滁菊水果酵素制作工藝研究

章葦虹 于士軍 張春艷 徐鑫 王偉玲

摘要 以滁菊和水果為主要原料，對滁菊水果酵素的制作工藝進行了研究。首先采用單因素試驗法對水果種類、加糖量、發酵時間和滁菊添加量等工藝條件對滁菊水果酵素研制的影響進行了研究。然后通過正交試驗，以還原糖含量、黃酮含量、蛋白質含量、總酸含量以及可溶性固形物含量為指標優化得到最佳條件。結果表明，滁菊水果酵素的最佳工藝參數為火龍果添加量150 g/L、滁菊添加量6 g/L、白砂糖添加量145 g/L、發酵30 d。最優工藝下得到的產品還原糖含量為2.22 g/100 mL，可溶性固形物含量為11.17%，黃酮含量為1.76%，總酸含量為2.30%，蛋白質含量為1.08 g/kg。

關鍵詞 滁菊；水果；酵素；制作工藝；正交試驗

中圖分類號 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）03-0256-03

Abstract The fermentation process of Chuzhou chrysanthemum and fruit enzyme was studied in this paper.The single factor experiment method was applied to study the effect of fermentation technology include the kinds of fruits，sugar concentration，fermentation time and amount of Chuzhou chrysanthemum on the fermentation of enzyme.Orthogonal test was used to optimize processing parameters based on the sugar level，flavonoids content，protein content，total acid content and soluble solid content.The results indicated that the optimum parameters were as follows：the additive amount of pitaya was 150 g/L，the additive amount of Chuzhou chrysanthemum was 6 g/L，the additive amount of sugar was 145 g/L and the fermentation time was 30 days.In the optimize process，the reducing sugar content was 2.22 g/100 mL，soluble solid content was 11.17%，flavonoids contnet was 1.76%，total acid content was 2.30% and the protein content was 1.08 g/kg of the fermented beverage.

Key words Chuzhou chrysanthemum；fruit；enzyme；fermentation technology；orthogonal test

滁菊主要產于安徽省滁州市，味甘，性微寒。有研究表明，滁菊具有很好的抗氧化、抗炎、抗病毒、降壓等多種功能。另外，其黃酮含量和硒含量都明顯高于其他菊花，滁菊泡茶能夠起保健作用，長期飲用不僅能明目、平肝、解毒，而且對機體的各種疾病都起到改善作用[1]。

火龍果營養豐富，富含糖、有機酸和膳食纖維。火龍果含有較高的蛋白質（1.12%），紅心火龍果蛋白質含量更是高達1.30%，比蘋果（0.20%）、甜橙（0.80%）等水果高。火龍果中含有18種氨基酸，其中含有人體所必需的8種氨基酸[2]。現代營養學研究結果表明，人體必需氨基酸占氨基酸總量40%的蛋白質是質量較好的蛋白質，而火龍果中人體必需的8種氨基酸占氨基酸總含量的34.9%，因而火龍果中的蛋白質是質量較好的蛋白質。此外，火龍果中含有多種礦物質營養元素，特別是鉀、鈣、鎂、磷的含量豐富[3]。

酵素也稱為酶，是酵母分泌的代謝產物，為生物催化劑，大多數酵素由蛋白質構成。酵素幾乎參與所有的生理活動，使人體能維持正常的機體免疫、新陳代謝、修復組織等生理功能[4-6]。

目前尚未有將滁菊和水果按一定的比例混合發酵成酵素的研究，因而本文以火龍果和滁菊為原料，通過一定的發酵工藝制成滁菊水果酵素成品[7-9]，改善滁菊泡水飲用的苦味，增加滁菊產品的多樣性，滁菊水果酵素飲料作為市場中的新型飲料，具有非常廣闊的應用前景[10]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗材料為火龍果、滁菊、白砂糖、檸檬；試驗試劑為3，5-二硝基水楊酸、酒石酸鈉、苯酚、氫氧化鈉、酚酞指示劑、考馬斯亮藍G-250、乙醇、85%磷酸、蒸餾水、蘆丁標準品、亞硝酸鈉、硝酸鋁。

1.2 儀器與設備

試驗儀器為酶標儀、紫外可見分光光度計、FA2204B電子分析天平、YXQ-LS-電熱蒸汽滅菌鍋、BPC-250F 生化培養箱、WAY-2S數字阿貝折射儀、HH-4水浴鍋等。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程。工藝流程：容器→高壓滅菌→原料稱量→罐裝→封口→發酵→分離→發酵汁→澄清→成品。

1.3.2 操作要點。原料的處理：確保處理原料的操作臺潔凈且用75%酒精進行消毒；將水果進行切塊處理，并精確稱量。

滅菌：容器于121 ℃條件下滅菌30 min，以防止雜菌污染了原料的發酵過程。

封口：采用發酵專用封口膜，用橡皮筋進行捆綁處理，由于在發酵期間會產生氣體，因而切勿封口過緊，以防止發生膨脹現象。

發酵：將原料放入25 ℃的恒溫恒濕發酵箱中發酵。

過濾殺菌：利用2層紗布進行過濾，將發酵汁裝入玻璃瓶內，經巴氏殺菌后即為成品。

1.3.3 感官指標。感官指標包括色澤（色清、顏色晶亮）、香氣（醇香、有發酵香氣、無異味）、酸度（酸甜適口）、雜質（無肉眼可見的外來雜質）。

1.3.4 主要成分的測定。還原糖利用二硝基水楊酸法[11]測定；總黃酮利用蘆丁標準曲線法測定；蛋白質利用考馬斯亮藍G-250法測定；總酸利用電位滴定法測定；可溶性固形物利用阿貝折光儀檢測[12]。

1.3.5 發酵條件優化。通過進行單因素試驗，研究不同的發酵時間、水果種類、滁菊添加量、白砂糖添加量對酵素發酵試驗的影響[13]。具體試驗操作如下。

發酵時間：精確稱取火龍果75 g、白砂糖75 g，置于錐形瓶中。精確稱取滁菊75 g放入鍋中，并向鍋中倒入10.5 L 100 ℃沸水，浸泡提取1 h后用紗布直接過濾。將濾液冷卻到室溫，精確量取500 mL于錐形瓶中，并向每個錐形瓶中各加入2片檸檬。經適當地攪拌后封口，置于恒溫箱中各培養20、25、30、35、40 d。

水果種類：分別精確稱取木瓜、奇異果、柚子、菠蘿、火龍果各75 g及白砂糖75 g放入錐形瓶中。精確稱取滁菊75 g，放入鍋中，并向鍋中倒入10.5 L 100 ℃沸水，浸泡提取1 h后用紗布直接過濾。將濾液冷卻到室溫，精確量取500 mL于錐形瓶中，并向每個錐形瓶中各加入2片檸檬。經適當地攪拌后封口，置于恒溫箱中各培養30 d。

滁菊添加量：精確稱取火龍果75 g、白砂糖75 g置于錐形瓶中。分別精確稱取滁菊6、9、12、15、18 g放入鍋中，向鍋中倒入1.5 L 100 ℃沸水，浸泡提取1 h后用紗布直接過濾。將濾液冷卻到室溫，精確量取500 mL于錐形瓶中，并向每個錐形瓶中各加入2片檸檬。經適當地攪拌后封口，置于恒溫箱中各培養30 d。

白砂糖添加量：精確稱取火龍果75 g，分別精確稱取白砂糖25、50、75、100、125 g放入錐形瓶中。分別精確稱取滁菊60 g放入鍋中，向鍋中倒入10.5 L 100 ℃沸水，浸泡提取1 h后用紗布直接過濾。將濾液冷卻到室溫，精確量取500 mL于錐形瓶中，并向每個錐形瓶中各加入2片檸檬。經適當地攪拌后封口，置于恒溫箱中各培養30 d。

根據單因素試驗結果，選取發酵時間、滁菊添加量、白砂糖添加量為因素，以感官評價值、還原糖含量、黃酮含量、可溶性固形物和蛋白質含量為評價指標，設計3因素3水平正交試驗（表1），每組重復3次。

1.4 數據處理

利用Excel 2013及SPSS 19.0軟件進行數據處理，所有的試驗均有3次平行，采用Duncan新復極差法對均值差異的顯著性進行分析；不同英文字母表示P<0.05水平差異顯著。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 發酵時間。由表2可知，隨著發酵時間的不斷延長，還原糖、蛋白質含量、總酸、黃酮及可溶性固形物含量均呈現上升趨勢，綜合考慮各指標及經濟成本，以30 d為最佳發酵時間。

2.1.2 水果種類的確定。由表3可知，不同的水果種類發酵對酵素總酸含量的影響不大；而利用柚子和火龍果進行發酵所得酵素的還原糖含量、黃酮含量及可溶性固形物含量均較高；用火龍果發酵的酵素中蛋白質含量明顯高于用柚子發酵的酵素（P<0.05），因而選擇火龍果進行下一步研究試驗。

2.1.3 滁菊添加量。由表4可知，不同滁菊添加量對酵素中可溶性固形物的影響不顯著；而隨著滁菊添加量的增加，蛋白質含量、黃酮含量以及總酸含量均有上升趨勢，但是蛋白質含量的變化趨勢是先上升后下降，且具有顯著性影響，故選取滁菊質量為8 g作為最佳發酵水平。

2.1.4 白砂糖添加量。由表5可知，不同白砂糖添加量對黃酮含量的影響不顯著，還原糖含量、總酸含量及可溶性固形物含量隨著白砂糖添加量的不斷增加而呈現上升趨勢，而蛋白質含量卻隨著白砂糖添加量的不斷增加呈下降趨勢。分析數據可知，當白砂糖添加量為50～150 g/L時，酵素的蛋白質含量有所下降；而當白砂糖添加量由150 g/L增加至200 g/L時，蛋白質含量下降明顯。因此，選擇白砂糖添加量為150 g/L作為最佳水平。

2.2 正交試驗

對正交試驗結果采用綜合評分法進行分析，對黃酮含量、還原糖含量、蛋白質含量、可溶性固形物的含量和感官分別進行隸屬度計算，由于各個指標的重要性一致，經過計算得出的綜合分數作為總指標進行直觀分析，隸屬度計算結果見表6。

試驗考察指標越大越好，通過綜合評分法計算得出的綜合分也是越大越好。由表6可知，正文試驗中的條件A1B2C2的綜合分最大，是9種試驗中效果最好的。驗證試驗的結果與正交試驗結果并無顯著性差異。因此，飲料的最佳工藝為火龍果添加量150 g/L、滁菊添加量6 g/L、白砂糖添加量145 g/L、在25 ℃條件下發酵30 d。

3 結論

滁菊水果酵素的最優工藝為火龍果添加量150 g/L、滁菊添加量6 g/L、白砂糖添加量145 g/L、發酵30 d。最優工藝下得到的產品還原糖含量為2.22 g/100 mL、可溶性固形物含量為11.17%、黃酮含量為1.76%、總酸含量為2.30%、蛋白質含量為1.08 g/kg。本研究為滁菊酵素飲料的開發利用提供了理論基礎，具有一定的實用價值。

4 參考文獻

[1] 繆成貴，陳慶榆，何華奇.滁菊總黃酮抗氧化作用研究[J].生物學雜志，2012，29（3）：42-43.

[2] 蔡永強，向青云，陳家龍，等.火龍果的營養成分分析[J].經濟林研究，2008，12（26）：53-57.

[3] 李升鋒，劉學銘.火龍果的開發與利用[J].食品工業科技，2003，24（7）：88-90.

[4] 董潔，孫久玉，夏敏敏，等.金絲小棗棗泥酵素發酵工藝的研究[J].食品工業科技，2014，35（2）：179-205.

[5] 于曉艷，任清，盧舒嫻，等.微生物酵素主要功效酶活力的測定[J].食品科技，2008（7）：193-196.

[6] 毛建衛，吳元峰，方晟.微生物酵素研究進展[J].發酵科技通訊，2010，39（3）：42-43.

[7] PATRA J K，SAHOO S K，SWAIN M R.Nutritional and antioxidant pot-ential of aegle marmelos，fermented fruit Juice[J].Proceedings of the Nat-ional Academy of Sciences，India，Section B：Biological Sciences，2017，87（8）：769-775.

[8] MAITY P，HANSDA D，BANDYOPADHYAY U，et al.Biological activit-ies of crude extracts and chemical constituents of Bael，Aegle marmelos（L.）Corr[J].Indian Journal of Experimental Biology，2009，47（11）：849-861.

[9] NUENGCHAMNONG N，BOONPATHANASAK S，TEPWITUKKIJ P.R-apid screening of antioxidant compounds in homemade fruit fermented juice using an on line LC-ESI-MS/MS and DPPH assay[J].Chiang Mai J-ournal of Science，2011，38（3）：430-438.

[10] 董銀卯，何聰芬，王領，等.火龍果酵素生物活性的初步研究[J].食品科技，2009，34（3）：192-195.

[11] 趙凱.3，5-二硝基水楊酸比色法測定還原糖含量的研究[J].食品科學，2008，29（8）：534-536.

[12] 黃曉鈺.食品化學與分析綜合實驗[M].北京：中國農業大學出版社，2009：213-214.

[13] 潘麗軍.試驗設計與數據處理[M].南京：東南大學出版社，2008：120-126.