玉米秸稈新型飲料研制

張麗媛，姚 笛，阮長青，馬 萍，張春芝，牛廣財

（黑龍江八一農墾大學食品學院，黑龍江大慶 163319）

中國農作物秸稈產量大、分布廣、種類多，是一種重要的生物質資源，但近年來，一些地區焚燒農作物秸稈現象頻發，不僅污染環境、嚴重威脅交通運輸安全，而且還會造成資源浪費。《國務院辦公廳關于加快推進農作物秸稈綜合利用的意見》（國辦發[2008]105號）將秸稈的利用途徑分為秸稈用作肥料、飼料、食用菌基料、燃料和工業原料等。由于不同利用途徑所達到的功效、產生的經濟效益、社會效益和環境效益等都存在較大差異，并且不同地區農作物秸稈種類與資源分布、政策導向、秸稈收儲運發展水平及當地經濟發展水平等制約因素也存在較大差異，致使不同區域秸稈綜合利用方案的優先發展順序不同。國家秸稈產業技術創新戰略聯盟已經在科技部、農業部等六部委的支持下成立，以“創新秸稈理念，促進產業發展”為宗旨，建立產學研體系，開展技術合作，形成合力，為產業規范發展、資源整合起到引領示范作用[1]。

東北是我國的大糧倉，秸稈尤其是玉米秸稈總量大，戶均秸稈產量是全國平均水平的3.2倍。2015年，東北地區秸稈綜合利用率僅為66.6%，比全國平均水平低13.5%。可以說，東北地區秸稈問題解決了，全國的秸稈綜合利用水平也就邁上一個大臺階。如果能夠將玉米秸稈利用現代科學技術使其變廢為寶，將為農民增加收入，也為解決我國的環境污染提供了助力[2-3]。

試驗用水浴法和超聲波法提取出玉米秸稈中的多糖，并使用蔗糖和檸檬酸調味，并進行測試，配制出新型飲料，不僅為每年巨大的玉米秸稈提供了處理思路，而且相較于使用玉米飼養牲畜作為農家肥節約時間，相比于直接焚燒節約資源，提高了玉米秸稈的資源利用[4-6]。

1 材料與方法

1.1 設備與材料

KQ-500DE型醫用數控超聲波清洗器，昆山超聲儀器有限公司產品；FA2004N型電子天平，上海精橋精密儀器有限公司產品；手提式高速萬能粉碎機，溫嶺市林大機械有限公司產品；電磁爐；化學分析濾紙，杭州特種紙業有限公司產品；分光光度計；玻璃儀器（具塞試管，容量瓶，吸量管，漏斗，玻璃棒，燒杯若干）；鐵架臺。

濃硫酸、苯酚、葡萄糖、檸檬酸（食品級），天津市河東區紅巖試劑廠提供；蔗糖（食品級）市售；蒸餾水；玉米秸稈，購于當地農民。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

（1）玉米秸稈預處理。選擇當年生長成熟的玉米秸稈，挑選品質好的玉米秸稈去葉、清洗、晾干備用。

（2）玉米秸稈的粉碎。將晾干的玉米秸稈剪成適當長度放入粉碎機中粉碎。

（3）熱水浸提法提取。將玉米秸稈粉按料液比1∶30加入水攪拌混合得玉米秸稈混合液，然后使用電磁爐在1 900 W條件下水浴40 min。

（4）超聲波提取。將水浴后的玉米秸稈混合液于200 W，60℃條件下提取40 min。

（5） 過濾。把提取后的玉米秸稈混合液過濾，將殘渣按1∶30加入熱蒸餾水后過濾并合并濾液。

（6） 吸光度測定

稱取玉米秸稈粉2 g按上述操作進行后濃縮定容至50 mL，取3只試管分別吸取玉米秸稈提取液1 mL，加入6%苯酚溶液1 mL，濃硫酸5 mL，振蕩水浴15 min，冷卻至室溫后，于470 nm波長處測定吸光度，取平均值為提取液的吸光度。

（7）殺菌、冷卻。將過濾后的玉米秸稈提取液在100℃條件下水浴10 min，包裹上保鮮膜冷卻至室溫備用。

（8） 配制飲料。按照玉米秸稈提取液30.0%，35.0%，40.0%；蔗糖2.5%，3.0%，3.5%；檸檬酸0.1%，0.2%，0.3%的添加量配制出玉米秸稈飲料。

（9）感官評定試驗。將配制的玉米秸稈飲料分別由15名男生15名女生共30人組成的評定小組進行感官評定試驗，得出最佳水平和最優組合。

1.3 標準曲線

精密稱取葡萄糖0.5 g于50 mL容量瓶稀釋定容，吸取1 mL溶解轉移至50 mL容量瓶中并定容，分別吸取0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mL于具塞試管中，加蒸餾水至1.0 mL，依次加入6%苯酚溶液1 mL，濃硫酸5 mL，振蕩、水浴15 min，冷卻至室溫后，于470 nm波長處測吸光度，繪制葡萄糖的標準曲線。

1.4 正交試驗

以玉米秸稈提取液、蔗糖、檸檬酸按一定比例混合，采用L9（34）正交試驗，確定玉米秸稈提取液、蔗糖、檸檬酸添加量的最優添加比例。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計/%

1.5 感官評定

玉米秸稈提取液配制飲料的感官評定標準見表2。

表2 玉米秸稈提取液配制飲料的感官評定標準

由15名男生和15名女生組成的30人評定小組對飲料進行口感、香氣、色澤、組織狀態等項目根據感官評定標準進行打分。

2 結果與分析

2.1 葡萄糖標準樣液吸光度值測定結果

吸取葡萄糖體積及其含量和標準曲線如下所示，得到回歸方程Y=3.178 6X-0.018 5，R2=0.990 7，說明線性關系良好。

葡萄糖吸光度及標準曲線見表3。

2.2 玉米秸稈提取液吸光度結果與分析

將吸光度帶入Y=3.178 6X-0.018 5，解得X=0.162 mg。

玉米秸稈提取液吸光度見表4。

表3 葡萄糖吸光度及標準曲線

表4 玉米秸稈提取液吸光度

2.3 正交試驗結果與分析

取玉米秸稈提取液、蔗糖和檸檬酸3個因素的適當3個水平進行L9（34）的正交試驗，以玉米秸稈飲料的感官評價為指標，按照正交表L9（34）排列進行正交試驗。得出添加玉米秸稈提取液、蔗糖、檸檬酸三者比例的最佳組合。

L9（34）正交試驗結果與分析見表5。該因素對試驗結果影響越大。所以，3個因素對產品感官評分得率影響大小的順序為檸檬酸添加量＞玉米秸稈提取液添加量＞蔗糖添加量。

表5 L9（34）正交試驗結果與分析

由正交試驗結果可知最佳配方為A3B2C1，按照最佳因素配方進行最佳水平試驗，所得到的產品色澤鮮明、適中，具有特殊的秸稈香氣，口感良好、酸甜可口、組織狀態均勻，感官評定結果優秀，證明適合作為最佳配方。最佳配方添加量為玉米秸稈提取液添加量40.0%，蔗糖添加量3.0%，檸檬酸添加量0.1%。

3 結論

在玉米秸稈飲料的研制過程中，影響飲料品質的3個因素主次順序為檸檬酸添加量＞玉米秸稈提取液添加量＞蔗糖添加量。

玉米秸稈飲料的最佳生產配方為玉米秸稈提取液添加量40.0%，蔗糖添加量3.0%，檸檬酸添加量0.1%。所得產品色澤鮮明適中，具有特殊的秸稈香氣，酸甜可口，組織狀態均勻。