燕麥拿鐵飲料的研制及穩(wěn)定性研究

燕麥，學(xué)名為Avena sativa L.，禾本科，燕麥屬作物。現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)和流行病學(xué)研究證明，燕麥的多項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)素含量在谷物中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，是最具營(yíng)養(yǎng)的谷物之一[1]。燕麥富含膳食纖維，其中可溶性膳食纖維組分β-葡聚糖，參與人體內(nèi)的葡萄糖調(diào)節(jié)并降低人血清膽固醇水平，多項(xiàng)研究證明其在胰島素抵抗、血脂異常、高血壓和肥胖中的有益作用[2]。此外燕麥的蛋白質(zhì)、油脂含量居所有谷物之首，去殼燕麥的蛋白含量達(dá)12%～24%，脂肪含量最高可達(dá)14%，是功能蛋白、必需脂肪酸、礦物質(zhì)、復(fù)合B族維生素以及功能性植物化學(xué)物質(zhì)的良好來(lái)源，具有降低罹患癌癥、肥胖、糖尿病和心血管疾病(cardiovascular disease，CVD)的風(fēng)險(xiǎn)等健康益處[3-4]。

咖啡，茜草科植物，據(jù)研究咖啡中含有的化學(xué)物質(zhì)高達(dá)一千多種，除碳水化合物，脂質(zhì)，維生素，礦物質(zhì)外，還含有咖啡因、生物堿、綠原酸、阿魏酸和咖啡酸等多種生物活性物質(zhì)，大量文獻(xiàn)報(bào)道咖啡對(duì)包括2型糖尿病，帕金森氏病、肝病、阿爾茨海默氏病、抑郁癥在內(nèi)的多種疾病具有有益作用[5-6]?？Х蕊嬃巷L(fēng)味香醇獨(dú)特，并有提神醒腦健胃等功效而廣受消費(fèi)者贊譽(yù)，是全球消費(fèi)量最大的飲料品類(lèi)之一[7]。與全球市場(chǎng)相比，中國(guó)咖啡市場(chǎng)起步較晚，但在國(guó)民咖啡文化認(rèn)知程度增長(zhǎng)、人口紅利、消費(fèi)升級(jí)及人均收入增加等諸多利好因素影響下，我國(guó)總體咖啡市場(chǎng)目前處于高速增長(zhǎng)階段，增速高于全球水平，預(yù)計(jì)2023年中國(guó)咖啡市場(chǎng)規(guī)模達(dá)1 806億元。

根據(jù)市場(chǎng)現(xiàn)有咖啡產(chǎn)品來(lái)分類(lèi)，咖啡產(chǎn)品又分為速溶咖啡、現(xiàn)磨咖啡和即飲咖啡三類(lèi)。近年來(lái)，咖啡細(xì)分品類(lèi)中即飲咖啡憑借便攜飲用屬性和更高的性?xún)r(jià)比廣受消費(fèi)者認(rèn)可，增速迅猛[8]。在全民健康意識(shí)快速覺(jué)醒的今天，咖啡愛(ài)好者對(duì)于植物奶代替牛奶制作即飲拿鐵飲料的訴求日益增長(zhǎng)，近期燕麥拿鐵飲料逐漸成為精品咖啡店的標(biāo)配，目前即飲咖啡中燕麥拿鐵新品較少，將咖啡與燕麥創(chuàng)新結(jié)合，無(wú)疑是值得探索的咖啡市場(chǎng)藍(lán)海。本實(shí)驗(yàn)以燕麥、咖啡為主要原料，對(duì)產(chǎn)品配方及穩(wěn)定劑復(fù)配方案進(jìn)行優(yōu)化研究，以期制成口感好、營(yíng)養(yǎng)豐富及性質(zhì)穩(wěn)定的植物基咖啡飲品，拓展即飲咖啡飲料的種類(lèi)，滿(mǎn)足大眾需求。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

酶解燕麥粉，華嫁食品科技有限公司；凍干咖啡粉、麥隆咖啡、亞麻籽油，金太陽(yáng)糧油股份有限公司；I型卡拉膠(WG741)，杜邦(上海)實(shí)業(yè)有限公司；低?；Y(jié)冷膠，斯比凱可生物制品有限公司；微晶纖維素(MCC811F)、蔗糖脂肪酸酯(S—1670)，上海欣融食品原料有限公司；單、雙甘油脂肪酸酯，丹尼斯克(中國(guó))有限公司；硬脂酰乳酸鈉，凱瑞食品配料(杭州)有限公司；羧甲基纖維素鈉(GFH9)，浙江三和食品科技有限公司；聚甘油脂肪酸酯，鄭州大河食品科技有限公司；碳酸氫鈉，寧波豐浩貿(mào)易有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DK-S24恒溫水浴鍋，上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司；PT-20T管式超高溫殺菌劑UHT，日本POWERPOINT國(guó)際；Mastersizer3000激光粒度儀，英國(guó)馬爾文儀器有限公司；PHS-3C pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；111-00000離心式多功能穩(wěn)定性分析儀LUMiFuge，德國(guó)羅姆集團(tuán)；IKA EUROSTAR 60 digital懸臂式攪拌機(jī)，德國(guó)IKA集團(tuán)；IKA T25 digital ULTRA TURRAX分散機(jī)，德國(guó)IKA集團(tuán)；NS 100IL 1K在線(xiàn)均質(zhì)機(jī)，意大利GEA集團(tuán)；SPX-250B-Z生化培養(yǎng)箱，上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司；BCD-580 WHDB冰箱，杭州圣迪機(jī)電設(shè)備有限公司；ML 1602/02電子天平、RM50折光儀，梅特勒托利多集團(tuán)；Sorvall ST16離心機(jī)，賽默飛世爾科技。

1.3 工藝流程及操作要點(diǎn)

1.3.1 工藝流程

燕麥拿鐵飲料工藝流程如圖1所示。

圖1 燕麥拿鐵飲料工藝流程圖
Fig.1 Process flow chart of oat latte beverage

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 酶解燕麥粉溶解

設(shè)置懸臂式攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為500 r/min，將酶解燕麥粉、亞麻籽油在65 ℃水中攪拌分散，持續(xù)攪拌25 min 至完全溶解后，水合30 min待用。

1.3.2.2 穩(wěn)定劑溶解

設(shè)置分散機(jī)剪切速率為4 000 r/min，將穩(wěn)定劑與白砂糖混合，用70 ℃熱水持續(xù)剪切15 min，使其成為均勻的溶液。

1.3.2.3 咖啡粉溶劑及pH調(diào)節(jié)

咖啡粉溶液呈酸性，若不調(diào)節(jié)pH，燕麥咖啡殺菌后pH下降，接近植物蛋白的等電點(diǎn)極易發(fā)生絮凝現(xiàn)象[9]。本實(shí)驗(yàn)采用NaHCO3為酸度調(diào)節(jié)劑，將咖啡粉用溫水?dāng)嚢枞芙?，用NaHCO3調(diào)節(jié)pH至7.0左右。

1.3.2.4 混料、定容

將燕麥粉與穩(wěn)定劑混合，用分散機(jī)在4 000 r/min剪切速率下50 ℃水浴剪切5 min，邊剪切邊加入調(diào)節(jié)好pH值的咖啡液，定容，用NaHCO3調(diào)節(jié)pH至7.0左右。

1.3.2.5 加熱、均質(zhì)

調(diào)配好的基料升溫到65～70 ℃進(jìn)行均質(zhì)處理，一級(jí)壓力為8 MPa，二級(jí)壓力為40 MPa，均質(zhì)2次。

1.3.2.5 殺菌、灌裝

均質(zhì)后的物料經(jīng)超高溫瞬時(shí)殺菌 (ultra-high temperature instantaneous sterilization，UHT，137 ℃，30 s)，90 ℃熱灌裝，流動(dòng)水冷卻至室溫得成品。

1.4 燕麥拿鐵復(fù)合飲料配方的確定

1.4.1 單因素實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.4.1.1 凍干咖啡粉添加量的確定

固定酶解燕麥粉添加量為9%，白砂糖添加量為3%，亞麻籽油添加量為0.5%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，以感官評(píng)分為指標(biāo)，研究?jī)龈煽Х确厶砑恿繉?duì)燕麥拿鐵飲料感官評(píng)分的影響。GB/T 3076—2014《咖啡飲料》中規(guī)定咖啡飲料咖啡因含量需≥200 mg/kg，對(duì)咖啡粉原料進(jìn)行咖啡因含量檢測(cè)確定最低凍干咖啡粉添加量為0.8%，選取咖啡粉添加量梯度為0.8%、1.2%、1.6%、2.0%、2.4%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

1.4.1.2 酶解燕麥粉添加量的確定

固定咖啡粉添加量為1.2%，白砂糖添加量為3%，亞麻籽油添加量為0.5%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，以感官評(píng)分為指標(biāo)，設(shè)置酶解燕麥粉添加量梯度為5%、7%、9%、11%、13%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，研究酶解燕麥粉添加量對(duì)燕麥拿鐵飲料感官評(píng)分的影響。

1.4.1.3 白砂糖添加量的確定

固定咖啡粉添加量為1.2%，酶解燕麥粉添加量為9%，亞麻籽油添加量為0.5%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，以感官評(píng)分為指標(biāo)，設(shè)置白砂糖添加量梯度為2%、3%、4%、5%、6%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，研究白砂糖添加量添加量對(duì)燕麥拿鐵飲料感官評(píng)分的影響。

1.4.1.4 亞麻籽油添加量的確定

為提升產(chǎn)品順滑度和穩(wěn)定性，在燕麥拿鐵中加入富含不飽和脂肪酸的亞麻籽油提升脂肪感，并增強(qiáng)乳化功能[10]。固定咖啡粉添加量為1.2%，酶解燕麥粉添加量為9%，白砂糖添加量為3%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，以感官評(píng)分為指標(biāo)，設(shè)置亞麻籽油添加量梯度為0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，研究亞麻籽油添加量對(duì)燕麥拿鐵飲料感官評(píng)分的影響。

1.4.2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用L9(34)正交表進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平如表1所示。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平
Table 1 Orthogonal experiment factor level

1.4.3 燕麥拿鐵飲料的穩(wěn)定性研究

1.4.3.1 穩(wěn)定劑方案的選擇

燕麥拿鐵飲料是一種含植物蛋白的膠體溶液和水包油(oil/water, O/W)型乳液組成的復(fù)雜乳狀液，屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，極易出現(xiàn)脂肪上浮、蛋白沉淀現(xiàn)象，其次燕麥拿鐵飲料的制作原料酶解燕麥粉中含有大量不溶性糊精及纖維素組分，必須外加膠體物質(zhì)以幫助形成懸浮穩(wěn)定體系。不同穩(wěn)定劑的穩(wěn)定乳化性能及作用機(jī)理不盡相同，單獨(dú)使用某種穩(wěn)定劑一般很難維持體系穩(wěn)定，需要多種穩(wěn)定劑配合使用[11]。根據(jù)燕麥乳飲料、植物蛋白咖啡飲料穩(wěn)定體系的相關(guān)研究[12-14]，本研究選取幾種效果較好的穩(wěn)定劑設(shè)計(jì)6組穩(wěn)定劑復(fù)配方案，以考察不同穩(wěn)定劑方案的乳化穩(wěn)定性。試驗(yàn)方案如表2所示。

表2 穩(wěn)定劑復(fù)配方案設(shè)計(jì)
Table 2 Stabilizer compounding scheme design

1.5 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

1.5.1 感官評(píng)價(jià)方法

選定10名專(zhuān)業(yè)感官分析人員作為感官鑒定小組，每個(gè)樣品取100 mL，置于預(yù)先標(biāo)記編號(hào)(編號(hào)采用3位數(shù)字隨機(jī)編碼)的品評(píng)杯中，送到不同的感官評(píng)定室。感官評(píng)定員對(duì)燕麥拿鐵飲料的的香氣(滿(mǎn)分20分)，色澤(滿(mǎn)分30分)，滋味(滿(mǎn)分30分)，組織狀態(tài)(滿(mǎn)分20分)進(jìn)行打分，香氣、色澤、滋味、組織狀態(tài)的分?jǐn)?shù)之和為總得分，在全部總得分中去掉1個(gè)最高分和1個(gè)最低分后取平均值作為產(chǎn)品最終得分，感官品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

表3 復(fù)合飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
Table 3 Sensory estimation standard of compound beverage

1.5.2 穩(wěn)定性相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)

試驗(yàn)采用目視觀(guān)察法、離心檢測(cè)、粒徑檢測(cè)、LUMiFuge快速穩(wěn)定性分析等方法評(píng)價(jià)燕麥拿鐵飲料的穩(wěn)定性，綜合直觀(guān)感官評(píng)分和設(shè)備指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果，更全面地評(píng)估燕麥拿鐵飲料的貯藏穩(wěn)定性。

1.5.2.1 粒徑

燕麥拿鐵飲料制作完成后，分別放置于28 ℃和37 ℃恒溫箱貯存，放置3個(gè)月，用Mastersize3000激光粒度分析儀測(cè)定燕麥拿鐵飲料粒徑分布。室溫條件下，以水為分散介質(zhì)，將被測(cè)樣品加入到分散介質(zhì)中進(jìn)行測(cè)定。測(cè)試參數(shù)：樣品顆粒的折光系數(shù)為1.329，吸收率0.1，分散介質(zhì)的折光系數(shù)為1.33。粒徑大小用體積平均粒徑D[4,3]表示。

1.5.2.2 穩(wěn)定性分析

利用羅姆LUMiFuge(111-00000) 穩(wěn)定性分析儀測(cè)定燕麥拿鐵飲料的加速離心穩(wěn)定性。測(cè)試過(guò)程中儀器采用斯托克斯定律的離心方法和朗伯比爾定律光學(xué)技術(shù)監(jiān)測(cè)樣品的穩(wěn)定性、全程分離步驟、沉降以及懸浮并存的復(fù)雜分離行為。將裝有樣品的測(cè)試杯放入檢測(cè)槽，本實(shí)驗(yàn)運(yùn)行條件為：轉(zhuǎn)速，4 000 r/min；溫度，25 ℃；時(shí)間間隔，10 s；掃描次數(shù)600次。LUMiFuge穩(wěn)定性測(cè)試的結(jié)果為樣品的透光率圖像，對(duì)樣品穩(wěn)定性的分析則是根據(jù)透光率積分的變化率，即斜率。一般來(lái)說(shuō)，斜率越小說(shuō)明樣品的整體透光率變化越小，樣品的穩(wěn)定性越好。

1.5.2.3 離心沉淀率

燕麥拿鐵飲料制作完成后，放置于28 ℃和37 ℃恒溫箱貯存，放置3個(gè)月后測(cè)定離心沉淀率，具體方法如下：稱(chēng)量質(zhì)量為M1的咖啡樣品(精確到0.001 g)在3 000 r/min條件下離心10 min，移去上清液，倒立5 min 后精確稱(chēng)量沉淀物的質(zhì)量M2(精確到0.001 g)，計(jì)算如公式(1)所示：

離心沉淀率

(1)

式中：M1表示質(zhì)量，M2表示沉淀物質(zhì)量。

1.5.2.4 浮油目測(cè)方法

參考趙芳芳等[15]、王春雷[16]的方法稍作改動(dòng)，具體如下：燕麥拿鐵飲料制作完成后，放置于28 ℃和37 ℃恒溫箱貯存，放置3個(gè)月，進(jìn)行目測(cè)觀(guān)察。在有刻度的離心管中，準(zhǔn)確的加入50 mL樣品，在3 000 r/min條件下離心10 min，使用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量浮油的厚度(cm)，同時(shí)，4人感官評(píng)定小組目測(cè)各個(gè)樣品的浮油顏色深淺，進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，其中浮油的厚度，浮油顏色的深淺兩者比例分別占50%，滿(mǎn)分10分，分值越大浮油穩(wěn)定性效果越好，具體的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4。

表4 目測(cè)量化分析指標(biāo)
Table 4 Quantitative analysis of visual indicators

1.5.3 理化指標(biāo)

蛋白質(zhì)測(cè)定：參考GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；脂肪：參考 GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》；可溶性固形物：參考GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》；咖啡因：參考GB 5009.139—2014《飲料中咖啡因的測(cè)定》；β-葡聚糖：參考NY/T 2006—2011《谷物及其制品中β-葡聚糖含量的測(cè)定》。

1.5.4 微生物指標(biāo)

大腸菌群、菌落總數(shù)、霉菌和酵母分別按照GB 4789.3—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 大腸菌群計(jì)數(shù)》、GB 4789.2—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》、GB 4789.15—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 霉菌和酵母計(jì)數(shù)》進(jìn)行測(cè)定。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式給出，采用SPSS 20.0.0 軟件進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)、方差分析和顯著性檢驗(yàn)；用Origin 9.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 凍干咖啡粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

凍干咖啡粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響如圖2所示，在酶解燕麥粉添加量為11%，白砂糖添加量為3%，亞麻籽油添加量為0.5%的條件下，當(dāng)凍干咖啡粉添加量為0.8%～1.6%時(shí)，隨著咖啡粉添加量增加，咖啡香氣提升，感官評(píng)分顯著上升，當(dāng)凍干咖啡粉添加量為2.0%時(shí)，感官評(píng)分迅速下降，可能是由于咖啡添加量過(guò)高，燕麥香氣不突出，整體風(fēng)味完整性較差。因此，選取凍干咖啡粉的最佳添加量為1.6%。

圖2 咖啡粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響
Fig.2 The effect of coffee powder addition on sensory score
注：不同字母表示相互之間差異顯著(P<0.05)(下同)

2.1.2 酶解燕麥粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

由圖3可知，在咖啡粉添加量為1.2%，白砂糖添加量為3%，亞麻籽油添加量為0.5%的條件下，酶解燕麥粉添加量對(duì)感官評(píng)分影響顯著。酶解燕麥粉添加量為5%時(shí)，燕麥風(fēng)味及整體醇厚度不足，感官評(píng)分較低，添加量上升后，燕麥風(fēng)味特征性上升，感官評(píng)分呈現(xiàn)上升趨勢(shì)并在添加量為11%時(shí)達(dá)到最高值，添加量繼續(xù)上升后燕麥風(fēng)味過(guò)濃掩蓋咖啡風(fēng)味，導(dǎo)致感官評(píng)分有所下降。因此，選取酶解燕麥粉的最佳添加量為11%。

圖3 燕麥粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響
Fig.3 The effect of oat flour addition on sensory score

2.1.3 白砂糖添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

白砂糖添加量直接影響產(chǎn)品的甜度，并間接影響咖啡及燕麥風(fēng)味的感官敏感度，對(duì)感官評(píng)分影響顯著。由圖4可知，咖啡粉添加量為1.2%，酶解燕麥粉添加量為11%，亞麻籽油添加量為0.5%的條件下，在白砂糖添加量為2%～3%時(shí)，隨著白砂糖添加量上升，甜度上升，與咖啡的苦澀感中和，整體風(fēng)味豐滿(mǎn)度上升，感官評(píng)分顯著上升；白砂糖添加量超過(guò)3%時(shí)，甜度太高，甜度與咖啡的苦澀味不協(xié)調(diào)，影響咖啡及燕麥的風(fēng)味特征性，感官評(píng)分呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。因此，選取白砂糖的最佳添加量為3%。

圖4 白砂糖添加量對(duì)感官評(píng)分的影響
Fig.4 Effects of the white sugar addition on sensory score

2.1.4 亞麻籽油添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

亞麻籽油的添加對(duì)改善燕麥拿鐵飲料風(fēng)味和增強(qiáng)乳化有重要意義，由圖5可知，咖啡粉添加量為1.2%，酶解燕麥粉添加量為11%，白砂糖添加量為0.5%的條件下，亞麻籽油添加量為0.1%～0.5%時(shí)，隨著亞麻籽油添加量增加，燕麥拿鐵飲料脂肪感提升，感官評(píng)分呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，亞麻籽油添加量超過(guò)0.5%時(shí)，亞麻籽油自身的植物油風(fēng)味凸顯，影響感官評(píng)分，因此選取亞麻籽油的最佳添加量為0.5%。

圖5 亞麻籽油添加量對(duì)感官評(píng)分的影響
Fig.5 Effects of the flaxseed oil addition on sensory score

2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

以上單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，凍干咖啡粉添加量、酶解燕麥粉添加量、白砂糖添加量、亞麻籽油添加量均對(duì)燕麥拿鐵飲料感官評(píng)分影響顯著，由SPSS Statistics 20.0.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的4因素3水平L9(34)正交試驗(yàn)方案及結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析
Table 5 Results and analysis of orthogonal test

分析表5可知，各因素對(duì)燕麥拿鐵飲料感官評(píng)分的影響主次順序?yàn)?span id="0yp6v0e" class="emphasis_italic" style="font-style: italic;">A>B>D>C，即凍干咖啡粉添加量>酶解燕麥粉添加量>亞麻籽油添加量>白砂糖添加量；由表6方差分析可知，凍干咖啡粉添加量、酶解燕麥粉添加量、白砂糖添加量、亞麻籽油添加量均對(duì)燕麥拿鐵感官評(píng)分有極顯著的影響。極差分析法得到最優(yōu)的組合A2B2C3D2，即凍干咖啡粉添加量為1.6%、酶解燕麥粉添加量為11%、亞麻籽油添加量為0.5%、白砂糖添加量4%，按照最優(yōu)工藝再做一次試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，感官得分為89分，與正交試驗(yàn)結(jié)果一致。

表6 正交試驗(yàn)方差分析
Table 6 Orthogonal test analysis of variance

注：**表示極顯著水平(P<0.01)

2.3 燕麥拿鐵飲料的穩(wěn)定性研究

2.3.1 不同穩(wěn)定劑方案對(duì)目測(cè)浮油感官評(píng)分的影響

不同穩(wěn)定劑方案對(duì)目測(cè)浮油感官評(píng)分的影響如圖6所示。結(jié)果顯示，6種穩(wěn)定劑方案的燕麥拿鐵飲料初始樣品浮油現(xiàn)象均不明顯，目測(cè)浮油感官評(píng)分均較高，且無(wú)明顯顯著差異(P>0.05)。在28、37 ℃貯存3個(gè)月后，方案Ⅰ[m(微晶纖維素)∶m(卡拉膠)∶m(結(jié)冷膠)=1∶2∶1，添加量0.3%]、方案Ⅱ[m(羧甲基纖維素鈉)∶m(卡拉膠)∶m(結(jié)冷膠)=3∶1∶1，添加量0.4%]目測(cè)浮油感官評(píng)分降至7分以下，表明以上穩(wěn)定劑組合抑制燕麥脂肪上浮效果不佳。方案Ⅴ[m(微晶纖維素)∶m(單、雙甘油脂肪酸酯)∶m(硬脂酰乳酸鈉)∶m(卡拉膠)=3∶2∶2∶1，添加量0.4%]、方案Ⅳ[m(單、雙甘油脂肪酸酯)∶m(聚甘油脂肪酸酯)∶m(硬脂酰乳酸鈉)=3∶2∶1，添加量0.3%]目測(cè)浮油感官評(píng)分較高且在28、37 ℃貯存3個(gè)月后評(píng)分下降趨勢(shì)較低。楊洋等[10]在燕麥乳飲料穩(wěn)定劑研究結(jié)果顯示單、雙甘油脂肪酸酯與硬脂酰乳酸鈉對(duì)植物油脂乳化效果良好，兩者復(fù)配使用可有效防止燕麥乳脂肪上浮現(xiàn)象。綜上，以目測(cè)浮油感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，穩(wěn)定劑方案V組、IV組穩(wěn)定性較好。

圖6 不同穩(wěn)定劑方案對(duì)目測(cè)浮油感官評(píng)分的影響
Fig.6 The effect of different stabilizer schemes on the sensory score of visual creaming

2.3.2 不同穩(wěn)定劑方案對(duì)離心沉淀率的影響

燕麥拿鐵飲料中的蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等多種大分子顆粒在貯藏過(guò)程中易因重力作用而沉淀，離心沉淀率是評(píng)測(cè)燕麥拿鐵長(zhǎng)期穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。不同穩(wěn)定劑方案對(duì)燕麥拿鐵飲料離心沉淀率的影響如圖7所示。由圖7可知，不同穩(wěn)定劑方案制作的燕麥拿鐵飲料樣品的離心沉淀率差異顯著，在28、37 ℃ 貯存3個(gè)月后，離心沉淀率呈上升趨勢(shì)。在6組穩(wěn)定性方案中，方案Ⅴ[m(微晶纖維素)∶m(單、雙甘油脂肪酸酯)∶m(硬脂酰乳酸鈉)∶m(卡拉膠)=3∶2∶2∶1，添加量0.4%]離心沉淀率最低，初始值、28、37 ℃貯存3個(gè)月分別為(1.4±0.14)%、(2.05±0.28)%、(2.75±0.21)%。綜上，以離心沉淀率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，穩(wěn)定劑方案V組穩(wěn)定性較好。

圖7 不同穩(wěn)定劑方案對(duì)離心沉淀率的影響
Fig.7 The effect of different stabilizer schemes on the centrifugal precipitation rate

2.3.3 不同穩(wěn)定劑方案對(duì)粒徑的影響

粒徑分析是檢測(cè)燕麥拿鐵飲料體系穩(wěn)定性的有效手段之一。圖8、圖9分別為不同穩(wěn)定劑方案對(duì)燕麥拿鐵飲料平均粒徑及粒徑分布曲線(xiàn)的影響。由圖8可知,6種穩(wěn)定劑方案制作的燕麥拿鐵飲料初始樣品的平均粒徑差異不大，集中在(0.910～ 1.190)μm。在28、37 ℃貯存3個(gè)月后，各方案組粒徑分布曲線(xiàn)出現(xiàn)不同程度右移現(xiàn)象，這一結(jié)果與王瑩等[17]在花生植物蛋白飲料的研究結(jié)果相似。在28、37 ℃貯存3個(gè)月后，方案I組小粒徑峰面積減小，向大粒徑峰發(fā)生位移，平均粒徑由初始值(1.12±0.03)μm增大為(1.42±0.03)、(1.44±0.03) μm；在28、37 ℃ 貯存3個(gè)月后，方案II組整體粒徑分布曲線(xiàn)向右移動(dòng)，平均粒徑由初始值(1.19±0.02) μm增大為(1.44±0.01)、(1.53±0.05) μm；28、37 ℃貯存3個(gè)月后，方案III整體粒徑分布曲線(xiàn)向右移動(dòng)，小粒徑峰面積顯著減少，粒徑分布不均勻，平均粒徑由初始值(0.91±0.01) μm 增大為(1.13±0.01)、(1.39±0.03) μm；28 ℃貯存3個(gè)月后，方案IV組粒徑分布曲線(xiàn)與初始粒徑分布曲線(xiàn)幾乎重合，37 ℃貯存3個(gè)月后方案IV組粒徑分布曲線(xiàn)略右移，平均粒徑由初始值(1.17±0.01) μm 增大為(1.39±0.03) μm；在28、37 ℃貯存3個(gè)月后，方案V組粒徑分布曲線(xiàn)與初始粒徑分布相比變化不大，表明體系已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，平均粒徑由初始值(1.11±0.01) μm增大為(1.20±0.02)、(1.23±0.03) μm；在28、37 ℃貯存3個(gè)月后，方案VI組粒徑分布曲線(xiàn)明顯右移，粒徑分布范圍變寬，平均粒徑由初始值(1.16±0.02) μm增大為(1.26±0.03)、(1.43±0.04) μm，綜上，以粒徑為評(píng)價(jià)指標(biāo)，穩(wěn)定劑方案V組穩(wěn)定性較好。

圖8 不同穩(wěn)定劑方案對(duì)平均粒徑的影響
Fig.8 The effect of different stabilizer schemes on the average particle size

2.3.4 LUMiFuge穩(wěn)定性分析結(jié)果

通過(guò)LUMiFuge儀器軟件可以獲得一系列時(shí)間與空間相關(guān)的透射曲線(xiàn)。紅色曲線(xiàn)表示較早的掃描曲線(xiàn)，綠色為較晚的掃描曲線(xiàn)，曲線(xiàn)變化是由于燕麥拿鐵飲料在離心條件下相互聚集沉積在樣品槽底部或產(chǎn)生浮油聚集在樣品槽頂部，從而導(dǎo)致樣品槽不同部位的透光率發(fā)生變化[18]。圖10為不同穩(wěn)定劑方案組初始樣品及28、37 ℃貯存3個(gè)月的LUMi斜率值，圖11為不同穩(wěn)定劑方案組初始樣品及28、37 ℃貯存3個(gè)月的透光率曲線(xiàn)(圖11中Ⅰ-1～Ⅵ -1為各穩(wěn)定劑方案初始樣品，圖11中Ⅰ-2～Ⅵ-2為各穩(wěn)定劑方案28 ℃貯存3個(gè)月樣品，圖11中Ⅰ-3～Ⅵ -3為各穩(wěn)定劑方案37 ℃貯存3個(gè)月樣品)。由圖10 LUMi斜率值結(jié)果可知，方案Ⅳ、Ⅱ、Ⅲ組初始樣LUMi斜率值較高，28、37 ℃貯存3個(gè)月后方案Ⅰ、Ⅲ組LUMi斜率值顯著增大，表明穩(wěn)定性降低，方案Ⅱ組、Ⅳ組、Ⅴ組、Ⅵ組28、37 ℃貯存3個(gè)月后LUMi斜率值未出現(xiàn)顯著上升，其中Ⅴ組初始樣及28、37 ℃ 貯存3個(gè)月樣品LUMi斜率值均最低。由圖11可知，6個(gè)穩(wěn)定性方案組均出現(xiàn)不同程度的沉降現(xiàn)象，導(dǎo)致樣品槽底部的透光率降低，其中方案Ⅳ組、Ⅴ組、Ⅵ組37 ℃貯存3個(gè)月前后透光率曲線(xiàn)變化幅度較Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ低，表明其體系內(nèi)部顆粒在離心作用下分散穩(wěn)定性較好。方案Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ 37 ℃貯藏組較初始組透光率曲線(xiàn)波動(dòng)較大，且整體透光率明顯高于剩余3組，表明沉淀現(xiàn)象更為明顯，穩(wěn)定性較差。綜上，LUMiFuge穩(wěn)定性分析為評(píng)價(jià)指標(biāo)，穩(wěn)定劑方案Ⅴ組穩(wěn)定性較好。

a-方案I；b-方案II；c-方案III；d-方案IV；e-方案V；f-方案VI
圖9 不同穩(wěn)定劑方案對(duì)粒徑分布的影響
Fig.9 The effect of different stabilizer schemes on the the particle size distribution

圖10 不同穩(wěn)定劑方案對(duì)LUMi斜率值的影響
Fig.10 The effect of different stabilizer schemes on the LUMi slope value

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，確定燕麥拿鐵飲料最佳配方為：凍干咖啡粉添加量為1.6%、酶解燕麥粉添加量為11%、亞麻籽油添加量為0.5%、白砂糖添加量4%，所得產(chǎn)品感官得分為89。在此配方基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)6種穩(wěn)定劑復(fù)配方案，以目視浮油感官評(píng)分、離心沉淀率、粒徑檢測(cè)、LUMiFuge快速穩(wěn)定性分析等方法評(píng)估6種穩(wěn)定劑復(fù)配方案制得的燕麥拿鐵飲料在28 ℃及37 ℃貯藏3個(gè)月后的穩(wěn)定性表現(xiàn)，對(duì)比不同穩(wěn)定性評(píng)估方法的結(jié)果可知，6種穩(wěn)定劑處理組在貯藏后各項(xiàng)穩(wěn)定性指標(biāo)變化趨勢(shì)基本一致，貯藏之后穩(wěn)定性出現(xiàn)不同程度的降低；相同穩(wěn)定劑處理組不同穩(wěn)定劑評(píng)估方法結(jié)果稍有出入，這是因?yàn)楦黜?xiàng)評(píng)估方法處理方法不同，在反映燕麥咖啡飲料長(zhǎng)期穩(wěn)定性時(shí)各有優(yōu)劣。目視浮油感官評(píng)分可直接模擬消費(fèi)者在貨架上觀(guān)察到的浮油情況，結(jié)果直觀(guān)可靠，缺點(diǎn)是檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，且無(wú)法對(duì)浮油程度做精細(xì)描述；粒徑檢測(cè)方法可反映樣品在儲(chǔ)藏期間的粒徑分布變化，從而側(cè)面反映樣品穩(wěn)定性能，但由于不同穩(wěn)定劑復(fù)配方案采用的膠體不同，并不是粒徑越小，樣品穩(wěn)定性越好，應(yīng)結(jié)合不同穩(wěn)定劑處理組貯藏后的粒徑分布變化綜合評(píng)價(jià)穩(wěn)定性；離心沉淀率、LUMiFuge快速穩(wěn)定性分析均采用加速離心處理，可快速模擬燕麥咖啡飲料長(zhǎng)期穩(wěn)定性，但可能因離心參數(shù)設(shè)置不合理產(chǎn)生與實(shí)際觀(guān)察結(jié)果不符的結(jié)論；因此試驗(yàn)綜合各項(xiàng)穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果，得出最佳穩(wěn)定劑復(fù)配方案為方案V[m(微晶纖維素)∶m(單、雙甘油脂肪酸酯)∶m(硬脂酰乳酸鈉)∶m(卡拉膠)=3∶2∶2∶1，添加量0.4%]，該方案處理組燕麥咖啡飲料在28 ℃及37 ℃貯藏3個(gè)月后仍能保持良好穩(wěn)定性，無(wú)明顯沉淀及浮油現(xiàn)象。

Ⅰ-1～Ⅳ-1-各穩(wěn)定劑方案初始樣品，Ⅰ-2～Ⅳ-2-為穩(wěn)定劑方案28 ℃貯存3個(gè)月樣品，Ⅰ-3～Ⅳ-3-各穩(wěn)定劑方案37 ℃貯存3個(gè)月樣品
圖11 不同穩(wěn)定劑方案對(duì)透光率曲線(xiàn)的影響
Fig.11 The effect of different stabilizer schemes on the transmittance curve

2.4 燕麥拿鐵飲料的質(zhì)量指標(biāo)

燕麥拿鐵飲料的質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表7所示。

表7 質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果
Table 7 Quality index test results

注：-表示無(wú)數(shù)據(jù)

按試驗(yàn)所的最佳原料配比及穩(wěn)定劑組合方案制備燕麥拿鐵飲料，可溶性固形物含量為(15.09±0.04) g/100g，蛋白質(zhì)含量為(1.51±0.16) g/100g，脂肪含量為(1.27±0.09) g/100g，膳食纖維含量為(1.87±0.07) g/100g，β-葡聚糖含量為(486.75±0.49) mg/100g，咖啡因含量為(358±0.21) mg/kg，衛(wèi)生指標(biāo)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。所得燕麥拿鐵飲料兼具良好感官品質(zhì)、貨架穩(wěn)定性及豐富營(yíng)養(yǎng)，具備開(kāi)發(fā)前景。