試驗設計

 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。

 調制乳粉制備方法：以30 g計（不足用麥芽糊精進(jìn)行補充），將乳固體、不飽和脂肪酸、低聚木糖及麥芽糊精過(guò)60目篩，按實(shí)驗設計量分別稱(chēng)取，置于50 mL離心管，渦旋混合5 min，即得調制乳粉樣品。

 調制乳粉配制原則：調制乳粉質(zhì)量為30 g，根據中國居民膳食指南科學(xué)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(shí)與牛奶的營(yíng)養含量相似，調制乳粉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(jià)標準，進(jìn)行單因素試驗，確定乳固體、低聚木糖、不飽和脂肪酸3個(gè)成分的最適添加量。

 乳固體添加量對調制乳粉的影響：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(jìn)行感官評價(jià)。

 低聚木糖添加量對調制乳粉的影響：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(jìn)行感官評價(jià)。

 不飽和脂肪酸添加量對調制乳粉的影響：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(jìn)行感官評價(jià)。

  調制乳粉正交試驗：通過(guò)單因素試驗得到各因素的較優(yōu)區間，選定（A）乳固體、（B）低聚木糖、（C）不飽和脂肪酸3個(gè)因素較為理想的添加量范圍，并確定3個(gè)水平，采用L₉（3⁴）正交試驗，得到9組配方，利用感官評價(jià)模糊數學(xué)對9組配方進(jìn)行分析，正交試驗設計因素、水平及編碼見(jiàn)表1。

 感官評定方法：由10人（均為食品實(shí)驗室學(xué)生）組成調制乳粉感官評定組對調制乳粉進(jìn)行感官評定，總分100分，將評分分為優(yōu)、良、中、差4個(gè)等級，感官評分標準表見(jiàn)表2。

 模糊數學(xué)分析方法：為了便于權重分配，將評判調制乳粉感官評價(jià)得分的評價(jià)指標分為 4個(gè)因素分別為色澤（u₁）、組織狀態(tài)（u₂）、沖調性（u₃）、滋味氣味（u₄），即因素集U={u₁, u₂, u₃, u₄}。并以?xún)?yōu)、良、中、差4個(gè)評價(jià)等級對每個(gè)評價(jià)因素進(jìn)行評定，確定評價(jià)集V={V₁, V₂, V₃, V₄}={優(yōu)，良，中，差}。由于各因素指標對調制乳粉感官品質(zhì)具有不同的影響程度，因此選用用戶(hù)調查法即選擇感官評定小組的10位成員對權重進(jìn)行評定，根據調制乳粉的色澤、組織狀態(tài)、沖調性和滋味氣味各因素重要程度占比進(jìn)行打分，確定權重集X={X₁, X₂, X₃, X₄}。再依照得分結果，確立模糊數學(xué)矩陣R，模糊數學(xué)評價(jià)模型為B=X·R，對樣品進(jìn)行綜合評價(jià)。

 調制乳粉理化指標的測定：測定調制乳粉中的蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、復原乳酸度、雜質(zhì)度、水分含量。

 調制乳粉對前脂肪細胞脂滴積累的影響：將細胞試驗設置13組，具體分組見(jiàn)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(jìn)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、分化、誘導后，進(jìn)行油紅O染色，用顯微鏡觀(guān)察圖像并拍照記錄。

試驗結果

（1）單因素試驗各組分添加量對調制乳粉的影響

由圖1-a可知，乳固體添加量對調制乳粉整體得分影響較小，感官評價(jià)得分隨乳固體添加量的增加呈現先升高后降低的趨勢，當乳固體添加量為21.9 g時(shí)，其得分最高為93.50 分，因此，乳固體的添加量為21.9 g時(shí)，感官品質(zhì)最佳。

由圖1-b可知，隨著(zhù)低聚木糖添加量的升高，調制乳粉的感官評價(jià)得分先升高后降低，其添加量對得分有顯著(zhù)影響，當添加量在0.1~0.6 g范圍變化時(shí)，調制乳粉的感官評價(jià)得分有明顯的升高，0.6 g時(shí)感官評價(jià)得分最高為95.17分，當添加量大于0.6 g時(shí)，其感官評價(jià)得分明顯下降，因此，低聚木糖的添加量為0.6 g時(shí)，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(zhù)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(shí)感官評價(jià)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(shí)，感官品質(zhì)最佳。

 （2）基于模糊數學(xué)的感官評價(jià)分析

 權重的確定

 由表4可知，根據10名感官評定小組成員投票結果得出，調制乳粉感官評價(jià)4個(gè)因素色澤、組織狀態(tài)、沖調性和滋味氣味的權重分別為0.14、0.19、0.30和0.37，確定權重集X={X₁, X₂, X₃, X₄}={0.14，0.19，0.30，0.37}。

 建立綜合模糊評定矩陣

 由表5可知，根據10名感官評價(jià)小組成員對9組調制乳粉的模糊評定結果得出，不同配方的調制乳粉對色澤、組織狀態(tài)、沖調性和滋味氣味影響各異，需要采用模糊數學(xué)評價(jià)對評定結果進(jìn)行分析。

 將表5中的評分除以感官評價(jià)小組人員總數10人，建立色澤、組織狀態(tài)、沖調性和滋味氣味4個(gè)單因素模糊評價(jià)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：

 根據模糊綜合評判數學(xué)模型原理進(jìn)行模糊變換，可得B=X·R，則對第n號樣品評價(jià)結果為B_n=X·R_n，得到各正交試驗調制乳粉的綜合評判結果，以試驗1的調制乳粉配方的評分為例：

 同理，可得其他試驗調制乳粉的模糊評價(jià)結果，將各個(gè)樣品的綜合評價(jià)結果分別乘以評價(jià)集，并對優(yōu)、良、中、差進(jìn)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(jiàn)表 6。

（3）正交試驗結果

 由表7可知，影響調制乳粉感官評價(jià)的主次因素是C（不飽和脂肪酸）＞B（低聚木糖）＞A（乳固體）。

       由表8可知，不飽和脂肪酸對調制乳粉的感官評分具有極顯著(zhù)影響（P<0.01），低聚木糖對調制乳粉的感官評分具有顯著(zhù)影響（P<0.05），乳固體對調制乳粉感官評價(jià)得分影響不顯著(zhù)（P＞0.05）。

 （4）調制乳粉對脂肪細胞脂滴積累的影響

       由表9可知，誘導組與空白組相比，脂肪細胞面積增長(cháng)且有顯著(zhù)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(shuō)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(zhù)降低（P<0.05），但與GW9662對照組相比脂肪細胞面積沒(méi)有顯著(zhù)差異（P<0.05），說(shuō)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(guò)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(zhù)（P＞0.05），與7水平差異顯著(zhù)（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(yíng)養成分理化指標的測定

 由表10可知，調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(mǎn)足營(yíng)養攝入；調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(cháng)；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。

 試驗結論

 調制乳粉配方（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(shí)，所制得的調制乳粉呈乳黃色、沖調性較好、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，與全脂奶粉相比調制乳粉可顯著(zhù)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.