紫山藥、春砂仁養胃飲料工藝開發及風味物質研究

程金生，陳楚茹，彭蘊琳，王浩丞，嚴詠彤，蔡漢僑

（韶關學院 英東食品學院，廣東 韶關 512005）

紫山藥又名腳板薯、長芋、參薯、紫淮山等，是薯蕷科植物薯蕷根莖部位. 現代研究表明，紫山藥富含花青素、薯蕷皂苷元、膽堿、粘多糖、尿囊素等功能成分［1］；其中，花青素等成分還具有良好的抗氧化、抗腫瘤、降血糖、免疫增強和調脂作用［2］.

春砂仁是陽春砂的果實，屬于姜科植物，是廣東陽春特產，中國國家地理標志產品［3］. 春砂仁干制品一般味辛性溫，有助于治療腹瀉、胃部飽脹、嘔吐腹脹等消化不良疾病，能有效地袪濕醒脾，開胃溫脾，還能理氣安胎、納氣歸腎. 春砂仁的治療和保健功能在于袪濕和健脾胃兩個主要方面，很多民間做法是直接用新鮮春砂仁煲豬肚制備養胃藥膳佳肴［4］.

紫糯米又稱黑糯米、血糯米、長壽米，是水稻的一個品種，因其豐富的營養和藥用價值而被稱為“黑珍珠”［5］. 經常食用紫糯米對青年早生白發、婦女產后體質虛弱、老人病后體質不足以及小孩貧血等等都有很好的滋補作用［6］. 同時，紫糯米具有開胃、健脾、明目功效.

紫山藥飲料是紫山藥開發的主要產品之一，是一種適合大規模生產的紫山藥深加工產品；其優點是利潤高、使用方便、營養價值較高［7］. 紫山藥飲料主要有：全漿型、酶解型、提取型、固體飲料、發酵飲料等［8］. 隨著國民經濟的不斷增長，消費者對生活水平需要越來越高，市面上的食品和飲品不再局限于解決平時的口腹之欲，食品和飲品的外觀、口感、營養也變得尤為重要［9］.

本文研發了一種紫山藥春砂仁養胃飲料的工藝，同時對其風味物質進行了研究，利用此工藝生產的飲料風味口感俱佳，為紫山藥復合發酵飲料的研發和工業化生產提供了一定的參考價值.

1 材料與方法

1.1 主要儀器

小型高速粉碎機（KC-6020，北京開創同和科技發展有限公司）；電熱鼓風干燥箱（101-1，紹興市嚴氏風機有限公司）；電子天平（MAX-C602，深圳市無限量衡器有限公司）；高速多功能粉碎機（YB-2000A，浙江永康市速鋒工貿有限公司）；氣相色譜聯用儀（GC-MS）（Agilent 7890A-5975C，津工儀器科技（蘇州）有限公司）；恒溫水浴鍋（HH-6，江蘇金壇市金城國盛實驗儀器廠）；恒溫加熱磁力攪拌器（CL-R，杭州齊威儀器有限公司）；立式壓力蒸汽滅菌器（SN310C，上海爾迪儀器科技有限公司）；二聯平行不銹鋼機械攪拌發酵裝置（AEJ-20，江蘇科海生物工程設備有限公司）；小型高壓剪切乳化均質機（JM-80，靖江先科機械設備有限公司）；半自動液體灌裝機（GLF-1-1，廣州寶川包裝機械有限公司）.

1.2 主要材料

紫山藥（江西贛州地道贛南特產店）；春砂仁（廣東陽江埃得羅旗艦店）；紫糯米（廣州樂善坊健康食品有限公司）；無抗生素牛奶（內蒙古伊利實業集團股份有限公司）；保加利亞乳酸桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌（食品級，北京晶晶陽光商貿有限公司）；果葡糖漿、瓜兒豆膠、黃原膠、蔗糖酯（食品級，內蒙古阜豐生物技術有限公司）；檸檬酸（食品級，濟南東軒生物工程有限公司）；α-淀粉酶、糖化酶（食品級，山東豫之興生物科技有限公司）.

1.3 實驗方法

1.3.1 紫山藥、春砂仁養胃飲料生產工藝流程

1.3.2 發酵母液制備單因素試驗

以感官評價為指標，試驗了牛奶與漿液比例、混合液發酵溫度、混合液發酵時間對飲料發酵母液制備效果的影響.

1.牛奶與漿液比試驗

量取處理好的漿液（紫山藥粉、春砂仁粉、紫糯米粉3者與水按比例混合、處理、過濾后的濾液），固定混合液發酵溫度為42 ℃、發酵時間為5.0 h，牛奶與漿液比例分別按1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6進行試驗，發酵結束后過濾得發酵母液，根據感官評價得出牛奶與漿液混合比的較佳水平進行正交優化試驗.

2.發酵溫度試驗

量取處理好的漿液，固定牛奶與漿液比例為1∶3、發酵時間為5.0 h，發酵溫度分別按39、40、41、42、43、44 ℃進行試驗，發酵結束過濾得發酵母液，根據感官評價得出混合液發酵溫度的較佳水平進行正交優化試驗.

3.發酵時間試驗

量取處理好的漿液，固定牛奶與漿液比例為1∶3，固定發酵溫度為42 ℃，發酵時間分別按3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0 h進行試驗，發酵結束過濾得發酵母液，根據感官評價得出混合液發酵時間的較佳水平進行正交優化試驗.

1.3.3 發酵母液制備的正交優化試驗

根據牛奶與漿液比、混合液發酵溫度、混合液發酵時間這3個影響因素單因素試驗結果，按L9（34）設計正交因素水平，進行正交優化試驗，采用極差分析法確定最佳發酵母液制備工藝參數，正交設計因素水平如表1.

表1 發酵母液制備正交優化試驗的因素水平設計表

1.3.4 飲料穩定劑配比的正交優化試驗

總體積以100%計，控制發酵母液為65%、果葡糖漿（甜味劑）為9%、檸檬酸（矯味劑）為0.6%，添加相應配比的穩定劑，以感官評價為指標，研究不同穩定劑配比對發酵飲料制備的影響. 根據瓜兒豆膠、黃原膠、蔗糖酯3個穩定劑單因素的試驗結果，按L9（34）設計正交因素水平，進行正交優化試驗，采用極差分析法確定最佳穩定劑配比，正交設計因素水平如表2.

表2 飲料穩定劑配比正交優化試驗的因素水平設計表

1.3.5 感官評價標準

感管評價標準，見表3.

表3 感官評價標準

1.3.6 風味物質檢測

利用GC-MS檢測上述飲料成品風味物質.

萃取條件：樣品置于60 ℃水浴，500 rpm攪拌20 min，插入活化的萃取針頂空萃取30 min. 萃取針使用前，在進樣口250 ℃活化20 min.

GC條件：進樣口溫度250 ℃，氣-質接口溫度250 ℃，載氣流速1.2 mL·min-1，不分流進樣；萃取針在進樣口解析20 min后進樣.

升溫程序：初始50 ℃，保持2 min，以5 ℃·min-1升溫到100 ℃保持1 min，然后5 ℃·min-1升溫到 180 ℃保持2 min，再10 ℃·min-1升溫到250 ℃保持8 min.

MS條件：離子源溫度230 ℃，四級桿溫度150 ℃，EI電離70 eV，全掃描50~550 da.

2 結果與討論

2.1 發酵母液制備優化試驗結果

由表4中R值可知，各因素對發酵母液制備工藝的影響主次順序為：A1＞C1＞B1，即牛奶與漿液比的影響最大，其次是混合液發酵時間，而混合液發酵溫度影響最小. 根據正交實驗結果確定最佳的發酵母液制備工藝條件為A12B12C13，即牛奶與漿液比例為1∶2、混合液發酵溫度為41 ℃、混合液發酵時間為5.0 h.

表4 發酵母液制備工藝優化L9（34）正交試驗結果

續表4

2.2 飲料穩定劑配比優化試驗結果

由表5中R值可知，各因素對發酵飲料穩定劑配比的影響主次順序為：A2＞C2＞B2，即瓜兒豆膠的影響最大，其次是蔗糖酯，而黃原膠的影響最小. 根據正交實驗結果確定最佳的飲料穩定劑配比工藝條件為A22B22C23，即瓜兒豆膠添加量為0.08%、黃原膠添加量為0.08%、蔗糖酯添加量為0.06%.

表5 飲料穩定劑配比優化L9（34）正交試驗結果

2.3 飲料風味物質檢測分析

風味物質定性定量分析：基于NIST 11質譜數據庫，使用AMDIS軟件進行雙向檢索定性，峰面積百分比值為相對含量；飲料總離子色譜圖如圖1；共檢出40種活性物質，其中30種成分為確定風味物質如表6.

表6 飲料風味物質分析

圖1 飲料GC-MS檢測總離子色譜圖

3 結論

本研究以紫山藥、春砂仁、紫糯米等3種藥食同源食物為原料，混合飲用純凈水以及無抗生素牛奶，經過單因素實驗和正交試驗，得出發酵母液制備最佳工藝條件為：牛奶與漿液比例為1∶2、混合液發酵溫度為41 ℃、混合液發酵時間為5.0 h；飲料穩定劑最優配比條件為：瓜兒豆膠添加量為0.08%、黃原膠添加量為0.08%、蔗糖酯添加量為0.06%. 該工藝條件下生產的養胃發酵飲料風味口感俱佳；既可以常溫保存，也可以低溫冷藏保存，未出現分層現象，具有良好的穩定性，為紫山藥復合發酵飲料的研發和工業化生產提供了一定的參考價值，具有較好的應用前景.