大米肽功能饮料的研制

谭春明，孙通，薛勇，毛相朝，于刚

1(中国海洋大学 食品科学与工程学院，山东 青岛，266003) 2(中国水产科学研究院 南海水产研究所，农业部水产品加工重点实验室，国家水产品加工技术研发中心，广东 广州，510300)

大米肽功能饮料的研制

谭春明1,2，孙通1，薛勇1，毛相朝1，于刚2*

1(中国海洋大学 食品科学与工程学院，山东 青岛，266003) 2(中国水产科学研究院 南海水产研究所，农业部水产品加工重点实验室，国家水产品加工技术研发中心，广东 广州，510300)

为了推广大米肽的利用，开发新型大米肽产品，通过酶法制备大米抗氧化肽，并以其为主要功能因子，辅以蜂蜜、苹果酸、柠檬酸调节口感和味道，以CMC-Na(羧甲基纤维素钠)、琼脂、明胶、黄原胶为复合稳定剂，研制一种口感好且稳定、澄清的营养保健型大米肽饮料。通过单因素实验和正交试验确定大米肽饮料的最佳配方为：大米肽2%、蜂蜜9%、柠檬酸0.40%、苹果酸0.20%；另外，通过正交工艺确定复合稳定剂的最佳配方为：CMC-Na0.12%、琼脂0.08%、明胶0.12%。最佳工艺条件为，大米肽混合物在55 ℃，40 MPa条件下均质30 min，而后经120 ℃，30 min的杀菌，所得产品色泽较好、口感柔和细腻，香味较佳。

大米肽；饮料；营养；调配；稳定

近年来，各种蛋白肽受到广泛关注，人们从多种食物蛋白酶解液中分离出了具有对生物机体的生命活动有益或具有生理作用的不同肽类。这些小肽具有一定的人体代谢和生理调节功能，可以在肠道内直接被吸收，吸收速度要比游离氨基酸和蛋白质快2～3倍，有促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用，所以其营养价值和生物价效也都高于游离的氨基酸和蛋白质，是开发功能食品的新资源。我国是世界最大的大米生产和消费的国家，产量丰富，大米蛋白营养丰富，含人体必需的各种氨基酸，其氨基酸组成成分接近“完全蛋白”，生物价高达77%(比大豆蛋白的67%高约10%)，与虾仁、牛肉等相似[2]。大米蛋白在品质方面，比小麦蛋白和玉米蛋白都好，含有优质赖氨酸，且过敏性低，不含抗营养因子，这使得大米蛋白非常适于开发婴幼儿食品。大米蛋白氨基酸组成模式优于酪蛋白和大豆分离蛋白，能满足2～5岁儿童对氨基酸需求[3]。此外，目前对大米蛋白工艺的研究较广，很多领域都得以应用。

大米肽是从大米中提取的大米蛋白质经过定向酶解得到的小分子多肽物质。大米肽具有降低血压、降胆固醇、预防慢性疾病、抗疲劳、提高机体免疫力和抗癌变等功能[1]。另外，由于大米肽溶解性好，在比较宽的pH值范围能完全溶于水，无浑浊现象和沉淀物产生并且热稳定性好，是研制功能性饮料的理想原料之一。但目前国内应用大米肽开发抗氧化功能性饮料的研究并不多见。

本文以大米肽为主要原料，并辅以蜂蜜，苹果酸和对大米肽有良好掩藏效果的柠檬酸，研制出具有一定功能性的大米肽饮料。

1 材料和方法

1.1 材料

大米蛋白(食品级)，湖南润涛生物科技股份有限公司(含蛋白质 ≥80%、纤维素 ≤6%、碳水化合物 ≤10%、脂肪 ≤2%、灰分 ≤2%、重金属 ≤5%)；木瓜蛋白酶，南宁东恒华道生物科技公司；蜂蜜，上海冠生园蜂制品有限公司；柠檬酸，潍坊英轩实业有限公司；苹果酸，南京国海生物工程有限公司；CMC-Na，上海申光食用化学品有限公司；琼脂(粉)，福建绿麒食品胶体有限公司；黄原胶，内蒙古阜丰生物技术有限公司；明胶，福建漳平市津榕明胶有限公司。

1.2 主要试剂及仪器设备

1,1-二苯基-2-苦基苯基(DPPH)，Sigma公司；无水乙醇(分析纯)，天津市富宇精细化工有限公司；三氯乙酸(分析纯)，南通林港化工有限公司；邻苯三酚(分析纯)，天津市北辰方正试剂厂；亚油酸(分析纯)，Sigma公司；硫氰酸铵(分析纯)，宁波市欣红化工有限公司；FeCl2(分析纯)，天津市致远化学试剂有限公司；三羟甲基氨基甲烷(Tris)，北京赛因坦科技有限公司；乙二胺四乙酸钠(EDTA)，北京赛因坦科技有限公司。

电热恒温水浴锅，国华电器有限公司；PHS-3C型pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；TDL-4型台式离心机,上海安亭科学仪器厂；PL203型精密电子天平，赛多利斯科学仪器(北京)有限公司；WFJ7200型可见光光度计，尤尼柯(上海)仪器有限公司。

1.3 分析方法

1.3.1 感官实验评分标准

根据感官试验评分标准[11]并适当修改后制定适合该饮料的感官评分标准表，由10位食品专业的学生(5男5女)对产品进行感官评价。感官评分标准见表1。

表1 大米肽饮料感官分析评定指标

1.3.2 稳定性的测定

在带有刻度的离心管中，准确加入配制好的大米肽饮料10 mL，然后在3 500 r/min离心速度下离心20 min,读取顶部脂肪层体积，弃去所有溶液，准确称取沉淀物质的质量。

(1)

(2)

1.3.3 抗氧化能力测定

1.3.3.1 对邻苯三酚自氧化抑制率的作用

在弱碱性条件下，邻苯三酚能够迅速自动氧化，并释放出O2-自由基，该反应能生成有色中间产物—红碚酚，而红碚酚的生成量可用分光光度法进行测定。当有抗氧化剂存在时，O2-自由基将被清除，从而阻断了红碚酚的积累。这样，通过检测红碚酚的生成量即可判断抗氧化剂的抗氧化能力。具体操作方法如下[8]:

在试管中分别加入Tris-HCl-EDTA缓冲液(pH 8.2)4.5mL，20mg/mL的大米肽0.5 mL，放于25 ℃恒温水浴锅当中保温10 min，加入10 μL已在25 ℃下恒温过的的质量浓度为45 mmol/L的邻苯三酚溶液，混匀后迅速倒入比色皿当中,于325 nm的波长处测定光密度值，每隔30 s测定1次，共测3 min。同时以水代替大米肽做空白对照实验。大米肽对邻苯三酚自氧化抑制率用下式计算:

(3)

式中：I表示抑制率，△A0和 △A分别表示加入和未加入大米肽后邻苯三酚的自氧化速率，即每分钟光密度值的变化。

1.3.3.2 对亚油酸氧化的影响

在紫外线照射下产生的羟自由基，能够与饱和脂肪酸反应产生烷基自由基。而烷基自由基可以在有氧存在的情况下和氧发生反应，生成过氧化烷基自由基，而过氧化烷基自由基又可以和不饱和脂肪酸发生反应。当有抗氧化剂存在时，自由基的生成受到限制，从而使自由基与不饱和脂肪酸反应减弱。具体操作方法如下[9]:

分别取浓度为10、20、30、40、50mg/mL的大米肽溶液1.5mL,分别加入50mmol/L的亚油酸乙醇溶液(95%)1.0mL，混合均匀后放置于紫外线下照射1h。分别取50μL的上述反应液，加入体积分数75%的乙醇2.35mL，30%的硫氰酸铵50μL和20mmol/L的FeCl2溶液(用3.5%HCl配制)50μL。混匀，放置3min后，在500mn波长下测定其光密度值，并用相同体积的蒸馏水代替大米肽做空白对照，以光密度值达到0.35时的时间作为抗氧化能力的指标。

1.3.3.3 对1，1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基的清除作用

DPPH在有机溶剂中是一种稳定的自由基，可以捕获其他自由基，并且在517nm波长附近有强吸收。当有自由基清除剂存在时，孤对电子被配对，吸收消失或减弱，通过测定吸收减弱的程度可评价自由基清除剂的活性[10]。具体操作步骤如下：

取浓度分别为1、3、5、7、9mg/mL的大米肽样液2mL，加入2mL浓度为0.04g/L的DPPH乙醇溶液。将混合物振荡混匀并在室温下放置30min，于517nm处测定其吸光值As。另外，分别取2mL不同浓度大米肽样液，加入2mL无水乙醇，振荡并在室温下放置30min，于517nm处测定其吸光值Ab。同时做空白对照，以相同体积的蒸馏水代替大米肽，于517nm处测定其吸光值Ac。自由基清除率用如下公式来表示。

(4)

1.3.4 理化及卫生指标测定

根据1.3.1感官评价分析标准，对成品进行感官评定，并进行理化卫生指标的分析。固形物含量测定：用烘箱干燥进行，取3次平均值；pH测定：pH计法；卫生指标检测方法[12-13]：

菌落总数测定，GB4789.2—2003；大肠菌群测定，GB4789.3—2003；其他致病菌，GB4789.4—2003、GB4789.10—2003。

1.4 大米肽饮料生产工艺流程

大米肽饮料生产工艺流程如下：

1.5 生产工艺及操作要点

1.5.1 大米肽的制备

称取一定量的大米蛋白粉，与一定量蒸馏水配置成底物质量浓度为5 g/100 mL的蛋白液，调节pH值为6.0左右，按加酶量5.6%加入木瓜蛋白酶，于恒温水浴锅中61.4 ℃酶解1 h，结束后于沸水浴中灭酶10 min，然后在3 500 r/min下离心10 min，取上清液进行喷雾干燥，得肽粉。

1.5.2 操作要点

(1)喷雾干燥：进风温度180 ℃，流速15 mL/min，出风温度90 ℃，离心雾化器转速15 000 r/min。

(2)调配：先将大米肽、柠檬酸、蜂蜜、苹果酸按正交实验所得的最佳比例调配均匀。

(3)混合：将按最佳配方调配好的料液，加入预先调配好的稳定剂并混合均匀。

(4)均质：将混合后的料液在55 ℃左右，40 MPa压力条件下泵入均质机进行均质。此条件下不但可以提高饮料中肽的稳定性，还可以增加饮料细腻柔和的口感。

(5)罐装：采用玻璃瓶，80 ℃热罐装。

(6)杀菌：121 ℃，20 min的常规杀菌。

(7)评定：对冷却到室温的料液进行感官、理化分析。

1.5.3 单因素实验

本实验主要用柠檬酸来调节饮料的酸度和掩盖苦味，而苹果酸在其中主要发挥的是营养保健作用，又根据查阅文献资料确定柠檬酸添加量为0.5%左右、苹果酸添加量为0.2%左右，而大米肽的添加量为3%左右。单因素水平表见表2。以感官评价分值判断配方的好坏，感官评价标准见表1。

表2 单因素配方实验因素及水平表

1.5.4 大米肽饮料最佳配方的确定

根据SHINODA等提出的甜味及苦味接受模型,一些有机酸及酸性氨基酸可以掩盖苦味，但有机酸同时也带来酸味，为了平衡有机酸的酸味，选择一定的甜味物质来平衡。苹果酸在此为营养型物质，且酸味比较突出，对苦味有一定的掩饰作用，而且另外添加柠檬酸来调节酸度和掩盖苦味，所以大米肽饮料采用单因素实验所确定的大米肽添加量，柠檬酸添加量，苹果酸添加量和蜂蜜添加量为4因素，以大米肽饮料口感为指标，根据不同配比原料的大米肽饮料的感官评定结果进行L9(34)正交实验，确定大米肽饮料的最佳配方。因素水平表见表3。

表3 大米肽饮料配方L9(34)正交实验因素水平表

1.5.5 调配最佳效果的复合型稳定剂

为提高饮料的稳定性，本次实验采用正交的方式配制最适合大米肽饮料的复合稳定剂，以便取得最佳稳定剂组合。复合稳定剂在饮料当中不仅可以提高其稳定性而且还增加了饮料的粘稠度，并且改善口感。同时，又根据查阅文献资料知道CMC-Na用量≤0.4%、黄原胶用量为0.1%～0.5%，以CMC-Na、琼脂、明胶和黄原胶的添加量及空列为五因素，以大米肽饮料稳定性为指标进行L16(45)正交实验，确定复合型稳定剂的最佳配方。因素水平表见表4。

表4 稳定剂配方L16(45)正交实验因素水平表

2 结果与分析

2.1 稳定性的测定

测得饮料的离心沉淀率为1.47 %，上浮指数为0。可见，此条件下蛋白肽的溶解性较好，所添加的复合稳定剂在此环境中也比较稳定，能够正常的起到稳定乳化液的作用，体系的稳定性较好。由上浮指数可知，大米肽饮料当中无脂肪的存在，与预想是一致的。

2.2 抗氧化能力测定

2.2.1 对邻苯三酚自氧化抑制作用

由实验结果可知，大米肽明显具有抑制邻苯三酚自氧化的作用，而且，由实验数据得出这一抑制率高达61.3%。见图2。

图2 大米肽对邻苯三酚自氧化抑制作用Fig.2 Inhibitory effect of rice peptide on Pyrogallic acid auto Oxidation

2.2.2 对亚油酸氧化的抑制作用

由实验结果可知，大米肽能够减弱自由基与不饱和脂肪酸反应，可见大米肽具有明显的抗氧化能力，并且在图3范围内，大米肽的抗氧化能力随着大米肽浓度的增加而增加。见图3。

图3 大米肽对亚油酸氧化的抑制作用Fig.3 Inhibitory effect of rice peptide in linoleic acid autoxidation system

2.2.3 对DPPH自由基的清除作用

由实验结果可知，大米肽明显具有捕捉DPPH自由基的能力，而且，在图4范围内，随着大米肽浓度的增加，这一能力逐渐增强。

图4 大米肽对DPPH自由基的清除作用Fig.4 The scavenging effect of rice peptide on DPPH

2.3 饮料配方的确定

2.3.1 单因素实验结果

通过单因素实验可见，随着肽粉用量的增加，饮料颜色由较浅逐渐加深，流动成液体状；一段时间的放置后稍有沉淀，但是没有出现明显的悬浮物。当大米肽含量占总量的2%时，饮料的苦味不明显，而1%大米肽含量占总量的比例较小，而3%，4%，5%的苦味较明显，很难掩盖，且色泽不好、不澄清，所以确定大米肽范围应该在2%左右，同时考虑到柠檬酸、蜂蜜和苹果酸的添加量，确定大米肽在正交实验中的3水平为0.15%，0.20%，0.25%。同样，根据单因素结果可知，柠檬酸添加量为0.50%左右时不仅可以掩藏苦味而且饮料的酸甜适中，故柠檬酸的3水平确定为0.40%，0.50%，0.60%；根据口感，按8%的蜂蜜添加量时口感较好、甜度适中，确定蜂蜜的3水平为7%，8%，9%；而苹果酸的3水平为0.15%，0.20%，0.25%。

2.3.2 大米肽饮料最佳配方实验结果

通过正交试验，由10位食品专业的学生(5男5女)对产品进行感官评价，得出综合平均感官得分，并通过极差分析，得出各因素对实验结果的影响大小顺序为D→A→B→C，见表3。由表3可知，其大米肽饮料最优配方的因素组合为A2B1C2D3，即当大米肽添加量为占总量2%，柠檬酸添加量为0.40%，苹果酸添加量为0.20%，蜂蜜添加量为9%时实验效果最佳，见表5。

表5 大米肽饮料的L9(34)正交试验结果

2.3.3 最佳效果的复合型稳定剂的实验结果

由实验结果可知，复合型稳定剂加入饮料后提高了饮料的稳定性，黏度也得到一定程度的加强，改善了饮料的口感。但加入的量过多反而影响饮料的色泽并带来一定量的沉淀，影响品质。本次实验得出的最佳效果复合型稳定剂的添加量分别为CMC-Na 0.12%，琼脂0.08%，明胶0.12%，而黄原胶的添加量却为0，可见黄原胶不适合作为大米肽饮料的稳定剂，见表6。

2.4 产品质量指标

2.4.1 感官指标

色泽：晶莹透亮，成柔和的金黄色，圆润并且赏心悦目。

气味：气味纯正，具有大米肽特有的清香，无不良气味。

组织状态：外观澄清、均匀，无沉淀，不分层。

表6 稳定剂配方的L16(45)正交试验结果

滋味：滋味纯正，酸甜适中，口感柔和细腻，回味明显。

2.4.2 理化指标

可溶性固形物含量>5%，pH值3.8～4.5，大米肽含量2%，总糖含量8%。

2.4.3 卫生指标[12-13]

细菌总数：≤ 50个/mL；大肠菌群：≤10个/100 mL；致病菌：未检出。

3 总结

本实验以大米蛋白为原料，通过酶解、干燥、调配、均质等工艺制得一种功能性饮料，色泽柔和金黄，气味纯正，口感柔和细腻，酸甜可口，工艺简单并具有一定的营养保健功能。对酶解上清液进行喷雾干燥，得肽粉。并对制备品进行抗氧化能力实验，结果表明，大米肽对邻苯三酚自氧化具有明显的抑制作用，其抑制率高达61.3%；此外，大米肽对亚油酸的氧化也表现出明显的抑制效果，对于DPPH自由基也具有一定清除能力。通过正交实验得出了大米肽饮料的最佳工艺为：大米肽2%，蜂蜜9%，柠檬酸0.40%，苹果酸0.20%，CMC-Na0.12%，琼脂0.08%，明胶0.12%，在55℃、40 MPa条件下进行均质，杀菌条件为120 ℃、30 min。最后，还测定了其稳定性和抗氧化能力，得出，饮料的离心沉淀率为1.47 %，上浮指数为0，具有较好的稳定性。

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[13] GB/T4789.3—2003.大肠菌群测定[S].

Research and development on rice peptide functional beverage

TAN Chun-ming1,2, SUN Tong1, XUE Yong1, MAO Xiang-zhao1, YU Gang2*

1(College of food science and engineering, Ocean University of China, Qingdao 266003, China) 2(South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Key Laboratory of Aquatic Product Processing, Ministry of Agriculture, National Research and Development Center for Aquatic Product Processing, Guangzhou 510300, China)

To promote the application of rice peptides, and develop new rice peptide products, a new kind of beverage using rice peptides was prepared. Antioxidant peptides was prepared by enzymatic preparation from rice protein, honey, malic acid, citric acid, were added to give a rich flavor, and CMC-Na, agar, gelatin and xanthan gum were used as a compound stabilizer. The drink has a good taste and is stable and clear, full of nutrition, is a health rice peptide beverage. Optimized formula was studied by single factor and orthogonal experiment: rice peptide 2%, honey 9%, citric acid 0.40%, malic acid 0.20%. In addition, the orthogonal process determine the optimum formula of composite stabilizer was: CMC-Na 0.12%, agar 0.08%, gelatin 0.12%. The best technological condition is : rice peptide mixed at 55 ℃, 40 MPa, homogeneous for 30min, and then sterilized at 120 ℃ for 30min.The final product has a good color, soft and delicate, and good flavor.

rice peptide; beverage; nutrition; health care; allocation; stability

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201703028

硕士研究生(于刚研究员为通讯作者,E-mail：gyu 0928@163.com)。

广东省海洋渔业科技与产业发展专项(A201501C13)

2016-06-22，改回日期：2016-07-20