殼聚糖對紫花地丁復合飲料保質期的影響

◎ 徐 魏，吳美香，伍 婧，肖慧君，曹佳文，楊文艷

（湖南食品藥品職業學院食品學院，湖南 長沙 410208）

殼聚糖是由自然界廣泛存在的幾丁質經過脫乙酰作用得到的產物，因為其安全無毒，我國已于2007 年 批準殼聚糖作為食品增稠劑使用，廣泛用于食品工業[1]。殼聚糖還是一種廣譜抑菌劑，對食品中的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有抑制作用，因而殼聚糖能夠延長食品的保質期，具有保鮮作用。

殼聚糖是自然界中唯一帶有正電荷的動物纖維素，由于細菌表面帶有負電荷，殼聚糖通過電中和反應損壞細菌細胞壁的完整性，進而改變微生物細胞膜的流動性和通透性，抑制細菌的生長繁殖，直至細菌死亡[2]。同時，殼聚糖溶于弱酸溶液后可形成陽離子高分子鏈絮凝于細菌細胞表面，切斷營養物質向微生物胞內運輸，阻止代謝廢物排泄，導致細菌新陳代謝紊亂，也可起到抑菌作用[3]。

本研究在以紫花地丁和大麥為主要原料的復合飲料中加入不同濃度的殼聚糖溶液，研究殼聚糖對復合飲料保質期的影響，為開發具有較長貨架期的復合保健飲品提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫花地丁，采自湖南食品藥品職業學院含浦校區藥園，洗凈烘干；炒熟大麥，市售。

低聚殼聚糖（脫乙酰度＞93%，純度95%，平均分子質量Mw 1 500）、氯化鈉、氫氧化鈉、鹽酸、牛肉膏、蛋白胨和葡萄糖，均為分析純。白砂糖、羧甲基纖維素鈉、水，均為食品級。

1.2 儀器與設備

Midea MK-SJ1702HM 電熱水壺、力邦966C 榨汁機、博途BT457 電子天平、HH-6 數顯恒溫水浴鍋、坤天202-00A 恒溫干燥箱、DHP-9162 恒溫培養箱、SW-CJ-1D 超凈工作臺、PHSJ-3F 型pH 計、ATS-SF-100A 水分活度儀和WYA-2WAJ 阿貝折光儀。

1.3 試驗方法

1.3.1 紫花地丁復合飲料的制作

將采摘回來的紫花地丁清洗干凈，恒溫干燥箱60 ℃ 烘干至恒重，用400 mL 沸水充分浸泡1.5 g 干制紫花地丁30 min 后用紗布過濾，存作母液。熟制大麥6 g用400 mL 沸水充分浸泡30 min 后用紗布過濾作為母液。采用大麥茶母液50 mL、紫花地丁母液200 mL、白砂糖6%和羧甲基纖維素鈉0.5%配制飲料，呈淡黃色，無沉淀，兼具紫花地丁的淡雅香氣和大麥茶的谷香氣，甘洌清甜，放置在室溫下，使其自然冷卻，貼上標簽并標注日期。

1.3.2 感官評定

在飲料中分別加入添加量為0、0.3%、0.6%、1.5%、3.0%和5.0%濃度的殼聚糖溶液，將飲料放置于4 ℃下分別進行24 h、48 h、72 h、96 h、120 h、144 h 和168 h 共7 個時長儲存，分別進行感官試驗。選取食品學院教師和學生共10 人對飲料的色澤、滋味和氣味、組織狀態以及雜質進行評分。將各組評價出的分值進行計算平均值，每項感官評價平均分值為測量飲料指標的感官評價值。感官評定的標準見表1。

表1 感官評定指標表

1.3.3 不同濃度殼聚糖溶液對飲料中菌落總數的影響

參照《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數的測定》（GB 4789.2—2016），在飲料中分別加入添加量為0、0.3%、0.6%、1.5%、3.0%和5.0%濃度的殼聚糖溶液，將飲料在80 ℃條件下滅菌30 min后冷卻，置于4 ℃下分別進行24 h、48 h、72 h、96 h、120 h、144 h 和168 h 共7 個時長儲存，在不同時間段內用1 mL無菌吸管吸取樣品1 mL，緩慢注于盛有9 mL稀釋液的無菌試管中，用1 支無菌吸管反復吹打使其混合均勻，分別進行涂布，測得不同濃度殼聚糖溶液飲料的菌落總數。

1.3.4 不同濃度的殼聚糖溶液對飲料pH 影響參照《食品安全國家標準 食品pH 值的測定》 （GB 5009.237—2016），在飲料中分別加入添加量為0、0.3%、0.6%、1.5%、3.0%和5.0%濃度的殼聚糖溶液，將飲料放置于4 ℃下分別進行24 h、48 h、72 h、96 h、120 h、144 h 和168 h 共7 個時長儲存，在不同時間段內取樣，將pH 計浸沒于樣品中，讀數穩定后，直接讀數，精確至0.01。

1.3.5 不同濃度的殼聚糖溶液對飲料DPPH 自由基的清除作用影響

在飲料中分別加入添加量為0、0.3%、0.6%、1.5%、3%和5%濃度的殼聚糖溶液，將飲料放置于4 ℃下分別進行24 h、48 h、72 h、96 h、120 h、144 h 和168 h 共7 個時長儲存，在不同時間段內取樣各0.3 mL，再分別加入2.7 mL DPPH 溶液（0.2 mmol·L-1），漩渦振蕩充分搖勻后，在黑暗條件中靜置30 min，然后在517 nm 處測定吸光度[4]。同時以3 mL DPPH 溶液 （0.2 mmol·L-1）作為對照。每個樣品平行操作3 次。按式（1）計算清除率。

2 結果與分析

式中：ADPPH-DPPH 溶液的吸光度；AS-加入樣品的DPPH 溶液的吸光度。

2.1 不同濃度殼聚糖溶液對飲料的感官評價

加入不同含量殼聚糖溶液對紫花地丁復合飲料的色澤、滋味和氣味、組織狀態及雜質含量都有一定程度的影響，隨著殼聚糖添加量的逐步增加，飲料的各項感官指標均有所變化，殼聚糖的添加量在1.5%時其整體感官評分要比其他添加量好。低于1.5%時殼聚糖在飲料中起不到很好的感官優化作用，在72 h 后飲料感官品質劣化比較明顯，殼聚糖溶液的添加量高于1.5%時凝絮作用強，飲料的產品口感欠佳，但感官指標較穩定。綜合來看，殼聚糖溶液添加量為1.5%時能夠較好地保證飲料的感官品質。結果如圖1 所示。

圖1 不同殼聚糖添加量對飲料感官評價的影響圖

2.2 不同濃度殼聚糖溶液對飲料中菌落總數的影響

由圖2 可知，殼聚糖添加量為0.6%以下時，飲料在4 ℃儲藏48 h 后菌落總數有逐步升高的趨勢，7 d后飲料菌落總數均達到100 CFU·mL-1以上，隨著殼聚糖溶液的加入菌落總數發生變化，當加入1.5%以上的殼聚糖溶液后，飲料中菌落總數的上升趨勢得到明顯抑制，這表示1.5%以上的殼聚糖溶液對飲料具有較長效的微生物生長繁殖抑制作用。綜合來看，殼聚糖溶液添加量為1.5%時能夠較為有效地抑制微生物生長繁殖。

圖2 不同濃度殼聚糖溶液對飲料中菌落總數的影響圖

2.3 不同濃度殼聚糖溶液對飲料pH 的影響

在飲料中加入不同濃度的殼聚糖溶液后，開始飲料pH 值略有上升，這可能與殼聚糖是弱堿性多糖有關。隨著時間推移，初期pH 變化不太明顯，48 h 后pH 降低顯著，但隨加入殼聚糖的溶液含量的增高，飲料的pH 降低趨勢逐漸減緩。其原因可能是殼聚糖抑制微生物生長繁殖使得飲料中的產酸量減少，減緩了飲料變酸，綜合來看，殼聚糖溶液添加量為1.5%時能夠較好地保持飲料原有的口感，并延長飲料的保質期。結果如圖3 所示。

圖3 不同殼聚糖添加量對飲料pH 的影響圖

2.4 不同濃度的殼聚糖溶液對飲料DPPH 自由基的清除作用影響

在飲料中加入不同濃度的殼聚糖溶液后，飲料對DPPH 自由基的清除作用會逐步增強，這可能與殼聚糖本身具有抗氧化性有關。隨著時間推移，自由基的清除作用會逐漸減弱，殼聚糖溶液添加量為1.5%及以上時，飲料對DPPH 自由基的清除作用隨時間推移弱化趨勢減緩，說明當殼聚糖溶液添加量為1.5%及以上時，飲料抗氧化能力具有較好的穩定性。但殼聚糖溶液濃度繼續升高會降低飲料的感官品質。綜合來看，殼聚糖溶液添加量為1.5%時能夠較好地保持飲料抗氧化能力的穩定性。結果如圖4 所示。

圖4 不同殼聚糖添加量對飲料DPPH 自由基的清除作用的影響圖

3 結論

通過上述試驗發現，不同濃度的殼聚糖溶液對紫花地丁復合飲料保質期影響不是簡單隨著殼聚糖添加量的增加而優化。結果表明，殼聚糖溶液含量在1.5%時對紫花地丁復合飲料的感官品質具有較好的優化作用，能夠有效減緩飲料pH 降低的速率，延緩菌落總數的升高，對紫花地丁復合飲料的抗氧化穩定性有良好的保持作用。

殼聚糖溶液添加到紫花地丁復合飲料中可以達到保持飲料營養和延長貨架期的雙重功效，同時可以保持復合飲料的抗氧化穩定性，滿足了人們對保健飲料產品營養和品質的要求。