复合酶解法制备山楂绞股蓝乳清多肽复合饮料的工艺优化

蒋莹; 沈荷玉; 周可强; 李诚; 姜荣杰; 唐婉婷; 李辰凤

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2020060019

复合酶解法制备山楂绞股蓝乳清多肽复合饮料的工艺优化

doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2020060019

四川农业大学食品学院，四川雅安 625014

基金项目: 四川省重点研发项目（2018NZ0033）

详细信息

作者简介:
蒋莹（1997−），女，本科，研究方向：乳品加工，E-mail：yinghaehae@outlook.com

通讯作者:
李诚（1964−），男，博士，教授，研究方向：畜产品加工及食品质量安全控制，E-mail：lichenglcp@163.com

中图分类号: TS252.9
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出版历程
- 收稿日期: 2020-06-03

Optimization of the Technology for Preparing Hawthorn Gynostemma pentaphyllum Whey Polypeptide Compound Beverage by Compound Enzymes

College of Food Science, Sichuan Agricultural University, Ya'an 625014, China

摘要

摘要: 以鲜牛乳为原料制备乳清，通过单因素实验、正交试验、响应面试验，结合测试多肽的胆固醇胶束溶解度抑制率，优化复合酶酶解乳清蛋白的工艺和多肽复合饮料的配方。结果表明，采用中性蛋白酶和胰蛋白酶复合酶分段酶解乳清蛋白制取乳清蛋白肽的最佳工艺条件是酶添加总量6%、酶比例3:1，酶解总时间4 h，分段酶解时间比1:1。响应面法优化得到该饮料的最佳配方参数为山楂含量2.8%、枸杞含量1.56%、绞股蓝含量0.24%、柠檬酸含量0.05%、蜂蜜含量5.11%，经过调配、均质、杀菌等环节，得到pH为4.30、感官性能与稳定性较佳、具有原料风味、酸甜度适中、橙红色色泽均匀且不分层的山楂绞股蓝乳清多肽复合饮料。
- 乳清 /
- 复合酶 /
- 饮料 /
- 山楂 /
- 绞股蓝
Abstract: Fresh milk was used as raw material to prepare whey. Through the single factor test, orthogonal test, response surface method, combined with the inhibition rate of the cholesterol micelle solubility of the test polypeptide, the process of enzymatic hydrolysis of whey protein by the complex enzyme and the formula of the peptide compound beverage were optimized. The results showed that the optimal process conditions for the preparation of whey protein peptides by using a neutral protease and trypsin complex enzyme to hydrolyze whey protein in stages were: total enzyme addition was 6%, enzyme ratio was 3:1, total hydrolysis time was 4 h, and the ratio of split digestion time was 1:1. The best formula parameters of this beverage obtained by response surface method were: Hawthorn 2.8%, wolfberry 1.56%, gynostemma 0.24%, citric acid 0.05%, honey 5.11%.After blending, homogenization, sterilization and other steps, the pH of hawthorn Gynostemma pentaphyllum whey polypeptide compound beverage was 4.30, which had good sensory performance and stability, raw material flavor, moderate sourness and sweetness, uniform orange-red color with no layering.
- whey /
- complex protease /
- beverage /
- hawthorn /
- Gynostemma pentaphyllum

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图 1 复合饮料的工艺流程图

Figure 1. The process flow diagram of complex drinks

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图 2 酶用量对胆固醇胶束溶解度抑制率的影响

Figure 2. Effect of enzyme dosage on inhibition rate of cholesterol micelle solubility

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图 3 酶比例对胆固醇胶束溶解度抑制率的影响

Figure 3. Effect of enzyme ratio on inhibition rate of cholesterol micelle solubility

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图 4 时间比对胆固醇胶束溶解度抑制率的影响

Figure 4. Effect of time ratio on inhibition rate of cholesterol micelle solubility

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图 5 山楂含量对感官评分的影响

Figure 5. Effect of hawthorn content on sensory score

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图 6 绞股蓝含量对感官评分的影响

Figure 6. Effect of Gynostemma pentaphyllum content on sensory score

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图 7 枸杞含量对感官评分的影响

Figure 7. Effect of Lycium barbarum content on sensory score

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图 8 柠檬酸含量对感官评分的影响

Figure 8. Effect of citric acid content on sensory score

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图 9 蜂蜜含量对感官评分的影响

Figure 9. Effect of honey content on sensory score

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表 1 正交实验因素与水平

Table 1. The factor level of orthogonal experiment

水平	因素
水平	A酶用量（%）	B酶比例	C时间比
1	4	2:1	1:2
2	6	3:1	1:1
3	8	4:1	2:1

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表 2 实验设计因素与水平

Table 2. Factor and level of experimental design

因素	水平
因素	−1	0	1
A：山楂（%）	2.5	3	3.5
B：绞股蓝（%）	0.20	0.25	0.30
C：枸杞（%）D：柠檬酸（%）E：蜂蜜（%）	1.40.044	1.60.055	1.80.066

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表 3 感官评价评分指标

Table 3. Sensory evaluation indexes

感官项目	评分标准	评分（分）
滋味(满分30分)	具有原料风味，山楂酸甜口味明显，酸甜度适中	26～30
	具有原料风味，山楂酸甜口味明显，酸甜比不适宜	21～25
	单一原料味道较重，茶味明显，酸甜比不适宜	16～20
	单一原料味道较重，茶味明显有异味	1～15
色泽（满分30分）	色泽均匀，呈橙红色，不分层	26～30
	色泽较均匀，呈较暗的橙红色，不分层	21～25
	色泽较均匀，呈较暗的橙红色，轻微分层	16～20
	色泽不均匀，呈暗橘色，分层	1～15
口感（满分20分）	口感顺滑，无颗粒感	16～20
	口感较顺滑，无颗粒感	11～15
	口感较顺滑，有轻微颗粒感	6～10
	口感不顺滑，颗粒感较重	1～5
气味（满分20分）	具有所有原料气味，山楂气味较明显，气味柔和	16～20
	具有所有原料气味，气味较柔和	11～15
	具有单一原料气味，茶味明显，气味较柔和	6～10
	仅具有单一原料气味，且气味刺鼻	1～5

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表 4 正交试验结果

Table 4. Results of orthogonal experiments

试验号	A	B	C	D（空白）	抑制率（%）
1	2	1	2	3	83.21
2	2	2	3	1	87.21
3	3	2	1	3	79.80
4	3	1	3	2	74.32
5	1	1	1	1	73.06
6	1	2	2	2	85.75
7	3	3	2	1	82.19
8	2	3	1	2	78.18
9	1	3	3	3	77.32
k₁	78.71	76.86	77.01	80.82
k₂	82.87	84.25	83.72	79.42
k₃	78.77	79.23	79.62	80.11
R	4.16	7.39	6.70	1.41

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表 5 酶解条件正交试验方差分析结果

Table 5. The variance analysis of orthogonal experiment for enzymolysis conditions

源	III 类平方和	自由度	均方	F	显著性
修正模型	572.842a	8	71.605	261.164	0.000**
截距	173302.765	1	173302.765	632081.734	0.000**
A	102.219	2	51.110	186.411	0.000**
B	256.158	2	128.079	467.139	0.000**
C	205.546	2	102.773	374.841	0.000**
D	8.919	2	4.459	16.265	0.000**
误差	4.935	18	0.274
总计	173880.543	27
修正后总计	577.778	26
R² = 0.991（调整后R²=0.988）
注：^**表示差异极显著（P<0.01）。

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表 6 响应面分析及结果

Table 6. Analysis and results of Response Surface

编号	A	B	C	D	E	Y:感官评分(分)
1	3.00	1.40	0.30	0.05	5.00	77
2	2.50	1.60	0.25	0.05	6.00	80
3	3.00	1.60	0.25	0.05	5.00	91
4	3.00	1.60	0.25	0.05	5.00	87
5	3.00	1.60	0.20	0.06	5.00	76
6	3.00	1.80	0.25	0.06	5.00	74
7	2.50	1.60	0.20	0.05	5.00	85
8	3.00	1.60	0.25	0.04	6.00	72
9	3.00	1.60	0.30	0.05	4.00	73
10	2.50	1.80	0.25	0.05	5.00	78
11	3.00	1.60	0.20	0.04	5.00	79
12	3.00	1.60	0.30	0.04	5.00	76
13	3.50	1.40	0.25	0.05	5.00	74
14	3.00	1.40	0.25	0.04	5.00	79
15	3.00	1.80	0.20	0.05	5.00	73
16	3.00	1.60	0.25	0.05	5.00	84
17	3.50	1.60	0.25	0.06	5.00	66
18	3.00	1.40	0.20	0.05	5.00	82
19	3.00	1.60	0.30	0.06	5.00	74
20	3.50	1.60	0.25	0.05	6.00	75
21	3.00	1.80	0.25	0.04	5.00	74
22	3.00	1.80	0.25	0.05	6.00	73
23	3.50	1.60	0.25	0.05	4.00	68
24	3.00	1.60	0.25	0.05	5.00	87
25	2.50	1.60	0.25	0.04	5.00	79
26	3.00	1.60	0.30	0.05	6.00	77
27	3.50	1.80	0.25	0.05	5.00	67
28	2.50	1.40	0.25	0.05	5.00	83
29	3.00	1.60	0.25	0.05	5.00	88
30	3.00	1.60	0.25	0.06	4.00	73
31	3.50	1.60	0.30	0.05	5.00	74
32	3.00	1.60	0.20	0.05	4.00	70
33	3.00	1.80	0.30	0.05	5.00	73
34	3.00	1.60	0.25	0.06	6.00	77
35	3.00	1.60	0.25	0.04	4.00	74
36	3.50	1.60	0.25	0.04	5.00	74
37	3.00	1.40	0.25	0.05	4.00	75
38	3.00	1.80	0.25	0.05	4.00	70
39	2.50	1.60	0.25	0.06	5.00	80
40	3.50	1.60	0.20	0.05	5.00	69
41	2.50	1.60	0.25	0.05	4.00	74
42	2.50	1.60	0.30	0.05	5.00	76
43	3.00	1.40	0.25	0.05	6.00	77
44	3.00	1.60	0.20	0.05	6.00	74
45	3.00	1.40	0.25	0.06	5.00	76
46	3.00	1.60	0.25	0.05	5.00	87

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表 7 响应面试验ANOVA分析结果

Table 7. Anova analysis of response surface experiment

来源	平方和	自由度	均方	F值	P值	显著性
模型	1372.25	20	68.61	16.38	< 0.0001	**
A	289.00	1	289.00	69.00	< 0.0001	**
B	105.06	1	105.06	25.08	< 0.0001	**
C	4.00	1	4.00	0.96	0.3378
D	7.56	1	7.56	1.81	0.1911
E	49.00	1	49.00	11.70	0.0022	**
AB	1.00	1	1.00	0.24	0.6294
AC	49.00	1	49.00	11.70	0.0022	**
AD	20.25	1	20.25	4.83	0.0374	*
AE	0.25	1	0.25	0.060	0.8090
BC	6.25	1	6.25	1.49	0.2333
BD	2.25	1	2.25	0.54	0.4704
BE	0.25	1	0.25	0.060	0.8090
CD	0.25	1	0.25	0.060	0.8090
CE	0.000	1	0.000	0.000	1.0000
DE	9.00	1	9.00	2.15	0.1551
A²	314.18	1	314.18	75.01	< 0.0001	**
B²	288.55	1	288.55	68.89	< 0.0001	**
C²	264.00	1	264.00	63.03	< 0.0001	**
D²	305.52	1	305.52	72.94	< 0.0001	**
E²	512.97	1	512.97	122.48	< 0.0001	**
残差误差	104.71	25	4.19
失拟项	79.38	20	3.97	0.78	0.6874
纯误差	25.33	5	5.07
总离差	1476.96	45
注：*表示极显著，P<0.01；表示显著，P<0.05；；R²= 0.9291，R²_Adj= 0.8724。

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表 8 饮料稳定性试验结果

Table 8. Test results of beverage stability

时间（d）	4 ℃			37 ℃
时间（d）	感官评价	菌落总数	pH	感官评价	菌落总数	pH
1	正常	0	4.34	正常	1	4.27
2	正常	2	4.30	正常	2	4.26
3	正常	5	4.30	正常	4	4.26
4	正常	5	4.29	有少量沉淀	7	4.25
5	有少量沉淀	9	4.27	颜色变浅	11	4.24
6	颜色变浅、甜味加重	15	4.23	饮料浑浊	17	4.20
7	饮料浑浊、颜色黯淡	24	4.19	饮料浑浊、有异味	27	4.17

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