 試驗設(shè)計 原料：全脂奶粉；乳清蛋白；低聚木糖；共軛亞油酸甘油酯微囊粉（亞油酸含量78%）、亞麻籽油微囊粉（α-亞麻酸含量21.5%）；麥芽糊精。 調(diào)制乳粉配方：由乳固體（全脂奶粉、乳清蛋白）、不飽和脂肪酸（共軛亞油酸甘油酯微囊粉、亞麻籽油微囊粉）、低聚木糖和麥芽糊精組成。 調(diào)制乳粉制備方法：以30 g計（不足用麥芽糊精進行補充），將乳固體、不飽和脂肪酸、低聚木糖及麥芽糊精過60目篩，按實驗設(shè)計量分別稱取，置于50 mL離心管，渦旋混合5 min，即得調(diào)制乳粉樣品。 調(diào)制乳粉配制原則：調(diào)制乳粉質(zhì)量為30 g，根據(jù)中國居民膳食指南科學研究報告（2021），每日應攝入奶及奶制品200~300 g，且奶粉復溶比例為1：8時與牛奶的營養(yǎng)含量相似，調(diào)制乳粉30 g相當于每日飲用270 g牛奶，乳固體中全脂奶粉和乳清蛋白的添加比例5：1；參照GB 19644—2010 《乳粉》中蛋白質(zhì)含量高于16.5%的要求，低聚木糖添加量≤3 g/d。不飽和脂肪酸添加量為亞油酸：亞麻酸=2：1，依據(jù)共軛亞油酸甘油酯微囊粉和亞麻籽油微囊粉中亞油酸和亞麻酸含量計算。 調(diào)制乳粉單因素試驗：以RHB 201—2004《全脂乳粉 感官評鑒細則》作為評價標準，進行單因素試驗，確定乳固體、低聚木糖、不飽和脂肪酸3個成分的最適添加量。 乳固體添加量對調(diào)制乳粉的影響：固定低聚木糖添加量0.3 g、不飽和脂肪酸添加量4.2 g，分別添加乳固體21.0、21.9、22.8、23.7、24.6 g，渦旋混合5 min，進行感官評價。 低聚木糖添加量對調(diào)制乳粉的影響：確定乳固體添加量，不飽和脂肪酸添加量4.2 g，分別添加低聚木糖0.1、0.3、0.6、0.9、1.2 g，并將上述組分渦旋混合5 min，進行感官評價。 不飽和脂肪酸添加量對調(diào)制乳粉的影響：確定乳固體添加量、低聚木糖添加量，分別添加不飽和脂肪酸4.2、5.1、6.0、6.9、7.8 g，將上述組分渦旋混合5 min，進行感官評價。 調(diào)制乳粉正交試驗：通過單因素試驗得到各因素的較優(yōu)區(qū)間，選定（A）乳固體、（B）低聚木糖、（C）不飽和脂肪酸3個因素較為理想的添加量范圍，并確定3個水平，采用L9（34）正交試驗，得到9組配方，利用感官評價模糊數(shù)學對9組配方進行分析，正交試驗設(shè)計因素、水平及編碼見表1。
感官評定方法：由10人（均為食品實驗室學生）組成調(diào)制乳粉感官評定組對調(diào)制乳粉進行感官評定，總分100分，將評分分為優(yōu)、良、中、差4個等級，感官評分標準表見表2。
模糊數(shù)學分析方法：為了便于權(quán)重分配，將評判調(diào)制乳粉感官評價得分的評價指標分為 4個因素分別為色澤（u1）、組織狀態(tài)（u2）、沖調(diào)性（u3）、滋味氣味（u4），即因素集U={u1, u2, u3, u4}。并以優(yōu)、良、中、差4個評價等級對每個評價因素進行評定，確定評價集V={V1, V2, V3, V4}={優(yōu)，良，中，差}。由于各因素指標對調(diào)制乳粉感官品質(zhì)具有不同的影響程度，因此選用用戶調(diào)查法即選擇感官評定小組的10位成員對權(quán)重進行評定，根據(jù)調(diào)制乳粉的色澤、組織狀態(tài)、沖調(diào)性和滋味氣味各因素重要程度占比進行打分，確定權(quán)重集X={X1, X2, X3, X4}。再依照得分結(jié)果，確立模糊數(shù)學矩陣R，模糊數(shù)學評價模型為B=X·R，對樣品進行綜合評價。 調(diào)制乳粉理化指標的測定：測定調(diào)制乳粉中的蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、復原乳酸度、雜質(zhì)度、水分含量。 調(diào)制乳粉對前脂肪細胞脂滴積累的影響：將細胞試驗設(shè)置13組，具體分組見表3，在對前脂肪細胞誘導分化前分別加入各組樣品，探究調(diào)制乳粉對3T3-L1前脂肪細胞脂滴積累的影響；GW9662作為PPAR拮抗劑可以抑制脂肪細胞分化，將此作為對照組與正交試驗各配方組進行對比，篩選抑制脂肪細胞脂滴積累效果較好的配方組。
將3T3-L1前脂肪細胞培養(yǎng)、分化、誘導后，進行油紅O染色，用顯微鏡觀察圖像并拍照記錄。 試驗結(jié)果 （1）單因素試驗各組分添加量對調(diào)制乳粉的影響 由圖1-a可知，乳固體添加量對調(diào)制乳粉整體得分影響較小，感官評價得分隨乳固體添加量的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，當乳固體添加量為21.9 g時，其得分最高為93.50 分，因此，乳固體的添加量為21.9 g時，感官品質(zhì)最佳。 由圖1-b可知，隨著低聚木糖添加量的升高，調(diào)制乳粉的感官評價得分先升高后降低，其添加量對得分有顯著影響，當添加量在0.1~0.6 g范圍變化時，調(diào)制乳粉的感官評價得分有明顯的升高，0.6 g時感官評價得分最高為95.17分，當添加量大于0.6 g時，其感官評價得分明顯下降，因此，低聚木糖的添加量為0.6 g時，感官品質(zhì)最佳。 由圖1-c可知，不飽和脂肪酸添加量對感官品質(zhì)有明顯影響，隨著不飽和脂肪酸添加量的增加，評分先增加后減少，添加量為6.0 g時感官評價評分最高為92.83分，因此，不飽和脂肪酸的添加量為6.0 g時，感官品質(zhì)最佳。
權(quán)重的確定 由表4可知，根據(jù)10名感官評定小組成員投票結(jié)果得出，調(diào)制乳粉感官評價4個因素色澤、組織狀態(tài)、沖調(diào)性和滋味氣味的權(quán)重分別為0.14、0.19、0.30和0.37，確定權(quán)重集X={X1, X2, X3, X4}={0.14，0.19，0.30，0.37}。
由表5可知，根據(jù)10名感官評價小組成員對9組調(diào)制乳粉的模糊評定結(jié)果得出，不同配方的調(diào)制乳粉對色澤、組織狀態(tài)、沖調(diào)性和滋味氣味影響各異，需要采用模糊數(shù)學評價對評定結(jié)果進行分析。
將表5中的評分除以感官評價小組人員總數(shù)10人，建立色澤、組織狀態(tài)、沖調(diào)性和滋味氣味4個單因素模糊評價矩陣，分別為 u1={0.1，0.7，0.2，0.0} ；u2={0.2，0.6，0.2，0.0}；u3={0.1，0.4，0.5，0.0}；u4={0.1，0.5，0.4，0.0}，則9組試驗調(diào)制乳粉配方的四因素模糊矩陣可表示為R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9：
根據(jù)模糊綜合評判數(shù)學模型原理進行模糊變換，可得B=X·R，則對第n號樣品評價結(jié)果為Bn=X·Rn，得到各正交試驗調(diào)制乳粉的綜合評判結(jié)果，以試驗1的調(diào)制乳粉配方的評分為例：
同理，可得其他試驗調(diào)制乳粉的模糊評價結(jié)果，將各個樣品的綜合評價結(jié)果分別乘以評價集，并對優(yōu)、良、中、差進行賦值，即 V={V1, V2, V3, V4}={100，90，80，70}，得到各試驗的感官綜合評分見表 6。
（3）正交試驗結(jié)果 由表7可知，影響調(diào)制乳粉感官評價的主次因素是C（不飽和脂肪酸）＞B（低聚木糖）＞A（乳固體）。
由表9可知，誘導組與空白組相比，脂肪細胞面積增長且有顯著差異（P<0.05），證明造模成功；全脂奶粉組與誘導組相比，脂肪細胞面積增加，說明全脂奶粉對脂肪細胞有增殖效果；正交試驗2、3、4、7組分別與誘導組及全脂奶粉組相比，脂肪細胞面積均顯著降低（P<0.05），但與GW9662對照組相比脂肪細胞面積沒有顯著差異（P<0.05），說明正交試驗2、3、4、7水平奶粉具有抑制脂肪細胞增殖的效果；正交試驗配方2效果最好，配方3、4、7次之，通過兩兩比較分析正交試驗2水平與3水平、4水平之間的脂肪細胞面積差異不顯著（P＞0.05），與7水平差異顯著（P<0.05），綜合感官評鑒得分，最終配方選用正交試驗3水平：乳固體21.6 g、低聚木糖0.75 g、不飽和脂肪酸6.6 g、麥芽糊精1.05 g。
（5）營養(yǎng)成分理化指標的測定 由表10可知，調(diào)制乳粉具有較高的蛋白質(zhì)含量，脂肪含量達到全脂奶粉的脂肪要求，可滿足營養(yǎng)攝入；調(diào)制乳粉的平均水分含量為3.02%，由于原輔料都為粉末產(chǎn)品，較低的水分含量可以防止微生物生長；復原乳的酸度和雜質(zhì)度都符合國標對乳粉的要求，適宜的酸度可保證其質(zhì)量安全。
調(diào)制乳粉配方（以30 g計）各組分添加量為：乳固體添加量21.6 g（全脂奶粉添加量 18.0 g、乳清蛋白添加量3.6 g）、低聚木糖添加量0.6 g、不飽和脂肪酸添加量6.6 g（共軛亞油酸甘油酯微囊粉添加量2.3455 g、亞麻籽油微囊粉添加量4.2545 g）、麥芽糊精添加量1.2 g時，所制得的調(diào)制乳粉呈乳黃色、沖調(diào)性較好、具有濃郁乳香味，蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、復原乳酸度、雜質(zhì)度、水分含量均符合GB 19644—2010 乳粉對調(diào)制乳粉的要求，且感官品質(zhì)符合國標要求，與全脂奶粉相比調(diào)制乳粉可顯著降低 3T3-L1 前脂肪細胞脂滴面積（P<0.05），對脂肪細胞增殖有抑制效果。
參考資料： 沙迪昕,楊曉君,許賀志翔等.含不飽和脂肪酸調(diào)制乳粉配方優(yōu)化及理化性質(zhì)分析[J/OL].食品與發(fā)酵工業(yè):1-11. |
