许先猛, 伍媛媛, 卜美超, 付文婷, 薛豫皖

(1.亳州学院 生物与食品工程系,安徽 亳州 236000;2.亳州市天然产物分离纯化工程技术研究中心,安徽 亳州 236000)

中国是世界上最大的花生生产国,占世界花生总产量的36.4%.花生籽粒中富含脂肪、蛋白质、维生素、矿物质等营养元素和黄酮类、酚类、甾体类等生物活性成分[1].花生籽粒发芽后称为花生芽菜[2],目前深受广大消费者喜爱.研究表明,花生发芽会引起花生中总酚和白藜芦醇等活性成分的含量增加[3].以花生芽为原料,已经开发出包括花生芽果冻、花生芽乳饮料[4]、花生芽奶酪等新型功能食品.花生芽功能饮料也是花生芽功能食品研究的重要方向之一,因其舒爽口感,具有保健作用,受到消费者欢迎.复合功能饮料的研究已经成为热点.以花生芽、红枣为原料,采用单因素和响应面法优化花生芽红枣复合饮料的配方工艺,为花生芽功能食品的研究和产品开发奠定基础.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

花生种子:鲁花1号,在20 ℃左右、通风阴凉处储藏备用;红枣:新疆大枣,于20 ℃左右、通风阴凉处储藏备用;芦丁标准品(99%),北京普天同创生物科技有限公司;白藜芦醇标准品(99%),北京沃凯生物科技有限公司;羧甲基纤维素钠(食品级),天津百伦斯生物技术有限公司;L-型苹果酸(食品级),常茂生物化学工程股份有限公司;高锰酸钾、福林酚试剂、碳酸钠、无水乙醇、无水亚硝酸钠均购买自国药集团化学试剂有限公司.

1.2 试验仪器

ALLIANCE 2695高效液相色谱仪,美国Waters公司;UV-9000S紫外分光光度计,上海元析仪器有限公司;FA2204C电子天平,上海天美天平仪器有限公司;DS-1高速组织捣碎机,上海隆拓仪器设备有限公司;WZS-60手持折光计,上海仪电物理光学仪器有限公司;HH-4数显恒温水浴锅,常州国华电器有限公司;C21-RT2160电磁炉,美的生活电器制造有限公司;P901数字酸度计,上海佑科仪器仪表有限公司;TG16-WS高速台式离心机,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;DZG-50L智能真空干燥箱,合肥右科仪器设备有限公司;XHF-DY高速分散器,宁波新芝生物科技股份有限公司.

1.3 试验方法

1.3.1 花生芽制备

挑选大小接近、成熟饱满、无霉变、无虫蛀的花生种子100颗,用去离子水冲洗花生表面的浮尘,置于杀菌后的烧杯中.倒入0.5%高锰酸钾溶液至没过花生种子,浸泡消毒40 min后用去离子水冲洗至溶液呈澄清状态.取预处理后的花生种子,置于烧杯中,去离子水浸没,在功率280 W下超声处理15 min,超声温度为30 ℃.然后在30 ℃条件下用蒸馏水浸种6 h,浸种后的花生种子置于温度为27 ℃,湿度为(85±5)% RH条件下避光发芽,花生发芽后将花生芽朝下播种在花生发芽盘中,发芽7 d得到新鲜花生芽.

1.3.2 花生芽中黄酮含量的测定

取发芽7 d的新鲜花生芽,经真空冷冻干燥后,研磨粉碎,称取0.02 g花生芽粉末于离心管中,加入70%的乙醇溶液1 mL,在300 W超声功率下提取30 min,超声温度为55 ℃,然后以6 000 r/min转速离心10 min,得到花生芽黄酮提取液.花生芽中黄酮含量的测定采用亚硝酸钠—硝酸铝显色法[5].黄酮含量的计算公式为

(1)

式中:C为查标准曲线值(mg/mL),Vt为取样量(mL),n为测定时的稀释倍数(mL),Vs为样液总体积(mL),W为样品质量(g).

1.3.3 花生芽中白藜芦醇含量的测定

花生芽中白藜芦醇含量的测定采用NY/T 2641-2014《植物源性食品中白黎芦醇和白黎芦醇苷的测定》的高效液相色谱法.

(2)

式中,ρ为待测液中白藜芦醇的质量浓度(mg/L),V为体积(mL),m为试样质量(g).

1.3.4 花生芽红枣复合饮料加工工艺流程

1.3.5 花生芽红枣复合饮料加工配方优化

(1)单因素试验.选取花生芽汁、红枣汁、蔗糖、复合酸味剂(含柠檬酸、苹果酸和柠檬酸钠)、复合稳定剂(含羧甲基纤维素钠(CMC-Na)和黄原胶)五种物质的添加量做单因素试验,考察各因素对花生芽红枣复合饮料感官品质的影响.

(2)响应面优化试验.以花生芽红枣复合饮料的感官品质为指标,采用响应面法分别对花生芽汁(%,质量分数,花生芽汁浓度为20.5%)、红枣汁(%,质量分数,红枣汁浓度为61.0%)、蔗糖(%,质量分数)、复合酸味剂(%,质量分数)的添加量这4个因素进行响应面设计,研究花生芽红枣复合饮料的最佳配方.试验因素水平表见表1.

表1 试验因素水平表

(3)花生芽红枣复合饮料感官评价

选取15名经过专业培训的学生组成评价小组,按照感官评价表对花生芽红枣复合饮料进行感官评价,结果见表2.

表2 感官评价表

1.3.6 花生芽红枣复合饮料理化指标测定

花生芽红枣复合饮料中可溶性固形物的含量采用折光计法进行测定[6].花生芽红枣复合饮料中的悬浮物采用离心沉淀法进行测定[7].

1.3.7 花生芽红枣复合饮料菌落总数和大肠菌群测定

菌落总数和大肠菌群的测定分别采用菌落总数测定法和大肠菌群计数法.

2 结果与讨论

2.1 花生芽制备及花生芽中黄酮含量、白藜芦醇含量测定

花生种子经预处理后,在功率280 W下超声处理15 min,超声温度为30 ℃.浸种后,花生种子置于温度为27 ℃,湿度为(85±5)%的RH条件下避光发芽.花生发芽后将花生芽朝下播种在花生发芽盘中,发芽7 d得到新鲜花生芽.取第7 d花生芽,按照式(1)(2)分别测定花生芽中黄酮和白藜芦醇的含量.结果显示,花生芽中黄酮含量为588.3 mg/100 g,花生芽中白藜芦醇的含量40.35 μg/g.

2.2 花生芽红枣复合饮料单因素试验结果

2.2.1 花生芽汁添加量的影响

在红枣汁、蔗糖、复合酸味剂、复合稳定剂的添加量分别为25.0%、5.0%、0.12%、0.5%条件下,考查花生芽汁添加量分别为10.0%、12.0%、14.0%、16.0%、18.0%时对花生芽红枣复合饮料感官品质的影响,结果如图1.可以看出,花生芽汁添加量为10.0%～18.0%范围内,花生芽红枣复合饮料随着花生芽汁添加量的增加,感官评分先增大后减小.花生芽汁添加量为14%左右为宜.随着添加量的增加,饮料的花生芳香气味逐渐变浓,从而掩盖红枣香气[8].

2.2.2 红枣汁添加量的影响

在花生芽汁、蔗糖、复合酸味剂、复合稳定剂的添加量分别为14.0%、5.0%、0.12%、0.5%条件下,考查红枣汁添加量分别为15.0%、20.0%、25.0%、30.0%、35.0%时对感官品质的影响,结果如图2.可以看出,在红枣汁添加量为15.0%～35.0%范围内,感官评分先增大后减小,红枣汁添加量为25.0%左右为宜.红枣汁添加量过高也会导致因红枣香味过重而掩盖花生香气.同时,红枣汁中糖含量较高,也会使饮料口感偏甜,从而降低感官评分[9].

图1 花生芽汁添加量对饮料感官品质的影响 图2 红枣汁添加量对饮料感官品质的影响

2.2.3 蔗糖添加量对饮料感官品质的影响

在花生芽汁、红枣汁、复合酸味剂、复合稳定剂的添加量分别为14.0%、25.0%、0.12%、0.5%条件下,考查蔗糖添加量分别为4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%时对花生芽红枣复合饮料感官品质的影响,结果如图3.可以看出,在蔗糖添加量为4.0%～8.0%范围内,随着蔗糖添加量的增加,感官评分先增大后减小,蔗糖添加量为6.0%左右为宜.糖添加量过高会导致饮料口感偏甜[10],从而降低花生芽红枣复合饮料的感官评分.

2.2.4 复合酸味剂添加量对饮料感官品质的影响

在花生芽汁、红枣汁、蔗糖、复合稳定剂的添加量分别为14.0%、25.0%、5.0%、0.5%条件下,考查复合酸味剂添加量分别为0.04%、0.08%、0.12%、0.16%、0.20%时对花生芽红枣复合饮料感官品质的影响,结果如图4.可以看出,在复合酸味剂添加量为0.04%～0.20%范围内,感官评分先增大后减小,复合酸味剂添加量为0.12%左右为宜,其中柠檬酸、苹果酸和柠檬酸钠的比例为3∶2∶3.适宜的酸甜比可以提高花生芽红枣复合饮料的感官评分,添加量过高或者过低都会影响感官品质.

图3 蔗糖添加量对饮料感官品质的影响 图4 复合酸味剂添加量对饮料感官品质的影响

图5 复合稳定剂添加量对饮料感官品质的影响

2.2.5 复合稳定剂添加量对饮料感官品质的影响

在制备花生芽红枣复合饮料的过程中,添加复合稳定剂会提高饮料的黏度[4].在花生芽汁添加量为14.0%、红枣汁添加量为25.0%、蔗糖添加量为5.0%、复合酸味剂添加量为0.12%条件下,考查复合稳定剂的添加量分别为0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%对花生芽红枣复合饮料感官品质的影响,结果如图5.可以看出,在复合稳定剂添加量为0.3%～0.7%范围内,感官评分先增大后减小,复合稳定剂添加量为0.5%左右为宜,其中CMC-Na和黄原胶的比例为1∶1.

2.3 花生芽红枣复合饮料的响应面试验

2.3.1 响应面试验结果

以花生芽红枣复合饮料感官评分为指标设计响应面试验,设置花生芽汁添加量(A)、红枣汁添加量(B)、蔗糖添加量(C)、复合酸味剂添加量(D)为影响因素进行响应面试验,研究花生芽红枣复合饮料最佳配方.响应面试验结果见表3.

表3 响应面试验结果

续表3 响应面试验结果

2.3.2 响应面试验回归模型及方差分析

对响应面试验结果进行方差分析和显著性检验,分析结果见表4.花生芽红枣复合饮料预测模型为:R1=92.96+0.80A+ 0.69B-1.33C-8.333E-003D+0.30AB+0.20AC-0.60AD+0.33BC-0.050BD-0.075CD-2.17A2-1.11B2-3.92C2-2.03D2.对复合饮料预测模型进行方差分析,结果显示F值为11.34,且模型为极显著(P<0.000 1).对比分析四个因素F值,发现四个因素对感官评价的影响顺序为C>A>B>D.由试验结果可知R2=0.918 9,P=0.873 7(P>0.05),说明预测值与真实值拟合较好.感官评价预测模型可以对花生芽红枣复合饮料的制备进行分析.

表4 响应面试验结果方差分析

续表4 响应面试验结果方差分析

2.3.3 响应面分析讨论

由表4可知,A花生芽汁添加量、B红枣汁添加量、C蔗糖添加量、D复合酸味剂添加量四个因素之间的交互作用都对花生芽红枣复合饮料的感官品质有一定影响,其中因素A和因素D交互作用对感官品质影响最大.使用DesignExpert12.0 软件进行拟合,以三维响应面曲线图直观表现出花生芽汁添加量和复合酸味剂添加量两个因素的交互作用对花生芽红枣复合饮料感官评分的影响,结果见图6.在花生芽汁添加量10.0%～18.0%范围内,复合酸味剂添加量由0.04%升高到0.20%,花生芽红枣复合饮料的感官评分先增加后降低.

图6 AD因子交互作用对饮料感官品质的影响

2.3.4 验证试验

通过响应面优化试验回归方程预测得到,花生芽红枣复合饮料的加工配方为:花生芽汁添加量14.4%、红枣汁添加量26.6%、蔗糖添加量4.9%、复合酸味剂添加量0.12%、复合稳定剂添加量0.5%,经预测花生芽红枣复合饮料的感官评分为93.3.经校正后,花生芽红枣复合饮料的加工配方为:花生芽汁添加量14.0%、红枣汁添加量27.0%、蔗糖添加量5.0%、复合酸味剂添加量0.12%、复合稳定剂添加量0.5%,经检测花生芽红枣复合饮料的感官评分为92.5.结果显示,花生芽红枣复合饮料感官评分的预测值和测定值基本一致.

2.4 花生芽红枣复合饮料理化指标测定结果

花生芽红枣复合饮料中可溶性固形物的含量经测定和温度校正,结果为6.7%;花生芽红枣复合饮料中悬浮物的含量为3.5%.

2.5 花生芽红枣复合饮料菌落总数和大肠菌群测定结果

经检测,花生芽红枣复合饮料中细菌总数≤100CFU/mL,大肠杆菌和致病菌未检出.

3 结语

花生种子在功率280W下超声处理15min后进行发芽,发芽7d后的新鲜花生芽中黄酮的含量为588.3mg/100g,花生芽中白藜芦醇含量40.4μg/g.以新鲜花生芽和红枣为原料,以感官评分为指标,采用单因素试验和响应面试验,对花生芽红枣复合饮料的配方和加工工艺进行研究.结果显示,花生芽红枣复合饮料的最佳配方为:花生芽汁添加量14.0%、红枣汁添加量27.0%、蔗糖添加量5.0%、复合酸味剂添加量0.12%、复合稳定剂添加量0.5%.制备的花生芽红枣复合饮料呈现淡黄色,色泽光亮均匀,香气自然、浓郁,口感细腻,酸甜适中,具有花生和红枣特有的滋味,花生芽红枣复合饮料感官评分为92.5.研究结果为花生芽功能食品和复合功能饮料的开发奠定了基础.