小麦胚芽乳饮料配方及品质优化

王滢颖，周晨霞，姚亚亚，郭爱良，刘爽，李慧静

（河北农业大学食品科技学院，河北 保定 071001）

小麦是世界主要粮食作物之一，小麦胚芽是小麦子粒的营养之源，含有极其丰富的蛋白质、脂肪、维生素和矿物质以及微量的生理活性成分[1]，有“人类天然的营养宝库”和“人类的生命之源”之称。小麦胚芽有着非常高的经济价值和社会价值，目前小麦胚芽主要应用于焙烤制成饼干、面包等产品和可以冲调的小麦胚芽粉作为代餐食品，将小麦胚芽与牛乳结合的产品鲜有报道。我国小麦总产量居世界第1 位，因此，需要进一步研究小麦胚芽的加工工艺和创新产品，使其在食品中得到更加广泛的应用[2]。

乳饮料是以乳或乳制品为原料，加入水，以及白砂糖（甜味剂）、酸味剂、果汁、茶、咖啡、植物提取液等一种或几种调制而成的饮料[3，4]。随着我国居民消费水平的不断提高，人们对饮料的需求正从嗜好型向营养保健型转变，因此，开发研制高品质乳蛋白饮料市场潜力大、社会效益高。乳饮料是以牛乳或乳制品为主要原料的一种品质均一、清香纯正，集营养与保健于一体的液态蛋白食品[5]。乳中的磷、钙比例适当，有利于人体对钙的吸收，是人体钙的最佳来源[6]。由于乳饮料性质不稳定，容易发生分层和沉淀，因此，在生产过程中需添加一定量的稳定剂来达到组织稳定、降低沉淀率的效果[7，8]。目前产品稳定性是通过离心处理测定的方法来判断[9]，稳定性好的产品在运输过程中可以减少损失，在产品销售期间能更好地满足消费者的感官需求。

国家一级营养师王亮介绍，小麦胚芽最简单、最方便、最有营养的吃法是加入牛奶[10]。Mcrae[11]也研究了全谷物中的胚芽含有具有生理活性功能的多种营养物质，有利于人体健康。我国自古以来汉族人数居多，形成了与游牧文明不同的农耕文明，拥有将谷物作为日常膳食的生活习惯[12]。建国以来人们逐渐意识到日常饮食中缺少乳制品的营养，所以，市场上出现各式各样的乳饮料来满足人们的营养和口味需求。小麦胚芽乳饮料具有创新的口味和营养价值，其中，创新的感官体验在于小麦胚芽经过高温烘烤磨制成粉后会释放出小麦独特的焙烤香味，同时颜色呈浅褐色，乳粉经过沏调后也会释放出浓郁的奶香气味，将小麦胚芽与牛乳结合可以冲淡牛乳的奶腥味气味，口感更加细腻丰富；丰富的营养价值在于小麦胚芽乳饮料是植物蛋白与乳蛋白[13]结合形成的高蛋白饮料，同时小麦胚芽含有丰富的矿物质和维生素，弥补了牛乳矿物质含量低的不足。将健康谷物[14]加入牛乳中制作出高营养[15]的食品，不仅满足了消费者对乳品种类和营养的需求，还优化了乳品的加工特性，具有良好的市场发展前景。同时配方中添加了少量精盐，赋予了制品独特的咸味。目前市场上出现越来越多的含有健康谷物的乳制品，但尚未发现含有小麦胚芽的乳制品，所以小麦胚芽乳饮料具有良好的市场前景。

以小麦胚芽和乳粉为主要原料，小麦胚芽经高温烘烤后降低了物料水分和酶活[16，17]，磨制成粉后加入到牛乳中混调，不添加香精和色素，通过合理配比，经过巴氏杀菌工艺更好地保留了原料本身的香气[18]。通过进一步调整配方和工艺，可以制作出组织更稳定、口感更好的产品。小麦胚芽乳饮料良好地结合了牛乳和小麦胚芽的共同优点，将小麦胚芽创新性地应用到乳制品中，同时满足了人们对于高蛋白和植物纤维的营养需要，以及口味丰富、色泽饱满的感官需求[19]。小麦胚芽乳饮料生产工艺简单、易控制，适合工厂化生产，可以较好地市场化销售。同时，小麦胚芽乳饮料也为小麦胚芽等更多健康谷物的开发采用提供了一种新途径，为今后研制出更多品种的小麦胚芽制品提供了思路，具有实际意义和研究价值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

食品材料有小麦胚芽、乳粉、白砂糖、盐和果胶（表1）。试验用到的仪器有电子天平、电热鼓风干燥箱、恒温水浴锅、旋转粘度计、离心机等（表2）。

表1 食品材料Table 1 Food materials

表2 试验仪器Table 2 Testing instruments

1.2 试验方法

1.2.1 生产工艺 小麦胚芽乳饮料是将小麦胚芽经高温烘烤后磨制成粉，然后加入到牛乳中调配制成（图1）。

1.2.2 关键控制点 （1） 小麦胚芽粉制作：称取一定量的小麦胚芽，放入底火和面火均为120 ℃的高温烘箱中烘烤10 min（5 min 时翻烤1 次）；待小麦胚芽温度降至室温后用粉碎机粉碎，过100 目筛。（2）预调：称取一定量的果胶、白砂糖、盐，在干燥条件下混匀，缓慢加入80 ℃温水并搅拌至果胶溶解。（3）调配：当预调的配料温度降至30 ℃左右时加入小麦胚芽粉，混合3 min 至小麦胚芽粉全部溶解到水中；将混合好的原料升温至50～55 ℃，加入一定量的乳粉，边加料边快速搅拌，至乳粉全部溶解。 （4）匀浆：将调配好的原料加入匀浆机内，打浆2 次，每次10 s。 （5） 杀菌和冷藏：用水浴锅95 ℃水浴杀菌5 min，及时取出成品，放入冷藏箱中冷藏。

图1 小麦胚芽乳饮料的生产工艺Fig.1 Production process of wheat germ milk beverage

1.2.3 单因素试验 为明确单因素对产品质量的影响，在其他因素固定的条件下，进行某一单因素不同水平对乳饮料滋味和稳定率影响的试验。试验单因素有4 个，分别是盐、白砂糖、小麦胚芽粉、乳粉添加量。

1.2.3.1 盐添加量对乳饮料滋味评分和稳定率的影响。量取水100 mL，添加乳粉12.5%、白砂糖3.0%、小麦胚芽粉1.00%、果胶0.10%，试验设盐用量0.250%、0.375%、0.500%、0.625%、0.750%计5 个处理。依据不同盐添加量的产品滋味评分（表3），对所得制品进行滋味评分。

表3 不同盐添加量的产品滋味评分Table 3 Product’s taste scores of different salt additions

称取少量样品置于离心管中，在转速3 500 r/min条件下离心10 min，将离心管取出后放入60 ℃烘箱中烘60 min，取出并称量。根据公式，计算稳定率：

稳定率（%）=（1-沉淀质量/样液质量）×100%[4]

式中，沉淀质量为离心后沉淀经60 ℃烘干60 min后所得沉淀质量（单位：g）；溶液质量为所称取的产品质量（单位：g）。

综合乳饮料滋味评分和稳定率2 个指标，初步确定盐的适宜添加量。

1.2.3.2 白砂糖添加量对乳饮料滋味评分和稳定率的影响。量取水100 mL，添加乳粉12.5%、小麦胚芽粉1.00%、盐0.375%、果胶0.1%，试验设白砂糖用量2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%计5 个处理。依据不同白砂糖添加量的产品滋味评分（表4），对所得制品进行滋味评分。按照1.2.3.1 的离心方法对5 个制品进行离心，计算稳定率。综合乳饮料滋味评分和稳定率2 个指标，初步确定白砂糖的适宜添加量。

表4 不同白砂糖添加量的产品滋味评分Table 4 Product’s taste scores of different white sugar additions

1.2.3.3 小麦胚芽粉添加量对乳饮料滋味评分和稳定率的影响。量取水100 mL，添加乳粉12.5%、白砂糖3.0%、盐0.375%、果胶0.1%，试验设小麦胚芽粉用量0.75%、1.00%、1.25%、1.50%、1.75%计5个处理。依据不同小麦胚芽粉添加量的产品滋味评分（表5），对所得制品进行滋味评分。按照1.2.3.1 的离心方法对5 个制品进行离心，计算稳定率。综合乳饮料滋味评分和稳定率2 个指标，初步确定小麦胚芽粉的适宜添加量。

表5 不同小麦胚芽粉添加量的产品滋味评分Table 5 Product’s taste scores of different wheat germ poweder additions

1.2.3.4 乳粉添加量对乳饮料滋味评分和稳定率的影响。量取水100 mL，添加小麦胚芽粉1.00%、白砂糖3.0%、盐0.375%、果胶0.1%，试验设乳粉添加量2.5%、7.5%、12.5%、17.5%、22.5%计5 个处理。依据不同乳粉添加量的产品滋味评分（表6），对所得制品进行滋味评分。按照1.2.3.1 的离心方法对5 个制品进行离心，计算稳定率。综合乳饮料滋味评分和稳定率2 个指标，初步确定乳粉的适宜添加量。

1.3 正交试验设计

确定用水量为100 mL。在单因素试验结果的基础上，于单因素适宜用量附近选取3 个用量（包括最适用量，表7），采用四因素三水平的L9（34）正交试验表进行正交试验设计。依据乳饮料感官评定标准（表8），对制得的产品进行感官品鉴；利用旋转粘度计，采用1 号大转子，以60 r/min 的转速测量黏度；采用1.2.3.1 的离心方法对制品进行离心，计算稳定率。进一步优化产品配方与性能。

表6 不同乳粉添加量的产品滋味评分Table 6 Product’s taste scores of different milk power additions

表7 正交试验的因素水平及其用量Table 7 Factors and doses of orthogonal test （%）

表8 乳饮料感官评定标准Table 8 Sensory evaluation criteria of milk beverage

1.4 数据处理与分析

利用Excel 2010 版软件，对数据进行统计分析与做图。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 盐添加量 随着盐添加量的增大，乳饮料滋味评分呈先增加后降低的变化，其中添加量为0.375%时评分最高（图2）。盐添加量为0.250%时乳饮料滋味评分较低，这是由于盐添加量过少时乳饮料咸度较淡，而甜度较为突出，不满足产品的口感特性；盐添加量为0.375%时，乳饮料的咸度最柔和，同时又不与甜味冲突，达到了味的平衡，发挥了味的相乘作用[21]，且适当的咸味更能突出小麦胚芽和乳的甜味，因此滋味评分最高；继续增加盐用量后滋味评分逐渐降低，这是由于咸味加重后打破了产品味的平衡，且过高的咸味会带来苦味，不适合大多数人的口感。

随着盐添加量的增大，乳饮料稳定率呈先增加后降低的变化，其中添加量为0.625%时稳定率最高。盐添加量最低时乳饮料稳定率最低，盐添加量逐渐增加时稳定率也在不断增高，这是由于蛋白质的盐溶效应，低浓度的盐促进了蛋白溶解，其中盐添加量由0.375%增加到0.625%时稳定率升高较为缓慢；盐添加量为0.625%时乳饮料的稳定率最高，继续增加盐量后稳定率反而下降。说明盐添加量在一定范围内才能提高乳饮料的稳定率。

图2 盐添加量对乳饮料滋味评分和稳定率的影响Fig.2 Effects of salt additions on milk beverage’s flavor and stability

综合考虑盐添加量对乳饮料滋味评分和稳定率的影响，初步确定100 mL 水中添加盐0.375%为宜。

2.1.2 白砂糖添加量 随着白砂糖添加量的增大，乳饮料滋味评分呈先增加后降低的变化，其中添加量为3.0%时评分最高（图3）。白砂糖添加量少时乳饮料甜味略淡，添加量逐渐增加时产品的甜味也在逐渐增加；当白砂糖添加量为3.0%时甜味最适中，评分达到最高；继续增加白砂糖用量后甜味会逐渐加重，影响制品的风味和口感，再加上人们对于过甜产品的接受度下降，因此评分也会逐渐降低。

图3 白砂糖添加量对乳饮料滋味评分和稳定率的影响Fig.3 Effects of white sugar additions on milk beverage’s avor and stability rate

随着白砂糖添加量的增大，乳饮料稳定率呈先增加后略有降低的变化，其中添加量为3.0%时稳定率最高。白砂糖添加量最少时乳饮料的稳定率最低，添加量逐渐增加时稳定率也在逐渐增加，当白砂糖添加量为3.0%时乳饮料的稳定率最高；继续增加白砂糖用量后乳饮料的稳定率开始下降，其中白砂糖用量由3.0%增加到4.0%时稳定率降幅很小。说明白砂糖添加量在一定范围内才能起到稳定乳饮料的作用。与杨晓倩[22]“在一定范围内白砂糖的加入有利于乳蛋白的溶解”观点相一致。

综合考虑白砂糖添加量对乳饮料滋味评分和稳定率的影响，初步确定100 mL 水中添加白砂糖3.0%为宜。

2.1.3 小麦胚芽粉添加量 随着小麦胚芽粉添加量的增大，乳饮料滋味评分呈先增加后降低的变化，其中添加量为1.25%时评分最高（图4）。小麦胚芽粉添加量少时乳饮料的小麦胚芽味道过淡，而乳味过浓；小麦胚芽粉添加量为1.25%时，乳饮料小麦胚芽和乳的香味协调性好、不冲突，滋味最好，因此评分最高；继续增加小麦胚芽粉用量后，乳饮料中小麦胚芽粉过多，植物味道过重，且入口有粗糙感、颗粒感，因此评分降低。

图4 小麦胚芽粉添加量对乳饮料滋味评分和稳定率的影响Fig.4 Effects of wheat germ powder additions on milk beverage’s flavor and stability rate

随着小麦胚芽粉添加量的增大，乳饮料稳定率呈逐渐降低趋势。说明增加小麦胚芽粉用量不利于乳饮料稳定性的提高。

综合考虑小麦胚芽粉添加量对乳饮料滋味评分和稳定率的影响，初步确定100 mL 水中添加小麦胚芽粉1.25%为宜。

2.1.4 乳粉添加量 随着乳粉添加量的增大，乳饮料滋味评分呈先增加后降低的变化，其中添加量为12.5%时评分最高（图5）。乳粉添加量较少时乳味太淡，产品滋味评分较低；随着乳粉添加量的增多，滋味评分也在不断升高，乳粉添加量为12.5%时乳香味和小麦胚芽香味很好地融合，乳饮料滋味最好，滋味评分最高；继续增加乳粉用量后乳味太浓，容易遮盖住小麦胚芽的味道，同时乳饮料的口感也会黏稠、粗糙，因此滋味评分逐渐降低。

图5 乳粉添加量对乳饮料滋味评分和稳定率的影响Fig.5 Effects of milk powder additions on milk beverage’s flavor and stability rate

随着乳粉添加量的增大，乳饮料稳定率呈先增加后降低的变化，其中添加量为12.5%时稳定率最高。乳粉添加量最低时乳饮料的稳定率最低，乳粉添加量逐渐增加时稳定率也在不断上升，当乳粉添加量为12.5%时乳饮料的稳定率最高、稳定性最好；继续增加乳粉用量量后，乳饮料的稳定率逐渐下降。说明添加过多或过少的乳粉都会影响乳饮料的稳定性。

综合考虑小麦胚芽粉添加量对乳饮料滋味评分和稳定率的影响，初步确定100 mL 水中添加乳粉12.5%为宜。

4.6 正交试验结果

运用极差的方法对正交试验结果进行分析，结果（表9）显示，4 个因素对小麦胚芽乳饮料稳定率的影响顺序为B＞D＞A＞C（白砂糖添加量＞乳粉添加量＞盐添加量＞小麦胚芽粉添加量），获得最高稳定率的因素组合为A3B1C3D2，即盐添加量0.500%、白砂糖添加量2.5%、小麦胚芽粉添加量1.25%、乳粉添加量12.5%；4 个因素对小麦胚芽乳饮料黏度的影响顺序为D＞B＞A＞C（乳粉添加量＞白砂糖添加量＞盐添加量＞小麦胚芽粉添加量），获得最佳黏度（22 mPa·s[20]） 的因素组合为A3B3C2D1，即食盐添加量0.500%、白砂糖添加量3.5%、小麦胚芽粉添加量1.00%、乳粉添加量7.5%；4 个因素对小麦胚芽乳饮料感官品质的影响顺序为D＞A＞B＞C（乳粉添加量＞食盐添加量＞白砂糖添加量＞小麦胚芽粉添加量），获得最高感官品质的因素组合为A2B3C1D2，即食盐添加量0.375%、白砂糖添加量3.5%、小麦胚芽粉添加量0.75%、乳粉添加量12.5%。

表9 正交试验结果Table 9 Orthogonal test results

5 结论

针对市场上小麦胚芽与牛乳结合起来的产品较少，以乳粉和小麦胚芽为主要原料，研发小麦胚芽乳饮料。先利用预试验，确定小麦胚芽乳饮料的生产工艺；再利用单因素试验，通过研究各种配料（盐、白砂糖、小麦胚芽粉、乳粉）添加量对产品滋味评分和稳定率的影响，初步确定各成分的适宜添加量范围；最后，利用正交试验对配方进行优化，根据产品感官品质、稳定率、黏度3 个指标综合考虑，确定小麦胚芽乳饮料的最适配方。

从试验结果来看，不同配方生产的小麦胚芽乳饮料，感官品质、稳定率和黏度也不一样。本研究条件下，食盐添加量为0.500%、白砂糖添加量为2.5%、小麦胚芽粉添加量为1.25%、乳粉添加量为12.5%时，小麦胚芽乳饮料的稳定率最高，组织状态最好，不易沉淀，最有利于运输和保存；食盐添加量为0.500%、白砂糖添加量为3.5%、小麦胚芽粉添加量为1.00%、乳粉添加量为7.5%时，小麦胚芽乳饮料的黏度最接近于最佳黏度值（22 mPa·s[20]），与市场上出售的乳饮料产品黏度最接近，是人们最能接受的乳饮料黏度；食盐添加量为0.375%、白砂糖添加量为3.5%、小麦胚芽粉添加量为0.75%、乳粉添加量为12.5%时，小麦胚芽乳饮料的感官品质最好，同时有小麦胚芽和乳的滋味与香气，且组织细腻、颜色明亮，更适宜消费者饮用。获得最好感官品质的配方，制得的小麦胚芽乳饮料稳定率（94.9%） 和黏度（25.1 mPa·s） 也均较佳，故入选为最佳配方。