燕麥拿鐵飲料的研制及穩(wěn)定性研究

燕麥，學名為Avena sativa L.，禾本科，燕麥屬作物。現代營養(yǎng)學和流行病學研究證明，燕麥的多項營養(yǎng)素含量在谷物中占據優(yōu)勢，是最具營養(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，參與人體內的葡萄糖調節(jié)并降低人血清膽固醇水平，多項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、油脂含量居所有谷物之首，去殼燕麥的蛋白含量達12%～24%，脂肪含量最高可達14%，是功能蛋白、必需脂肪酸、礦物質、復合B族維生素以及功能性植物化學物質的良好來源，具有降低罹患癌癥、肥胖、糖尿病和心血管疾病(cardiovascular disease，CVD)的風險等健康益處[3-4]。

咖啡，茜草科植物，據研究咖啡中含有的化學物質高達一千多種，除碳水化合物，脂質，維生素，礦物質外，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，大量文獻報道咖啡對包括2型糖尿病，帕金森氏病、肝病、阿爾茨海默氏病、抑郁癥在內的多種疾病具有有益作用[5-6]?？Х蕊嬃巷L味香醇獨特，并有提神醒腦健胃等功效而廣受消費者贊譽，是全球消費量最大的飲料品類之一[7]。與全球市場相比，中國咖啡市場起步較晚，但在國民咖啡文化認知程度增長、人口紅利、消費升級及人均收入增加等諸多利好因素影響下，我國總體咖啡市場目前處于高速增長階段，增速高于全球水平，預計2023年中國咖啡市場規(guī)模達1 806億元。

根據市場現有咖啡產品來分類，咖啡產品又分為速溶咖啡、現磨咖啡和即飲咖啡三類。近年來，咖啡細分品類中即飲咖啡憑借便攜飲用屬性和更高的性價比廣受消費者認可，增速迅猛[8]。在全民健康意識快速覺醒的今天，咖啡愛好者對于植物奶代替牛奶制作即飲拿鐵飲料的訴求日益增長，近期燕麥拿鐵飲料逐漸成為精品咖啡店的標配，目前即飲咖啡中燕麥拿鐵新品較少，將咖啡與燕麥創(chuàng)新結合，無疑是值得探索的咖啡市場藍海。本實驗以燕麥、咖啡為主要原料，對產品配方及穩(wěn)定劑復配方案進行優(yōu)化研究，以期制成口感好、營養(yǎng)豐富及性質穩(wěn)定的植物基咖啡飲品，拓展即飲咖啡飲料的種類，滿足大眾需求。

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，金太陽糧油股份有限公司；I型卡拉膠(WG741)，杜邦(上海)實業(yè)有限公司；低酰基結冷膠，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)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，寧波豐浩貿易有限公司。

1.2 儀器與設備

DK-S24恒溫水浴鍋，上海三發(fā)科學儀器有限公司；PT-20T管式超高溫殺菌劑UHT，日本POWERPOINT國際；Mastersizer3000激光粒度儀，英國馬爾文儀器有限公司；PHS-3C pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司；111-00000離心式多功能穩(wěn)定性分析儀LUMiFuge，德國羅姆集團；IKA EUROSTAR 60 digital懸臂式攪拌機，德國IKA集團；IKA T25 digital ULTRA TURRAX分散機，德國IKA集團；NS 100IL 1K在線均質機，意大利GEA集團；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，杭州圣迪機電設備有限公司；ML 1602/02電子天平、RM50折光儀，梅特勒托利多集團；Sorvall ST16離心機，賽默飛世爾科技。

1.3 工藝流程及操作要點

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

1.3.2.1 酶解燕麥粉溶解

設置懸臂式攪拌機轉速為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

設置分散機剪切速率為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調節(jié)

咖啡粉溶液呈酸性，若不調節(jié)pH，燕麥咖啡殺菌后pH下降，接近植物蛋白的等電點極易發(fā)生絮凝現象[9]。本實驗采用NaHCO3為酸度調節(jié)劑，將咖啡粉用溫水攪拌溶解，用NaHCO3調節(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，用分散機在4 000 r/min剪切速率下50 ℃水浴剪切5 min，邊剪切邊加入調節(jié)好pH值的咖啡液，定容，用NaHCO3調節(jié)pH至7.0左右。

1.3.2.5 加熱、均質

調配好的基料升溫到65～70 ℃進行均質處理，一級壓力為8 MPa，二級壓力為40 MPa，均質2次。

1.3.2.5 殺菌、灌裝

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

1.4 燕麥拿鐵復合飲料配方的確定

1.4.1 單因素實驗方案設計

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%(均為質量分數)，以感官評分為指標，研究凍干咖啡粉添加量對燕麥拿鐵飲料感官評分的影響。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，對咖啡粉原料進行咖啡因含量檢測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%(均為質量分數)。

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%(均為質量分數)，以感官評分為指標，設置酶解燕麥粉添加量梯度為5%、7%、9%、11%、13%(均為質量分數)，研究酶解燕麥粉添加量對燕麥拿鐵飲料感官評分的影響。

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%(均為質量分數)，以感官評分為指標，設置白砂糖添加量梯度為2%、3%、4%、5%、6%(均為質量分數)，研究白砂糖添加量添加量對燕麥拿鐵飲料感官評分的影響。

1.4.1.4 亞麻籽油添加量的確定

為提升產品順滑度和穩(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%(均為質量分數)，以感官評分為指標，設置亞麻籽油添加量梯度為0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%(均為質量分數)，研究亞麻籽油添加量對燕麥拿鐵飲料感官評分的影響。

1.4.2 正交實驗設計

在單因素實驗基礎上，采用L9(34)正交表進行正交實驗，以感官評分為評價指標，正交優(yōu)化實驗設計因素水平如表1所示。

表1 正交實驗因素水平
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)型乳液組成的復雜乳狀液，屬于熱力學不穩(wěn)定體系，極易出現脂肪上浮、蛋白沉淀現象，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理不盡相同，單獨使用某種穩(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]。根據燕麥乳飲料、植物蛋白咖啡飲料穩(wěn)定體系的相關研究[12-14]，本研究選取幾種效果較好的穩(wěn)定劑設計6組穩(wěn)定劑復配方案，以考察不同穩(wěn)定劑方案的乳化穩(wěn)定性。試驗方案如表2所示。

表2 穩(wěn)定劑復配方案設計
Table 2 Stabilizer compounding scheme design

1.5 產品技術指標

1.5.1 感官評價方法

選定10名專業(yè)感官分析人員作為感官鑒定小組，每個樣品取100 mL，置于預先標記編號(編號采用3位數字隨機編碼)的品評杯中，送到不同的感官評定室。感官評定員對燕麥拿鐵飲料的的香氣(滿分20分)，色澤(滿分30分)，滋味(滿分30分)，組織狀態(tài)(滿分20分)進行打分，香氣、色澤、滋味、組織狀態(tài)的分數之和為總得分，在全部總得分中去掉1個最高分和1個最低分后取平均值作為產品最終得分，感官品質綜合評價標準見表3。

表3 復合飲料感官評分標準
Table 3 Sensory estimation standard of compound beverage

1.5.2 穩(wěn)定性相關評價指標

試驗采用目視觀察法、離心檢測、粒徑檢測、LUMiFuge快速穩(wěn)定性分析等方法評價燕麥拿鐵飲料的穩(wěn)定性，綜合直觀感官評分和設備指標檢測結果，更全面地評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個月，用Mastersize3000激光粒度分析儀測定燕麥拿鐵飲料粒徑分布。室溫條件下，以水為分散介質，將被測樣品加入到分散介質中進行測定。測試參數：樣品顆粒的折光系數為1.329，吸收率0.1，分散介質的折光系數為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)定性分析儀測定燕麥拿鐵飲料的加速離心穩(wěn)定性。測試過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技術監(jiān)測樣品的穩(wěn)定性、全程分離步驟、沉降以及懸浮并存的復雜分離行為。將裝有樣品的測試杯放入檢測槽，本實驗運行條件為：轉速，4 000 r/min；溫度，25 ℃；時間間隔，10 s；掃描次數600次。LUMiFuge穩(wěn)定性測試的結果為樣品的透光率圖像，對樣品穩(wěn)定性的分析則是根據透光率積分的變化率，即斜率。一般來說，斜率越小說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個月后測定離心沉淀率，具體方法如下：稱量質量為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 后精確稱量沉淀物的質量M2(精確到0.001 g)，計算如公式(1)所示：

離心沉淀率

(1)

式中：M1表示質量，M2表示沉淀物質量。

1.5.2.4 浮油目測方法

參考趙芳芳等[15]、王春雷[16]的方法稍作改動，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個月，進行目測觀察。在有刻度的離心管中，準確的加入50 mL樣品，在3 000 r/min條件下離心10 min，使用游標卡尺進行測量浮油的厚度(cm)，同時，4人感官評定小組目測各個樣品的浮油顏色深淺，進行評價打分，其中浮油的厚度，浮油顏色的深淺兩者比例分別占50%，滿分10分，分值越大浮油穩(wěn)定性效果越好，具體的評分標準見表4。

表4 目測量化分析指標
Table 4 Quantitative analysis of visual indicators

1.5.3 理化指標

蛋白質測定：參考GB 5009.5—2016《食品中蛋白質的測定》；脂肪：參考 GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》；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-葡聚糖含量的測定》。

1.5.4 微生物指標

大腸菌群、菌落總數、霉菌和酵母分別按照GB 4789.3—2016《食品微生物學檢驗 大腸菌群計數》、GB 4789.2—2016《食品微生物學檢驗 菌落總數測定》、GB 4789.15—2016《食品微生物學檢驗 霉菌和酵母計數》進行測定。

1.6 統計分析

試驗數據以平均值±標準差的形式給出，采用SPSS 20.0.0 軟件進行試驗設計、方差分析和顯著性檢驗；用Origin 9.0作圖。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 凍干咖啡粉添加量對感官評分的影響

凍干咖啡粉添加量對感官評分的影響如圖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，當凍干咖啡粉添加量為0.8%～1.6%時，隨著咖啡粉添加量增加，咖啡香氣提升，感官評分顯著上升，當凍干咖啡粉添加量為2.0%時，感官評分迅速下降，可能是由于咖啡添加量過高，燕麥香氣不突出，整體風味完整性較差。因此，選取凍干咖啡粉的最佳添加量為1.6%。

圖2 咖啡粉添加量對感官評分的影響
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感官評分的影響

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感官評分影響顯著。酶解燕麥粉添加量為5%時，燕麥風味及整體醇厚度不足，感官評分較低，添加量上升后，燕麥風味特征性上升，感官評分呈現上升趨勢并在添加量為11%時達到最高值，添加量繼續(xù)上升后燕麥風味過濃掩蓋咖啡風味，導致感官評分有所下降。因此，選取酶解燕麥粉的最佳添加量為11%。

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

2.1.3 白砂糖添加量對感官評分的影響

白砂糖添加量直接影響產品的甜度，并間接影響咖啡及燕麥風味的感官敏感度，對感官評分影響顯著。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，隨著白砂糖添加量上升，甜度上升，與咖啡的苦澀感中和，整體風味豐滿度上升，感官評分顯著上升；白砂糖添加量超過3%時，甜度太高，甜度與咖啡的苦澀味不協調，影響咖啡及燕麥的風味特征性，感官評分呈現下降趨勢。因此，選取白砂糖的最佳添加量為3%。

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

2.1.4 亞麻籽油添加量對感官評分的影響

亞麻籽油的添加對改善燕麥拿鐵飲料風味和增強乳化有重要意義，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，隨著亞麻籽油添加量增加，燕麥拿鐵飲料脂肪感提升，感官評分呈現上升趨勢，亞麻籽油添加量超過0.5%時，亞麻籽油自身的植物油風味凸顯，影響感官評分，因此選取亞麻籽油的最佳添加量為0.5%。

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

2.2 正交實驗結果

以上單因素實驗結果顯示，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燕麥拿鐵飲料感官評分影響顯著，由SPSS Statistics 20.0.0數據統計軟件設計的4因素3水平L9(34)正交試驗方案及結果見表5。

表5 正交試驗結果及分析
Table 5 Results and analysis of orthogonal test

分析表5可知，各因素對燕麥拿鐵飲料感官評分的影響主次順序為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燕麥拿鐵感官評分有極顯著的影響。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)工藝再做一次試驗進行驗證，感官得分為89分，與正交試驗結果一致。

表6 正交試驗方差分析
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)定劑方案對目測浮油感官評分的影響

不同穩(wěn)定劑方案對目測浮油感官評分的影響如圖6所示。結果顯示，6種穩(wěn)定劑方案的燕麥拿鐵飲料初始樣品浮油現象均不明顯，目測浮油感官評分均較高，且無明顯顯著差異(P>0.05)。在28、37 ℃貯存3個月后，方案Ⅰ[m(微晶纖維素)∶m(卡拉膠)∶m(結冷膠)=1∶2∶1，添加量0.3%]、方案Ⅱ[m(羧甲基纖維素鈉)∶m(卡拉膠)∶m(結冷膠)=3∶1∶1，添加量0.4%]目測浮油感官評分降至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%]目測浮油感官評分較高且在28、37 ℃貯存3個月后評分下降趨勢較低。楊洋等[10]在燕麥乳飲料穩(wěn)定劑研究結果顯示單、雙甘油脂肪酸酯與硬脂酰乳酸鈉對植物油脂乳化效果良好，兩者復配使用可有效防止燕麥乳脂肪上浮現象。綜上，以目測浮油感官評分為評價指標，穩(wěn)定劑方案V組、IV組穩(wěn)定性較好。

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

2.3.2 不同穩(wěn)定劑方案對離心沉淀率的影響

燕麥拿鐵飲料中的蛋白質、淀粉、纖維素等多種大分子顆粒在貯藏過程中易因重力作用而沉淀，離心沉淀率是評測燕麥拿鐵長期穩(wěn)定性的重要指標。不同穩(wěn)定劑方案對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個月后，離心沉淀率呈上升趨勢。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，以離心沉淀率為評價指標，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)定劑方案對粒徑的影響

粒徑分析是檢測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)定劑方案對燕麥拿鐵飲料平均粒徑及粒徑分布曲線的影響。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個月后，各方案組粒徑分布曲線出現不同程度右移現象，這一結果與王瑩等[17]在花生植物蛋白飲料的研究結果相似。在28、37 ℃貯存3個月后，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個月后，方案II組整體粒徑分布曲線向右移動，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個月后，方案III整體粒徑分布曲線向右移動，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個月后，方案IV組粒徑分布曲線與初始粒徑分布曲線幾乎重合，37 ℃貯存3個月后方案IV組粒徑分布曲線略右移，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個月后，方案V組粒徑分布曲線與初始粒徑分布相比變化不大，表明體系已達到穩(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個月后，方案VI組粒徑分布曲線明顯右移，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，以粒徑為評價指標，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)定性分析結果

通過LUMiFuge儀器軟件可以獲得一系列時間與空間相關的透射曲線。紅色曲線表示較早的掃描曲線，綠色為較晚的掃描曲線，曲線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生浮油聚集在樣品槽頂部，從而導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個月的透光率曲線(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個月樣品，圖11中Ⅰ-3～Ⅵ -3為各穩(wěn)定劑方案37 ℃貯存3個月樣品)。由圖10 LUMi斜率值結果可知，方案Ⅳ、Ⅱ、Ⅲ組初始樣LUMi斜率值較高，28、37 ℃貯存3個月后方案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個月后LUMi斜率值未出現顯著上升，其中Ⅴ組初始樣及28、37 ℃ 貯存3個月樣品LUMi斜率值均最低。由圖11可知，6個穩(wěn)定性方案組均出現不同程度的沉降現象，導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個月前后透光率曲線變化幅度較Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ低，表明其體系內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波動較大，且整體透光率明顯高于剩余3組，表明沉淀現象更為明顯，穩(wěn)定性較差。綜上，LUMiFuge穩(wěn)定性分析為評價指標，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LUMi斜率值的影響
Fig.10 The effect of different stabilizer schemes on the LUMi slope value

3 結論

通過單因素試驗和正交試驗，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%，所得產品感官得分為89。在此配方基礎上設計6種穩(wěn)定劑復配方案，以目視浮油感官評分、離心沉淀率、粒徑檢測、LUMiFuge快速穩(wěn)定性分析等方法評估6種穩(wěn)定劑復配方案制得的燕麥拿鐵飲料在28 ℃及37 ℃貯藏3個月后的穩(wěn)定性表現，對比不同穩(wěn)定性評估方法的結果可知，6種穩(wěn)定劑處理組在貯藏后各項穩(wěn)定性指標變化趨勢基本一致，貯藏之后穩(wěn)定性出現不同程度的降低；相同穩(wěn)定劑處理組不同穩(wěn)定劑評估方法結果稍有出入，這是因為各項評估方法處理方法不同，在反映燕麥咖啡飲料長期穩(wěn)定性時各有優(yōu)劣。目視浮油感官評分可直接模擬消費者在貨架上觀察到的浮油情況，結果直觀可靠，缺點是檢測時間較長，且無法對浮油程度做精細描述；粒徑檢測方法可反映樣品在儲藏期間的粒徑分布變化，從而側面反映樣品穩(wěn)定性能，但由于不同穩(wěn)定劑復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，應結合不同穩(wěn)定劑處理組貯藏后的粒徑分布變化綜合評價穩(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期穩(wěn)定性，但可能因離心參數設置不合理產生與實際觀察結果不符的結論；因此試驗綜合各項穩(wěn)定性評估指標檢測結果，得出最佳穩(wěn)定劑復配方案為方案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個月后仍能保持良好穩(wěn)定性，無明顯沉淀及浮油現象。

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個月樣品，Ⅰ-3～Ⅳ-3-各穩(wěn)定劑方案37 ℃貯存3個月樣品
圖11 不同穩(wěn)定劑方案對透光率曲線的影響
Fig.11 The effect of different stabilizer schemes on the transmittance curve

2.4 燕麥拿鐵飲料的質量指標

燕麥拿鐵飲料的質量指標檢測結果如表7所示。

表7 質量指標檢測結果
Table 7 Quality index test results

注：-表示無數據

按試驗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)生指標符合國家相關標準。所得燕麥拿鐵飲料兼具良好感官品質、貨架穩(wěn)定性及豐富營養(yǎng)，具備開發(fā)前景。