低温冷榨花生粕制备植物蛋白茶饮料工艺优化

于淼，王小鹤，鲁明，张良晨，迟吉捷，付欣，石太渊

（辽宁省农业科学院食品与加工研究所，辽宁沈阳110161）

低温冷榨花生粕制备植物蛋白茶饮料工艺优化

于淼，王小鹤，鲁明，张良晨，迟吉捷，付欣，石太渊

（辽宁省农业科学院食品与加工研究所，辽宁沈阳110161）

以辽宁地区小白沙品种花生为原料，结合植物蛋白饮料和茶饮料加工工艺，制得可满足人体多元化的营养需要的全植物蛋白茶饮料。在单因素试验的基础上，研究了蛋白液液料比、速溶红茶粉、白砂糖、稳定剂的添加量等四种主要因素对感官评价的影响，并通过二次旋转回归设计试验确定最佳工艺参数。实验结果表明，全植物蛋白茶饮料最佳工艺参数：蛋白液液料比11∶1、速溶红茶粉添加量0.6%、白砂糖添加量5%和稳定剂添加量0.2%。在此条件下可制备出美味可口又营养丰富的全植物蛋白茶饮料。

低温压榨；花生粕；全植物蛋白饮料；二次旋转回归设计

花生是世界第四大油料作物，是我国六大油料作物之一，同时也是非常值得开发的植物蛋白资源。据联合国粮食与农业组织（Food and Agriculture Organization，FAO）统计，2012年我国花生年总产量1687万t，占全球总产量的40.88%，居世界首位[1]。

花生中除了含50%左右的脂肪、24%～36%的蛋白质和10%～23%的碳水化合物，还含多种营养物质与生物活性成分，尤其以功能性蛋白质、氨基酸、单不饱和脂肪酸、白藜芦醇、植物甾醇、叶酸和VE最为突出，这些成分对调节人体机能，抑制血小板非正常凝集、预防心脑血管疾病有着重要作用[2-3]。目前，我国花生总量的55%用于榨油[4]。高温压榨方法得到的花生粕蛋白质变性严重，氮溶指数大大下降，作为饲料或肥料使用。利用低温压榨得到的冷榨花生粕可大部分保留花生中的营养成分，可溶性蛋白质及氮溶指数高，风味清淡，水溶性好，有效利用率高达98%[5-6]。

本文以辽宁地区小白沙品种花生为原料，通过冷榨制油后得到冷榨花生粕，再经过调质、磨浆、煮制、调配、过滤、均质、罐装、杀菌等多道工序，制得的全植物蛋白茶饮料蛋白质含量高、氨基酸种类丰富并含有大量的茶多酚，同时脂肪含量极低，可满足人体多元化的营养需要。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

花生：辽宁小白沙，辽宁省农科院风沙所提供；红茶粉、白砂糖、复合稳定剂（卡拉胶、黄原胶）、碳酸氢钠，以上均为市售，食用级。

1.2 仪器与设备

HF-06型全自动小型冷榨榨油机：东莞市佳永电器科技有限公司；101A-3型电热恒温鼓风干燥箱：上海锦屏仪器仪表有限公司；JWE-210型多功能电磁炉：中山吉威尔电器有限公司；BDW 1-FW-200A高速万能粉碎机：北京中西远大科技有限公司；HH-601A型数显恒温水浴锅：江苏金坛荣华仪器制造有限公司；JML-50型胶体磨：温州豪龙胶体磨厂；APV2000型实验室小型高压均质机：上海顺仪实验设备有限公司；YXQ-LS-1006型立式压力蒸汽灭菌器：上海博讯实业有限公司；UV1200型紫外可见分光光度计：上海美谱达仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 冷榨花生粕工艺流程

6个筛以上精选优质花生米→脱红衣→花生仁→清理除杂→调质→冷榨→冷榨毛油→优质冷榨花生粕

1.3.2 优质冷榨花生粕基本成分测定[7-8]

粗蛋白含量测定参照GB5009.5-2003食品中蛋白质的测定；粗脂肪含量测定参照GB5009.6-2003食品中脂肪的测定；总糖含量测定参照苯酚硫酸法；灰分测定参照GB5009.4-2003食品中灰分的测定；水分含量的测定参照GB5009.3-2003食品中水分的测定。

1.3.3 冷榨花生粕蛋白液制备工艺流程[9-10]

冷榨花生粕→粉碎→加水→调pH7.5→浸泡→磨浆→加热搅拌→固液分离→蛋白液

将冷榨花生粕用粉碎机粉碎成0.1mm以下颗粒加入一定量的纯净水；用10%NaHCO3调节pH至7.5；水浴加热至65℃并恒温搅拌，搅拌速度30 r/min，搅拌时间40min；将蛋白液与残渣分离；同样方法用80℃热水洗涤再分离；合并上清液即为冷榨花生粕蛋白液。

1.3.4 植物蛋白茶饮料制备工艺流程[11]

1.3.5 感官评价

感官评价标准见表1。

1.4 工艺优化实验说明

1.4.1 单因素实验

以蛋白液液料比、速溶红茶粉、白砂糖、稳定剂的添加量为单因素，结合感官评价确定各因素的最佳用量，得到基本配方。

1.4.1.1 蛋白液液料比与感官评价

将冷榨花生粕用粉碎机粉碎成0.1mm以下颗粒，按1∶1、5∶1、10∶1、15∶1、20∶1液料比制备蛋白液，加入3%白砂糖、0.5%速溶红茶粉和0.2%的稳定剂，经过滤、均质、脱气、罐装、杀菌，待其冷却至室温后分别测定感官评分。

表1 感官评价标准Table1 Standards for sensory evaluation

1.4.1.2 红茶粉用量与感官评价[12]

将冷榨花生粕用粉碎机粉碎成0.1mm以下颗粒，按10∶1液料比制备蛋白液，加入3%白砂糖，再分别添加0.1%、0.2%、0.5%、0.8%、1.0%速溶红茶粉和0.2%的稳定剂，经过滤、均质、脱气、罐装、杀菌，待其冷却至室温后分别测定感官评分。

1.4.1.3 白砂糖用量与感官评价[13]

将冷榨花生粕用粉碎机粉碎成0.1mm以下颗粒，按10∶1液料比制备蛋白液，分别添加1%、3%、5%、7%、9%白砂糖，再加入0.5%速溶红茶粉和0.2%的稳定剂，经过滤、均质、脱气、罐装、杀菌，待其冷却至室温后分别测定感官评分。

1.4.1.4 复合稳定剂用量与感官评价[14]

将冷榨花生粕用粉碎机粉碎成0.1 mm以下颗粒，按10∶1液料比制备蛋白液，添加3%、白砂糖和0.5%速溶红茶粉，再分别添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的稳定剂，经过滤、均质、脱气、罐装、杀菌，待其冷却至室温后分别测定感官评分，感官评价标准见表1。

1.4.2 响应面优化实验设计

利用统计分析软件SASv 9.1.3专业版进行试验设计，并对结果分析。在单因素试验的基础上，取蛋白液液料比、速溶红茶粉用量、白砂糖和稳定剂用量为4个因素，采用四因素三水平的响应面分析方法，通过感官评价优化获得最佳配方，具体设计见表2。

表2 二次回归旋转组合设计因素水平Table2 Factors and levels of quadratic regression rotation combination design

2 结果与分析

2.1 低温冷榨花生粕的基本成分

低温冷榨花生粕的基本成分见表3。

表3 冷榨花生粕的基本成分Table3 Main components of cold pressed peanut cake %

2.2 单因素实验结果

2.2.1 蛋白液液料比与感官评价

蛋白液液料比对感官评价的影响见图1。

图1 蛋白液液料比对感官评价的影响Fig.1 Effect of the liquid-to-solid ratio on sensory evaluation

由图1可看出，当蛋白液液料比过低时，花生风味过于突出，使产品的整体口感显腥。蛋白液液料比增加时，感官评分也随之增加。而当蛋白液液料比过大时，花生风味明显不足，从而使得茶的涩味过于明显，且产品颜色偏棕色。因此，蛋白液液料比为15∶1时最佳。

2.2.2 红茶粉用量与感官评价

红茶粉添加量对感官评价的影响见图2。

由图2可看出，速溶红茶粉的最佳添加量为0.5%。少于0.5%时，茶味不明显，且色泽略发黄；而高于0.5%时，可尝到苦涩味，且色泽过于暗红，从而降低了感官评分。

2.2.3 白砂糖用量与感官评价

白砂糖添加量对感官评价的影响见图3。

图2 红茶粉添加量对感官评价的影响Fig.2 Effect of tea powder supplementation on sensory evaluation

图3 白砂糖添加量对感官评价的影响Fig.3 Effect of sugar supplementation on sensory evaluation

由图3可以看出，感官评分随着白砂糖添加量的逐渐增加呈现先增大后减少的趋势。白砂糖添加量过低时，甜味不明显，使产品整体风味不够明显。随着白砂糖量的增加，其感官评分也随之上升。当白砂糖添加量为5.0%时，感官评分最高。继续添加白砂糖时，口感过于甜腻，从而影响感官评分。由白砂糖单因素实验结果可以看出白砂糖的最佳添加量为5.0%。

2.2.4 稳定剂用量与感官评价

稳定剂添加量对感官评价的影响见图4。

图4 稳定剂添加量对感官评价的影响Fig.4 Effect of stabilizer supplementation on sensory evaluation

由图4可以看出，感官评分随着稳定剂添加量的逐渐增加呈现先增大后减少的趋势。稳定剂添加量过低时，产品容易分层，不均一。随着稳定剂量的增加，其感官评分也随之上升。当稳定剂添加量为0.2%时，感官评分最高。继续添加稳定剂时，产品过稠，使得口感过粘，从而影响感官评分。由稳定剂单因素实验结果可以看出稳定剂的最佳添加量为0.2%。

根据单因素实验结果，得到单因素最佳参数为：10∶1蛋白液液料比、0.5%速溶红茶粉、5.0%白砂糖和0.2%的稳定剂。

2.3 响应面优化实验结果

在单因素试验的基础上，选择蛋白液液料比（X1）、速溶红茶粉添加量（X2）、白砂糖添加量（X3）和稳定剂添加量（X4）进行四因素三水平二次回归旋转组合设计试验，试验结果见表4。

表4 试验设计及结果Table4 Experiment design and results

2.4.1 回归方程的建立及检验

运用SAS软件对数据进行多元回归拟合，方差分析见表5，回归模型为：

表5 试验结果方差分析表Table 5 Variance analysis of test results

由方差分析可知，回归模型失拟性检验P= 0.508 506＞0.05，差异不显著，可以认为所选二次回归模型与实际试验拟合性充分；回归方程显著性检验P= 0.000 1＜0.01，表明该二次方程模型差异极显著。回归系数显著性表明，在所取因素水平范围内，对感官评价影响的顺序为：蛋白液液料比＞稳定剂用量＞速溶红茶粉用量＞白砂糖用量。

2.4.2 响应面分析

根据回归方程做出各因素交互作用的响应面图和等高线图（见图5～图10）。等高线图直观的反映了各因素交互作用对响应值的影响，圆形表示交互作用不显著，而椭圆形则表示交互作用显著，且等高线越密集表明该因素对响应值影响越大[15]。

由图5可知，在固定白砂糖添加量和稳定剂添加量的条件下，蛋白液液料比和速溶红茶粉添加量交互作用中影响感官评定的主要方面是速溶红茶粉添加量，随速溶红茶粉添加量的增加，感官评定分数逐渐增加，并在蛋白液液料比接近中心点时感官评定分数达最大，等高线分布较密集且呈椭圆形，因此二者交互作用较强。

图5 蛋白液液料比和速溶红茶粉用量对感官评定影响的响应面分析Fig.5 Effect of the liquid-to-solid ratio and tea powder supplementation on sensory evaluation

图7 蛋白液液料比和稳定剂用量对感官评定影响的响应面分析Fig.7 Effect of the liquid-to-solid ratio and stabilizer supplementation on sensory evaluation

图8 速溶红茶粉用量和白砂糖用量对感官评定影响的响应面分析Fig.8 Effectof the tea pow der and sugar supp lem en tation on sensory evaluation

由图6可知，等高线分布呈圆形，蛋白液液料比和白砂糖添加量二者无交互作用。

图9 速溶红茶粉用量和稳定剂用量对感官评定影响的响应面分析Fig.9 Effect of the tea powder and stabilizer supplementation on sensory evaluation

图10 白砂糖用量和稳定剂用量对感官评定影响的响应面分析Fig.10 Effect ofsugar and stabilizer supplementation on sensory evaluation

由图7可知，在固定速溶红茶粉添加量和白砂糖添加量的条件下，蛋白液液料比和稳定剂添加量交互作用中影响感官评定的主要方面是稳定剂添加量，随稳定剂添加量增加，感官评定分数逐渐增加，并在蛋白液液料比接近中心点时感官评定分数达最大，而偏离中心点越远，感官评定分数越低。等高线分布较密集且呈椭圆形，曲面倾斜度较大，因此二者交互作用显著。

由图8可知，在固定蛋白液液料比和稳定剂添加量的条件下，速溶红茶粉添加量和白砂糖添加量交互作用中影响感官评定的主要方面是红茶粉添加量，随红茶粉添加量的增加，感官评定分数逐渐增加，并在白砂糖添加量接近中心点时感官评定分数达最大，而偏离中心点越远，感官评定分数越低。等高线分布较密集且呈椭圆形，因此二者交互作用较强。

由图9可知，等高线分布呈圆形，且较分散，速溶红茶粉添加量和稳定剂添加量二者无交互作用。

由图10可知，等高线分布呈圆形，且较分散，白砂糖添加量和稳定剂添加量交互作用不显著。

2.4.3 低温冷榨花生粕制备全植物蛋白茶饮料最佳参数的确定和试验验证

回归模型采用SAS软件分析得出低温冷榨花生粕制备全植物蛋白茶饮料最佳参数为：蛋白液液料比11.32、速溶红茶粉添加量0.57%、白砂糖添加量5.21%和稳定剂添加量0.22%。考虑实际操作情况与设备参数状况[16-17]，确定低温冷榨花生粕制备全植物蛋白茶饮料最佳参数为：蛋白液液料比11∶1、速溶红茶粉添加量0.6%、白砂糖添加量5%和稳定剂添加量0.2%。

3 结论

本文以辽宁地区小白沙品种花生为原料，通过冷榨制油后得到冷榨花生粕，再经过调质、磨浆、煮制、调配、过滤、均质、罐装、杀菌等多道工序[18]，制得全植物蛋白茶饮料。并在蛋白液液料比、速溶红茶粉添加量、白砂糖添加量和稳定剂添加量中筛选最佳参数，感官评价分数较高并适合于工业化生产。

通过采用二次回归旋转组合设计试验及响应面分析[19-20]表明了蛋白液液料比、速溶红茶粉添加量、白砂糖添加量和稳定剂添加量对全植物蛋白茶饮料感官评价的影响，四因素对全植物蛋白茶饮料感官评价影响的顺序为：蛋白液液料比>稳定剂用量>速溶红茶粉用量>白砂糖用量。利用SAS软件对试验数据进行分析，结果表明全植物蛋白茶饮料最佳工艺参数：蛋白液液料比11∶1、速溶红茶粉添加量0.6%、白砂糖添加量5%和稳定剂添加量0.2%，在此条件下可制备出美味可口又营养丰富的全植物蛋白茶饮料。

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Response Surface Analysis of Preparation Plant Protein Beverage by Using Cold Pressed Peanut Cake

YU Miao，WANG Xiao-he，LU Ming，ZHANG Liang-chen，CHI Ji-jie，FU Xin，SHI Tai-yuan
（Liaoning Academy of Agricultural Sciences，Shenyang 110161，Liaoning，China）

Based on the varieties of Xiao Baisha peanuts in Liaoning province as raw material，combination of beverage processing technology，the system can meet the nutritional needs of human diversity of whole plant protein beverage.On the basis of single factor experiments，the influence of four main factors including liquid-to-solid ratio，tea powder，sugar and stabilizer supplementation on sensory evaluation was investigate，the sensory evaluation were optimized by quadratic regression rotation design experiment.The results showed that the optimum conditions were as follows：liquid-to-solid ratio 11，tea powder 0.6%，sugar 5%and stabilizer 0.2%.

cold pressed；peanut cake；plant protein beverage；quadratic regression rotation design

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.01.020

2014-09-18

于淼（1981—），女（汉），助理研究员，硕士研究生，研究方向：食品营养与工程。