姜城红，施雯怡，张喜玲，张 慧，唐诗维，蔡鑫琦，郭元新

（江苏科技大学 粮食学院，江苏 镇江 212004）

麦胚是小麦籽粒中最具营养活性的部位，可在酶的作用下释放多种功能肽，如降血压肽、降血脂肽、抗氧化肽等[1-2]，具有抗氧化、抗肿瘤、提高免疫力、调节血压、预防心血管疾病等功能[3-4]。目前，麦胚通常被混入麸皮中当作饲料，没有得到充分利用[5]。然而，对麦胚通过生物转化技术[6]、超声波处理[7-8]、酶解法[9-10]等各种方法进行肽类的富集后，可将其制成功能性产品，如富含γ-氨基丁酸的麦胚饮料[11]、富含γ-氨基丁酸的麦胚营养粉[12]、功能性小麦胚芽面包[13]、富肽小麦馒头[14]等。

山楂中含有丰富的黄酮类、有机酸类、氨基酸、三萜类、维生素及矿质元素等营养物质，其中维C含量可达890 mg/kg FW，仅次于枣和猕猴桃。研究表明，山楂具有抗氧化、降低胆固醇、降血糖及防治动脉粥样硬化等作用；山楂黄酮对心血管有降血脂、强心、抗氧化的作用；山楂中三萜酸也有抗肿瘤、降血脂、抗氧化等作用[15-16]。近几年被广泛开发为燕麦山楂饼干[17]、山楂发酵酒[18]、山楂红枣超微粉固体饮料[19]、复合山楂黄芪饮料[20]等产品。

麦胚与山楂皆有降血压、降血糖、降血脂的作用，两者的结合在增强其保健作用的前提下还能丰富麦胚产品单一的口感。目前，关于麦胚固体饮料的研究较少，已有研究包括菊芋花生芽麦胚复合固体饮料[21]、绿茶麦胚代餐粉[22]等，关于麦胚山楂复合固体饮料还未见报道。试验将麦胚与山楂复合，以微波辅助内源蛋白酶水解的富含多肽的麦胚为原料，以模糊数学结合响应面法优化了麦胚山楂复合固体饮料的配方，为企业新产品的开发提供了新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

麦胚，丹阳市莲湖面粉有限公司提供；超微山楂粉，李氏中药堂提供；脱脂奶粉，新西兰恒天然合作社有限公司提供；魔芋粉，河南万邦实业有限公司提供；甜菊糖苷，山东福田药业有限公司提供；赤藓糖醇、三氯乙酸、氢氧化钠、硫酸铜，国药集团化学试剂有限公司提供。

1.2 仪器与设备

破壁机，九阳股份有限公司产品；电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司产品；YXD-Z204型烘烤箱，广州市三鼎金属制品有限公司产品；U-T3型紫外可见分光光度计，上海屹谱仪器有限公司产品；60目筛，绍兴英华五金仪器产品；天平，常州市幸运电子设备有限公司产品；漩涡混匀仪，上海沪析事业有限公司产品；高速冷冻离心机，上海土森视觉有限公司产品；变频试验微波炉，芜湖众维教研仪器产品；冰箱，海尔智家股份有限公司产品。

1.3 麦胚山楂复合固体饮料制作

1.3.1 工艺流程

①超微山楂粉、脱脂奶粉、魔芋粉、复配甜味剂；

②麦胚→清洗筛选→打碎磨浆→微波处理→保温→干燥→过筛；

①+②→混匀→称量包装→成品。1.3.2操作要点

（1）麦胚的保存、清洗筛选。将小麦胚芽在-20℃下保存。清洗筛选的目的是去除霉粒、坏粒及杂质灰尘。

（2）打碎磨浆。打碎磨浆时以料液比1∶7用清水使用破壁机打浆，在40℃条件下以转速500 r/s打浆3 min。

（3）微波处理、保温。先将麦胚在微波功率800 W的条件下处理8 s，再将其在40℃下保温4 h，制得富含多肽的麦胚液。

（4）干燥。将麦胚液平铺在烤盘上，厚度≤1 mm，置于烘烤箱100℃下干燥5 h。

（5）过筛。将干燥后的麦胚粉进行收集，过60目筛，以备后续调配。

（6）混匀。将过筛的麦胚粉、超微山楂粉、脱脂奶粉、魔芋粉、复配甜味剂（99.3%赤藓糖醇+0.7%甜菊糖苷）混匀。

（7）称量包装。以50 g为1份进行包装即为成品。

1.4 试验设计与方法

1.4.1 微波处理条件的确定

（1）微波功率对麦胚中肽含量的影响。固定微波时间为10 s，其余条件不变，考查不同微波功率（0，200，400，600，800，1 000 W）对麦胚中肽含量的影响。

（2）微波时间对麦胚中肽含量的影响。固定微波功率为1.4.1（1）中所得到的最优微波功率，其余条件不变，考查微波时间（0，2，4，6，8，10 s）对麦胚中肽含量的影响。

1.4.2 配料用量单因素试验

（1）山楂粉用量对感官评分的影响。在麦胚粉用量为30 g，脱脂奶粉用量为6 g，复配甜味剂用量为2 g，魔芋粉用量为2 g的条件下，考查不同山楂粉用量（5.0，7.5，10.0，12.5，15.0 g）对麦胚山楂复合固体饮料感官评分的影响。

（2）魔芋粉用量对感官评分的影响。在麦胚粉用量为30 g，山楂粉用量为10 g，脱脂奶粉用量为6 g，复配甜味剂用量为2 g的条件下，考查不同魔芋粉用量（0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 g）对麦胚山楂复合固体饮料感官评分的影响。

（3）甜味剂用量对感官评分的影响。在麦胚粉用量为30 g，山楂粉用量为10 g，脱脂奶粉用量为6 g，魔芋粉用量为2 g的条件下，考查不同甜味剂添加量（0，1.0，2.0，3.0，4.0 g）对麦胚山楂复合固体饮料感官评分的影响。

1.4.3 响应面试验设计

在前期单因素试验的基础上，以模糊综合评分为综合评价指标，依据Box-behnken试验设计原理，使用软件Design Expert设计三因素三水平响应面试验，每组重复3次。将所有原料混匀后加入100 mL，80℃的饮用水搅拌均匀，待冷却至50℃左右后，采用模糊综合评价进行感官评定。

Box-behnken试验设计因素水平及编码见表1。

表1 Box-behnken试验设计因素水平及编码/g

1.4.4 模糊数学感官评定

（1）感官评价。将制作好的麦胚山楂固体饮料成品进行品质评价。选择经过培训的食品专业的男女学生各5人，共计10人进行评价。对每个样品的色泽、风味、口感、冲调性4个指标逐一进行评价。

麦胚山楂复合固体饮料感官评价见表2[22]。

表2 麦胚山楂复合固体饮料感官评价

（2）模糊数学法综合感官评价。①建立模糊评判矩阵，设评论语域为V=1，2，3，4，分别对应“喜欢”“较喜欢”“一般”“差”。选择4个最反映其质量的评价指标：色泽、风味、口感、冲调性，由经过专业训练的评价小组（共10人）进行评分。设评定域为U=（色泽、风味、口感、冲调性），规定对应的权重值为X=（0.1，0.3，0.4，0.2）。②建立综合评判集，设模糊关系综合评判集为B=X·R，其中X为权重集，R为模糊矩阵。③综合评判得分计算，以Mi（i=1，2，…16，）表示模糊综合评价结果向量bi（i=1，2，…16，）中评语为“喜欢”和“较喜欢”元素的和，即Mi=r1+r2。

由10位经过专业训练的评价员（K=10，男女各5名）对麦胚山楂复合固体饮料进行色泽、风味、口感和冲调性的感官评定，得到评分矩阵Ri，从而得到Mi。

最终的综合评判得分为Gi=10 Mi。

1.4.5 冲调性测定

称取麦胚山楂复合固体饮料样品10 g，分散倒入烧杯中，用量筒取80℃的蒸馏水100 mL倒入烧杯中，然后用玻璃棒搅拌，记录其溶解时间。

1.4.6 肽含量测定

采用双缩脲法[23]，具体操作如下：取2.5 mL样品溶液，在样品溶液中加入质量分数为10%（W/V）的三氯乙酸水溶液2.5 mL，将其置于漩涡混合仪上混匀，静置10 min后以转速4 000 r/min离心15 min，将上清液全部转移到50 mL容量瓶中，并用质量分数为5%三氯乙酸溶液定容至刻度，摇匀。然后取6.0 mL上述溶液置于另一试管中，加入双缩脲试剂4.0 mL（样液∶双缩脲试剂=3∶2，V/V），将其置于漩涡混合仪上混匀，静置10 min，取上清液于波长540 nm处测定吸光度，对照标准曲线求得样品溶液的多肽质量浓度（mg/mL），进而求得样品的肽含量。

2 结果与分析

2.1 微波处理参数确定试验结果分析

微波处理参数单因素试验见图1。

图1 微波处理参数单因素试验

由图1（a）可知，随着微波功率的增加，麦胚中的肽含量先增加后降低，当微波功率为800 W时，肽含量最高。由图1（b）可知，固定微波功率为800 W，随着微波处理时间的增加，麦胚中的肽含量先增加后降低，当微波处理时间为8 s时，肽含量最高。故在800 W下处理8 s为适宜的微波处理参数。

2.2 配料用量单因素试验结果分析

2.2.1 山楂粉用量对感官评价的影响

山楂粉用量单因素试验见图2。

图2 山楂粉用量单因素试验

由图2可知，随着山楂粉用量的增加，感官评分逐渐下降，在山楂用量为5 g时，感官评分最高。山楂用量为15 g时，感官评分最低约为6.7分，对产品感官评分的影响较大。

2.2.2 魔芋粉用量对感官评价的影响

魔芋粉用量单因素试验见图3。

图3 魔芋粉用量单因素试验

由图3可知，随着魔芋粉用量的增加，感官评分呈现先上升后下降的趋势，在魔芋粉用量为2g左右，感官评分达到最大值。

2.2.3 甜味剂添加量对感官评价的影响

甜味剂用量单因素试验见图4。

图4 甜味剂用量单因素试验

由图4可知，随着甜味剂用量的增加，感官评分先上升再下降，而后趋平，在甜味剂用量约为1g时感官评分达到最高。

2.3 响应面试验结果

以试验号1为例，依据由10位经过专业训练的评价员（K=10，男女各5名）对麦胚山楂复合固体饮料进行色泽、风味、口感和冲调性的感官评定。

试验号1模糊综合评分见表3。

表3 试验号1模糊综合评分

G1=10M1=7.5，即最终的模糊综合评分为7.5分。

Box-behnken试验设计及结果见表4。

表4 Box-behnken试验设计及结果

用Design Expert 8.0软件对表4中的数据进行分析，得出3个影响因素与麦胚山楂复合固体饮料模糊综合评分之间的二次回归方程：回归模型方差分析见表5。

表5 回归模型方差分析

由表5可知，回归模型的F=36.16，p＜0.000 1，模型极其显著，决定系数R2=0.978 9，此模型可解释97.89%的变异，R2越接近1，则模型的预测性越高。失拟项不显著，表明预测值与实际值拟合性好。利用Design Expert 8.0软件对表5的数据进行二次多元回归拟合，得到的二次回归方程的响应面及其等高线图。

AB因素响应面及等高线见图5，AC因素响应面及等高线见图6，BC因素响应面及等高线见图7。

图5 AB因素响应面及等高线

图6 AC因素响应面及等高线

图7 BC因素响应面及等高线

配方比例之间的交互作用对模糊综合评分影响的3D效应图均为曲面，说明了各因素之间具有一定交互作用，魔芋粉和甜味剂添加量对试验结果具有显著影响。

由图6可知，随着山楂粉和甜味剂用量的增加，模糊综合评分逐渐升高，到达因素中心值以后，评分随山楂粉、甜味剂用量的增加反而减小，其中山楂粉用量升高对模糊综合评分下降的影响更大，等高线为椭圆形，两者交互作用较为明显。由图5和图7可知，随着甜味剂和魔芋粉用量、山楂粉和魔芋粉用量的增加，模糊综合评分均呈现先升高后降低的趋势，但变化趋势较小。

根据响应面试验结果，运用试验模型得到麦胚山楂复合固体饮料中原料的用量为山楂粉4.85 g，魔芋粉1.62 g，甜味剂2.30 g，在此条件下，模糊综合评分高达8.914 56分。

为考查模型的准确性和可靠性，随机选择最佳试验组合和任一试验组合进行验证试验。在优化的试验条件下，模糊综合评分最高，达到8.9分，这与预测值8.914 56分接近，任意组合试验显示了同样的预测性，说明响应面模型优化试验结果可靠性强。

试验结果的验证见表6。

表6 试验结果的验证

2.4 产品测试

称取配方优化后的麦胚山楂复合固体饮料样品10 g，分散倒入烧杯中，用量筒取80℃的蒸馏水100 mL倒入烧杯中，然后用玻璃棒搅拌，得到其溶解时间为90 s，故该样品的溶解性为90 s。利用双缩脲法测得配方优化后的麦胚山楂复合固体饮料样品中的肽含量约为96.39 mg/g。

3 结论

采用模糊数学结合响应面的方法，对麦胚山楂复合固体饮料的配方进行优化。研究表明，麦胚的微波处理的适宜条件为在800 W下处理8 s，最佳配方的用量为麦胚粉30 g，山楂粉4.85 g，脱脂奶粉6 g，魔芋粉1.62 g，甜味剂2.30 g。在此配方下制得的麦胚山楂复合固体饮料感官良好，冲调性为90 s，多肽含量约为96.39 mg/g。模糊综合评判可以最大程度地减少感官评价的主观性，提高产品的感官评价效果。该方法和响应面试验结合，可以拟合出各因素与感官评价值直接的回归方程，且模型显著，拟合度好。