響應(yīng)面法優(yōu)化大棗多糖飲品的加工工藝研究*

王福玲 ，耿豪濱

（哈爾濱商業(yè)大學(xué) a.藥學(xué)院，細(xì)胞與分子生物學(xué)研究所；b.生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心，黑龍江 哈爾濱150076）

響應(yīng)面法優(yōu)化大棗多糖飲品的加工工藝研究*

王福玲a，b，耿豪濱a

（哈爾濱商業(yè)大學(xué) a.藥學(xué)院，細(xì)胞與分子生物學(xué)研究所；b.生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心，黑龍江 哈爾濱150076）

目的優(yōu)化大棗多糖飲品的最佳調(diào)配工藝條件，并且進行了質(zhì)量評價。方法利用單因素實驗考察了大棗多糖提取汁、蜂蜜、檸檬酸、CMC-Na對飲品感官評價的影響，并根據(jù)中心組合試驗設(shè)計對調(diào)配條件進行了優(yōu)化。再考察其色澤、風(fēng)味、口感、組織狀態(tài)等感官指標(biāo)和衛(wèi)生指標(biāo)。結(jié)果大棗多糖飲品的最佳調(diào)配工藝條件為大棗多糖提取汁66.69mL、蜂蜜6g、檸檬酸0.12g、CMC-Na 0.1g，此條件下的感官評價分?jǐn)?shù)為88.7583。中心組合試驗結(jié)果表明4個因素對大棗多糖飲品感官評價影響的顯著性順序是CMC-Na＞檸檬酸＞大棗多糖提取汁＞蜂蜜。感官指標(biāo)和衛(wèi)生指標(biāo)都符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。結(jié)論響應(yīng)面法能夠提高大棗多糖提取汁調(diào)配的感官評價分?jǐn)?shù)，按最優(yōu)工藝調(diào)配的飲品酸甜舒爽、色澤明亮、體系均一，具有大棗的特殊香氣。

大棗；多糖；超聲波提?。恢行慕M合試驗；飲品調(diào)配；質(zhì)量評價

棗具有補中益氣、養(yǎng)血調(diào)經(jīng)、提高機體免疫力、抗氧化和抑制腫瘤等功效[1]，是傳統(tǒng)的“藥食同源”佳品，其中的糖類含量比較豐富，具有非常廣闊的市場前景和高的應(yīng)用價值。本研究借助響應(yīng)面法對大棗多糖飲品配方工藝進行優(yōu)化，確保質(zhì)量的同時保證飲品的營養(yǎng)和天然特性，以期為大棗多糖飲品的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

大棗購于哈達市場，產(chǎn)地為新疆，由哈爾濱商業(yè)大學(xué)藥學(xué)院曲中原教授鑒定為鼠李科植物棗（Ziziphus jujuba Mill.）的成熟果實，去核干燥粉碎過40目篩備用；葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品（HPLC≥98%，批號：160407，四川省維克奇生物科技有限公司）；無水乙醇、苯酚等試劑均為國產(chǎn)分析純；檸檬酸、CMC-Na為食品級。

KQ32000V數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；高速萬能粉碎機（一恒科學(xué)儀器有限公司）；L550臺式低速離心機（湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司）；BSA224S 精密電子天平（Sartorius）；DB-20R紫外可見分光光度計（Dynamica）；pH計（Sartorius）。

1.2 方法

1.2.1 大棗多糖提取工藝流程

大棗粉→超聲水提取[2]→離心（3000r·min-1，10min）→上清液→減壓濃縮→乙醇沉淀（至醇終濃度80%）→4℃靜置過夜→布氏漏斗抽濾→干燥→粗多糖

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 精密稱取105℃干燥至恒重的多糖標(biāo)準(zhǔn)品10mg，置100mL容量瓶中，加蒸餾水溶解并稀釋至刻度，搖勻得葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液。取上述溶液 0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mL，分別置于具塞試管中，加蒸餾水補至2.0mL，然后加入6%苯酚1.0mL，搖勻，快速垂直加入濃硫酸5.0mL，搖勻，室溫放置20min，冷卻，同法處理2.0mL蒸餾水為空白，于490nm波長處測吸光度，以吸光度（A）為縱坐標(biāo)，葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品濃度（C）為橫坐標(biāo)，得回歸方程[3]。

1.2.3 大棗多糖含量測定 稱取0.01g大棗多糖，定容于10mL容量瓶中，按2.2項下方法操作，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出大棗中多糖的濃度，計算多糖得率。

1.2.4 單因素實驗 分別考察大棗多糖提取汁（30、40、50、60、70mL）、蜂蜜（4、5、6、7、8g）、檸檬酸（0.05、0.1、0.15、0.2、0.25g）、 羧 甲 基 纖 維 素 鈉 CMC-Na（0.05、0.1、0.15、0.2、0.25g）等因素對大棗多糖飲品感官的影響[4]。

1.2.5 響應(yīng)面法優(yōu)化大棗多糖飲品的調(diào)配工藝 在單因素實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，進行Box-Behnken中心組合試驗，以大棗多糖飲品感官評價為響應(yīng)值，通過響應(yīng)面分析，來確定大棗多糖飲品的最佳配方條件。按照優(yōu)化的配方調(diào)配大棗多糖飲品，裝瓶搖勻，100℃下滅菌15min[5]，冷卻至室溫。

1.2.6 大棗多糖飲品的質(zhì)量評價 感官品質(zhì)評價邀請本校10位21～26歲的在校學(xué)生作為調(diào)查對象，根據(jù)中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T434-2016制定感官評價表[6]，實驗為盲試，由實驗人員為每位學(xué)生提供樣品，學(xué)生每品嘗一個樣品后，用白開水漱口，休息1min，再進行下一個飲品的品嘗，避免因連續(xù)品嘗口味相近的飲料而產(chǎn)生的口感交叉和味覺遲鈍。滿分為100分，去掉一個最高分和一個最低分，求平均值。評價標(biāo)準(zhǔn)按表1規(guī)定打分。

表1 飲品感官評價表Tab.1 Sensory evaluation of beverage

理化及衛(wèi)生指標(biāo)的檢測 使用pH計測定本飲品的酸度值。

參考GB4789.2-2016規(guī)定的方法檢測菌落總數(shù)，將制備好的飲品在室溫下放置24 h后，將其分別稀釋成10倍和100倍，以無菌水作對照，均勻的涂布在瓊脂培養(yǎng)基上，在（36±1）℃培養(yǎng)48 h，觀察菌落生長情況。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及多糖得率測定

線性回歸方程y=0.0147x-0.0216，相關(guān)系數(shù)r=0.9968，濃度與吸光度線性關(guān)系良好。樣品溶液吸光度的平均值為0.284，根據(jù)回歸方程，按照公式計算得多糖得率為33.26%。

2.2 單因素實驗

2.2.1 大棗多糖提取汁對感官評價的影響（圖1） 在蜂蜜6g，檸檬酸0.1g，CMC-Na0.1g的條件下，隨著大棗多糖提取汁的增加，飲品的感官評價先上升后下降。添加量超過60mL時，會使飲品出現(xiàn)不良風(fēng)味、顏色加深。

圖1 大棗多糖提取汁對感官評價的影響Fig.1 Effect of jujube polysaccharide juice on sensory evaluation

2.2.2 蜂蜜對感官評價的影響（圖2） 在大棗多糖提取汁60mL，檸檬酸0.1g，CMC-Na 0.1g的條件下，當(dāng)蜂蜜用量低于6g時，飲品的甜味較淡；當(dāng)高于6g時，因大棗多糖提取汁也具有一定的甜度，飲品的甜度和顏色都加深，過于甜膩，失去了大棗飲品的特有味道，使感官評價分?jǐn)?shù)降低。

圖2 蜂蜜對感官評價的影響Fig.2 Effect of honey on sensory evaluation

2.2.3 檸檬酸對感官評價的影響（圖3） 檸檬酸作為常用酸味劑，主要作用是與蜂蜜保持一定的糖酸比，使口感更佳。在大棗多糖提取汁60mL、蜂蜜6g、CMC-Na 0.1g的條件下，隨著檸檬酸用量的增加，感官評價分?jǐn)?shù)先升高后下降，當(dāng)用量達到0.1g時，感官評價分?jǐn)?shù)最高。用量在0.1g以下時，飲料風(fēng)味寡淡，高于0.1g時，酸味加重，酸甜失衡，不易被接受。

圖3 檸檬酸對感官評價的影響Fig.3 Effect of citric acid on sensory evaluation

2.2.4 CMC-Na對感官評價的影響（圖4） 在大棗多糖提取汁60mL、蜂蜜6g、檸檬酸0.1g的條件下，CMC-Na為0.1g和0.15g時感官得分較高，飲料均勻，無凝膠狀，口感飽滿，順滑爽口，色澤與透明度較好，而當(dāng)CMC-Na的添加量大于0.2g時，飲料中出現(xiàn)似果粒狀的凝膠顆粒，呈現(xiàn)凝膠狀和粘稠感，透明度也有所下降。

圖4 CMC-Na對感官評價的影響Fig.4 Effect of CMC-Na on sensory evaluation

2.3 優(yōu)化試驗及響應(yīng)面分析

以-1，0，1分別代表自變量的低、中、高水平，因子編碼及水平見表2，進行29組實驗。

表2 響應(yīng)面試驗因素水平編碼表Tab.2 Experimental design of RSM

應(yīng)用Design Expert 8.0.7.1軟件對不同條件下大棗多糖飲品的感官評價分?jǐn)?shù)進行多元回歸擬合，可以得到感官評價分?jǐn)?shù)（Y）對各個因素變量的二次方程為：

Y=8616+049A+0.092B-1.46C-3.7D-0.37AB-0.33AC-0.15AD-1.94BC+1.5BD-0.96CD-0.65A2-0.89B2-1.4C2-2.28D2，對回歸方程進行方差分析，結(jié)果見表3。

表3 回歸方程方差分析表Tab.3 Variance analysis of regression equation

由表3可知，模型的P＜0.0001，說明本實驗所選用的模型具有顯著性。失擬項F=3.93，失擬不顯著。模型的決定系數(shù)Adj R2=0.9454，說明該模型能解釋94.54%的響應(yīng)值變化，模型確定系數(shù)R2=0.9727，Pred R2=0.8534，說明此模型擬合度較為良好，可以對不同條件下大棗多糖飲品感官評價進行預(yù)測。由F值可知顯著性次序為CMC-Na（XD）＞檸檬酸（XC）＞大棗多糖提取汁（XA）＞蜂蜜（XB）。

由響應(yīng)面圖及等高線進行分析[7]，顯示蜂蜜和檸檬酸的交互作用以及蜂蜜和CMC-Na的交互作用對大棗多糖飲品的感官評價影響極顯著，檸檬酸和CMC-Na的交互作用顯著，其余交互作用不顯著。

根據(jù)響應(yīng)曲面模型求出最優(yōu)組合，并綜合響應(yīng)曲面圖分析，得到大棗多糖飲品調(diào)配的最佳工藝參數(shù)為：大棗多糖提取汁66.69mL，蜂蜜6g，檸檬酸0.12g，CMC-Na0.1g。

2.4 驗證實驗

考慮到實際操作的方便，將提取工藝參數(shù)修正為：大棗多糖提取汁67mL，蜂蜜6g，檸檬酸0.12g，CMC-Na 0.1g，重復(fù)3次，在此條件下，實際感官評價分?jǐn)?shù)平均值為87.59分，與理論預(yù)測值88.76分基本接近。說明該模型能夠真實反映篩選因素對大棗多糖飲品感官的影響。

2.5 大棗多糖飲品質(zhì)量評價結(jié)果

2.5.1 感官指標(biāo)

（1）色澤 大棗多糖飲品呈亮黃色，液體透明，澄清，無雜質(zhì)。

（2）風(fēng)味 扇聞帶有大棗香氣和蜂蜜的清香，香氣誘人。

（3）口感 口感順滑，酸甜舒爽，回味有大棗及蜂蜜的甘甜，無異味。

（4）組織狀態(tài) 久置無氣泡和沉淀以及凝膠狀，均勻穩(wěn)定。

2.5.2 理化指標(biāo)與衛(wèi)生指標(biāo) 用pH計測定后的酸度為5.15。培養(yǎng)皿中無菌落生長。

3 結(jié)語

大棗是傳統(tǒng)中藥和保健佳品，其中大棗多糖是大棗中的重要生物活性物質(zhì)，具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤等多種作用。大棗多糖飲品能夠最大限度地保留主要營養(yǎng)成分，避免了大棗易腐化變質(zhì)、加工品營養(yǎng)成分易流失等局限，還體現(xiàn)了人們可以不受時空地域限制隨時可得可用的特點。超聲法提取具有快速高效節(jié)能的優(yōu)勢，首先通過超聲法提取大棗多糖汁，然后通過響應(yīng)面法優(yōu)化飲品調(diào)配工藝，建立的多元回歸模型擬合度良好，結(jié)合實際操作，確定最佳調(diào)配工藝。在此條件下，所得的大棗多糖飲品既酸甜可口，色澤明亮，體系均一，又具有大棗的特殊香氣。

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［2］ 鐘姝霞,鄧杰,萬世旅,等.超聲波輔助提取金耳多糖的工藝優(yōu)化［J］.食品研究與開發(fā),2016,37（21）:54-57.

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Optimizing the production condition of jujube polysaccharide beverage by response surface methodology*

WANG Fu－linga，b，GENG Hao－bina
（a.School of Pharmacy,Institute of Cell and Molecular Biology;b.Center of Life Science and Environmental Science,Harbin University of Commerce,Harbin 150076,China）

Objective To optimize the processing technology of the jujube polysaccharide beverage,and study its quality evaluation.Methods Using single－factor experiments to investigate the influence of jujube polysaccharide juice,honey,citric acid and CMC－Na to sensory evaluation of beverage,and according central composite experimental design to optimize the deployment conditions.Then examine its sensory indicators of color,flavor,taste,organizational status and health indicators.Results The optimum formula of this beverage is as follows:66.69mL of jujube polysaccharide juice，6g of honey,0.12g of citric acid,0.1g of CMC－Na.Under the optimal extraction conditions,the score of sensory evaluation was up to 88.7583.The central composite experimental results showed that a variety of factors affect the score of sensory evaluation significant performance CMC－Na＞citric acid＞jujube polysaccharide juice＞honey.Sensory indicators and health indicators were in line with the standard requirements.Conclusion RSM can improve the sensory evaluation score of jujube polysaccharide juice.According to the best process of deployment,the beverage taste sweet and sour,bright color,uniform without sediment,and with the special aroma of jujube.

jujube；polysaccharide；ultrasonic extraction；central composite experiment；beverage deployment；quality evaluation

R284.2

A

10.16247/j.cnki.23－1171/tq.20171271

2017-08-18

大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目(201610240025)

王福玲(1986-)，女，工程師，2012年畢業(yè)于哈爾濱商業(yè)大學(xué)，海洋生物學(xué)專業(yè)，研究生，現(xiàn)從事中藥藥理方向研究。