金針菇多糖復合飲料的品質控制及產品開發

來守萍，王文亮，弓志青，王延圣，崔文甲，賈鳳娟

1. 山東省農業科學院農產品加工與營養研究所（濟南 250100）；2. 山東省農產品精深加工技術重點實驗室（濟南 250100）；3. 農業部新食品資源加工重點實驗室（濟南 250100）

金針菇（Flammulina velutipes）別名冬菇、樸蕈[1]，不但味道鮮美、質地脆嫩，而且營養豐富，含有各種宏量、微量營養素，豐富的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、碳水化合物、煙酸，以及各種維生素和礦物質元素[2]。金針菇多糖具有維護心腦血管健康、保肝健胃、延緩衰老[3]、抗菌殺毒、輔助改善記憶等功效[4-5]。紅棗是傳統滋補品[6]，號稱天然維生素丸，是集藥、食、補三大功能為一體的保健食品[7]。紅棗具有抗癌防癌、降低膽固醇、預防骨質疏松、益氣補血等神奇功效。

試驗以金針菇為主要原料，通過對金針菇多糖熱提取工藝的研究進行飲料的品質控制，以感官評分為指標研究最佳配方。金針菇多糖復合飲料將金針菇的營養特性充分利用，推動金針菇產業的多樣性發展，提高金針菇的資源利用率和經濟附加值。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 試驗材料與試劑

麥芽糖醇、檸檬酸、檸檬酸鈉、D-抗壞血酸鈉、CMC-Na、葡萄糖等（河南萬邦實業有限公司）；乳酸鏈球菌素（浙江新銀象生物工程有限公司）；濃硫酸（煙臺遠東精細化工有限公司）。

金針菇、紅棗購于濟南華聯超市。

1.1.2 試驗儀器與設備

JYL-Y912破壁料理機（九陽股份有限公司）；LDZX-50L立式高壓蒸汽滅菌鍋（上海申安醫療器械廠）；JMS-80均質機（嘉德益海機械制造有限公司）；UV-6100紫外可見分光光度計（上海元析儀器有限公司）；HH-S6數顯恒溫水浴鍋（江蘇金怡儀器科技有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 金針菇多糖的測定方法

1.2.1.1 金針菇多糖的熱提取工藝優化

稱取4 g鮮金針菇和100 mL水，在破壁機中進行打漿，按一定的熱提取工藝（添加量X1、時間X2、溫度X3）進行制備，經離心進行多糖得率的測定。通過單因素和響應面試驗進行多糖最佳工藝的確定。工藝流程：金針菇→打漿→蒸煮→離心→測得率。

1.2.1.2 多糖得率測定

用苯酚-硫酸比色法[8]，多糖得率（%）以ω計，按式（1）計算（結果保留兩位）。

式中：c為從標準曲線上查得樣品測定液中含糖量，μg/mL；V1為樣品定容體積，mL；m1為樣品質量，g；0.9為葡萄糖換算成葡聚糖的校正系數。

1.2.1.3 標準曲線的繪制

以葡聚糖或葡萄糖質量濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。如圖1所示。

圖1 葡萄糖標準曲線

1.2.2 金針菇多糖復合紅棗飲料的制備

1.2.2.1 金針菇多糖復合紅棗飲料的工藝流程

1.2.2.2 金針菇多糖復合紅棗飲料的單因素試驗設計

分別添加1%，2%，3%，4%和5%紅棗于金針菇漿中，混勻后分別添加1%，2%，3%，4%和5%麥芽糖醇以及0.06%，0.08%，0.10%，0.12%和0.14% CMC-Na，其他條件不變，進行試驗。用表2進行感官評定的判斷。

1.2.2.3 金針菇多糖復合紅棗飲料的正交試驗設計

金針菇飲料的L9(33)正交試驗表見表1。

表1 金針菇多糖復合紅棗飲料正交因素水平設計表單位：%

1.2.2.4 金針菇多糖復合紅棗飲料的品質檢測

金針菇多糖復合紅棗飲料的感官品質評定見表2。

表2 金針菇多糖復合紅棗飲料感官評定表

2 結果與討論

2.1 金針菇多糖最佳工藝的確定

2.1.1 金針菇多糖的單因素試驗結果與分析

2.1.1.1 金針菇添加量對金針菇多糖得率的影響

由圖2可知，金針菇添加量在4%時多糖得率最高，選擇金針菇添加量3%，4%和5%進行響應面試驗。

圖2 金針菇添加量對金針菇多糖得率的影響

2.1.1.2 蒸煮溫度對金針菇多糖得率的影響

由圖3可知，隨著蒸煮溫度的升高，金針菇多糖得率呈現先上升后下降的趨勢，90 ℃為最佳蒸煮溫度，因此，選取80，90和100 ℃進行響應面試驗。

圖3 蒸煮溫度對金針菇多糖得率的影響

2.1.1.3 蒸煮時間對金針菇多糖得率的影響

由圖4可知，金針菇多糖的得率與蒸煮時間呈先上升后下降的趨勢，70 min左右為最佳提取時間，選取60，70和80 min進行響應面試驗。

圖4 蒸煮時間對金針菇多糖得率的影響

2.1.2 金針菇多糖的響應面試驗設計結果與分析

2.1.2.1 響應面方差分析

為了找到金針菇多糖的最佳提取條件，以多糖得率為響應值，采用Design-Expert 8.0.6.0軟件按照表3的順序進行試驗后對數據進行分析，得到結果：R1= 1.37-0.024X1+0.050X2-0.081X3-0.033X1X2+0.070X1X3+0.13X2X3-0.10X12-0.25X22-0.17X32，該方程回歸系數R2=0.931 4。

表3 響應面試驗設計及結果

對表3中的試驗結果進行方差分析，結果見表4。由表4可以看出，模型的p＜0.01，說明具有極顯著性，回歸方程模型中失擬項p=0.082 1＞0.05，說明失擬項不顯著，得到的回歸模型比較理想，可以用于試驗的分析預測，方程有很高可靠性。由方差分析的F值可以看出，各因素對金針菇多糖得率的影響大小依次為X3＞X2＞X1，即溫度＞時間＞添加量。

表4 方差分析結果

2.1.2.2 響應面交互分析

圖5表明：隨著蒸煮時間的增加，金針菇多糖得率先增加后略有下降；隨著金針菇添加量的增多，多糖得率呈現增加趨勢但變化不大。等高線圖表示，蒸煮時間軸等高線密集，而添加量軸等高線稀疏，說明蒸煮時間對響應峰值的影響比金針菇添加量交互作用強，但對金針菇多糖得率影響不顯著，這與上述方差分析結果一致。

圖5 時間和添加量對金針菇多糖得率交互作用影響的響應面與等高線

圖6表明：金針菇多糖得率隨蒸煮溫度和時間的增大都呈現先增加后減少的變化，等高線呈橢圓形，說明交互作用溫度和時間對得率影響較顯著。

圖6 溫度和時間對金針菇多糖得率交互作用影響的響應面與等高線

圖7表明：金針菇多糖得率隨著溫度和添加量的變化呈現小幅度先增加后減少的趨勢；等高線圖中顯示，蒸煮溫度軸等高線密集，而添加量軸等高線稀疏，說明蒸煮溫度對響應峰值的影響比金針菇添加量交互作用強，但添加量和溫度的交互作用對金針菇多糖得率影響不顯著，這與上述方差分析結果一致。

圖7 溫度和添加量對金針菇多糖得率交互作用影響的響應面與等高線

2.1.2.3 響應面結果驗證

利用Design-Expert 8.0.6.0軟件得到金針菇多糖得率的最佳提取條件：添加量3.79%、蒸煮時間70.45 min、蒸煮溫度87.39 ℃，此時金針菇多糖得率1.384 26%。在此條件下進行驗證試驗，重復3次，金針菇多糖得率為1.418 93%，所得到的金針菇漿有較強的金針菇的鮮味和獨有的風味，與預測值有較好的擬合性，說明響應面優化試驗得到的金針菇多糖得率提取的條件具有實際參考價值。為方便實際操作，調整最佳提取條件為添加量4%、蒸煮時間70 min、蒸煮溫度90 ℃。

2.2 金針菇多糖復合紅棗飲料

2.2.1 金針菇多糖復合紅棗飲料的單因素試驗2.2.1.1 紅棗添加量對飲料品質的影響

如圖8所示，紅棗添加量為3%時，此時飲料的感官評分最高，棗香味濃郁，因此，選擇紅棗添加量2%，3%和4%進行正交試驗。

圖8 紅棗添加量對感官評分的影響

2.2.1.2 麥芽糖醇添加量對飲料品質的影響

如圖9所示，當麥芽糖醇的添加量為3%時，感官評分最高，綜合考慮，選擇麥芽糖醇的添加量2%，3%和4%進行正交試驗。

圖9 麥芽糖醇添加量對感官評分的影響

2.2.1.3 羧甲基纖維素鈉添加量對飲料品質的影響

如圖10所示，當添加量為0.10%時，飲料的感官評分最高，因此，選擇羧甲基纖維素鈉的添加量0.08%，0.10%和0.12%進行正交試驗。

圖10 羧甲基纖維素鈉添加量對感官評分的影響

2.2.2 金針菇多糖復合紅棗飲料正交試驗結果與分析

由表5可得，各個因素對金針菇紅棗飲料配方感官評分的影響大小順序為C＞B＞A。根據k值大小可知，理論最佳組合為A2B3C1，即紅棗添加量3%、麥芽糖醇添加量4%、CMC-Na添加量0.08%。與實際感官評分的最佳添加量一致。

表5 金針菇紅棗飲料配方的正交試驗結果表

3 結論與展望

通過響應面試驗確定金針菇多糖復合飲料中多糖的熱提取工藝：蒸煮時間70 min、蒸煮溫度90 ℃、金針菇添加量4%。通過正交試驗優化出金針菇紅棗飲料的最佳配方：紅棗添加量3%、麥芽糖醇添加量4%、CMC-Na添加量0.08%。試驗結果將為今后金針菇產品多樣性的開發提供理論依據。