核桃、夏威夷果复合乳饮料工艺优化及稳定性评价

王涛 韩晓江 彭晓邦 杨梦佳

(商洛学院健康管理学院陕西商洛 726000)

核桃营养价值丰富，油脂占比可达75%，其中不饱和脂肪酸占比90%以上，富含油酸、亚油酸；核桃蛋白占比20%～25%，包含全部必需氨基酸在内的18种氨基酸［1-3］。核桃能够治疗高胆固醇、高血糖，还具有清润血管、防止血栓的功效；同时能够滋养脑部神经，修复受损细胞，提高大脑的记忆力，具有强健头脑的功效［4-5］。据研究报道，核桃还具有预防乳腺癌，改善血管内皮等作用［6］。

夏威夷果又称澳洲坚果，富含多种营养物质，脂肪含量占比78%以上，其中不饱和脂肪酸含量较多；蛋白质占比8%左右，可为机体提供必需氨基酸［7-8］；郭刚军等［9］研究发现，夏威夷果蛋白质氨基酸评分较高，必需氨基酸含量丰富且营养均衡；可溶性糖占比5.9%，还富含K、P、Zn、Ca、Mg、Cu、Mn、Fe等矿物质；具有抗氧化、降血糖、抗衰老等保健功能，可调节血脂代谢、有效预防心血管疾病［10-12］。

目前，对乳饮料研究相对较多，但利用热带盛产的坚果和本地核桃进行研究开发则相对较少。本研究以夏威夷果为原料，结合核桃、牛奶营养价值，开展影响乳饮料口感的单因素试验；利用正交优化得出配方参数，同时对研制开发的乳饮料稳定性进行研究，优化得出最佳复合稳定剂参数，研制开发功能更加齐全的健康乳饮料，为澳洲坚果、核桃深加工利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试材与试剂

核桃、夏威夷果、脱脂奶粉、白砂糖均购置于华润万家超市；食品级黄原胶、卡拉胶、海藻酸钠购自河南万邦实业有限公司。

1.1.2 试验仪器

ZG-LHS01榨汁机；WIGGENS BIOCEN 22微量台式离心机；万分之一分析天平；HH-S恒温水浴锅；LHS-18B高压力蒸汽灭菌锅；LC-PJ-400无菌均质机。

1.2 方法

1.2.1 主要工艺流程

核桃仁（夏威夷果仁）选择→浸泡（烘烤）→去皮→磨浆榨汁→过滤→核桃汁（夏威夷果汁）→脱脂奶粉冲调→添加白砂糖、稳定剂，调配→均质→灭菌→冷却→成品。

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 核桃汁的制备

选取饱满的核桃仁，于1.5%NaOH热水溶液中浸泡5 min，去皮，用清水冲洗3遍，以1∶4（m∶V）料液比进行磨浆，过100目筛［13］。

1.2.2.2 夏威夷果汁的制备

选取色泽较好、新鲜原味的夏威夷果，以120℃烘烤20 min；利用粉碎机粉碎，将夏威夷果粉和去离子水以料液比1∶4（m∶V）混合，搅拌，得到夏威夷果汁，待用［14-16］。

1.2.2.3 调配

将夏威夷果汁、核桃汁、脱脂牛奶按比例进行调配，添加白砂糖改善其口感，以黄原胶为稳定剂，定容至100 mL。

1.2.2.4 均质及杀菌

对调配的样品高压均质，即采取压力25 Mpa、温度55℃进一步破碎样品中脂肪球和固体小颗粒；均质后灌装、杀菌、冷却、成品。

1.2.3 单因素试验

选取夏威夷果汁（B）添加量10%、白砂糖6%、脱脂牛奶30%，考察单因素核桃汁5%、10%、15%、20%、25%、30%添加量对饮品口感的影响；选核桃汁添加量10%，白砂糖6%、脱脂牛奶30%，考察单因素夏威夷果汁5%、10%、15%、20%、25%、30%添加量对饮品口感的影响；选取核桃汁（A）添加量10%、夏威夷果汁10%、白砂糖6%，考察脱脂牛奶（C）10%、20%、30%、40%、50%、60%添加量对饮品口感的影响。

1.2.4 核桃、夏威夷果汁复合乳饮料正交优化及感官评定

分别以核桃汁、夏威夷果汁、脱脂牛奶液为试验因素，每因素选取三水平，设计正交试验。由10名经过培训的学生，根据表1中感官评定标准［17］，对复合乳饮料进行感官评分。

表1 复合乳饮料感官评分表

1.2.5 稳定剂单因素试验

通过优化，分别考察黄原胶、卡拉胶、海藻酸 钠3种 稳 定 剂0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%添加量对乳饮料稳定性的影响。

准确称取添加过稳定剂的复合乳饮料质量（M2）（g），于4℃静置12 h，以4 000 r/min离心10 min，得沉淀物；高温干燥后准确称取其质量（M1），根据公式（1）计算沉淀率［18-21］

1.2.6 响应面优化乳饮料复合稳定剂稳定效果实验

根据黄原胶、卡拉胶、海藻酸钠单因素试验结果，选择稳定剂最适添加量的10%、20%、30%为低、中、高3个水平，设计响应面试验，以沉淀率为响应值，响应面优化最佳配比，试验因素及水平见表2。

经3种不同稳定剂单因素试验后，以黄原胶（X1）最佳添加量、卡拉胶（X2）最佳添加量、海藻酸钠（X3）最佳添加量为因素，根据表2设计的响应面试验因素水平，使用Design-Expert 7.0软件进行响应面优化分析，以感官评分作为响应值。

表2 响应面试验因素水平表

2 结果与分析

2.1 单因素对复合乳饮料的影响

单因素添加量对复合乳饮料感官得分的影响见图1～3。夏威夷果汁添加量10%时，评分最高（图2），由于实验所用的是原味夏威夷果，添加较少时果香味较低，添加较高会掩盖核桃味道，加上夏威夷果为热带坚果，有很大一部分消费者对其嗜好可能偏低；核桃汁15%，牛奶添加量40%时，感官最佳，口感清爽，不油腻，核桃乳香味，奶香味俱佳。

图1 核桃汁添加量对复合乳饮料的影响

图2 夏威夷果汁添加量对复合乳饮料的影响

图3 牛奶添加量对复合乳饮料的影响，

2.2 正交试验结果

在复合乳饮料单因素试验基础上，选择三因素三水平进行正交实验，正交试验设计及感官评分结果见表3，同时对其进行方差分析。单因素对感官评分影响最大的是夏威夷果汁，影响最小的是脱脂牛奶，主次顺序依次是B＞A＞C，最优组合为B2A2C3，由此确定复合乳饮料夏威夷果汁添加量10%，核桃汁添加量15%，牛奶添加量50%。由表4可知，仅因素A、B对产品感官得分的影响显著，这可能与评定人员日常饮食习惯有一定的关系。

2.3 复合稳定剂单因素试验结果

由图4可知，3种稳定剂沉淀率总体呈现随着添加量的增加先降低后增加的变化趋势，卡拉胶添加0.1%、海藻酸钠添加0.2%时、黄原胶添加0.15%，单因素沉淀率最低；随后添加量增加，沉淀率又会呈现偏高的趋势；然而，添加量过高也会对乳饮料中的稳定体系造成破坏。

表3 核桃、夏威夷果汁、牛奶配比正交试验设计表及结果

表4 正交试验设计结果方差分析表

图4 不同稳定剂对复合乳饮料稳定性的影响

2.4 复合稳定剂响应面优化结果

试验结果如表5所示。对数据进行回归拟合处理，响应方差分析结果如表6所示，得二次回归方程：

由表6可知，回归模型p＜0.000 1，模型极显著，表明复合乳饮料的沉淀率和3个因素之间的回归模型显著，模型R2=0.977 8，表明回归方程有较高的拟合度。模型一次项X1、X2、X3，交互项X1X2、X1X3，二次项X1

2、X2

2、X32的p值均小于0.01，达到极显著水平；交互项X2X3的p值为0.028 1，处于显著水平。根据所建模型F值可知：三因素对复合乳饮料稳定性的影响效果大小为海藻酸钠添加量（X3）＞卡拉胶添加量（X2）＞黄原胶添加量（X1）。

表5 响应面试验结果

利用Design-Expert7.0软件对响应面优化工艺结果进行拟合分析，黄原胶0.032%、卡拉胶0.018%、海藻酸钠0.053%，预测得最小沉淀率为0.405%；为验证优化结果的可靠性，在该条件下进行验证试验，实际测得核桃、夏威夷果复合乳饮料沉淀率为0.413%，与理论预测相对误差1.9%，表明实验结果与模型拟合良好，在实验过程中能使沉淀率达到最低，此响应面模型具有可行性。

3 结论

表6 响应面方差分析表

以核桃、夏威夷果、牛奶为原料研制开发复合乳饮料，通过感官评定及优化可知，10%夏威夷果汁、15%核桃汁、50%脱脂牛奶条件下，饮品感官最佳；同时对复合乳饮料稳定性进行评价，通过单因素试验及响应面分析得知，黄原胶0.032%、卡拉胶0.018%、海藻酸钠0.053%的条件下沉淀率可达到0.413%。