魔芋低聚糖、枸杞、菊花復合飲料的研制

朱暢，李偉

（1.吉林工程職業學院食品工程分院，吉林四平136000；2.吉林工程職業學院生物工程分院，吉林四平136000）

魔芋低聚糖、枸杞、菊花復合飲料的研制

朱暢1，李偉2

（1.吉林工程職業學院食品工程分院，吉林四平136000；2.吉林工程職業學院生物工程分院，吉林四平136000）

以魔芋為原料，采用β-甘露聚糖酶和超聲波聯合對魔芋低聚糖的提取工藝進行優化，通過正交試驗確定了提取魔芋低聚糖的最佳條件為：酶添加量為0.20％，超聲功率為80W，超聲時間為15min，魔芋低聚糖的得率為49.98％。以魔芋低聚糖、枸杞、菊花為主要原料，添加適量檸檬酸，采用單因素和正交試驗設計，以產品感官評價為指標，確定魔芋低聚糖、枸杞、菊花復合飲料的最佳工藝配方。結果表明：魔芋低聚糖添加量為8％，枸杞汁與菊花汁配比為4∶1（mL/mL），檸檬酸添加量為0.10％，加入0.05％海藻酸鈉和0.10％CMC-Na。該復合飲料具有營養、保健的功能，色澤、香味、口感俱佳。

魔芋；低聚糖；枸杞；菊花；復合飲料；保健

魔芋（Amorphophallus konjac），又稱鬼芋，是天南星科魔芋屬多年生草本植物，魔芋性味溫辛，有解毒止痛，散結消腫等功效［1］。新鮮的魔芋含有豐富的魔芋多糖，由于其分子量較大，性質不穩定，應用范圍有很大的局限性，但魔芋多糖經過酶、輻照等多種方法可以得到魔芋低聚糖。魔芋低聚糖應用性質良好，具有抗氧化能力、降血糖、降血脂、護肝、截取腸道病原菌、促進雙歧桿菌的增殖等生理功能［2］。

枸杞（Furctus lyciibarbari），又稱茍起子，是茄科枸杞屬多分枝灌木植物，性平味甘，具有益精明目、滋陰補腎、潤肺之功效，含有豐富的天然胡蘿卜素、維生素C、鈣、鐵等礦物質及多糖類成分［3］。現代藥理研究表明，枸杞所含的枸杞多糖具有調節免疫、抗衰老、護肝、降血脂、降血糖等作用［4］。

菊花（Dendranthemamorifolium），又稱甘菊，是菊科菊屬多年生宿根性草本植物。菊花味甘苦、無毒，有散風清熱、消炎解毒等功效［5］。現代藥理學研究表明，菊花中含有菊膽堿、揮發油等多種成分，具有降低血壓、擴張冠狀動脈、抗病毒、抗炎等多種生理活性［6］。

本試驗以魔芋低聚糖、枸杞、菊花為主要原料，并添加適量的檸檬酸制成的天然復合型保健飲料。利用營養豐富、風味獨特的枸杞、菊花提取液和具有特殊生物活性的魔芋低聚糖復合，實現不同營養成分的互補。同時，本復合型飲料的研發對于開發和利用我國的魔芋資源，加速了其在保健食品上的應用，增加營養源意義重大。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

材料：魔芋（新鮮）、枸杞、菊花（干貨）、檸檬酸、CMC-Na（食品級）：市售。

試劑：β-甘露聚糖酶：湖北康寶泰精細化工有限公司；乙醇、苯酚、濃硫酸、氫氧化鈉、3，5-二硝基水楊酸、正丁醇、冰醋酸（分析純）：國藥集團化學試劑有限公司生產；酵母：安琪酵母有限公司；硅膠：青島勝海精細硅膠有限公司。

1.2試驗儀器設備

FA1140型電子天平：鄭州南北儀器設備有限公司；UV754型紫外-可見分光光度計：泉州中友光學儀器有限公司；DZKW-4型電子恒溫水浴鍋：金壇市金南儀器制造有限公司；2WA-J型阿貝折光儀、pHS-25型數顯酸度計：上海佑科儀器儀表有限公司；R501型旋轉蒸發器：杭州大衛科教儀器有限公司；HYP11-2型磁力攪拌器：上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司；TDL-40B型臺式離心機：上海安亭科學儀器廠；FIELDA-1800D型超聲波細胞粉碎機：江蘇波場智能科技股份有限公司；AB-8型樹脂：上海南開樹脂有限公司；KW250型硅藻土過濾機：溫州市長宏輕工機械有限公司；DGT-G25型電熱鼓風干燥箱：南京萊布科技實業有限公司；ZHPW-70型恒溫振蕩培養箱：天津市萊玻特瑞儀器設備有限公司。

1.3方法

1.3.1魔芋低聚糖復合飲料的工藝流程

1.3.2操作要點

1.3.2.1魔芋的預處理

將新鮮的魔芋洗凈、切片，120℃條件下烘干，經植物粉碎機粉碎后，過100目篩制得魔芋精粉，備用。

1.3.2.2水解

將魔芋精粉加入含0.20％β-甘露聚糖酶溶液中，混勻后用恒溫水浴振蕩箱處理15min，然后置于超聲波細胞粉碎機中，超聲功率80W，處理15min，水解完成后，沸水浴10min使酶滅活。以4000 r/min離心20min，加入3倍體積的乙醇沉淀多糖，上清液在旋轉蒸發器中去掉乙醇后得到低聚糖粗提液［7］。

1.3.2.3除單糖

采用酵母發酵法去除單糖，取魔芋低聚糖粗提液將其濃度調整為10％，酵母添加量為2％，置于30℃的恒溫搖床中發酵12 h［8］。

1.3.2.4脫色

取除單糖后的溶液，選用AB-8樹脂進行脫色，脫色溫度為40℃，上柱流速為2 BV/h，樹脂用量為10 g/50mL。

1.3.2.5分離

采用硅膠柱層析分離，取脫色后的溶液加入裝有一定量硅膠和洗脫液的層析柱中，洗脫速度為0.2mL/min進行分離得魔芋低聚糖純品。

1.3.2.6枸杞提取液的制備

取枸杞適量，清水洗凈粉碎，加10倍量90℃的去離子水提取30min，100目尼龍網粗濾，以3 000 r/min離心10min，最后經硅藻土過濾機精濾，得到澄清透明的枸杞提取液。

1.3.2.7菊花提取液的制備

取干菊花適量，清水洗凈攪碎，加10倍量90℃的去離子水浸提40min，100目尼龍網粗濾，以3000 r/min離心10min，最后經硅藻土過濾機精濾，即可得到澄清透明的菊花提取液。

1.3.2.8調配

以4∶1（mL/mL）比例配制好枸杞、菊花提取液，然后加入8％魔芋低聚糖、0.10％檸檬酸、0.05％海藻酸鈉和0.10％CMC-Na，攪拌使其完全溶解并混合均勻，靜置，抽濾，加去離子水至所需體積。

1.3.2.9灌裝殺菌

復合飲料灌裝封蓋后在殺菌鍋中90℃條件下殺菌30min，冷卻后即得成品。

1.3.3魔芋低聚糖最佳提取條件的確定

本試驗在單因素試驗的基礎上，以超聲功率、β-甘露聚糖酶添加量、超聲時間為因素，以魔芋低聚糖提取率為考察指標，采用正交試驗L9（33）來確定低聚糖粗提液制備的最佳工藝參數，正交試驗因素水平見表1。

1.3.4最佳配方設計

為了保證魔芋低聚糖復合飲料達到最佳品質效果，分別以枸杞、菊花提取液配比（mL/mL）、檸檬酸添加量（％）、魔芋低聚糖添加量（％）3個變量進行優化組合，進行正交試驗，確定復合飲料的最佳配方。飲料調配正交試驗因素水平見表2。

表1　魔芋中低聚糖提取的正交試驗因素水平表Table1 Design of orthogonal test for oligosaccharideextracting from Konjac

表2　復合飲料配方L9（33）正交試驗因素水平表Table2 Design of L9（33）orthogonal test for deterring com pound drink form ula

1.3.5分析方法

1.3.5.1感官評價

按設計方案進行調配，組成10人評分小組，根據國家食品感官標準，設計專用評分指標。從色澤（2分）、氣味（3分）、口感（3分）、液體狀態（2分）4個方面對調配結果進行綜合評定，取分數的平均值。復合飲料感官分析評定標準見表3。

表3　感官分析評定標準（滿分10分）Tab le3 Criteria of sensory analysisof a com pound beverage

1.3.5.2理化檢驗

可溶性固形物：阿貝折光儀進行測定；pH值：pH酸度計進行測定。

1.3.5.3微生物學檢驗

菌落總數的測定：GB/T4789.2-2010《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》［9］；大腸菌群的測定：GB/T4789.3-2010《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數》［10］。

2　結果與討論

2.1魔芋低聚糖最佳提取條件的確定

以超聲功率、酶添加量、超聲時間為三因素，低聚糖提取率為評價標準，魔芋中低聚糖提取的正交試驗結果見表4。

表4　魔芋中低聚糖提取的正交試驗結果Table4 Resultsoforthogonal test for oligosaccharideextracting from Konjac

從表4結果可以看出，影響魔芋低聚糖提取因素依次為：酶添加量﹥超聲功率﹥超聲時間，較優工藝為A3B3C2，即酶添加量為0.20％，超聲功率為80W，超聲時間為15min。在此條件下，魔芋低聚糖提取率為49.98％。

2.2枸杞和菊花提取液配比的確定

由于枸杞和菊花提取液各自獨特的口味，因此兩種提取液的配比會影響混合液風味。本試驗以二者體積進行單因素試驗，通過評價其感官指標，確定提取液的配比，結果見表5。

從表5結果可看出，當枸杞和菊花提取液配比（mL/mL）分別為3∶1、4∶1、5∶1時，其混合液感官評價指標較好，因此選擇這3種比例進行正交試驗。在此基礎上，還需進一步加水稀釋調配，發現當枸杞和菊花混合液體積占總體積50％時，色澤與口感良好。因此，確定枸杞和菊花混合液在飲料總體積中占50％為宜。

表5　枸杞和菊花提取液的配比對飲料品質的影響Tab le5 The ratio ofwolfberry and chrysanthemum extracting to the influenceof beveragequality

2.3最佳穩定劑用量的確定

復合飲料容易產生分層和沉淀的現象，因此需添加微量的穩定劑以提高魔芋低聚糖復合飲料的穩定性及質量，并改善其風味。穩定劑選擇恰當及添加適量，可使飲料口感細膩，無渾濁、沉淀等并延長保質期。據資料報道［11］，采用復合穩定劑比單一穩定劑的結果要好。因此本試驗在室溫條件下，篩選出常用的海藻酸鈉和CMC-Na作為魔芋低聚糖復合飲料的復合穩定劑，考察兩者不同添加量對魔芋低聚糖復合飲料穩定性的影響。量取10mL添加了復合穩定劑的飲料，以4 000 r/min離心20min，于750 nm處測定離心前后的吸光度，并求出離心后吸光度與離心前吸光度的比值，即為R（穩定系數）。R值越大，穩定性越好。結果見表6。

表6　復合穩定劑對飲料穩定性的影響Table6 Impactof com positestabilizer on the stability of beverage

從表6結果可知，試驗編號6的R值最大，此時飲料流動性較好，均勻穩定，無沉淀，口感細膩柔滑。所以，本魔芋復合飲料的最佳穩定劑選用0.05％海藻酸鈉和0.10％CMC-Na。

2.4魔芋低聚糖復合飲料調配正交試驗

以枸杞、菊花提取液配比（mL/mL）、檸檬酸添加量（％）、魔芋低聚糖添加量（％）3個因素進行復合飲料的調配優化，用L9（33）正交表進行正交試驗，評分結果如表7，正交試驗結果如表8。

表7　復合飲料評分結果Table7 Score resultsofa com pound beverage

表8　復合飲料調配正交試驗結果Table8 Resultsof a compound beverageorthogonal test

從表8的R值大小可以看出，影響復合飲料配方的3個因素最大的為檸檬酸添加量，其次為魔芋低聚糖添加量，影響最小的為枸杞、菊花提取液配比（mL/mL）。根據極差值得到復合飲料的最優配比為A2B2C2和A2B2C3，正交試驗結果中最佳組合為A2B2C3，綜合評分為9.7分，由于在正交試驗中沒有出現A2B2C2的試驗值，需做進一步的驗證試驗。通過驗證試驗得知A2B2C2組合的綜合得分為9.6分，所以試驗的最佳組合為A2B2C3即最佳配方為：枸杞、菊花提取液配比為4∶1（mL/mL），檸檬酸添加量為0.10％，魔芋低聚糖添加量為8％。

2.5復合飲料質量檢測結果

2.5.1感官結果

色澤：色澤淡橙色；香氣：枸杞、菊花的柔和香氣、協調的魔芋風味；滋味：酸甜適中，柔和。組織狀態：清澈透明，無雜質及懸浮物、無沉淀。

2.5.2理化指標

可溶性固形物含量10％，pH4.3。

2.5.3微生物檢測結果

細菌總數≤100CFU/mL；大腸菌群≤1CFU/mL；致病菌未檢出。

3　結論

1）確定了魔芋低聚糖的提取條件為：酶添加量為0.20％，超聲功率為80W，超聲時間為15min。在此條件下，魔芋低聚糖提取率為49.98％。

2）確定了魔芋低聚糖復合飲料的配方：枸杞、菊花提取液配比（mL/mL）為4∶1，檸檬酸添加量為0.10％，魔芋低聚糖添加量為8％，海藻酸鈉0.05％，CMCNa0.10％，成品復合飲料酸甜可口，色、香、味俱佳。

［1］倪學文.魔芋葡甘聚糖功能特性研究及其在食品工業中的應用［J］.中國食物與營養，2007（5）：22-24

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［3］王金童，王秀娟.枸杞子的化學成分和藥理學研究概況［J］.天津藥學，1999（3）：14-15

［4］李軍林，王愛成.枸杞［M］.北京：北京科學技術出版社，2002：3-25

［5］張志偉，高振紅，白宗陽，等.菊花綠茶復合飲料的研制［J］.試驗報告與理論研究，2008，11（2）：26-28

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［9］中華人民共和國衛生部.GB T4789.2-2010食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定［S］.北京：中國標準出版社，2010：1-5

［10］中華人民共和國衛生部.GB T4789.3-2010食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數［S］.北京：中國標準出版社，2010：1-4

［11］孫云霞．天然復合果蔬汁飲料的研制［J］.食品研究與開發，2006，27（4）：97-98

Preparation of A Compound Beverage with Oligosaccharide of Konjac，Wolfberry and Chrysanthemum

ZHU-Chang1，LI-Wei2
（1.College of Food Engineering of Jilin Engineering Vocational College，Siping 136000，Jilin，China；2.College of Bioengineeringof Jilin Engineering Vocational College，Siping 136000，Jilin，China）

Using konjac as rawmaterial，applying themethod of combiningβ-mannanaseand ultrasonic to optimize theextraction process forkonjac oligosaccharedes，through orthogonal test the optimal conditionsofextract konjac oligosaccharide were：enzyme concentration 0.20％，ultrasonic power 80W，ultrasonic time 15min，in thiscondition，the yield ofoligosaccharedes49.98％.Konjac oligosaccharide，wolfberry，chrysanthemum were used as themainmaterials，addmoderate amountof citric acid，through single factor and orthogonalexperimental design，the sensory score was investigated an indicator to determine the optimum formula of the compound beverage.The resultsshowed that：oligosaccharedesadded 8％，the ratioofwolfberry juice and chrysanthemum was4∶1（mL/mL），citriacid added 0.10％，sodium alginate added 0.05％and CMC-Na added 0.10％，The compound beverage isnutritionsand good forhealth，could be developedwith good color，flavorand taste.

konjac；oligosaccharide；wolfberry；chrysanthemum；compoundbeverage；healthprotection

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.017

朱暢（1980—），女（漢），講師，碩士，研究方向：食品加工與檢測。

2015-09-13