菊芋菊糖、山楂、菊花復(fù)合飲料的研制

李偉，朱暢（.吉林工程職業(yè)學(xué)院生物工程分院，吉林四平36000；.吉林工程職業(yè)學(xué)院食品工程分院，吉林四平36000）

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菊芋菊糖、山楂、菊花復(fù)合飲料的研制

李偉1，朱暢2
（1.吉林工程職業(yè)學(xué)院生物工程分院，吉林四平136000；2.吉林工程職業(yè)學(xué)院食品工程分院，吉林四平136000）

摘要：采用熱水浸提法對(duì)菊糖進(jìn)行提取，通過正交試驗(yàn)確定了提取菊糖的最佳條件為：料水比1∶25（g/g），溫度90℃，提取時(shí)間60min，菊糖提取率為79.98%。以菊芋菊糖、山楂、菊花為主要原料，添加白砂糖、蜂蜜等輔料。針對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討，采用單因素和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，確定菊芋菊糖、山楂、菊花復(fù)合飲料的最佳工藝配方。結(jié)果表明：山楂和菊花提取液比為2∶3（mL/mL）、菊芋菊糖2%、白砂糖4%、蜂蜜3%、最佳穩(wěn)定劑為0.05%海藻酸鈉和0.1%CMC-Na。該復(fù)合飲料具有營養(yǎng)、保健的功能，色澤、香味、口感俱佳。

關(guān)鍵詞：菊芋；菊糖；山楂；菊花；復(fù)合飲料；保健

菊芋（Helianthus tuberosus L.）又名洋姜，是菊科向日葵屬多年生宿根性草本植物[1]。菊芋原產(chǎn)于北美洲，目前在我國東北、內(nèi)蒙等省均有種植。新鮮的菊芋含有豐富的菊糖，占菊芋塊莖干重70 %以上，是生產(chǎn)菊糖、果糖的良好原料。菊糖具有水溶性膳食纖維和低聚糖的雙重特性，被大量用于低糖、低脂食品中，適合糖尿病人使用。亦含有豐富的維生素、氨基酸等，可作為全新功能性配料和良好的雙歧因子，具有益生保健價(jià)值。另外，菊糖還具有降低血脂，調(diào)節(jié)血糖，增強(qiáng)免疫與抗癌的作用[2]。

山楂（Crataegus pinnatifida Bunge）又名紅果，屬于薔薇科山楂屬，具有很高的營養(yǎng)價(jià)值和保健價(jià)值，含有多種氨基酸、鉀、鐵、鈣等礦物質(zhì)及多種維生素。其中鐵和鈣、VB1的含量居各種水果之首，VC的含量僅次于紅棗和獼猴桃[3]。含有豐富的山楂酸、檸檬酸等多種有機(jī)酸，能增加胃蛋白酶的分泌，有助于消化。此外，現(xiàn)代藥理學(xué)研究證明，山楂所含黃酮類、三萜類物質(zhì)，具有舒張血管、降壓活血、降血脂的作用以及抗癌、提高機(jī)體免疫力的作用等[4]。

菊花（Dendranthema morifolium），又稱甘菊，是菊科菊屬多年生宿根性草本植物。菊花味甘苦、無毒，有散風(fēng)清熱、消炎解毒等之功效[5]?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，菊花中含有菊膽堿、揮發(fā)油等多種成分，具有降低血壓、擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈、抗病毒、抗炎等多種生理活性[6]。

本試驗(yàn)以菊芋菊糖、山楂、菊花為主要原料，并添加適量的甜味劑、穩(wěn)定劑而制成天然復(fù)合型保健飲料。利用營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特的山楂、菊花提取液和具有特殊生物活性的菊糖復(fù)合，實(shí)現(xiàn)不同營養(yǎng)成分的互補(bǔ)。同時(shí)，本復(fù)合型飲料的研發(fā)對(duì)于開發(fā)和利用我國的菊芋資源，加速了其在保健食品上的應(yīng)用，增加營養(yǎng)源意義重大。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

材料：菊芋（新鮮）、山楂、菊花（干貨）、白砂糖、蜂蜜、海藻酸鈉、CMC-Na、D-異抗壞血酸鈉（食品級(jí)）均為市售。

試劑：Ca（OH）2、H3PO4、乙醇、分析純（AR）均為國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

1.2試驗(yàn)儀器設(shè)備

FA1140型電子天平：鄭州南北儀器設(shè)備有限公司；UV754型紫外-可見分光光度計(jì)：泉州中友光學(xué)儀器有限公司；DZKW-4型電子恒溫水浴鍋：金壇市金南儀器制造有限公司；2WA-J型阿貝折光儀、pHS-25型數(shù)顯酸度計(jì)：上海佑科儀器儀表有限公司；HPX-250B型恒溫恒濕箱；上海悅豐儀表有限公司；TDL-40B型臺(tái)式離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；DS-1型高速組織搗碎機(jī)：江蘇金壇醫(yī)療儀器廠；D301-G型樹脂：上海南開樹脂有限公司；KW250型硅藻土過濾機(jī)：溫州市長宏輕工機(jī)械有限公司。

1.3方法

1.3.1菊芋菊糖復(fù)合飲料的工藝流程

1.3.2操作要點(diǎn)

1）菊芋的預(yù)處理：將新鮮的菊芋洗凈、切片，60℃條件下烘干，經(jīng)植物粉碎機(jī)粉碎后，過40目篩制得菊芋干粉，備用[7]。

2）菊糖的浸提：將菊芋干粉用4倍量80 %的乙醇回流處理1h，然后采用熱水提取，料水比為1∶25（g/g），溫度為90℃，加熱時(shí)間為60min的條件下提取菊糖。

3）除雜：將菊糖粗提液離心過濾后，取上清液100 mL，置于60℃水浴，先加入適量的Ca（OH）2溶液中和其中的有機(jī)酸，調(diào)節(jié)pH為10，升高溫度到80℃，保溫15min，放冷，再加入磷酸調(diào)節(jié)pH為6，溫度為80℃條件下保溫15min，離心，除去沉淀雜質(zhì)。

4）脫色：取除雜后的溶液，選用D301-G樹脂進(jìn)行脫色，脫色溫度為30℃，上柱流速為2 BV/h，樹脂用量為10 g/50 mL。

5）醇沉：取脫色后的溶液，添加4倍量體積的95%的乙醇，調(diào)至醇含量為76 %，放于冰箱，靜置過夜，以4 000r/min離心10min，除去上清液，沉淀物60℃真空干燥即得菊糖。

6）山楂提取液的制備：取山楂干片適量，清水洗凈粉碎，加10倍量90℃的去離子水提取30min，100目尼龍網(wǎng)粗濾，以3 000r/min離心10min，最后經(jīng)硅藻土過濾機(jī)精濾，得到澄清透明的山楂提取液。

7）菊花提取液的制備：取干菊花適量，清水洗凈攪碎，加10倍量90℃的去離子水浸提40min，100目尼龍網(wǎng)粗濾，以3 000r/min離心10min，最后經(jīng)硅藻土過濾機(jī)精濾，即可得到澄清透明的菊花提取液。

8）調(diào)配：以體積比2∶3配制好山楂、菊花提取液，然后加入2 %菊糖、4 %白砂糖、3 %蜂蜜、0.05 %海藻酸鈉和0.1 %CMC-Na、0.02 %的D-異抗壞血酸鈉，攪拌使其完全溶解并混合均勻，靜置，抽濾，加去離子水至所需體積。

9）灌裝殺菌：復(fù)合飲料灌裝封蓋后在殺菌鍋中90℃條件下殺菌30min，冷卻后即得成品。

1.3.3菊芋菊糖最佳提取條件

本試驗(yàn)在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以料水比、提取溫度和提取時(shí)間為因素，以菊糖提取率為考察指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)L9（33）來確定菊糖粗提液制備的最佳工藝參數(shù)，正交試驗(yàn)因素水平見表1。

表1　菊芋中菊糖提取的正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Design of orthogonal test for inulin extracting from jerusalem artichok

1.3.4最佳配方設(shè)計(jì)

為了保證菊芋菊糖復(fù)合飲料達(dá)到最佳品質(zhì)效果，分別以山楂、菊花提取液的體積比、蜂蜜添加量（%）、白砂糖添加量（%）、菊糖添加量（%）4個(gè)變量進(jìn)行優(yōu)化組合，進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定復(fù)合飲料的最佳配方。飲料調(diào)配正交試驗(yàn)因素水平見表2。

表2　復(fù)合飲料配方L9（34）正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Design of L9（34）orthogonal test for deterring compound drink formula

1.3.5分析方法

1.3.5.1感官評(píng)價(jià)

按設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)配，組成10人評(píng)分小組，根據(jù)國家食品感官標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)專用評(píng)分指標(biāo)。從色澤（2分）、氣味（3分）、口感（3分）、液體狀態(tài)（2分）4個(gè)方面對(duì)調(diào)配結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)定，取分?jǐn)?shù)的平均值。復(fù)合飲料感官分析評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3　感官分析評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（滿分10分）Table 3 Criteria of sensory analysis of a compound beverage

1.3.5.2理化檢驗(yàn)

可溶性固形物：阿貝折光儀進(jìn)行測定；pH：pH酸度計(jì)進(jìn)行測定。

1.3.5.3微生物學(xué)檢驗(yàn)

菌落總數(shù)的測定：GB 4789.2-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測定》[8]；大腸菌群的測定：GB 4789.3-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》[9]。

2　結(jié)果與討論

2.1菊芋菊糖最佳提取條件的確定

以料水比、提取溫度、提取時(shí)間為三因素，菊糖提取率為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，菊芋中菊糖提取的正交試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4　菊芋中菊糖提取的正交試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results of orthogonal test for inulin extracting from jerusalem artichok

從表4結(jié)果可以看出，影響菊芋菊糖提取因素依次為提取溫度＞料水比＞提取時(shí)間，較優(yōu)工藝為A3B3C2，即料水比1∶25（g/g），提取溫度為90℃，提取時(shí)間60min。在此條件下，菊芋菊糖提取率為79.98 %。

2.2山楂和菊花提取液配比的確定

由于山楂和菊花提取液各自獨(dú)特的口味，因此兩種提取液的配比會(huì)影響混合液風(fēng)味。本試驗(yàn)以二者體積進(jìn)行單因素試驗(yàn)，通過評(píng)價(jià)其感官指標(biāo)，確定提取液的配比，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5　山楂和菊花提取液的配比對(duì)飲料品質(zhì)的影響Table 5 The ratio of chrysanthemum and hawthorn extracting to the influence of beverage quality

從表5結(jié)果可看出，當(dāng)山楂和菊花提取液比分別為1∶2、1∶3、2∶3（體積比）時(shí)，其混合液感官評(píng)價(jià)指標(biāo)較好，因此選擇這3種比例進(jìn)行正交試驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，還需進(jìn)一步加水稀釋調(diào)配。發(fā)現(xiàn)當(dāng)山楂和菊花混合液體積占總體積50 %時(shí)，色澤與口感良好。因此，確定山楂和菊花混合液在飲料總體積中占50 %為宜。

2.3最佳穩(wěn)定劑用量的確定

由于多酚類物質(zhì)、果膠等成分在山楂提取液中存在，使得飲料在放置一段時(shí)間會(huì)產(chǎn)生沉淀或渾濁。因此需添加微量的穩(wěn)定劑以提高菊芋菊糖復(fù)合飲料的穩(wěn)定性及質(zhì)量，并改善其風(fēng)味。穩(wěn)定劑選擇恰當(dāng)及添加適量，可使飲料口感細(xì)膩，無渾濁、沉淀等并延長保質(zhì)期。據(jù)資料報(bào)道[10]，采用復(fù)合穩(wěn)定劑比單一穩(wěn)定劑的結(jié)果要好。因此本試驗(yàn)在室溫條件下，篩選出常用的海藻酸鈉和CMC-Na作為菊芋菊糖復(fù)合飲料的復(fù)合穩(wěn)定劑，考察兩者不同添加量對(duì)菊芋菊糖復(fù)合飲料穩(wěn)定性的影響。量取10 mL添加了復(fù)合穩(wěn)定劑的飲料，以4 000r/min離心20min，于750 nm處測定離心前后的吸光度，并求出離心后吸光度與離心前吸光度的比值，即為R（穩(wěn)定系數(shù)）。R值越大，穩(wěn)定性越好。結(jié)果見表6。

表6　復(fù)合穩(wěn)定劑對(duì)飲料穩(wěn)定性的影響Table 6 Impact of composite stabilizer on the stability of beverage

從表6結(jié)果可知，試驗(yàn)編號(hào)6的R值最大，此時(shí)飲料流動(dòng)性較好，均勻穩(wěn)定，無沉淀，口感細(xì)膩柔滑。所以本菊芋復(fù)合飲料的最佳穩(wěn)定劑選用0.05 %海藻酸鈉和0.1 %CMC-Na。

2.4護(hù)色劑添加量對(duì)護(hù)色效果的影響

復(fù)合飲料的氧化褐變主要是由于多酚氧化酶的作用引起的，加入一定量的護(hù)色劑可起到護(hù)色的作用?？紤]抗壞血酸鈉和D-異抗壞血酸鈉都是預(yù)防多酚氧化酶促褐變常用的物質(zhì)，但D-異抗壞血酸鈉抗氧化能力遠(yuǎn)超過抗壞血酸鈉，所以本試驗(yàn)在護(hù)色劑的選用上，主要研究不同用量的D-異抗壞血酸鈉對(duì)飲料護(hù)色效果的影響。護(hù)色效果結(jié)果見表7。

從表7結(jié)果可知，與未添加D-異抗壞血酸鈉相比，適量加入對(duì)于防止復(fù)合飲料發(fā)生氧化褐變有一定效果。由于加入的D-異抗壞血酸鈉也會(huì)不斷被氧化，當(dāng)添加量為0.02 %時(shí)，色澤在30 d內(nèi)基本保持不變。由此可以看出D-異抗壞血酸鈉可以有效避免多酚類物質(zhì)發(fā)生氧化褐變。因此，本試驗(yàn)菊芋菊糖復(fù)合飲料的護(hù)色劑選擇加入0.02 %的D-異抗壞血酸鈉。

表7　D-異抗壞血酸鈉對(duì)飲料的護(hù)色效果Table 7 Effect of color-protecting about D-sodium erythorbateon beverage

2.5菊芋菊糖復(fù)合飲料調(diào)配正交試驗(yàn)

以山楂、菊花提取液體積比、蜂蜜添加量（%）、白砂糖添加量（%）、菊糖添加量（%）4個(gè)因素進(jìn)行復(fù)合飲料的調(diào)配優(yōu)化，用L9（34）正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)，評(píng)分結(jié)果如表8，正交試驗(yàn)結(jié)果如表9。

表8　復(fù)合飲料評(píng)分結(jié)果Table 8 Score results of a compound beverage

從表9結(jié)果可知，試驗(yàn)的最佳組合為第8組A3B2C1D3，即最佳配方為：山楂、菊花提取液比為2∶3（體積比），菊糖添加量2 %，白砂糖添加量4 %，蜂蜜添加量3 %，此時(shí)復(fù)合飲料的評(píng)分最高為9.7分。4個(gè)因素影響最大的為山楂、菊花提取液添加量，其次是白砂糖添加量，然后是蜂蜜添加量，影響最小的為菊糖添加量。

2.6復(fù)合飲料質(zhì)量檢測結(jié)果

2.6.1感官結(jié)果

色澤：色澤橙黃；香氣：濃郁的菊花、山楂果香和協(xié)調(diào)的菊芋風(fēng)味；滋味：酸甜爽口，柔和。組織狀態(tài)：清澈透明，無雜質(zhì)及懸浮物、無沉淀。

表9　復(fù)合飲料調(diào)配正交試驗(yàn)結(jié)果Table 9 Results of a compound beverage orthogonal test

2.6.2理化指標(biāo)

可溶性固形物含量14 %；pH：4.2。

2.6.3微生物檢測結(jié)果

細(xì)菌總數(shù)≤100cfu/mL；大腸菌群≤3MPN/100mL；致病菌未檢出。

3　小結(jié)

1）確定了菊芋菊糖的提取條件為：料水比1∶25（g/g），提取溫度90℃，提取時(shí)間60min。在此條件下，菊芋菊糖提取率為79.98 %。

2）確定了菊芋菊糖復(fù)合飲料的配方：山楂、菊花提取液比為2∶3（mL/mL），菊芋菊糖添加量2 %，白砂糖添加量4%，蜂蜜添加量3%，海藻酸鈉0.05%和CMCNa0.1%，添加0.02 %的D-異抗壞血酸鈉作為護(hù)色劑。成品復(fù)合飲料酸甜可口，色、香、味俱佳。

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Preparation of A Compound Beverage with Inulin of Jerusalem Artichok，Hawthorn and Chrysanthemum

LI Wei1，ZHU Chang2
（1.College of Bioengineering of Jilin Engineering Vocational College，Siping 136000，Jilin，China；2.College of Food Engineering of Jilin Engineering Vocational College，Siping 136000，Jilin，China）

Abstract：The hot water was used to extract inulin.Through orthogonal test the optimal conditions of extract inulin were:the ratio of sample to water was 1∶25（g/g），temperature 90℃，time 60min.Under these conditions，the extract ratio was 79.98 %.Inulin of jerusalem artichoke，hawthorn and chrysanthemum were used as the main materials，added white granulate sugar，honey and other accessories.A discussion was carried out on the key technologies，through single factor and orthogonal experimental design，the sensory score was investigated an indicator to determine the optimum formula of the compound beverage.The results showed that the mixing

proportion of hawthorn extract and chrysanthemum extract was 2∶3（mL/mL），inulin 2 %，white granulate sugar

4 %，honey 3 %，the best stabilizer was sodium alginate 0.05 % and CMC-Na 0.1 %.The compound beverage is nutritions and good for health，can be developed with good color，flavor and taste.

Key words：jerusalem artichoke；inulin；hawthorn；hrysanthemum；compound beverage；health protection

DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2016.05.016

作者簡介：李偉（1982—），男（漢），講師，碩士，研究方向：食品加工與安全。

收稿日期：2015-07-08