Optimization of the Technology for Preparing Hawthorn Gynostemma pentaphyllum Whey Polypeptide Compound Beverage by Compound Enzymes
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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。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.
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Key words:
- whey /
- complex protease /
- beverage /
- hawthorn /
- Gynostemma pentaphyllum
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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 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 表 2 实验设计因素与水平
Table 2. Factor and level of experimental design
因素 水平 −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 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 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 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)。 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 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,R2Adj = 0.8724。 表 8 饮料稳定性试验结果
Table 8. Test results of beverage stability
时间(d) 4 ℃ 37 ℃ 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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