红花籽粕酶解液蛋白饮料产品开发
2019-06-17龚乃超吕凯波
龚乃超，吕凯波，*
（武汉工商学院环境与生物工程学院，湖北 武汉 430065）
红花籽粕是红花籽经过压榨提油后的副产物，目前红花籽粕的主要用途一般作为廉价的肥料和饲料[1]。红花籽粕无毒、无异味，且含有18 种人体所需的氨基酸，粗蛋白质含量大约为20%～60%，红花籽中黄酮类、木脂素、糖苷、多酚以及苯丙烯酞-5-羟色胺等多种微量成分含量较高[2]。红花籽粕水解液，拥有降低胆固醇、血压以及血糖水平，抗动脉粥样硬化等功效。因此具有很高的商业开发价值，和较大的市场潜力[3-4]。
选择合适的酶解工艺将红花籽粕水解，对红花籽粕酶解液添加常用的饮料添加剂，经调配后提高酶解液的感官和稳定性，开发一种以红花籽粕为原料的蛋白质饮料。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
红花籽粕粉末（压榨法提油后得到的红花籽粕，干燥粉碎后，过 40 目筛）；中性蛋白酶（10 万 U/g）、木瓜蛋白酶（10 万 U/g）、碱性蛋白酶（10 万 U/g）：和氏璧生物科技有限公司；柠檬酸、卡拉胶、羧甲基纤维素钠、果胶：河南万邦实业有限公司，均为市售食品添加剂。
1.2 仪器与设备
HH-2 恒温水浴锅：金坛市宏华仪器厂；TG16-WS高速离心机：湘麓离心机仪器有限公司；722E 型可见分光光度计：上海光谱仪器有限公司；RRH-A400 型高速多功能粉碎机：上海缘沃工贸有限公司；KQ-100E型超声波清洗机：昆山市超声仪器有限公司；JM-A2002型电子天平：诸暨市超泽衡器设备有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 红花籽粕酶解液的制备
取2.5 g 红花籽粕，加入50 mL pH6.5 磷酸缓冲盐溶液（phosphate buffer saline，PBS） 和 0.15 g 木瓜蛋白酶，在 55 ℃超声处理 20 min 后，酶解 2 h[5]。水解后，将酶解液在100 ℃水浴中加热10 min，再以4 000 r/min离心10 min 收集其上清液，即为红花籽粕酶解液。
1.3.2 酶解液蛋白饮料配方单因素试验
对酶解液添加水、白砂糖和柠檬酸调节饮料的味道和感官，设计配方为料水比4 ∶6（体积比）、白砂糖7 %和柠檬酸 0.04%。分别以料水比（2 ∶8、3 ∶7、4 ∶6、5 ∶5、6 ∶4，体积比）、白砂糖添加量（5%、6%、7%、8%、9%、10%）和柠檬酸添加量（0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%）为变量进行单因素试验，考察各添加剂对酶解液饮料感官的影响，确定最佳配方并评价其感官。
根据产品的色泽、气味、形态、口感等方面的特性，设计感官评价标准，具体见表1。对产品进行评分，每次参与评分的人员为10 名，其中男女各半，满分为100 分，取平均值作为最终结果。
表1 感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criterion
1.3.3 酶解液蛋白饮料稳定性单因素试验
在饮料中添加卡拉胶、CMC-Na 和果胶来改善饮料的稳定性和感官，设计稳定剂配方为卡拉胶0.04%、CMC-Na 0.1%和果胶0.03%，以离心沉淀率为指标评价饮料的稳定性，离心沉淀率越低饮料性状越稳定。分别以卡拉胶添加量（0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%）、CMC-Na 添加量（0.04%、0.08%、0.1%、0.12%、0.16%、0.2%）、果胶添加量（0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%）为变量进行单因素试验，考察各稳定剂对酶解液饮料稳定性的影响，确定最佳稳定剂配方并评价其稳定性。
离心沉淀率：将样品用混匀后，取10 mL 样液，4 000 r/min 离心15 min，弃掉上清液，准确称量沉淀物质量，每个样品进行3 次平行试验[6]。
1.3.4 饮料成分的测定
可溶性固形物：采用折光计法进行测量[7]；总糖：采用蒽酮比色法进行测量[8]；游离氨基酸：采用茚三酮比色法[9]；蛋白质：采用folin-酚法进行测量[10]。
2 结果与讨论
2.1 酶解液蛋白饮料配方单因素试验
2.1.1 酶解液料水比对感官的影响
按1.3.2 的方法进行试验，得到酶解液料水比对感官的影响结果，如图1所示。
图1 酶解液料水比对感官的影响Fig.1 The Influence of the ratio of enzymatic hydrolysate to water on sensory evaluation
料水比较低时，口味偏淡，继续增大酶解液比重，酶解液的苦涩味越来越浓，影响到溶液的口感。料水比为 3 ∶7（体积比）和 4 ∶6（体积比）口感相近，4 ∶6（体积比）的酶解液营养价值更高，因此选用料水比为4 ∶6（体积比）为宜。
2.1.2 白砂糖添加量对饮料感官的影响
按1.3.2 的方法进行试验，得到白砂糖添加量对感官的影响结果，如图2所示。
白砂糖添加量较低时，饮料甜味太淡，且掩盖不住酶解液自身的苦涩，难以入口，添加量较高时，口感过甜，白砂糖添加量7%为宜，略带回甘。
图2 白砂糖添加量对感官的影响Fig.2 The influence of white granulated sugar addition amount on sensory evaluation
2.1.3 柠檬酸添加量对感官的影响
按1.3.2 的方法进行试验，得到柠檬酸添加量对感官的影响结果，如图3所示。
图3 柠檬酸添加量对感官的影响Fig.3 The influence of citric acid addition amount on sensory evaluation
添加柠檬酸，口味酸甜，口感越来越好，能更好的压住酶解液的苦涩味，柠檬酸含量过高时，口味过酸，难以入口，故最佳柠檬酸添加量为0.04%。
确定最佳饮料配方为料水比4 ∶6（体积比），白砂糖7%，柠檬酸0.04%，其感官评价平均值为87.3±0.34，饮料颜色鹅黄，具有光泽，有少许柠檬清香，溶液透明均匀，口味酸甜，老少咸宜。
2.2 酶解液饮料稳定性单因素试验
2.2.1 卡拉胶添加量对饮料稳定性的影响
按1.3.3 的方法进行试验，得到卡拉胶添加量对离心沉淀率的影响结果，如图4所示。
图4 卡拉胶添加量对稳定性的研究Fig.4 The influence of carrageenan addition amount on stability
离心沉淀率随卡拉胶添加量的增加而减少，当为0.04%时，离心沉淀率最低，稳定性最好，当添加量超过0.04%时，沉淀率立即上升，超过0.08%之后，离心沉淀率又显下降趋势，故卡拉胶最佳添加量为0.04%。
2.2.2 CMC-Na 添加量对饮料稳定性的影响
按1.3.3 的方法进行试验，得到CMC-Na 添加量对离心沉淀率的影响结果，如图5所示。
图5 CMC-Na 添加量对稳定性的研究Fig.5 The influence of CMC-Na addition amount on stability
随着CMC-Na 添加量的增加，离心沉淀率随之下降，当添加量超过0.1%时，离心沉淀率显著上升，可能是溶液中产生了絮凝现象，故CMC-Na 添加量0.1%为宜。
2.2.3 果胶添加量对饮料稳定性的影响
按1.3.3 的方法进行试验，得到果胶添加量对离心沉淀率的影响结果，如图6所示。
图6 果胶添加量对稳定性的研究Fig.6 The influence of pectin addition amount on stability
随着果胶的加入，离心沉淀率随之下降，稳定性增加，当添加量为0.03%时，稳定性最好，继续添加果胶，离心沉淀率显著上升，即稳定性下降，故最佳用量为0.03%。
饮料稳定剂最佳配比为卡拉胶0.04%，CMC-Na为0.1%，果胶0.03%，其离心沉淀率平均值为（0.31±0.024）%，饮料稳定性良好，性状稳定。
2.3 红花籽粕酶解液蛋白饮料组成成分分析
按照1.3.4 方法对最佳配方的酶解液饮料组成成分进行测定，结果如表2所示。
表2 酶解液饮料组成成分分析Table 2 Component analysis of enzymatic hydrolysate beverage
2.4 红花籽粕酶解液蛋白饮料原料成本
按配方和原材料市场价估算饮料原料成本，见表3。
表3 酶解液饮料原料成本Table 3 Raw material cost of enzymatic hydrolysate beverage
一瓶容量500 mL 的红花籽粕酶解液蛋白饮料原料成本为0.47 元，成本低廉。
3 结论
通过研究确定红花籽粕酶解液蛋白饮料的最佳成分配方为料液比4 ∶6，白砂糖7%，柠檬酸0.04%，卡拉胶0.04%，CMC-Na 0.1%，果胶0.03%。此配方饮料感官好，口感佳，味道酸甜，稳定性好。
饮料中可溶性固形物为8.125%，糖含量为7.436%，氨基酸含量为0.004 3%，蛋白质含量为5.68%，营养价值高。
酶解液饮料原料成本约为941 元/t，若以8 000 t饮料生产线进行生产，人工成本约200 元/t，生产成本约 500 元/t，管理运输费用约 500 元/t，饮料总成本约为2 141 元/t，以市售500 mL 容量计算，瓶装饮料总成本约为 1.070 5 元/瓶，市场零售价定为 4 元～6 元，利润丰厚，市场潜力巨大。
