海帶巖藻聚糖硫酸酯的飲料開發(fā)

董雪敏，叢培云

（威海市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所，山東威海264209）

海帶巖藻聚糖硫酸酯的飲料開發(fā)

董雪敏，叢培云*

（威海市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所，山東威海264209）

以海帶為原料，研制富含巖藻聚糖硫酸酯的功能飲料。苯酚硫酸法測得海帶提取液中多糖含量為3.297mg/mL，此濃度比較適合大規(guī)模生產(chǎn)。以檸檬酸、蘋果酸、甜蜜素、檸檬酸鈉為因素進(jìn)行正交試驗分析，篩選出最佳試驗配方為海帶汁添加量為30%、蔗糖6%、檸檬酸0.06%、蘋果酸0.06%、甜蜜素0.026%檸檬酸鈉0.03%、山梨酸鉀0.04%；產(chǎn)品經(jīng)3個月穩(wěn)定性試驗后，總糖量基本不變，飲料澄清，無細(xì)菌滋生。

海帶；巖藻聚糖硫酸酯；飲料；配方；正交試驗

海帶含有豐富的碘、維生素、礦物質(zhì)、碳水化合物、蛋白質(zhì)、膳食纖維等多種營養(yǎng)成分和生理活性成分，素有“天然微量元素寶庫”之稱。巖藻聚糖硫酸酯是一種水溶性硫酸多糖，廣泛存在于褐藻海帶中。是一種優(yōu)良的健康食品、藥品原料，具有抗凝血、降血脂、抗慢性腎衰、抗腫瘤、抗病毒、促進(jìn)組織再生、抑制胃潰瘍、增強機體免疫機能等多種生理活性，已成為當(dāng)今世界功能性產(chǎn)品和藥物研究的熱點。

以巖藻聚糖硫酸酯為主要原料的保健品和治療類藥品的開發(fā)在日本、歐美及澳大利亞、新西蘭等國家都十分成功。目前對于海帶飲料、海帶復(fù)合飲料的研究開發(fā)已逐漸增多，對于提取工藝、配方、脫腥技術(shù)也愈成熟。但市場上目前還未有此功能類飲料。本項目組已經(jīng)研究出一種高純度高硫酸根巖藻聚糖硫酸酯的制備方法，并獲得國家發(fā)明專利授權(quán)。通過對飲料制備工藝的探索，制得具有保健功能的海帶巖藻聚糖硫酸酯飲料。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 市售干海帶

1.1.2 主要試劑

葡萄糖、苯酚、濃硫酸、蔗糖，檸檬酸鈉、蘋果酸、甜蜜素、山梨酸鉀均為市售。

普通營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基：胰蛋白胨2.5 g，酵母浸膏1.25 g，葡萄糖0.5 g，瓊脂7.5 g，蒸餾水500mL，初始pH 7.0，配置好后于121℃高壓滅菌15min。

1.1.3 主要儀器與設(shè)備

超凈工作臺、離心機、精密PH試紙、高壓滅菌鍋、恒溫培養(yǎng)箱、攪拌機凝膠柱、紫外分光光度計、電子天平。

1.2 方法

1.2.1 高純度高硫酸根巖藻聚糖硫酸酯海帶提取液的制備

取干海帶1 kg，往干海帶中加其重量8 kg的水浸泡0.5 h，將海帶輕輕漂洗，去掉泥沙，然后將海帶絞碎至0.2 cm～1 cm大小。將該海帶加入16 kg的95%乙醇攪拌提取，50℃提取0.5 h，分離得海帶，然后加入40 kg水，50℃攪拌提取3 h，提取2次，分離得海帶渣和上清液。上清液加入過量氯化鈣，靜置2 h，將提取液中用200目～300目濾布過濾。濾過液用孔徑為2μm的中空纖維膜過濾。濾過液再經(jīng)MW60 000～100 000的中空纖維膜濃縮至8 kg，然后加24 kg的水，再濃縮到8 kg，然后再加24 kg的水，再濃縮到8 kg，以除去大部分小分子物質(zhì)。

1.2.2 海帶提取液多糖濃度的測定

苯酚硫酸法測多糖含量：①制作標(biāo)準(zhǔn)曲線——準(zhǔn)確稱取葡萄糖20mg于500mL容量瓶中，加水至刻度，分別吸取1.6、2.4、3.2、4.0、4.8、5.6、6.4及7.2mL，各以蒸餾水補8.0mL，然后加入5%苯酚4.0mL及濃硫酸20m L，搖勻冷卻，室溫放置40min以后于490 nm測光密度，以8.0mL水按同樣顯色操作為空白，橫坐標(biāo)為多糖微克數(shù)，縱坐標(biāo)為光密度值，得標(biāo)準(zhǔn)曲線。②取30%海帶提取液1mL，加水至30mL，取8mL作為待測液，按上述同樣操作，測得其吸光度，得到多糖含量。③計算出原海帶提取液多糖含量。

1.2.3 飲料配方的確定

飲料的配方受多種因素的影響。本試驗分別對蔗糖、蘋果酸、檸檬酸、檸檬酸鈉、甜蜜素進(jìn)行正交試驗，以感官評定作為比較指標(biāo)，找出各因素最佳添加量。

1.2.4 感官評價

優(yōu)選20位評價員，采用盲標(biāo)的形式按照感官評價表對所品嘗樣品進(jìn)行打分，最后將分?jǐn)?shù)匯總，比較不同因素及水平的情況下產(chǎn)品的感官質(zhì)量狀況，方案感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 產(chǎn)品感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Product sensory scoring criteria

1.2.5 對配制好飲料的多糖含量檢測

苯酚硫酸法測多糖含量，同1.2.2。

1.2.6 穩(wěn)定性測定

將配置好的飲料無菌罐裝，置于40℃培養(yǎng)箱中，靜置3個月，記錄觀察情況。

1.2.7 飲料中微生物指標(biāo)測定

按照GB/T 4789.21《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗-冷凍飲品、飲料檢驗國家標(biāo)準(zhǔn)》的要求，按產(chǎn)品說明制備普通營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基，待用（實驗過程無菌操作）。①樣品處理：以無菌吸管量取25mL樣品于含有225mL滅菌稀釋液的玻璃瓶內(nèi)，充分振搖，制成1∶10的稀釋液。取此稀釋液1m L與9m L無菌生理鹽水混合制成1∶100的稀釋液。②細(xì)菌總數(shù)測定：各取原飲料中第一批和第二批適量1，1∶10，1∶100 3種稀釋度的稀釋液0.2mL，用涂布棒棒均勻涂布于營養(yǎng)瓊脂平板表面，每個稀釋度涂3個平板。另外，取0.2mL稀釋用無菌生理鹽水涂布于平板表面，作為對照。放置片刻后，將平板移至36℃溫箱內(nèi)培養(yǎng)48 h。培養(yǎng)后，選取菌落在30～300之間的平板作為細(xì)菌總數(shù)測定的標(biāo)準(zhǔn)，按照相應(yīng)的計數(shù)規(guī)則，進(jìn)行計數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗

2.1.1 酸味劑配比的確定

為使產(chǎn)品具有更優(yōu)良的口感，本研究選用檸檬酸和蘋果酸作為酸味劑進(jìn)行復(fù)合試驗，結(jié)果見表2。

表2 不同配比的復(fù)合酸味劑對產(chǎn)品口感的影響Table 2 Different ratio of composite citric acid taste of product

由表2可以看出，檸檬酸與蘋果酸以1∶1配比較好，產(chǎn)品酸味爽快，口感柔和。

2.1.2 復(fù)合酸味劑添加量的確定

在固定海帶提取液添加量為30%，蔗糖6%的條件下，分別加入0．08%、0．12%、0．16%、0．20%、0．24%的復(fù)合酸味劑進(jìn)行試驗，結(jié)果見圖1。

圖1 復(fù)合酸味劑添加量的影響Fig.1 The influence of compound citric acid content

由圖1可知，復(fù)合酸味劑添加量為0.12%時，產(chǎn)品感官評定得分最高。復(fù)合酸味劑加入量少時，海帶汁過甜，酸味不足；加入量過多時酸味過重。

2.1.3 甜蜜素添加量的確定

在固定海帶汁添加量為30%，蔗糖6%，復(fù)合酸味劑0.12%的條件下，分別加入0.01%、0.018%、0.026%、0.034%、0.042%的甜蜜素進(jìn)行試驗，結(jié)果見圖2。

圖2 甜蜜素添加量的影響Fig.2 The influence of cyclamate add quantity

由圖2可知，甜蜜素添加量為0.026%時，產(chǎn)品感官評價得分最高。甜蜜素加入量過少時，海帶汁甜味不足口感不好，過多時則有甜膩感。

2.1.4 檸檬酸鈉添加量的確定

檸檬酸鈉在食品中用作風(fēng)味劑、穩(wěn)定劑。在固定海帶汁添加量為30%，蔗糖6%，復(fù)合酸味劑0.12%，甜蜜素0.026%的條件下，分別加入0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的檸檬酸鈉進(jìn)行試驗，結(jié)果見圖3。

圖3 檸檬酸鈉添加量的影響Fig.3 The influence of sodium citrate content

由圖3可知，檸檬酸鈉添加量為0.03%時，口感最好。

2．2 海帶汁飲料加工中配方的優(yōu)化

在確定海帶汁添加量30%，蔗糖6%的情況下，通過單因素試驗的結(jié)果確定各個單因素的最佳值，每個因素設(shè)3個適宜的水平，采用正交試驗，優(yōu)化海帶汁飲料加工配方，方案見表3，結(jié)果見表4。

試驗采用極差分析法，對各因素的K及R值進(jìn)行分析。從表4可知，極差R的次序為A>C>B=D，即復(fù)合酸添加量和紅棗汁含量對產(chǎn)品的影響較大；最佳配方為A2B2C3，即復(fù)合酸味劑添加量為0.12%、甜蜜素0.026%、檸檬酸鈉添加量0.03%。通過進(jìn)一步的驗證試驗，得到產(chǎn)品的感官評定結(jié)果為97分（具體見表4），故可確定海帶汁飲料加工中的最佳配方為A2B2C3。

表3 正交因素水平設(shè)計表Table3 Orthogonal design table factor levels %

表4 正交試驗結(jié)果Table 4 The orthogonal experiment results

2.3 海帶飲料的配制及無菌灌裝

在確定最佳飲料配方后，現(xiàn)配制2 L飲料：30%海帶汁，蔗糖6%，檸檬酸0.06%，蘋果酸0.06%，甜蜜素0.026%，檸檬酸鈉0.03%。然后將飲料分為兩批，第一批加入0.04%的山梨酸鉀，第二批加入0.065%的山梨酸鉀，滅菌后罐裝。第一批編號為1-10，第二批編號為11-20。

2.4 海帶

2.4.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程的建立

利用excel軟件，以葡萄糖濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，其回歸方程為A= 16.036C-0.087 9，相關(guān)系數(shù)R2為0.975 3，具有良好的線性關(guān)系。

表5 不同葡萄糖濃度所對應(yīng)吸光度Table 5 Corresponding to the absorbance by different concentration of glucose

圖4 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.4 Glucose standard curve

2.4.2 海帶汁中多糖含量測定

將30%海帶提取液分別稀釋35倍、40倍、45倍作為樣品1、樣品2、樣品3溶液，以0號管為對照，用苯酚硫酸法測多糖濃度，用繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線計算，結(jié)果如下。

表6 樣品吸光度Table 6 Sample absorbance

原海帶提取液多糖濃度為3.297mg/mL，此濃度比較適合大規(guī)模生產(chǎn)。

2.4.3 配制后飲料中多糖含量檢測

取第一批飲料適量分別稀釋3 000倍，取8mL到編號1，加入5%苯酚4mL和濃硫酸20mL；第二批飲料同上，編號2。對照組蒸餾水8mL，5%苯酚4mL，濃硫酸20mL。加入濃硫酸后冷卻靜置40min后，在490nm下測其吸光度。結(jié)果如表7。

表7 配置后飲料稀釋液吸光度Table 7 After the configuration drink dilute absorbance

2.4.4 靜置后飲料含糖量的檢測

取第一批中的5號飲料和第二批中的15號飲料適量并分別稀釋3 000倍，然后各取稀釋后8 mL于50m錐形瓶中，各加入4mL 5%苯酚和20mL濃硫酸。對照組以8m L蒸餾水再加入4m L 5%苯酚和20m L濃硫酸。靜置反應(yīng)40min后于490 nm下測其吸光度。結(jié)果如表8。

表8 靜置后飲料稀釋液吸光度Tab le8 Let stand for drinks after diluent absorbance

檢測結(jié)果與兩個多月前相比，85.2、96 mg/m L，相差不大。說明雖然飲料靜置后有些許沉渣，但糖分并沒有減少。

2.5 靜置飲料的穩(wěn)定性

飲料經(jīng)無菌罐裝后放置在40℃3個月后，飲料澄清，淡金黃色，瓶底有些許沉淀，工藝方面仍需改進(jìn)。但并沒有渾濁及明顯的長菌現(xiàn)象。

2.6 飲料中微生物指標(biāo)測定

按照GB/T 4789.21的要求，兩批飲料中3種樣品每組的稀釋液對照平板均無菌落生長，說明稀釋液無菌，經(jīng)過檢測得出飲料中菌落總數(shù)為0個/mL。并表明0.04%濃度的山梨酸鉀作為防腐劑即可。

3 結(jié)論

本實驗以海帶為主要原料，提供了一種海帶飲品及制備方法，它可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的營養(yǎng)成分含量不高，海帶腥味，口感差等問題，并保留其高純度巖藻聚糖硫酸酯的營養(yǎng)成分，營養(yǎng)豐富，酸甜可口，風(fēng)味獨特。通過對調(diào)配前后樣液成分測定，以及樣液穩(wěn)定性測定，確定飲料調(diào)配方案為海帶汁30%，蔗糖6%，檸檬酸添加量為0.06%，蘋果酸0.06%，甜蜜素0.026%，檸檬酸鈉0.03%，山梨酸鉀0.4%。經(jīng)過調(diào)配之后的飲料氣味、滋味純正，無異味；外觀上看，所得飲料均勻澄清，淺金黃色。提取的海帶汁中多糖含量為3.297mg/mL，適宜大規(guī)模生產(chǎn)。飲料產(chǎn)品中總糖含量第一批為85.2mg/m L，第二批為96mg/m L，靜置3個月后第一批為86.7mg/mL，第二批為93.6mg/mL，糖分并沒有減少，且沒有長菌。

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Kelp Fucus Chitosan Sulfate Beverage Development

DONG Xue-min，CONG Pei-yun*
（Weihai Product Quality Supervision and Testing Institute，Weihai264209，Shandong，China）

In this paper，Kelp is applied to the experiment as the main material，and which is developed into functional beverages rich in Fucoidan.We use Phenol-sulfuric acid method to measure the kelp extract polysaccharide content，which is 3.297 mg/m L，and this concentration is suitable for mass production.We did orthogonal test on citric acid，malic acid，sodium cyclamate，sodium citrate to get the best formulation：kelp juice 30%，sucrose 6%，citric acid 0.06%，malic acid 0.06%，cyclamate 0.026%，sodium citrate 0.03%，potassium sorbate 0.4%；product after the three-month stability test，the total amount of sugar remains basically unchanged，beverage clarify，no growth of bacteria.

kelp；fucoidan；beverage；prescription；orthogonal test

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.03.010

2014-08-27

董雪敏（1985—），女（漢），助理工程師，本科，研究方向：海洋食品開發(fā)利用和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定。

*通信作者：叢培云，研究員