酶解黑木耳飲料制備工藝的研究

王倩，吳夢(mèng)蘭，鄭碩，田熙哲

（延邊大學(xué)理學(xué)院，吉林延吉133002）

黑木耳屬擔(dān)子菌亞門，擔(dān)子菌綱，木耳目，木耳科，木耳屬[1]，是營(yíng)養(yǎng)極為豐富的山珍，含人體必需的8種氨基酸和多種維生素，其中賴氨酸和VB2尤為豐富，有著“素中之葷”的美譽(yù)[2-3]。100 g黑木耳含蛋白質(zhì)9.1 g、糖類 60.8 g、脂肪據(jù)《本草綱目》記載，黑木耳有潤(rùn)腸、清肺、鎮(zhèn)靜、補(bǔ)血、止痛等功效[5]。黑木耳還被稱為“食品中的阿司匹林”。現(xiàn)代試驗(yàn)研究證明，黑木耳具有抗血凝、抗血栓形成、促進(jìn)免疫功能、調(diào)節(jié)血脂、抗動(dòng)脈粥樣硬化、降血糖、延緩衰老、抗?jié)儭⒖拐婢葟V泛的藥理作用[3]。黑木耳中的多糖是低密度脂蛋白（low-density lipoprotein，LDL）氧化作用的抑制劑和羥基自由基與過氧化物自由基的抗氧化劑[6]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)黑木耳營(yíng)養(yǎng)研究主要集中于其多糖對(duì)高血糖、高血脂等心血管疾病的治療作用上[7-8]。

麥芽是一種藥食同源之品，具有行氣消食、健脾開胃、益氣寬胸、利尿祛濕、生津潤(rùn)燥等藥用價(jià)值，又無嚴(yán)重的不良反應(yīng)[9-10]。麥芽中富含α-淀粉酶、β-淀粉酶、R-酶等多種淀粉酶和內(nèi)肽酶、氨肽酶、羧肽酶等多種蛋白分解酶及多種水解酶、纖維素酶[11]。另外，麥芽中含有天然的抗氧化劑能夠清除氧自由基和防止氧化反應(yīng)，對(duì)人體具有很好的保健功效，可以有效預(yù)防和消除與許多疾病相關(guān)的活性氧（reactive oxygen species，ROS）[12-13]。在適宜的條件下，麥芽中的多種酶可將淀粉、蛋白質(zhì)等大分子體外酶解成人體易吸收的寡糖、多肽等小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以彌補(bǔ)普通方法食用黑木耳時(shí)很難被人體吸收進(jìn)而導(dǎo)致其藥理作用和保健功效在人體內(nèi)很難充分發(fā)揮出來的缺陷。

本研究以黑木耳粉和麥芽粉為原料，以冰糖、檸檬酸為調(diào)味劑，以羧甲基纖維素（carboxymethyl cellulose，CMC）和黃原膠為復(fù)合穩(wěn)定劑通過試驗(yàn)研制出一種具有降血糖、降血脂、潤(rùn)肺、改善腸胃等功效且易被人體消化吸收的口感爽滑、風(fēng)味濃郁的酶解黑木耳飲料。此飲料不僅豐富了黑木耳、麥芽食品系列，提高黑木耳的利用率；還會(huì)提高其附加值，擴(kuò)大市場(chǎng)，為黑木耳的進(jìn)一步深加工開辟一條道路[10]。

1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

1.1 試驗(yàn)材料

黑木耳粉：亳州市果蔬植物干粉加工廠；麥芽粉：市售；冰糖：吉林省杞參食品有限公司；檸檬酸：山東濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司；羧甲基纖維素：廣州穗欣化工有限公司；黃原膠：內(nèi)蒙古阜豐生物科技有限公司；氨基酸標(biāo)準(zhǔn)溶：日立高新技術(shù)公司；茚三酮溶液：日立高新技術(shù)公司。

1.2 儀器與設(shè)備

JKQ-250DE型數(shù)控超聲波清洗儀：山東鄄城華魯電熱儀器有限公司；T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；日立L-8900型氨基酸自動(dòng)分析儀：日立高新技術(shù)公司；L-16G離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；JJ-0.05/60高壓均質(zhì)機(jī)：廊坊通用機(jī)械有限公司；CP214電子天平：成都維思科儀器儀表有限公司；可調(diào)P型移液器：吉爾森公司；SH/T0316玻璃浮計(jì)：河北省青縣勝渤儀器儀表制造有限公司；84-1磁力攪拌控溫電熱套：山東鄄城華魯電熱儀器有限公司。

2 試驗(yàn)操作和方法

2.1 工藝流程

2.1.1 酶解黑木耳飲料的生產(chǎn)工藝流程及操作要點(diǎn)

混合：將所購(gòu)買的優(yōu)質(zhì)的麥芽粉、黑木耳粉充分混合。

浸提：將混合好的原料按料水比 1∶40（g/mL），置于70℃恒溫水浴中超聲浸提（100 W）90 min。

煮沸：加熱至沸騰15 min。

過濾：用150、200目的兩層紗布過濾。

調(diào)配：濾液中按最佳配方加入冰糖、檸檬酸、CMC、黃原膠進(jìn)行調(diào)配。

均質(zhì)：均質(zhì)壓力為18 MPa[14]，均質(zhì)3次左右為宜，有利于提高飲料的口感和營(yíng)養(yǎng)成分的穩(wěn)定性，還可以讓飲料各種成分均勻分布在溶液中[15]。

罐裝：將均質(zhì)完的飲料用滅菌玻璃瓶罐裝，迅速封口。

滅菌：為保持飲料中營(yíng)養(yǎng)成分及風(fēng)味不變，采用巴氏滅菌：將飲料加熱至80℃以上，并保持此溫度30 min以后急速冷卻到4℃～5℃。

2.1.2 黑木耳最佳浸提條件的確定

在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以麥芽量（2、4、6 g）、糖化溫度（60、70、80 ℃）、糖化時(shí)間（60、90、120 min）3 個(gè)試驗(yàn)因素進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)L9（33）。通過比重計(jì)測(cè)量飲料的相對(duì)密度，查表得100 g飲料中的含糖量，進(jìn)行比較以確定最佳浸提條件。

2.2 總糖含量的比較

2.2.1 樣品溶液的制取

對(duì)比組1：稱取黑木耳粉6 g；對(duì)比組2：稱取麥芽粉4 g；試驗(yàn)組：稱取黑木耳粉6 g和麥芽粉4 g；分別配制成400 mL溶液。70℃、超聲浸提（100W）90 min，煮沸15min，冷卻至室溫。紗布過濾后，定容至400mL，制得黑木耳汁、麥芽汁和酶解黑木耳汁，放置冰箱備用。

2.2.2 試劑的配制

1）標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液的配制：準(zhǔn)確稱取105℃干燥至恒重的分析純葡萄糖對(duì)照品25 mg（稱準(zhǔn)至0.000 2 g），用少量蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶定容，配制成濃度為50 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2）0.2%蒽酮溶液：準(zhǔn)確稱取0.3 g蒽酮和1.5 g硫脲（阻氧化劑）于燒杯中，緩慢加入150 mL濃硫酸，邊加邊攪拌，溶解后呈黃色透明溶液[16]。用鋁箔紙將裝有蒽酮溶液的燒杯包裹起來，當(dāng)日配制使用。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液數(shù)據(jù)見表1。

表1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制Table 1 Preparation of glucose standard solution

加入蒽酮溶液8.0 mL，迅速冰水浴中冷卻，再沸水浴10 min。用冰水冷卻至室溫后，在620 nm波長(zhǎng)下，迅速測(cè)量不同濃度試樣的吸光度值，繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程。

2.2.4 飲料總糖含量的測(cè)定

麥芽汁、黑木耳汁、酶解黑木耳汁各取1 mL，以16 000 r/min離心10 min。用0.4 μm的濾膜過濾，再各取濾液20 μL定容至2 mL。充分搖晃后，各取200 μL，加入1.8 mL的蒸餾水和8.0 mL的蒽酮溶液。做3組每組3個(gè)的平行試驗(yàn)，測(cè)得吸光度值，由回歸方程計(jì)算樣品溶液中的總糖含量，按下式計(jì)算總糖含量：

Y/%=（W2/W1）×100

式中：Y為總糖含量，%；W2為測(cè)得的總糖質(zhì)量，g；W1為飲料中原料質(zhì)量，g。

2.3 游離氨基酸的測(cè)定

2.3.1 儀器條件

進(jìn)樣量：20 μL；分析柱的溫度：57℃；反應(yīng)管溫度：135℃；緩沖溶液：L-8900-PH-KIT緩沖溶液。

2.3.2 氨基酸的測(cè)定

取麥芽汁、黑木耳汁、酶解黑木耳汁各1 mL于離心管中，分別加入5%三氯乙酸溶液1 mL后，以16 000 r/min離心10 min，經(jīng)0.2 μm的濾膜過濾得濾液。進(jìn)樣20 μL，用外標(biāo)法測(cè)樣品溶液中游離氨基酸的含量（其中脯氨酸在440 nm波長(zhǎng)下檢測(cè)，其他氨基酸在570 nm下檢測(cè)）[17]。

2.4 飲料配方的單因素試驗(yàn)

2.4.1 調(diào)味劑的配比

每份取200 mL酶解黑木耳汁，以感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為指標(biāo)，控制其他條件不變，改變單因素的值，分別考察調(diào)味劑冰糖的添加量（5%、8%、11%、14%）、檸檬酸的添加量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%）對(duì)飲料品質(zhì)的影響，以確定調(diào)味劑的最佳用量（各因素的添加量是占黑木耳浸提液的質(zhì)量的比例）。

2.4.2 穩(wěn)定劑的選擇與配比

取酶解黑木耳汁，加入不同的穩(wěn)定劑，在16 000 r/min高速離心10 min后，棄去溶液，準(zhǔn)確稱取沉淀物的重量，按照下列公式計(jì)算沉淀率并比較，選出效果好的穩(wěn)定劑。再進(jìn)行不同配比的試驗(yàn)，進(jìn)行比較以確定最佳穩(wěn)定劑的配比。

沉淀率/%=沉淀物重量（g）/飲料的重量（g）×100

3 結(jié)果與分析

3.1 黑木耳最佳浸提條件的確定

在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以麥芽量、糖化溫度、糖化時(shí)間3個(gè)試驗(yàn)因素進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)L9（33）（如表2及表3）。通過比重計(jì)測(cè)量飲料的相對(duì)密度，查表得100 g飲料中的含糖量，進(jìn)行比較以確定最佳組合。

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表Table 2 Orthogonal test design table

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Orthogonal test results

續(xù)表3 正交試驗(yàn)結(jié)果Continue table 3 Orthogonal test results

由表3可知，以多糖含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，各因素對(duì)黑木耳的浸提效果的影響為C＞A＞B，綜合各因素的K值，得出正交試驗(yàn)L9（33）的最佳組合為A3B2C2或A3B3C2。影響因素B中K2（70℃）和K3（80℃）值相等，說明70℃和80℃糖化是可以得到相同的浸提效果。節(jié)省能源角度選擇了條件B2，即A3B2C2。

調(diào)味過程中發(fā)現(xiàn)A3B2C2條件下制備的浸提液，因麥芽使用量的增加提高多糖含量，但是麥芽風(fēng)味太濃，掩蓋黑木耳固有的特殊風(fēng)味。麥芽使用量對(duì)飲料風(fēng)味影響較大，調(diào)整麥芽使用量，分別對(duì)A1B2C2、A2B2C2與A3B2C2條件下制備的浸提液（未加調(diào)味劑、穩(wěn)定劑）進(jìn)行感官評(píng)分，感官評(píng)分結(jié)果如表4。

表4 不同麥芽量時(shí)浸提液的感官評(píng)分結(jié)果Table 4 Sensory evaluation results of the extract at different malt levels分

由表4結(jié)果可知，感官評(píng)分結(jié)果：A2B2C2＞A3B2C2＞A1B2C2。最后確定最佳浸提條件為麥芽量為4 g、糖化溫度為70℃、糖化時(shí)間為90 min。

3.2 總糖含量的測(cè)定

3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

試驗(yàn)得1號(hào)～7號(hào)管的吸光度值如表5，所得葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1，回歸方程為y=0.003 31x+0.001 97（R2=0.997 78）。

表5 各葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度值Table 5 Absorbance values for each glucose standard solution

圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Glucose standard curve

3.2.2 飲料總糖含量的比較

由試驗(yàn)所測(cè)得的試液的吸光度值，根據(jù)回歸方程y=0.003 31x+0.001 97（R2=0.997 78）計(jì)算試液中的總糖含量。比較結(jié)果如表6。

表6 飲料中總糖含量的比較Table 6 Comparison of total sugar content in beverages

由表6結(jié)果可知，酶解后，總糖所占原料木耳麥芽質(zhì)量百分比多達(dá)57.84%，酶解黑木耳保健輔助飲料中的多糖含量比木耳汁與麥芽汁的總糖含量之和多5.146 5 mg/mL。總糖含量的增加有助于飲料的保健輔助功效的增加。

3.3 游離氨基酸的測(cè)定

按測(cè)定游離氨基酸的試驗(yàn)方法測(cè)得樣品溶液中游離氨基酸含量。據(jù)此計(jì)算酶解黑木耳汁中游離氨基酸的增減量及增減率，氨基酸比較結(jié)果如表7。

表7 游離氨基酸含量比較Table 7 Comparison of free amino acid content

由表7可知，酶解后的黑木耳汁中氨基酸總量是增加的，增加率超過50%的有甲硫氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、組氨酸、精氨酸，其中甲硫氨基酸增加率多達(dá)385.05%。經(jīng)分析可知，在酶解黑木耳保健輔助飲料中原有的大分子蛋白質(zhì)已體外分解為易吸收的小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可促使黑木耳的保健功效在人體內(nèi)發(fā)揮得更好。

3.4 調(diào)味劑的配比的確定

3.4.1 酶解黑木耳汁調(diào)味后的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的確定

隨機(jī)選取食品科學(xué)與工程專業(yè)的10名教師和10名學(xué)生組成評(píng)價(jià)小組，由他們分別對(duì)調(diào)味后飲料的口感、氣味、色澤、組織狀態(tài)進(jìn)行評(píng)分（滿分100分），然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[18]，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表8。

表8 調(diào)味后的飲料的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 8 Sensory score criteria for beverages after seasoning

續(xù)表8 調(diào)味后的飲料的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Continue table 8 Sensory score criteria for beverages after seasoning

3.4.2 冰糖添加量的確定

在選用冰糖為糖類調(diào)味劑和檸檬酸的添加量為0.10%的前提下，在冰糖的添加量分別為5%、8%、11%、14%時(shí)的感官評(píng)分結(jié)果如圖2。

圖2 冰糖添加量對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.2 Effects of the amount of icing sugar added on sensory rating of beverage

由圖2可知：隨著冰糖添加量的增加，飲料的感官評(píng)分呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。冰糖的添加量為8%時(shí)，感官評(píng)分分值最高，爽滑細(xì)膩，酸甜度合適，特有的黑木耳的清香，有麥芽味。因此，冰糖最適添加量為8%。

3.4.3 檸檬酸添加量的確定

在試驗(yàn)確定糖類調(diào)味劑冰糖的添加量為8%的前提下，檸檬酸的添加量分別為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%時(shí)的感官評(píng)分結(jié)果如圖3。

圖3 檸檬酸添加量對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.3 Effects of the amount of citric acid added on sensory rating of beverage

由圖3可知：隨著檸檬酸添加量的增加，飲料的感官評(píng)分呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。檸檬酸的添加量為0.10%時(shí)，感官評(píng)分分值最高，口感最好。因此，檸檬酸最適添加量為0.10%。

3.5 穩(wěn)定劑的選擇與配比的確定

3.5.1 穩(wěn)定劑的選擇

選用CMC、黃原膠、卡拉膠、瓜爾豆膠等作為穩(wěn)定劑[19]進(jìn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)。幾種穩(wěn)定劑的高速離心效果如表9。

表9 幾種穩(wěn)定劑的高速離心效果Table 9 Suspension stability effects of several stabilizers

由表9可知，加入CMC+黃原膠的酶解黑木耳汁經(jīng)16 000 r/min高速離心10 min后，得到的沉淀物質(zhì)量最小，即沉淀率最低，高速離心效果最好。

3.5.2 穩(wěn)定劑的添加量的確定

在試驗(yàn)與應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，如果只使用單一穩(wěn)定劑，往往得不到好的穩(wěn)定效果，而若將兩種或兩種以上的穩(wěn)定劑按一定的比例混合使用，便可充分發(fā)揮不同穩(wěn)定劑的優(yōu)勢(shì)[20]。將CMC與黃原膠混合使用時(shí)，效果比單一穩(wěn)定劑及其他組合要好[21]。在上述試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，把CMC和黃原膠按不同配比進(jìn)行進(jìn)一步試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表10。

表10 CMC和黃原膠不同用量的穩(wěn)定性比較Table 10 Comparison of the stability of CMC and xanthan gum in different amounts

由表10可知，加入0.10%CMC和0.03%黃原膠后制得的飲料穩(wěn)定效果最好，外觀均勻一致，無沉淀及絮狀物，且口感爽滑細(xì)膩。

4 結(jié)論

試驗(yàn)確定一種酶解黑木耳飲料的最佳浸提條件：（黑木耳粉6 g/400 mL水）麥芽粉4 g；浸提溫度70℃；超聲浸提（100 W）90 min，及確定了最佳配方：8%冰糖、0.10%檸檬酸、0.10%CMC、0.03%黃原膠。并得出相比對(duì)照組黑木耳汁與麥芽汁，總糖含量和人體必需氨基酸總量都有明顯的增加，且風(fēng)味獨(dú)特，具有廣闊的市場(chǎng)前景。