李亚萍，罗丽，崔广智，苏德亮，尹兰，宋礼*

1. 甘南倍益特生物科技有限公司（合作 747000）；2. 甘肃华羚乳品股份有限公司（合作 747000）；3. 甘肃华羚生物技术研究中心（兰州 730000）

抗氧化牦牛乳奶粉是以牦牛乳配方奶粉基粉、大豆多肽粉、玉米低聚肽粉、沙棘粉，经过干法工艺制得的一种适应于高原人群的调制奶粉。相比于普通奶粉，该奶粉营养全面，且具有抗氧化、抗疲劳的功效。

高原地区空气稀薄、大气压低、氧分压低、寒冷、风大、紫外线强等特殊环境因素，尤其是高原低氧，对人体营养物质代谢和需求都有明显影响。合理膳食和营养素补充可有效预防或减轻高原反应、增强机体的高原适应力和提高劳动能力[1]。

大豆多肽粉是大豆蛋白的水解产物，含有的疏基是非常重要的自由基清除剂，大豆植物蛋白当中含有非常丰富的疏基基团，并且大豆蛋白水解产物当中疏基的含量要高于大豆蛋白，同时疏水性对大豆蛋白水解产物的抗氧化性具有很强的促进作用，因此大豆多肽粉具有较强的抗氧化性[2]。

玉米低聚肽粉是玉米蛋白的水解产物，王丽英[3]以玉米蛋白为原料，制备玉米抗氧化活性肽，用多种方法测定了玉米抗氧化活性肽的自由基清除能力、细胞内活性氧清除能力、抗氧化酶活性调节作用、抗氧化基因表达调节作用等，试验结果表明，经过碱性蛋白酶水解的玉米蛋白，超滤后可得到2组具有较强抗氧化能力的组分。

沙棘的树皮、果实、叶子、种子以其独特的药用特性而闻名，其植物体的各个部位均含有丰富的生物活性物质，包括维生素A、C和B族维生素，类胡萝卜素，酚类物质，不饱和脂肪酸，矿物质（铁、镁、钠、钙）等[4-7]。其中，沙棘果实在多种生理活性成分上都体现出高含量。近年来，沙棘果提取物已被证明具有抗氧化、抑制肿瘤、降低血糖、降低血脂、免疫调节、缓解炎症、韧带损伤等功能[8]。

抗氧化牦牛乳奶粉的配方优化研究，不仅能为高原地区人群提供营养补充，而且能够带动经济的发展，扩大高原地区稀有乳种的市场，同时也能为企业及牧民创造直观的效益。

1 材料与方法

1.1 材料

牦牛乳配方奶粉基粉（甘肃华羚乳品股份有限公司）；大豆多肽粉（江苏俊启生物科技股份有限公司）；玉米低聚肽粉（辽宁太爱肽生物工程技术有限公司）；沙棘粉（天津市真如果食品工业有限公司）。

1.2 设备与仪器

三维混合机（常州市易能干燥设备有限公司）；电子天平（上海精密仪器仪表有限公司）；分析天平（上海精密仪器仪表有限公司）；电子调温万用电炉（天津市泰斯特仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 单因素试验

1.3.1.1 大豆多肽粉对抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影响

确定玉米低聚肽粉10%、沙棘粉10%、牦牛乳配方奶粉基粉60%，采用干法工艺，分别将5%，10%，15%，20%和25%的大豆多肽粉，与各原辅料在三维混合机中进行干混，以感官得分为依据，确定大豆多肽粉的最佳添加量。

1.3.1.2 玉米低聚肽粉对抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影响

确定大豆多肽粉15%、沙棘粉10%、牦牛乳配方奶粉基粉60%，采用干法工艺，分别将4%，6%，8%，10%和12%的玉米低聚肽粉，与各原辅料在三维混合机中进行干混，以感官得分为依据，确定玉米低聚肽粉的最佳添加量。

1.3.1.3 沙棘粉对抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影响

确定大豆多肽粉15%、玉米低聚肽粉10%、牦牛乳配方奶粉基粉60%，采用干法工艺，分别将5%，10%，15%，20%和25%的沙棘粉，与各原辅料在三维混合机中进行干混，以感官得分为依据，确定沙棘粉的最佳添加量。

1.3.1.4 牦牛乳配方奶粉基粉对抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影响

确定大豆多肽粉15%、玉米低聚肽粉10%、沙棘粉10%，采用干法工艺，分别将30%，40%，50%，60%和70%的牦牛乳配方奶粉基粉，与各原辅料在三维混合机中进行干混，以感官得分为依据，确定牦牛乳配方奶粉基粉的最佳添加量。

1.3.2 响应面试验设计

根据响应面设计原理，设计三因素三水平响应面试验，以大豆多肽粉、玉米低聚肽粉、沙棘粉的添加量为自变量，感官得分为响应值，进行配方优化分析，确定各成分配比。试验因素与水平设计见表1。

表1 响应面设计因素与水平 单位：%

1.3.3 感官评价

参照RHB 204—2004《婴儿配方乳粉感官评鉴细则》中的要求，邀请15位乳制品专业、具有感官评定经验的评审员，进行感官评定。以满分100分计，去掉最高分和最低分取平均值，评分标准见表2。

表2 感官评分标准[9]

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 大豆多肽粉添加量对抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影响

由图1可知，随着大豆多肽粉添加量的增加，感官得分呈先上升后下降趋势。大豆多肽粉添加量小于15%时，奶粉膻味较重。大豆多肽粉添加量15%时，感官得分最高，奶粉乳香味足，冲调性好，色泽均一有光泽。大豆多肽粉添加量大于15%时，奶粉有淡淡苦涩味，奶香味不足。因此，大豆多肽粉最佳添加量为15%。

图1 大豆多肽粉添加量对抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影响

2.1.2 玉米低聚肽粉添加量对抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影响

由图2可知，随着玉米低聚肽粉添加量的增加，感官得分呈先平缓上升后快速下降趋势。玉米低聚肽粉添加量小于10%时，奶粉膻味较重，较甜。玉米低聚肽粉添加量10%时，感官得分最高，奶粉乳香味足，口感自然。玉米低聚肽粉添加量大于10%时，奶粉奶香味不足，冲调较差，有沉淀。因此，玉米低聚肽粉最佳添加量为10%。

图2 玉米低聚肽粉添加量对抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影响

2.1.3 沙棘粉添加量对抗氧化牦牛乳奶粉感官的影响

由图3可知，随着沙棘粉添加量的增加，感官得分呈先上升后下降趋势。沙棘粉添加量小于10%时，奶粉沙棘特有风味不凸显，口感较甜。沙棘粉添加量10%时，感官得分最高，奶粉具有沙棘特有香味，且口感结合自然。沙棘粉添加量大于10%时，奶粉味道偏酸，溶解较差，奶香味不足，有沉淀。因此，沙棘粉最佳添加量为10%。

图3 沙棘粉添加量对抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影响

2.1.4 牦牛乳配方奶粉基粉添加量对抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影响

由图4可知，随着牦牛乳配方奶粉基粉添加量的增加，感官得分呈先上升后快速下降趋势。牦牛乳配方奶粉基粉添加量小于60%时，奶粉乳香味不足，有淡淡苦涩味及酸味。牦牛乳配方奶粉基粉添加量为60%时，感官得分最高，奶粉乳香味足，口感结合自然。牦牛乳配方奶粉基粉添加量大于60%时，奶粉膻味较重，冲调较差。因此，牦牛乳配方奶粉基粉最佳添加量为60%。

图4 牦牛乳配方奶粉基粉添加量对抗氧化牦牛乳奶粉感官得分的影响

2.2 响应面设计与结果

以大豆多肽粉、玉米低聚肽粉、沙棘粉的添加量3个因素设计试验，根据Design-Expert 8.0.6软件设计原理，设计17个组合，试验设计及结果见表3。

表3 试验设计与结果

运用Design-Expert 8.0.6软件对试验结果进行回归拟合，得到的回归方程：Y=82.40-3.12A+0.88B-3.25C+2.75AB+1.50AC+6.50BC-6.58A2-5.58B2-5.32C2。

为检验方程的有效性，对结果进行分析，方差分析见表4。由表4可知，模型F=39.44，P＜0.000 1，失拟项P=0.439 1＞0.05，不显著，表明该模型是显著的，能够较好地反映3个自变量之间的关系。该模型R2=0.980 7，Radj2=0.955 8，表明该模型与实际有较好的拟合性，具有显著的统计学意义，能够用于抗氧化牦牛乳奶粉配方的预测与优化。3个因素对于配方奶粉感官影响大小依次为沙棘粉添加量＞大豆多肽粉添加量＞玉米低聚肽粉添加量。

表4 方差分析

2.2.1 响应面分析

大豆多肽粉添加量、玉米低聚肽粉添加量、沙棘粉添加量三因素的交互作用对感官得分的影响如图5～图7所示。

由图5可知，大豆多肽粉添加量、玉米低聚肽粉添加量交互作用显著，等高线为椭圆形，由等高线疏密可以判定，大豆多肽粉添加量对于感官得分的影响较玉米低聚肽粉添加量的更大。

图5 大豆多肽粉添加量、玉米低聚肽粉添加量对感官得分影响的响应面（左）和等高线（右）

由图6可知，大豆多肽粉添加量、沙棘粉添加量交互作用的等高线接近于圆形，响应面平滑，表明交互作用不显著。由等高线的疏密度可以判定，大豆多肽粉添加量对奶粉感官的影响较沙棘粉添加量更大。

图6 大豆多肽粉添加量、沙棘粉添加量对感官得分影响的响应面（左）和等高线（右）

由图7可知，沙棘粉添加量、玉米低聚肽粉添加量交互作用最显著，等高线为椭圆形，由等高线疏密可以判定，沙棘粉添加量对于感官得分的影响较玉米低聚肽粉添加量的更大。

图7 沙棘粉添加量、玉米低聚肽粉添加量对感官得分影响的响应面（左）和等高线（右）

通过响应面试验，通过Design-Expert 8.0.6软件优化，抗氧化牦牛乳奶粉的最佳配方为大豆多肽粉的理论最佳添加量13.13%、玉米低聚肽粉的理论最佳添加量9.31%、沙棘粉的理论最佳添加量7.16%。理论最高感官得分为83.759分。对配方进行优化，即大豆多肽粉13%、玉米低聚肽粉9%、沙棘粉7%，使用这组最佳数据重复试验3次后，平均感官得分为82.663分，与理论值接近。说明该数学模型可靠，可用于抗氧化牦牛乳奶粉配方的优化。

3 结论

通过单因素试验确定，对抗氧化牦牛乳奶粉感官得分有主要影响的3个因素是大豆多肽粉、玉米低聚肽粉和沙棘粉，并以单因素试验结果为基础，结合响应面试验和验证试验确定抗氧化牦牛乳奶粉的最佳配比：大豆多肽粉13%、玉米低聚肽粉9%、沙棘粉7%。在该条件下抗氧化牦牛乳奶粉，乳香味浓郁，冲调性好，具有该产品特有的香味和气味。