苦荞风味脱脂乳的研制

王岚，王婧，宾阳，王芳

（成都师范学院化学与生命科学学院，四川成都 611130）

苦荞是蓼科荞麦属双子叶植物[1]，不仅蛋白质含量高于大米、小麦和高粱等粮食作物，且富含组分良好的氨基酸[2]，如谷类作物最为缺少的赖氨酸，成年人和青少年所必需的组氨酸和精氨酸等。苦荞中还含有大量的黄酮类物质，具有降血糖血脂，提高免疫力，防治轻型糖尿病的保健作用[3-7]。目前，苦荞食品种类主要有苦荞类茶饮品、苦荞类面包、苦荞类酒、苦荞类饼干等[8-13]。可见苦荞已受到人们的广泛关注，具有广泛的市场发展前景。

随着生活水平的提高，脂肪含量摄入过多，逐渐成为导致心脑血管疾病和肥胖症的重要原因之一。脱脂乳粉的脂肪含量在2.00%以下，且营养价值与牛乳相当，含有几乎所有能促进人体生长发育以及维持健康必需的营养成分，几乎可以被人体全部消化吸收[14-16]，适合热量需求不高的中老年人和对脂肪消化不良的婴幼儿等人群。近些年随着人们对健康的重视程度加深，不同功能的复合饮品开始兴起，众多企业采用含有不同保健功能的原料进行研发。本产品综合苦荞的营养价值和脱脂乳的优点，拟开发苦荞系列产品——苦荞风味脱脂乳，将两者营养功能互补，提高营养价值，满足人们对健康饮品的需求，提高产品附加值，以期为该产品实现工业化生产提供技术支撑，也为苦荞开发利用提供新方向。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

苦荞粉，购于凉山彝族自治州邛都苦荞制品有限责任公司；伊利脱脂乳粉，购于内蒙古自治区伊利实业集团股份有限公司；白砂糖，购于云南省滇鹏有限公司；黄原胶，购于淄博中轩有限公司；瓜尔胶，购于印度瓜尔豆胶和化学公司。

JA303电子天平，常州市幸运电子设备有限公司；DHP-9402D电热恒温箱，上海齐欣科学仪器有限公司；ESFSL-I固液混合均质乳化泵，上海仪弛实业有限公司；LDZM-80KCS-Ⅱ高压蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂；UV5000紫外分光光度计，安徽皖仪科技股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 苦荞风味脱脂乳工艺流程

1.2.2 操作要点

（1）荞麦浆的制备。将苦荞粉置于60 ℃左右电热恒温箱中烘烤40 min，烘烤完成后，将苦荞粉取出，在温度为80 ℃左右电磁炉中用一定量沸水调成糊状，备用。

（2）脱脂乳的制备。将脱脂乳粉和沸水按脱脂乳粉∶沸水=5∶36进行制备。

（3）调配、过滤。将脱脂乳加热到60 ℃左右，加入一定量白砂糖继续升温至80 ℃，使蔗糖充分混合溶解，再将荞麦浆和脱脂牛奶按一定的比例混合。稳定剂按使用要求进行添加。为提高效果，采用黄原胶与瓜尔胶按1∶1的比例混合作为稳定剂。将调配好的浆液用80目的筛网过滤。

（4）预热、均质、杀菌。将调配好的料液在80～85 ℃条件下预热，之后泵入均质机中均质，使料液形成均匀一致的稳定体系。均质后将乳液加热至90 ℃，杀菌 5 min，快速冷却至 42 ℃[17]。

1.2.3 单因素试验设计

在保持其他条件不变的情况下，分别以不同的荞麦浆添加量（10.00%、15.00%、20.00%、25.00%、30.00%）、脱脂乳粉添加量（50.00%、55.00%、60.00%、55.00%、70.00%）、黄原胶∶瓜尔胶（1∶1）添加量（0.02%、0.06%、0.10%、0.14%、0.18%）和白砂糖添加量（1.00%、2.00%、3.00%、4.00%、5.00%）为单因素，根据表2的感官评价标准进行感官评价，确定各单因素的最佳添加量。

1.2.4 响应面试验设计

在单因素试验基础上，采用四因素三水平的中心组合设计对每一个实验点进行试验，根据感官评价所得分值为评价指标。运用Design-Eepert8.0.6软件进行响应面试验设计、回归模型方差分析、配方影响因素交互作用分析、配方参数优化和模型验证，通过P值（P＜0.05）考察模型以及考察荞麦浆添加量、脱脂乳粉添加量、复配增稠剂添加量、白砂糖添加量的显著性，所有试验重复3次，取平均值。设计及水平如表1所示。

表1 响应面试验因素及水平

1.3 测定方法

1.3.1 感官评价

根据试验设计，调配产品，由10位经过专业培训的人员组成评价小组，严格按照标准规定进行打分，取其平均值作为评分结果，对苦荞风味脱脂乳的色泽、组织状态、风味、滋味口感进行综合打分，满分为100分。具体感官评分标准见表2。

1.3.2 芦丁含量的测定

1.3.2.1 芦丁标准曲线的绘制

根据国标GB/T19427-2003[18]中芦丁含量的测定方法，以芦丁浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线如图1所示。并求得回归方程为y=8.536 4x-0.011 8，R2=0.999 9。

表2 苦荞风味脱脂乳感官评价评分标准表

图1 芦丁的标准曲线

1.3.2.2 样品中芦丁含量的测定

准确量取1.00 mL的供试品样品于25.00 mL容量瓶中，参照标准曲线的制作方法，先向其中加入5%的亚硝酸钠溶液1.00 mL，混匀后，静置6 min，再向其中加入10%的硝酸铝溶液1.00 mL，摇匀后，静置反应6 min，最后向其中加入4%的氢氧化钠溶液10.00 mL，用蒸馏水定容至刻度，混匀后，静置15 min使其充分反应。用蒸馏水作为空白对照，在最大波长510 nm处测定其吸光度值，将吸光度值代入回归方程后得到样品中的芦丁含量。

1.3.2.3 微生物指标的测定

根据中华人民共和国国家标准含乳饮料GB/T21732-2008，配制型含乳饮料需要检测的微生物指标有菌落总数、大肠杆菌数、金黄色葡萄球菌和沙门菌，其中菌落总数按照国标GB4789.2-2010[19]规定的方法检测，大肠杆菌数按照国标GB4789.3-2010平板计数法[20]检测，金黄色葡萄球菌数按照国标GB4789.10-2010定性检验[21]检测，沙门菌数按照国标GB4789.4-2010[22]规定的方法检测。

1.4 数据分析与处理

数据采用Excel 2010软件进行图形绘制，SPSS 19.0软件进行统计学分析，差异显著水平为P＜0.05，差异极显著水平为P＜0.01；利用响应面软件Design-Expert8.0.5对试验所得的数据进行回归拟合，得到回归方程的响应面图和等高线图。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 荞麦浆添加量

图2表明，荞麦浆添加量为10.00%～20.00%，随着苦荞浆添加量的升高，感官评分也逐渐升高。当苦荞浆的添加量为20.00%时，感官评分达到最高，为77分；超过20.00%后，感官评分逐渐下降。这是由于苦荞中含有苦味物质——槲皮素，当脱脂乳中荞麦浆添加量过高时，就会产生苦味，因此选择20.00%为苦荞浆的最适添加量[23]。

图2 荞麦浆添加量对苦荞风味脱脂乳感官评价的影响

2.1.2 脱脂乳粉的添加量

图3表明，感官评分随脱脂乳粉的添加呈先升高后降低趋势。脱脂乳粉的添加量为65.00%，感官评分最高，为79.40分，之后随脱脂乳粉添加量的增大而平缓下降，可能是其产生的奶味掩盖过了荞麦浆产生的青草味，导致奶味过重，因此选择65.00%为脱脂乳粉的最适添加量。

图3 脱脂乳添加量对苦荞风味脱脂乳感官评价的影响

2.1.3 黄原胶∶瓜尔胶（1∶1）添加量

图4表明，在0.02%～0.10%时，随着黄原胶∶瓜尔胶（1∶1）添加量逐渐增加，感官评分也逐渐升高。当黄原胶∶瓜尔胶（1∶1）的添加量为0.10%，感官评分达到最高，为80.50分；超过0.10%以后，感官评分逐渐下降。这是因为黄原胶和瓜尔胶是一种增稠剂，能够使荞麦浆和脱脂乳粉均匀地混合在一起而不分层，改善食品的黏稠度，保持食品的稳定性。但当黄原胶∶瓜尔胶（1∶1）添加量超过一定的限度后就会出现脱脂乳过于浓稠的现象，甚至出现团块，从而影响感官评价。因此选择0.10%为黄原胶∶瓜尔胶（1∶1）的最适添加量。

图4 黄原胶∶瓜尔胶（1∶1）添加量对苦荞风味脱脂乳感官评价的影响

2.1.4 白砂糖的添加量

图5表明，在白砂糖的添加量为1.00%～3.00%时，感官评分随白砂糖的添加量增大而升高，当添加量为3.00%，甜度最佳，为81.60分；超过3.00%以后，感官评分逐渐下降。这是因为添加白砂糖是让其产生的甜味和荞麦浆产生的苦味综合，但当白砂糖的添加量超过一定的值后，就会给人一种过度甜腻的感受。因此选择3.00%为白砂糖的最适添加量。

2.2 响应面优化设计结果与分析

响应面试验设计及结果如表3所示。基于单因素实验，影响苦荞风味脱脂乳饮品的因素有荞麦浆添加量、脱脂乳粉添加量、黄原胶∶瓜尔胶（1∶1）添加量、白砂糖添加量，采用Design-Expert.V8.0.6.1软件优化工艺，进行多元回归拟合，可以得到感官评分对各个因素变量的二次方程为：Y=82.18+1.83A+0.84B+0.56C+0.98D+0.075AB-0.20AC+0.43AD+0.22BC-0.53BD+0.35CD-0.40A2-0.36B2-0.39C2-3.15D2。对回归方程进行方差分析，结果见表4。

图5 白砂糖添加量对苦荞风味脱脂乳感官评价的影响

表3 响应面试验设计及结果

回归模型P＜0.01，表明模型为极显著，不同处理之间的差异极显著，且失拟项不显著（P＞0.05）。模型确定系数R2=0.938 2，模型调整确定系数Adj-R2=0.876 4，表明该模型的拟合程度较好，试验误差较小，由F值可知显著性次序为荞麦浆添加量＞白砂糖添加量＞脱脂乳粉添加量＞黄原胶∶瓜尔胶（1∶1）添加量。试验中荞麦浆添加量、白砂糖添加量对苦荞脱脂乳的感官评分有极显著影响（P＜0.01），脱脂乳粉添加量、黄原胶∶瓜尔胶（1∶1）添加量对苦荞脱脂乳的感官评分影响为显著（P＜0.05）。

表4 回归模型方差分析

2.3 配方影响因素交互作用分析

从响应面图可以直观反映出两因素交互作用的显著程度，曲面倾斜度越陡，因素间交互作用越显著，反之曲面平缓则交互作用不显著；从等高线图也可以直观反映出两因素交互作用的显著程度，等高线形状越接近椭圆形，交互作用越显著，而圆形则与之相反[24-25]。由图6～11可知，AB、AC、BC、AD、BD、CD之间响应曲面坡度平缓，且等高线形状接近圆形。根据本研究所建立的感官评分回归模型中，AD因素之间、BD因素之间、CD因素之间、AB因素之间、AC因素之间、BC因素之间之间的交互作用不显著（P＞0.05）。

图6 荞麦浆和脱脂乳对苦荞风味脱脂乳感官评分的影响

图7 荞麦浆和复配增稠剂对苦荞风味脱脂乳感官评分的影响

图8 荞麦浆和白砂糖对苦荞风味脱脂乳感官评分的影响

图9 复配增稠剂和脱脂牛奶对苦荞风味脱脂乳感官评分的影响

图10 白砂糖和脱脂乳对苦荞风味脱脂乳感官评分的影响

图11 白砂糖和复配增稠剂对苦荞风味脱脂乳感官评分的影响

2.4 配方参数优化和模型验证

通过各因素真实值的分析，最后得到苦荞粉添加量、脱脂乳粉添加量、白砂糖添加量、黄原胶∶瓜尔胶（1∶1）添加量的最佳水平值，即通过回归模拟预测的苦荞脱脂乳的最佳配方为苦荞浆的质量分数为25.00%、脱脂乳粉的质量分数为70.00%、黄原胶∶瓜尔胶（1∶1）添加量的质量分数为0.13%、白砂糖的质量分数为3.19%。采用优化后的质量分数进行验证，在该配方下进行3次水平试验，得到的感官评价平均值为83.39±0.63，与预测值84.49分之间相差P=1.10，当P＞0.05时差异不显著，因此该模型可以用于试验结果的预测，优化得到的结果可靠有效。

2.5 产品质量标准

对4个感官品质进行评价。色泽：呈淡黄色或浅黄绿色，色泽均匀，协调；口感：具有苦荞特有的清香味和脱脂乳的滋味，无异味，口感细腻；组织状态：分布均匀，无分层，无气泡及沉淀；微生物指标：大肠菌群小于等于90个/100 mL，致病菌未检出；黄酮类含量（以芦丁计）：≥0.09 g/100 mL。

3 结论

通过响应面法的方法，得到苦荞脱脂乳的最佳配方为苦荞浆质量分数为25.00%、脱脂乳粉的质量分数为70.00%、黄原胶∶瓜尔胶（1∶1）添加量的质量分数为0.13%、白砂糖的质量分数为3.19%。

苦荞脱脂乳以荞麦浆和脱脂乳为主要原料，制得的产品具有苦荞特有的清香味和脱脂乳的滋味，无异味，口感细腻，由于其较好地掩盖了脱脂乳本身的味道，极大拓展了适宜饮用的人群。把苦荞粉和脱脂乳粉的保健功能和营养价值有机地融为一体，为苦荞粉资源的开发利用以及品种丰富、系列多样、风味独特的配制型乳饮料开发提供了思路。