籽粒苋植物蛋白饮料的研制

籽粒苋植物蛋白饮料的研制

谷物中的钙含量丰富，镁含量高，可以弥补主要粮食产品的营养成分不足，可作为新粮食资源开发。籽粒苋的苋籽粗蛋白含量达15%～18%，比小麦、水稻等粮食作物高0.5～1倍，因此将苋籽与其他谷物按一定比例配比，其营养价值可大幅度提高。试验致力于开发一种籽粒苋籽实蛋白饮品，利用富含蛋白质的籽粒苋种子粉与其他辅料混合调配研制而成。产品既保存籽粒苋的营养价值，又具有其他蛋白制品的营养保健作用，口感适宜，产品市场开发潜力较大，有助于企业提高籽粒苋附加值的同时促进籽粒苋产业可持续健康发展。1材料和方法1.1主要加工设备籽粒苋籽实体（上海牧粮实业有限公司）；黄豆、花生、大米、红枣、白砂糖、干菊花、干玫瑰花（市售）。JE602电子天平（上海浦春计量仪器有限公司）、DS-1高速组织捣碎机（上海标本模型厂）、SSW-600-2S电热恒温水浴槽（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）、YXQ-LS立式压力蒸汽灭菌器（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）、HOMG-Q500-P25高压均质机（上海融合机械设备有限公司）、PT-20T管式杀菌机（上海沃迪自动化装备股份有限公司）、TF-AS1充填装置（上海沃迪自动化装备股份有限公司）等。1.2测试方法1.2.1工艺籽粒苋籽实体→预处理→浸泡→原料调配→磨浆→浆渣分离→调配→均质→杀菌→灌装→冷却→成品1.2.2操作要点1.2.2.种子粉碎预处理1)籽粒苋籽实体预处理将洗净的籽粒苋籽实体用组织粉碎机粉碎为约0.180mm的种子粉末。加入温水（每100g种子粉加1L温水），浸泡2h。2)其他原料预处理黄豆、白砂糖同样用组织粉碎机粉碎为粒径约180μm的粉末。1.2.2.不同因素对籽粒苋蛋白饮料的添加量影响制作一种以籽粒苋种子粉、黄豆粉、白砂糖为主要原料的植物蛋白饮料。研究主要原料的不同用量对风味的影响。根据感官评定确定最佳添加量，调配蛋白饮料。1)配方的单因素试验分别设计3组试验：固定苦黄豆添加量4%、白砂糖添加量2%，分别设定籽粒苋种子粉添加量2.0%,2.5%,3.0%,3.5%,4.0%和4.5%；固定籽粒苋种子粉添加量4%、白砂糖添加量2%，分别设定黄豆粉添加量2%,4%,6%,8%和10%；固定籽粒苋种子粉添加量4%、苦黄豆添加量4%，分别设定白砂糖添加量2%,4%,6%,8%和10%。考察不同因素对籽粒苋蛋白饮料的影响，以产品的风味评定为评价指标。所有试验重复3次取平均值。2)配方完全随机设计优化在单因素试验基础上，对籽粒苋种子粉、黄豆粉添加量进行完全随机设计。由30人组成评定小组，每个评定员按照感官评价指标，以百分制表示，筛选出最优产品配方。1.2.2.均质压力测定将均质压力分别设置为20,25,30,35和40MPa，每个处理500mL，分别均质5min，均质后在室温下放置24h，测定稳定系数R，得出最佳均质压力。1.2.2.均质温度的测定选取最适宜的均质压力，均质温度分别调节为30,35,40,45,50和55℃，每个处理500mL，分别均质5min，均质后在室温下放置24h，测定稳定系数R，得出最佳均质温度。1.2.2.均质次数的确定选取最适宜的均质压力，分别均质1,2,3,4和5次，每次均质5min，每个处理500mL，均质后在室温下放置24h，测定稳定系数R，得出最佳均质次数。1.2.2.6.消毒和灌溉将调配好的液体在板式杀菌机中灭菌并趁热灌装，冷却至常温。1.2.3循环试验保质期试验期间共做3批样品，对3批样品在4℃下保藏6周，进行感官评定及微生物指标测定。1.2.4感觉评估组成感官评定小组，按照感官评价标准，分别对产品色泽、风味、口感和组织状态进行感官评价，以百分制表示。1.2.5产品端部的技术标准1.2.5.口感，口感色泽，呈乳白色或微黄色；风味，具有籽粒苋种子粉、黄豆特有的香气，不得有异味、异臭；口感，香甜适宜，蛋白香柔和，有极弱的颗粒感；组织状态，极少原料颗粒，微黏稠，组织均匀，无凝块，无悬浮物、沉淀和正常视力可见的外来杂物。1.2.5.2.理化指标总固形物≥2g/100mL；脂肪质量分数≥0.4%；蛋白质质量分数≥1%。1.2.5.3.食品安全要求应符合相应的食品安全国家标准的规定。1.2.5.大肠菌群测定菌落总数≤100CFU/mL，大肠菌群<30MPN/100mL，霉菌、酵母数≤20CFU/mL，致病菌不得检出；符合食品卫生要求。1.2.6理化指标和微生物指标检测1)稳定系数R的测定样品于2000r/min离心10min，取中间液稀释100倍后，用分光光度计在750nm下测定吸光度A2)饮料成分测定总糖含量测定，采用苯酚-硫酸法；蛋白质含量测定，参照GB5009.5—2010；可溶性固形物测定，参照GB/T12143.1—1989；还原糖含量测定，参照GB/T5009.7—2008；脂肪含量测定，采用粗脂肪方法，参照GB/T14772—2008；灰分测定，即测定矿物质含量，参照GB5009.4—2010；总固形物含量，即测定水分，参照GB5009.3—2010；膳食纤维含量测定，参照GB/T5009.88—2003；碳水化合物含量按式（2）计算；菌落总数测定，参照GB4789.2—2010；大肠菌群测定，参照GB4789.3—2010；致病菌测定，参照GB4789.4—2010、GB4789.5—2012、GB4789.10—2010。碳水化合物含量=总固体含量-蛋白质含量-脂肪含量（2)2结果与分析2.1单因素试验结果分析2.1.1颗粒感的影响从表1看出，种子粉添加量4.5%时虽有种子淡香味，但有很强的颗粒感，影响饮用的口感。添加量2%时尽管颗粒感极弱，但基本无种子香味，且种子粉含量低使得蛋白质含量也相对较低，种子粉添加量3.5%时，颗粒感比较弱，同时有种子淡香味，此时蛋白质含量适中。2.1.2黄豆粉添加量从表2看出，利用黄豆增强饮料风味，还可提高蛋白质含量，黄豆粉添加量10%时，溶液黏稠，难以过滤，添加量6%～8%，有适宜的豆香味，且过滤难度适中，其中，黄豆粉添加量8%时香味较浓。2.1.3添加量与味道的关系白砂糖主要影响产品的甜度，其添加量过高或过低对产品的甜度评分均会降低。从表3看出，白砂糖添加量6%时，产品甜度适中。2.2最佳添加方案的确定以单因素试验结果为依据，在籽粒苋种子粉添加量、黄豆粉添加量2个因素合适的范围内各取3个水平，见表3，对配方进行全随机设计确定最佳添加方案。由30人组成评定小组，每个评定员根据感官评价指标进行评价打分。结果表明，A2.3均质试验的结果2.3.1均质压力对饮料稳定性的影响由图1可知，增加均质压力，饮料的稳定系数先呈增长趋势，均质压力35MPa时，稳定系数达到最大，均质压力35MPa后，饮料的稳定性降低，因此，选择均质压力35MPa较为适宜。2.3.2均质温度对饮料稳定性的影响由图2可知，均质温度45℃时，籽粒苋蛋白饮料的稳定性达到最高，均质温度低于45℃，籽粒苋蛋白饮料的稳定性随均质温度增加而提高；均质温度超过45℃时，籽粒苋蛋白饮料随着温度增加而下降。所以，选择均质温度45℃，籽粒苋蛋白饮料具有较好的稳定性。2.3.3均质次数对饮料稳定性的影响由图3可知，均质2次时，籽粒苋蛋白饮料的稳定系数达到最高，均质次数超过2次，籽粒苋蛋白饮料稳定性虽变化不大，但呈缓慢降低趋势，由此可见，采用均质2次可使籽粒苋蛋白饮料具有较好的稳定性。2.4菌落总数和大肠菌群数b选择不同的灭菌温度和时间对籽粒苋蛋白饮料进行杀菌后，在37℃下保温15d，测定饮料中菌落总数、大肠菌群数及进行致病菌检验，其微生物指标见表6。由表6看出，杀菌时间均设定为10min（如第2，第4，第6，第8和第10组），杀菌温度90℃时，菌落总数221CFU/mL，大肠菌群数42MPN/100mL，随着灭菌温度升高，菌落总数和大肠菌群数降低，灭菌温度121℃时，菌落总数和大肠菌群数均为0。杀菌温度90℃（如第2和第3组），杀菌15min后，饮料中菌落总数为182CFU/mL，大肠菌群数为32MPN/100mL，相比杀菌10min的菌落总数降低31CFU/mL，大肠菌群数降低10MPN/100mL。因此，灭菌温度相同时，灭菌时间增加，灭菌效果更好。灭菌温度100℃、灭菌时间15min，灭菌温度115℃和121℃（如第7，第8，第9和第10组），饮料经灭菌后，菌落总数分别为69,18,5和0CFU/mL，大肠菌群数均为0，符合GB7101—2015中关于蛋白饮料菌落总数和大肠菌群数的规定。其中，第7组是常压杀菌，耗能少且相对更高的温度，此温度对饮料的营养物质影响较小，所以杀菌条件以100℃、15min为宜。2.5蛋白质饮料的营养成分按照优化工艺进行生产后，测定籽粒苋植物蛋白饮料中的蛋白质、粗脂肪、灰分、膳食纤维，固形物及碳水化合物，如表7所示，此产品各项指标符合要求的产品质量技术指标。2.6谷物，植物，蛋白饮料的保藏性试验2.6.1个单项中的不及格分保质期试验期间共做3批样品，对3批样品同时进行为期6周的感官评定，从图4中可以看到感官评价试验中4个单项（色泽、组织状态、气味，滋味）分值的变化。在第3周时，滋味出现5.8分的低分，是4项之中最早进入不及格分6分之下，到第4周，组织状态和气味也出现不及格的分数，分别为5.4分和5.6分，第5周时，色泽出现5.6分的低分。由此得出，滋味是最受储存时间限制的因素，而色泽则是最不受储存时间影响。2.6.2储藏期间菌落总数、霉菌、酵母总数检测结果籽粒苋植物蛋白饮料储藏期质量试验内各项微生物检测结果如表8所示。在前2周时间内，籽粒苋植物蛋白饮料中各项微生物总数均为0，第3周时，检测结果发生变化，其中检出菌落总数4CFU/mL、霉菌2CFU/mL、酵母1CFU/mL；随着储藏时间的增加，菌落总数、霉菌、酵母总数均有所增加。大肠菌群、致病菌（沙门菌、志贺菌、金黄色葡萄球菌）始终均未检出；均符合国家标准要求。通过感官评定级微生物指标测定，判断此款饮料的保质期为2周，即14d。3籽粒苋植物蛋白饮料的储藏时间d试验结果表明籽粒苋植物蛋白饮料的2种口感较好，营养适宜的配方为种子粉3%、黄豆9%、白砂糖6%；均质工艺为均质压力35MPa、均质次数2次；灭菌条件为10