全 文 ： 2005, Vol. 26, No. 11 食品科学 ※工艺研究128
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3.
苦荞多肽营养饮料的研究
周小理1，李红敏 1,2，周一鸣3，汪雪平 1，刘翔海1
(1.上海应用技术学院生物与食品工程系，上海 200233；2.上海水产大学食品学院，上海 200090；
3.陕西师范大学食品工程系，陕西 西安 710062 )
摘 要：本试验以苦荞麦为原料，采用酶解工艺将碱法浸提得到的苦荞复合蛋白水解为多肽液。并以酶解后多肽
浓度和水解度为指标，确定出制备苦荞多肽液的最佳工艺条件。试验表明：通过先后加入Flavourzyme复合风味
蛋白酶与Alcalase Food Grade水解蛋白酶对苦荞复合蛋白进行混合阶段水解的效果最好；并采用单因素及正交试验
确定出苦荞多肽营养饮料的最佳配方。
关键词：苦荞多肽；混合阶段酶解；营养饮料
Research on Nutrient Beverage with Tartary Buckwheat Peptide
ZHOU Xiao-li1， LI Hong-min1,2，ZHOU Yi-ming3，WANG Xue-ping1，LIU Xiang-hai1
(1.Department of Biology and Food Engineering Shanghai Institute of Technology, Shanghai 200235, China；
2.College of Food, Shanghai Fishery University, Shanghai 200090, China；
3.Department of Food Engineering, Shaanxi Normal University, Xian 710062, China)
Abstract ：The Beverage was made with a material of tartary buckwheat. Extracted by the alkali process of generation, a
buchwheat protein was hydrolyzed into the polypeptide solution with enzymolysis technology. A optimal processing condi-
tion for preparation of tartary buckwheat polypeptide solution was set down according to a target of polypeptide concentration
and degree of hydrolysis. Showed as the result, a best effect can be acquired by processing a combined multi-stage hydrolysis,
added the Flavourzyme multiple flavor protease and Alcalase Food Grade hydrolysis protease. The optimum recipe of tartary
buckwheat nutrient beverage was developed from single factor experiment and orthogonal experiment.
收稿日期：2005-09-18
基金项目：上海市高等学校科学技术发展基金项目(03HK10)；上海市重点学科建设项目(P1501)
作者简介：周小理(1957-)，女，教授，研究方向为食品资源的研究与开发。
129※工艺研究 食品科学 2005, Vol. 26, No. 11
Key words：Tartary buckwheat polypeptide；combined multi-stage enzymolysis；nutri t beverage
中图分类号：TS275.4 文献标识码：B 文章编号：1002-6630(2005)11-0128-05
荞麦属于蓼科荞麦属，分为普通荞麦(甜荞)和鞑靼
荞麦(苦荞)两个栽培种。中国荞麦的种植面积已达100×
104亩，产量为105×104t，其中苦荞种植面积和产量
均居世界第一位。近几年来，荞麦的营养价值已引起
了我国和世界各国如美国、加拿大、日本、瑞典、韩
国等国家食品营养及医学界的关注。与其他禾谷类粮食
相比，荞麦中含有以黄酮类化合物为主要成分的荞麦多
酚，如芦丁、槲皮素、儿茶素等，含有多种维生素
和矿物质元素。特别是荞麦中蛋白质的结构组成及含
量，使其具有独特的营养和保健功能。国际植物遗传
资源研究所已将荞麦归到“未被充分利用的作物” 之
列，专家预言荞麦特别是苦荞是本世纪人类的重要食物
资源。
近年来，生物活性肽(bio-active peptides)的结构和
功能研究再现高潮，生物活性肽的开发应用也成为当前
生物工程领域的热门课题。肽所具有的极强活性和多样
性，不仅能提供人体生长发育所需的营养物质，而且
具有特殊的生物学功能，如大豆蛋白制备的大豆多肽，
具有降脂、减肥、提高运动能力的功能，鸡卵清蛋白
制备的白蛋白多肽具有提高免疫、促进消化的功能，酪
蛋白磷酸肽(CPP)，具有促钙吸收，抗骨质疏松的功
能，以及胶原多肽是皮肤抗皱保湿的首选等。
现代生物代谢试验还发现，蛋白质并非必须通过消
化道中的多种蛋白酶水解后，最终以氨基酸的形态才能
被人体吸收，而是大部分在多肽形态时就能被直接吸
收，并且其吸收率比氨基酸更快，同时短肽具有低抗
原性，不会引起食后过敏。
作为食品材料，肽与蛋白质相比，还具有许多适
合食品加工的优越性。以大豆多肽为例，其粘度、溶
解性以及抗凝胶形成性等均优于大豆蛋白。如大豆多肽
溶液在浓度高达65%时尚具有良好的流动性，即使在大
豆蛋白的等电点pH4.3附近，仍能保持溶解状态[1]。
研究还表明，苦荞麦蛋白与大豆蛋白有其相似性，
本文以苦荞蛋白的水解为切入点，采用生物酶加工技
术，将荞麦蛋白转变为小分子的肽类和氨基酸，并将
其开发为苦荞多肽营养饮料。为荞麦的深加工研究和开
发我国荞麦特色资源具有重要的指导意义。
1 材料与方法
1.1试验材料
苦荞麦：山西产黑丰1号；Flavourzyme复合风味
蛋白酶(酶活力500LAPU/g)、Neutrase中性蛋白酶(酶活
力0.8AU/g)、Alcalase Food Grade水解蛋白酶(酶活力
2.4AU/g)，均为NOVO公司产。
1.2试验仪器与设备
101-2B型干燥箱 上海市实验仪器总厂；SHZ-B型
水浴恒温振荡器 宁波市机电工业研究设计院； LXJ-Ⅱ
型离心沉淀机 上海医用分析仪器厂；TL-18型冷冻离
心机 上海离心机研究所；PHS-25型PH计 上海精密
科学仪器有限公司；精密电子天平 梅特勒—托利多仪
器有限公司；H.H.S11-2电热恒温水浴锅 上海医疗器械
五厂；754型分光光度计 上海菁华科技仪器有限公
司；KDN-04A 型定氮仪 上海新嘉电子有限公司；
WK-2000型微波快速消解系统 上海屹尧分析仪器有限
公司；粉碎机 江苏金坛市环宇科学仪器厂； Fiuko高
效分散乳化机 上海弗鲁克流体机械制造有限公司；
YX-280B型立式压力蒸汽灭菌器 上海博迅实业有限公
司医疗设备厂；旋转蒸发器 上海申顺生物科技有限公
司 。
1.3工艺流程
苦荞麦→粉碎→筛分→芯粉层→提取荞麦复合蛋白→加酶水解→灭
酶→活性碳处理→过滤→离子交换树脂处理→真空浓缩→荞麦多肽浓缩物
苹果酸，蜂蜜，复合稳定剂→溶解→配料
均质→调香→灌封→灭菌→成品
1.4试验方法
1.4.1苦荞复合蛋白提取工艺参数的确定
称取一定量的苦荞麦种子采用粉碎机进行粉碎，经
80目筛分得到所需细度的苦荞麦芯粉。分别以固液比1:
3、1:6、1:9、1:12加入蒸馏水搅拌混匀；并加入一定
量的0.1mol/L NaOH溶液，将试样pH值调整至8、9、
10、11；然后浸提0.5、1.0、1.5、2.0h。通过正交
试验得出最佳浸提时间、浸提固液比、浸提pH值等最
佳浸提条件，以提高苦荞麦复合蛋白物的浸提得率。
将浸提液置于离心机3800r/min，10min离心分离，
收集其上清液。加入0.1mol/L HCl，以调整pH值到4.5，
再次置于离心机3800r/min，10min进行二次离心分离。
离心分离所得沉淀物即苦荞麦复合蛋白物。
1.4.2苦荞麦复合蛋白水解工艺参数的确定
1.4.2.1各种蛋白酶最佳酶解条件的确定
酶可以将蛋白质结构改性，并将其功能性质改变，
其中水解作用对食品蛋白质的改性最为广泛。为筛选出
一 种 适 宜 于 苦 荞 麦 蛋 白 水 解 的 酶 ， 本实验对
Flavourzyme复合风味蛋白酶、Neutrase中性蛋白酶、
Alcalase Food Grade水解蛋白酶水解苦荞麦蛋白后多肽
2005, Vol. 26, No. 11 食品科学 ※工艺研究130
含量的多寡进行比较。
实验称取一定量的苦荞麦复合蛋白物，加入适量的
水配制成为5%的苦荞麦复合蛋白溶液，调节温度、pH
值至反应温度和反应pH值，分别加入三种蛋白酶。在
水浴恒温振荡器中进行酶解，同时每隔30min通过滴加
0.1mol/L NaOH 溶液以保持反应体系pH值的恒定。酶
解结束后，将苦荞麦复合蛋白酶解液加热升温至85℃，
保温10min，使其酶活力丧失。然后经冷冻离心机在
4000r/min，5℃离心10min，除去未水解的蛋白和其他
非溶性物质，收集上清液并于真空浓缩器中浓缩至一定
浓度后待用。通过测定苦荞麦复合蛋白酶解液中荞麦肽
的含量及水解度的计算，以确定出适于苦荞蛋白水解多
肽的酶。
1.4.2.2混合酶与单一酶酶解效果的对比
蛋白酶按其水解蛋白质的方式可以分为内肽酶和外
肽酶。内肽酶作用于蛋白质分子内部肽键，生成小分
子肽段。实验所采用的Neutrase中性蛋白酶、Alcalase
Food Grade水解蛋白酶均为内肽酶，而Flavourzyme复
合风味蛋白酶是由内肽酶和外肽酶复合而成的蛋白酶。
这三种蛋白酶断裂氨基酸的位点随其专一性而有所不
同，实验力图通过两种酶的混合，即采用Flavourzyme
复合风味蛋白酶与Alcalase Food Grade水解蛋白酶的混
合，以增加苦荞麦复合蛋白酶解液中荞麦肽的含量和提
高水解度。
此外由于内肽酶水解时，主要断裂疏水氨基酸的C
端，会形成易产生苦味的含有疏水氨基酸终端的短肽
链，而Flavourzyme复合风味蛋白酶由于其中含有一部
分可作用于蛋白质或多肽分子氨基或羧基末端肽键的
外肽酶，它能进一步将产生的苦味肽降解，而减缓苦
味[2]。因此实验也力图通过两种酶的混合以改善苦荞麦
复合蛋白酶解液的口感。
试验中样品1采用Flavourzyme复合风味蛋白酶与
Alcalase Food Grade水解蛋白酶混合阶段酶解。具体操
作如下：先添加Alcalase Food Grade水解蛋白酶，水
解3h后于85℃灭酶5min后再添加Flavourzyme复合风味
蛋白酶，水解3h。酶解条件均为各个单酶酶解时的最
佳条件。样品2采用Flavourzyme复合风味蛋白酶单酶
酶解，酶解条件为水解6h后于85℃灭酶5min。
1.4.2.3混合酶添加顺序对酶解效果的影响
两种酶的添加顺序可能会影响酶解液中多肽含量的
增加和水解度的提高。试验通过对比Flavourzyme复合
风味蛋白酶与Alcalase Food Grade水解蛋白酶添加顺序
先后所得到的水解液中多肽浓度、氨基酸浓度等来确定
酶解效果。
试验中序号1表示先采用Alcalase Food Grade水解
蛋白酶再用Flavourzyme复合风味蛋白酶混合阶段酶解的
效果。具体操作同1.4.2.2。序号 表示先采用Flavourzyme
复合风味蛋白酶再用Alcalase Food Grade水解蛋白酶酶
解效果。酶解条件和序号1相同。
1.4.3苦荞多肽营养饮料的配方优选
1.4.3.1苦荞多肽营养饮料配方的单因素试验
苦荞多肽营养饮料的风味受多种因素影响。本实验
分别对影响苦荞多肽营养饮料风味较大的荞麦多肽浓缩
物、苹果酸、蜂蜜三个主要因素的添加量进行单因素
试验，以找出各因素水平范围。
1.4.3.2苦荞多肽营养饮料配方的正交试验
为获得较佳风味的苦荞多肽营养饮料的配方，实验
采用L9(33)正交试验设计，以感官鉴评作为评分标准，
选25人进行打分，满分为10分。
1.4.4总蛋白质测定 微量凯氏定氮法。
1.4.5游离氨基酸含量的测定 GB/T14965规定的方
法 。
1.4.6荞麦肽含量的测定 参照Q/TDQ001-2005大豆肽
粉标准。
荞麦肽的含量=酸溶蛋白质测定值-游离氨基酸测定
值
高分子蛋白质在酸性条件下易被沉淀，较低分子量
的蛋白质水解物即酸溶蛋白质，可溶于酸性溶液(其中
包含肽及游离氨基酸)。样品经酸化后，滤液中的酸溶
蛋白质含量减去游离氨基酸含量即为肽的含量。
其中酸溶蛋白质含量的测定方法为：
称取2.00g样品，加入10ml 15%TCA(三氯乙酸)溶
液，混合均匀，静置5min。将溶液定量转移，在4000r/
min下离心10min后，取全部上清液，按照1.4.4规定的
方法测定上清液中的可溶性蛋白。
1.4.7多肽浓度的测定[3]
利用10%的TCA(三氯乙酸)沉淀样品水解液中的大
分子蛋白质，经离心过滤后，在上清液中加入双缩脲
试剂，于540nm测定其OD值，继而在Gly-Gly-Tyr-Arg
四肽标准曲线上查出样品中的多肽含量。
1.4.8水解度的测定
DH亦即原料蛋白质中水解为多肽的百分数，表示
蛋白质被酶催化水解的程度。而蛋白质的酶解过程关键
是蛋白质水解程度的控制。
水解后上清液中总氮量(mg)
DH =————————————————× 100%
荞麦复合蛋白中总氮量 (mg)
2 结果与讨论
2.1苦荞复合蛋白提取工艺参数的确定
131※工艺研究 食品科学 2005, Vol. 26, No. 11
经L16(43)正交试验得出：苦荞复合蛋白提取工艺参
数中对荞麦蛋白浸提得率结果的影响次序为B＞A＞C，
其最佳条件为A3B2C2即固液比1:9，pH9，浸提时间1.0h。
且在最佳条件下通过验证试验，荞麦蛋白浸提得率可达
到41.96%。见表1。
实验号
A B C 荞麦蛋白
固液比 pH 浸提时间(h) 浸提得率(%)
1 1(1:3) 1( 8) 1(0.5) 29.02
2 1 2(9) 2(1.0) 38.14
3 1 3(10) 3(1.5) 31.98
4 1 4(11) 4(2.0) 22.11
5 2(1:6) 1 2 36.88
6 2 2 1 39.12
7 2 3 4 29.78
8 2 4 3 28.22
9 3(1:9) 1 3 36.89
10 3 2 4 41.40
11 3 3 1 39.54
12 3 4 2 27.71
13 4(1:12) 1 4 38.10
14 4 2 3 39.02
15 4 3 2 38.77
16 4 4 1 27.14
K1 121.25 140.89 134.4
K2 154.24 155.5 148.78
K3 161.09 140.07 136.11
K4 143.28 105.69 131.39
k1 30.31 35.22 33.6
k2 38.56 38.88 37.20
k3 40.27 35.02 34.03
k4 35.82 26.42 32.85
R 9.96 12.46 4.35
Q A3 B2 C2
注：R：极差；Q：每一因素的最优水平。
表1 苦荞复合蛋白提取工艺正交试验表
Table 1 Orthogonal experiment results of buckwheat protein
extraction
2.2苦荞复合蛋白水解工艺参数的确定
2.2.1各种蛋白酶最佳酶解条件的确定
酶解条件
酶种类 pH 温度 [E]/[S]酶解液中荞麦 水解度
(℃) (%) 肽的浓度(mg/ml)(%)
复合风味蛋白酶 7.5 47.5 4.5 8.19 39.24
中性蛋白酶 7.5 50 11.2 5.99 30.22
水解蛋白酶 8 60 3.3 6.81 33.60
表2 各种蛋白酶水解效果的对比
Table 2 The comparison of hydrolysis effect of various enzymes
由表2得知，三种蛋白酶水解苦荞麦蛋白的效果有
所不同，其中Flavourzyme复合风味蛋白酶的效果最
好，Alcalase Food Grade水解蛋白酶次之。
2.2.2单酶与混合酶水解效果的对比
从图1可以看出在相同酶解条件下，混合酶较单酶
水解效果明显提高。其肽含量每百毫升增加了61mg，
氨基酸浓度也有所提高，水解度也得到提高。总之，混
合酶将荞麦复合蛋白水解成肽的能力明显优于单一酶。
2.2.3混合酶添加顺序不同水解效果的对比
从图2可知：两种酶的添加顺序直接影响酶解液中
多肽含量的增加和水解度的提高。先添加Flavourzyme
复合风味蛋白酶的效果更好，其肽含量每百毫升可增加
40mg，氨基酸浓度也有所提高，水解度也得到总体提高。
2.3苦荞多肽营养饮料的配方优选
2.3.1苦荞多肽营养饮料配方的单因素试验
2.3.1.1添加苹果酸量对荞麦营养饮料风味的影响
在蜂蜜为6.0%、荞麦多肽浓缩物为2.00%，分别
添加0.10%、0.12%、0.14%、0.16%、0.18%的苹果
酸，试验结果见表3。
由试验可得出添加0.14%的苹果酸，酸度比较柔
和，爽口，回味绵长。
2.3.1.2添加荞麦多肽浓缩物量对荞麦营养饮料风味的
影响
2005, Vol. 26, No. 11 食品科学 ※工艺研究132
在蜂蜜为6.0%，苹果酸0.14%，分别添加1.25%、
1.50%、1.75%、2.00%、2.25%的荞麦多肽浓缩物，试
验结果见表4。
添加量(%) 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18
感官得分 7.46 8.78 9.54 8.88 7.36
表3 苹果酸添加量对饮料风味的影响
Table 3 Effect of malic acid on flavor of tartary buckwheat
peptides nutrient drink
添加量(%) 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25
感官得分 7.19 8.21 8.98 8.35 7.23
表4 荞麦多肽浓缩物添加量对饮料风味的影响
Table 4 Effect of buckwheat peptide condensate on flavor of
tartary buckwheat peptides nutrient drink
由试验可得出添加1.75%的荞麦多肽浓缩物，甜度
比较适口，口味纯正。
2.3.1.3添加蜂蜜量对荞麦营养饮料风味的影响
在荞麦多肽浓缩物为1.75%，苹果酸0.14%，分别
添加5.0%、6.0%、7.0%、8.0%、9.0%的蜂蜜，试
验结果见表5。
添加量(%) 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0
感官得分 7.5 9.0 8.5 7.5 7.4
表5 蜂蜜添加量对饮料风味的影响
Table 5 Effect of honey on flavor of tartary buckwheat peptides
nutrient drink
由试验可得出添加6.0%的蜂蜜，甜度比较适口，
口感润滑、柔和。
2.3.2苦荞多肽营养饮料最佳配方正交试验
感官指标
分值
10～9分 8～7分 6～5分
色泽
外观均一呈黄色， 色泽较淡， 色泽暗淡，
清亮均匀 清亮度稍差 清亮度差
滋味气味
酸甜适口， 酸甜不适，微甜或 苦味较明显，
无苦味，无异味。 微酸，稍有苦味 过甜或过酸
口感 口感纯正协调 口感较协调 口感不够协调
表6 苦荞多肽营养饮料感官评价标准
Table 6 The standard of appraisal of quality to tartary buck-
wheat peptides nutrient drink
依据正交试验可知B＞C=A，最佳组合为A2B2C1，
即苹果酸用量为0.14%，荞麦多肽浓缩物用量为1.75%，
蜂蜜用量为6.0%时产品的风味及口感最佳。
3 结 论
因素
试验号 A B C 得分
苹果酸(%) 荞麦多肽浓缩物(%) 蜂蜜(%)
1 1(0.12) 1(1.25) 1(6.0)8.5
2 2(0.14) 2(1.75) 2(7.0)9.2
3 3(0.16) 3(2.00) 3(8.0)8.3
4 3 2 1 9.3
5 1 3 2 8.6
6 2 1 3 8.9
7 2 3 1 8.7
8 3 1 2 8.2
9 1 2 3 9.1
K1 26.2 25.6 26.6
K2 26.8 27.6 26.0
K3 25.8 25.6 26.3
k1 8.73 8.53 8.87
k2 8.93 9.20 8.67
k3 8.60 8.53 8.77
极差R 0.33 0.67 0.33
优水平 A2 B2 C1
表7 苦荞多肽营养饮料的最佳配方正交试验表
Table 7 Orthogonal experiment design and results of tartary
buckwheat peptides nutrient drink
3.1经L16(43) 正交实验得出：苦荞复合蛋白提取工艺
参数中对荞麦蛋白浸提得率结果的影响次序为B＞A＞
C，其最佳条件为A3B2C2即固液比1:9，pH9，浸提时
间1.0h。
3.2通过对Neutrase中性蛋白酶、Alcalase Food Grade
水解蛋白酶和Flavourzyme复合风味蛋白酶中水解苦荞复
合蛋白效果的比较，得出Flavourzyme复合风味蛋白酶
酶解效果最佳。特别是采用Flavourzyme复合风味蛋白
酶和Alcalase Food Grade水解蛋白酶组成的混合酶将荞
麦复合蛋白水解成肽的能力比单一酶效果好。且混合酶
按先Flavourzyme复合风味蛋白酶后Alcalase Food Grade
水解蛋白酶的顺序添加酶解效果更好。
3.3经单因素试验和L9(33)正交试验得出苦荞多肽营养
饮料的最佳配方为荞麦多肽浓缩物用量为1.75%、苹果
酸用量为0.14%，蜂蜜用量为6.0%时产品的风味及口感
最佳。
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