柠檬酸至最终含量为0.35～0.65 g/L，测定饮料的色度值及沉淀指数。

1.3.3 乳清蛋白粉对低脂花生乳色度值及口感影响

将水酶法提油后的水相稀释至蛋白质含量25 g/L，在最适柠檬酸添加量下，加入不同量乳清蛋白粉至最终含量为2～17 g/L，分别测定饮料的色度值并进行感官评定。

1.3.4 果葡糖浆对低脂花生乳色度值及口感的影响

将水酶法提油后的水相稀释至蛋白质含量25 g/L，在最适柠檬酸、乳清蛋白粉添加量下，加入不同量果葡糖浆至最终含量为2～17 g/L，分别测定饮料的色度值并进行感官评定。

1.3.5 白砂糖对低脂花生乳色度值及口感的影响

将水酶法提油后的水相稀释至蛋白质含量25 g/L，在最适柠檬酸、乳清蛋白粉、果葡糖浆，添加量下，加入不同量白砂糖至最终含量为25～45 g/L，分别测定饮料的色度值并进行感官评定。

1.3.6 低脂花生乳成分测定

蛋白质、脂肪、灰分测定方法同1.3.1;氨基酸组成:氨基酸自动分析仪;钠:原子吸收光谱法。

1.3.7 低脂花生乳贮藏稳定性研究

制备的低脂花生乳产品放置于4℃、室温、37℃三个温度下，每隔7 d测定产品的粒径分布。

1.4 评价方法

1.4.1 色度值测定方法

取50 mL样品，以市售银鹭花生牛奶为空白对照，用高精度分光测色仪测定样品L*、a*、b*和ΔE值。ΔE值越大，表示样品与市售产品颜色差别越大，反之越小。

1.4.2 沉淀指数测定［6］

产品室温放置24 h后，测定沉淀指数。量取10 mL样品于离心管中，以3 000 r/min离心10 min，倾去上清液，将离心管倒扣5 min，称量沉淀物质量。计算公式如下:

1.4.3 感官评定法

根据感官试验评分标准［7］并适当修改后制定适合该饮料的感官评分标准表。由10名经过专业培训的感官评定员对产品进行感官评价。感官评分标准如表1所示，最终得分为10人的平均分。

表1 感官评分标准表Table 1 The standard of sensory evaluation

1.4.4 综合加权评分法

在确定调节低脂花生乳饮料的pH后，选择色差和感官评分两个指标对产品的色泽和口感进行优化，根据指标因素对产品品质贡献大小的差异分配不同的权重系数。即感官评分(P)为0.6，色差(ΔE)0.4，再进行加权求和，综合评分(W)计算公式如下:

1.4.5 稳定性测定

采用Turbiscan稳定性分析仪，将20 mL被测样品装入样品池中，将样品池放入稳定性分析测试仪(AGS)内进行测量，扫描参数是每30 min扫描1次扫描10 h。

1.4.6 粒径分布测定

样品的粒径分布采用激光粒度仪测定，样品经纯净水稀释至合适浓度，测定样品粒径分布。

1.5 分析方法

每组实验均做3个平行，计算平均值和标准偏差，结果以平均数±标准差的形式表示。然后应用SPSS17.0统计软件对实验数据进行统计分析，数据间的比较采用Duncan模型进行显著性分析，显著性水平为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 水酶法提油水相分析

水酶法提取花生油后的水相分析结果见表2。

表2 水酶法提油后水相分析结果Table 2 The analysis results of skim fraction from aqueous extraction processing

由表2可知水酶法提油后的水相是一个高蛋白低脂肪的体系，是制备低脂花生乳饮料的理想基料。但其体系的pH偏碱性，色泽较差，若将其作为低脂花生乳饮料的基料，需进行调酸、色泽优化及口感调配等工艺。另外，因提油后的水相蛋白质含量较高，在后续工艺中需将其稀释，稀释至蛋白含量25 g/L。

2.2 柠檬酸对低脂花生乳色度值及稳定性的影响

柠檬酸添加量对水酶法提油后的水相制备得到的低脂花生乳的色度值、pH和沉淀指数的影响分别见表3和图1。

由表3和图1可知，随着柠檬酸添加量的增加，体系的pH下降，制备产品的色差值逐渐减小，沉淀指数逐渐增加。对于蛋白饮料来说，产品的pH对稳定性有很大影响［8］。柠檬酸添加量增加，体系pH下降，花生蛋白的溶解性下降，产品稳定性也随之降低。当柠檬酸添加量大于0.5 g/L(沉淀指数大于0.60%)，产品杀菌之后底部会有絮凝沉淀。柠檬酸添加量小于0.5 g/L，产品杀菌后具有较好的稳定性，但随着柠檬酸添加量减小，产品色差值逐渐增大，色泽变差。在保证杀菌稳定性的条件下选择最小色差值，因此最终确定柠檬酸添加量为0.5 g/L，即调节体系的pH至6.70，产品具有最优色泽和稳定性。

表3 柠檬酸添加量对低脂花生乳色度值影响Table 3 Effect of citric acid on the chromaticity values of low-fat peanut beverage

图1 柠檬酸添加量对产品pH及沉淀指数影响Fig.1 Effects of citric acid on pH and sedimentation index of beverage

2.3 乳清蛋白粉对低脂花生乳色度值及口感的影响

乳清蛋白粉添加量对水酶法提油后的水相制备得到的低脂花生乳的色度值和感官评分的影响分别见表4。

表4 乳清蛋白粉(乳粉)添加量对低脂花生乳色度值和感官评分影响Table 4 Effects of whey protein on the chromaticity values and sensory evaluations of beverage

乳清蛋白含有人体的所有必需氨基酸，其氨基酸模式与人体氨基酸模式接近［9-10］，另外其主要碳水化合物是乳糖，乳糖在高温下会与氨基化合物发生美拉德反应［11］。由表4可知，随着乳清蛋白粉添加量的增多，产品的b*值呈显著性增加，这与徐致远［12］等人研究结果一致，b*值可以反映产品的美拉德反应程度，b*值越高，体系中美拉德反应相对越充分。美拉德反应程度增加，有助于改善饮料色泽。但由表4知，乳清蛋白粉添加量增加，感官评分先升高后下降。根据综合评分的结果，确定最终乳清蛋白粉添加量为5 g/L。

2.4 果葡糖浆对低脂花生乳色泽及口感的影响

果葡糖浆添加量对水酶法提油后的水相制备得到的低脂花生乳的色度值和感官评分的影响分别见表5。果葡糖浆添加量与美拉德反应的程度直接相关，而美拉德反应程度与产品颜色直接相关［13］。由表5可知，随着果葡糖浆添加量的增加，产品的b*值不断增加，说明美拉德反应程度不断增加。但对于低脂花生乳这种植物蛋白饮料，只需发生适当的美拉德反应即可，过度的美拉德反应使得产品色泽发红，且产品风味较差，降低产品的感官评分。从表5的综合评分中，最终确定果葡糖浆添加量为5 g/L。

表5 果葡糖浆(果浆)添加量对低脂花生乳色度值和感官评分影响Table 5 Effects of fructose syrup on the chromaticity values and sensory evaluations of beverage

2.5 白砂糖对低脂花生乳色泽及口感的影响

白砂糖添加量对水酶法提油后的水相制备得到的低脂花生乳的色度值和感官评分的影响见表6。

表6 白砂糖添加量对低脂花生乳色度值和感官评分的影响Table 6 Effects of sugar on the chromaticity values and sensory evaluations of beverage

白砂糖添加量小于35 g/L时，饮料甜味较淡，口感稍差;若添加量过大，产品甜度增加，则口感变腻。因此选用白砂糖的添加量35 g/L。此时，饮料甜味适宜、口感细腻清爽。

2.6 低脂花生乳饮料的质量指标

2.6.1 饮料的营养成分

低脂花生乳饮料的营养成分及氨基酸组成分别见表7和表8。

表7 低脂花生乳饮料的营养成分(每100g)Table 7 The nutrients of beverage(100g)

由表7可知，制备的饮料中蛋白质含量高于花生蛋白饮料的国家轻工行业标准值0.8 g/100 mL，而且脂肪含量较低，是高蛋白低脂肪的营养饮料。由表8可知，乳清蛋白粉的加入，使得制备产品的氨基酸模式更加符合人体氨基酸模式。

表8 低脂花生乳饮料氨基酸组成Table 8 The amino acid composition of beverage

2.6.2 饮料的稳定性分析

利用Turbiscan稳定性分析仪测定样品稳定性图谱及稳定性动力学指数分别见图2和表9。

图2 样品背散射光强度与样品池高度的关系谱图Fig.2 A scheme map of relationship between back scattering light intensity and pool height

由图2稳定性图谱可知，图2-a与图2-b的左边(即样品池的底部)，背散射光的强度均有增强，说明体系的体积百分比浓度的增加，即出现沉淀。图的右边(即样品池的顶部)，均有背散射光光强值升高的现象，说明样品池的顶部有上浮现象。图2-a右边存在背散色光光强值降低，根据背散射光的强度随体系的体积百分比浓度的降低而降低的原则，说明样品池顶部出现了澄清现象［14-15］。图2-b中间部分稍有波动，说明产品中间层粒径稍有一些变化。在检测过程中制备的低脂花生乳饮料与市售产品均有不同程度的沉淀和脂肪上浮现象，制备的产品顶部出现一些澄清层，市售产品中间层粒径稍有一些变化。稳定性系数是样品在整个放置时间浓度和颗粒粒径的变化幅度的综合。变化幅度越大，稳定性动力学指数越大，系统就越不稳定［16-17］。从表9中可以看出低脂花生乳饮料与市售产品TSI(Global)整体差异不大，说明制备的产品具有较好的稳定性。

表9 样品9 h的稳定性指数(TSI)值Table 9 The TSI values of beverage samples

2.6.3 饮料的贮藏稳定性

不同贮藏温度下样品贮藏期间粒径分布变化见图3。

图3 样品粒径分布变化图Fig.3 Particle size distribution of low-fat peanut beverage samples

目前很多企业采用常温放置观察研发产品的稳定性，这种方法准确性相对较高，但耗费时间长［18］。苏米亚［19］等发现，稳定性分析和粒径分析相结合，可以得到更为有效的分析结果。激光粒径分析是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布。激光光束遇到颗粒阻挡时，一部分光发生散射现象;颗粒大小不同散射角不同，散射光强度不同则反应粒径颗粒的的数量。这样根据不同角度测量散射光的强度即可得到样品的粒径分布。通过粒径分布可以直观看到脂肪球聚结和上浮趋势及蛋白沉淀等。由图3可知，在不同的贮藏温度下，最初一个月，产品粒径分布没有明显变化，随着贮藏时间的延长，产品在较大粒径范围内体积分数有所增加。37℃加速实验，产品50 d之后，仍具有较好的悬浮稳定性。

3 结论

水酶法提油后的水相是很好的生产低脂花生乳饮料的基料，在后续的饮料调配中无需添加稳定剂。优化工艺及配方如下:首先将水酶法提油后的水相稀释至蛋白含量25 g/L，然后依次添加柠檬酸0.5 g/L、乳清蛋白粉5 g/L、果葡糖浆5 g/L和白砂糖3.5 g/L。最终制备得到的产品氨基酸组成营养均衡，口感纯正，具有良好的风味、色泽以及悬浮稳定性。营养型低脂花生乳饮料的开发有助于实现对水酶法提油后水相的高效利用。

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