滁菊水果酵素制作工藝研究

章葦虹 于士軍 張春艷 徐鑫 王偉玲

摘要 以滁菊和水果為主要原料，對(duì)滁菊水果酵素的制作工藝進(jìn)行了研究。首先采用單因素試驗(yàn)法對(duì)水果種類、加糖量、發(fā)酵時(shí)間和滁菊添加量等工藝條件對(duì)滁菊水果酵素研制的影響進(jìn)行了研究。然后通過正交試驗(yàn)，以還原糖含量、黃酮含量、蛋白質(zhì)含量、總酸含量以及可溶性固形物含量為指標(biāo)優(yōu)化得到最佳條件。結(jié)果表明，滁菊水果酵素的最佳工藝參數(shù)為火龍果添加量150 g/L、滁菊添加量6 g/L、白砂糖添加量145 g/L、發(fā)酵30 d。最優(yōu)工藝下得到的產(chǎn)品還原糖含量為2.22 g/100 mL，可溶性固形物含量為11.17%，黃酮含量為1.76%，總酸含量為2.30%，蛋白質(zhì)含量為1.08 g/kg。

關(guān)鍵詞 滁菊；水果；酵素；制作工藝；正交試驗(yàn)

中圖分類號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）03-0256-03

Abstract The fermentation process of Chuzhou chrysanthemum and fruit enzyme was studied in this paper.The single factor experiment method was applied to study the effect of fermentation technology include the kinds of fruits，sugar concentration，fermentation time and amount of Chuzhou chrysanthemum on the fermentation of enzyme.Orthogonal test was used to optimize processing parameters based on the sugar level，flavonoids content，protein content，total acid content and soluble solid content.The results indicated that the optimum parameters were as follows：the additive amount of pitaya was 150 g/L，the additive amount of Chuzhou chrysanthemum was 6 g/L，the additive amount of sugar was 145 g/L and the fermentation time was 30 days.In the optimize process，the reducing sugar content was 2.22 g/100 mL，soluble solid content was 11.17%，flavonoids contnet was 1.76%，total acid content was 2.30% and the protein content was 1.08 g/kg of the fermented beverage.

Key words Chuzhou chrysanthemum；fruit；enzyme；fermentation technology；orthogonal test

滁菊主要產(chǎn)于安徽省滁州市，味甘，性微寒。有研究表明，滁菊具有很好的抗氧化、抗炎、抗病毒、降壓等多種功能。另外，其黃酮含量和硒含量都明顯高于其他菊花，滁菊泡茶能夠起保健作用，長(zhǎng)期飲用不僅能明目、平肝、解毒，而且對(duì)機(jī)體的各種疾病都起到改善作用[1]。

火龍果營(yíng)養(yǎng)豐富，富含糖、有機(jī)酸和膳食纖維?；瘕埞休^高的蛋白質(zhì)（1.12%），紅心火龍果蛋白質(zhì)含量更是高達(dá)1.30%，比蘋果（0.20%）、甜橙（0.80%）等水果高?；瘕埞泻?8種氨基酸，其中含有人體所必需的8種氨基酸[2]?，F(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究結(jié)果表明，人體必需氨基酸占氨基酸總量40%的蛋白質(zhì)是質(zhì)量較好的蛋白質(zhì)，而火龍果中人體必需的8種氨基酸占氨基酸總含量的34.9%，因而火龍果中的蛋白質(zhì)是質(zhì)量較好的蛋白質(zhì)。此外，火龍果中含有多種礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，特別是鉀、鈣、鎂、磷的含量豐富[3]。

酵素也稱為酶，是酵母分泌的代謝產(chǎn)物，為生物催化劑，大多數(shù)酵素由蛋白質(zhì)構(gòu)成。酵素幾乎參與所有的生理活動(dòng)，使人體能維持正常的機(jī)體免疫、新陳代謝、修復(fù)組織等生理功能[4-6]。

目前尚未有將滁菊和水果按一定的比例混合發(fā)酵成酵素的研究，因而本文以火龍果和滁菊為原料，通過一定的發(fā)酵工藝制成滁菊水果酵素成品[7-9]，改善滁菊泡水飲用的苦味，增加滁菊產(chǎn)品的多樣性，滁菊水果酵素飲料作為市場(chǎng)中的新型飲料，具有非常廣闊的應(yīng)用前景[10]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗(yàn)材料為火龍果、滁菊、白砂糖、檸檬；試驗(yàn)試劑為3，5-二硝基水楊酸、酒石酸鈉、苯酚、氫氧化鈉、酚酞指示劑、考馬斯亮藍(lán)G-250、乙醇、85%磷酸、蒸餾水、蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品、亞硝酸鈉、硝酸鋁。

1.2 儀器與設(shè)備

試驗(yàn)儀器為酶標(biāo)儀、紫外可見分光光度計(jì)、FA2204B電子分析天平、YXQ-LS-電熱蒸汽滅菌鍋、BPC-250F 生化培養(yǎng)箱、WAY-2S數(shù)字阿貝折射儀、HH-4水浴鍋等。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程。工藝流程：容器→高壓滅菌→原料稱量→罐裝→封口→發(fā)酵→分離→發(fā)酵汁→澄清→成品。

1.3.2 操作要點(diǎn)。原料的處理：確保處理原料的操作臺(tái)潔凈且用75%酒精進(jìn)行消毒；將水果進(jìn)行切塊處理，并精確稱量。

滅菌：容器于121 ℃條件下滅菌30 min，以防止雜菌污染了原料的發(fā)酵過程。

封口：采用發(fā)酵專用封口膜，用橡皮筋進(jìn)行捆綁處理，由于在發(fā)酵期間會(huì)產(chǎn)生氣體，因而切勿封口過緊，以防止發(fā)生膨脹現(xiàn)象。

發(fā)酵：將原料放入25 ℃的恒溫恒濕發(fā)酵箱中發(fā)酵。

過濾殺菌：利用2層紗布進(jìn)行過濾，將發(fā)酵汁裝入玻璃瓶?jī)?nèi)，經(jīng)巴氏殺菌后即為成品。

1.3.3 感官指標(biāo)。感官指標(biāo)包括色澤（色清、顏色晶亮）、香氣（醇香、有發(fā)酵香氣、無異味）、酸度（酸甜適口）、雜質(zhì)（無肉眼可見的外來雜質(zhì)）。

1.3.4 主要成分的測(cè)定。還原糖利用二硝基水楊酸法[11]測(cè)定；總黃酮利用蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定；蛋白質(zhì)利用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定；總酸利用電位滴定法測(cè)定；可溶性固形物利用阿貝折光儀檢測(cè)[12]。

1.3.5 發(fā)酵條件優(yōu)化。通過進(jìn)行單因素試驗(yàn)，研究不同的發(fā)酵時(shí)間、水果種類、滁菊添加量、白砂糖添加量對(duì)酵素發(fā)酵試驗(yàn)的影響[13]。具體試驗(yàn)操作如下。

發(fā)酵時(shí)間：精確稱取火龍果75 g、白砂糖75 g，置于錐形瓶中。精確稱取滁菊75 g放入鍋中，并向鍋中倒入10.5 L 100 ℃沸水，浸泡提取1 h后用紗布直接過濾。將濾液冷卻到室溫，精確量取500 mL于錐形瓶中，并向每個(gè)錐形瓶中各加入2片檸檬。經(jīng)適當(dāng)?shù)財(cái)嚢韬蠓饪?，置于恒溫箱中各培養(yǎng)20、25、30、35、40 d。

水果種類：分別精確稱取木瓜、奇異果、柚子、菠蘿、火龍果各75 g及白砂糖75 g放入錐形瓶中。精確稱取滁菊75 g，放入鍋中，并向鍋中倒入10.5 L 100 ℃沸水，浸泡提取1 h后用紗布直接過濾。將濾液冷卻到室溫，精確量取500 mL于錐形瓶中，并向每個(gè)錐形瓶中各加入2片檸檬。經(jīng)適當(dāng)?shù)財(cái)嚢韬蠓饪?，置于恒溫箱中各培養(yǎng)30 d。

滁菊添加量：精確稱取火龍果75 g、白砂糖75 g置于錐形瓶中。分別精確稱取滁菊6、9、12、15、18 g放入鍋中，向鍋中倒入1.5 L 100 ℃沸水，浸泡提取1 h后用紗布直接過濾。將濾液冷卻到室溫，精確量取500 mL于錐形瓶中，并向每個(gè)錐形瓶中各加入2片檸檬。經(jīng)適當(dāng)?shù)財(cái)嚢韬蠓饪?，置于恒溫箱中各培養(yǎng)30 d。

白砂糖添加量：精確稱取火龍果75 g，分別精確稱取白砂糖25、50、75、100、125 g放入錐形瓶中。分別精確稱取滁菊60 g放入鍋中，向鍋中倒入10.5 L 100 ℃沸水，浸泡提取1 h后用紗布直接過濾。將濾液冷卻到室溫，精確量取500 mL于錐形瓶中，并向每個(gè)錐形瓶中各加入2片檸檬。經(jīng)適當(dāng)?shù)財(cái)嚢韬蠓饪?，置于恒溫箱中各培養(yǎng)30 d。

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取發(fā)酵時(shí)間、滁菊添加量、白砂糖添加量為因素，以感官評(píng)價(jià)值、還原糖含量、黃酮含量、可溶性固形物和蛋白質(zhì)含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)計(jì)3因素3水平正交試驗(yàn)（表1），每組重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2013及SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所有的試驗(yàn)均有3次平行，采用Duncan新復(fù)極差法對(duì)均值差異的顯著性進(jìn)行分析；不同英文字母表示P<0.05水平差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 發(fā)酵時(shí)間。由表2可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，還原糖、蛋白質(zhì)含量、總酸、黃酮及可溶性固形物含量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，綜合考慮各指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)成本，以30 d為最佳發(fā)酵時(shí)間。

2.1.2 水果種類的確定。由表3可知，不同的水果種類發(fā)酵對(duì)酵素總酸含量的影響不大；而利用柚子和火龍果進(jìn)行發(fā)酵所得酵素的還原糖含量、黃酮含量及可溶性固形物含量均較高；用火龍果發(fā)酵的酵素中蛋白質(zhì)含量明顯高于用柚子發(fā)酵的酵素（P<0.05），因而選擇火龍果進(jìn)行下一步研究試驗(yàn)。

2.1.3 滁菊添加量。由表4可知，不同滁菊添加量對(duì)酵素中可溶性固形物的影響不顯著；而隨著滁菊添加量的增加，蛋白質(zhì)含量、黃酮含量以及總酸含量均有上升趨勢(shì)，但是蛋白質(zhì)含量的變化趨勢(shì)是先上升后下降，且具有顯著性影響，故選取滁菊質(zhì)量為8 g作為最佳發(fā)酵水平。

2.1.4 白砂糖添加量。由表5可知，不同白砂糖添加量對(duì)黃酮含量的影響不顯著，還原糖含量、總酸含量及可溶性固形物含量隨著白砂糖添加量的不斷增加而呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而蛋白質(zhì)含量卻隨著白砂糖添加量的不斷增加呈下降趨勢(shì)。分析數(shù)據(jù)可知，當(dāng)白砂糖添加量為50～150 g/L時(shí)，酵素的蛋白質(zhì)含量有所下降；而當(dāng)白砂糖添加量由150 g/L增加至200 g/L時(shí)，蛋白質(zhì)含量下降明顯。因此，選擇白砂糖添加量為150 g/L作為最佳水平。

2.2 正交試驗(yàn)

對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果采用綜合評(píng)分法進(jìn)行分析，對(duì)黃酮含量、還原糖含量、蛋白質(zhì)含量、可溶性固形物的含量和感官分別進(jìn)行隸屬度計(jì)算，由于各個(gè)指標(biāo)的重要性一致，經(jīng)過計(jì)算得出的綜合分?jǐn)?shù)作為總指標(biāo)進(jìn)行直觀分析，隸屬度計(jì)算結(jié)果見表6。

試驗(yàn)考察指標(biāo)越大越好，通過綜合評(píng)分法計(jì)算得出的綜合分也是越大越好。由表6可知，正文試驗(yàn)中的條件A1B2C2的綜合分最大，是9種試驗(yàn)中效果最好的。驗(yàn)證試驗(yàn)的結(jié)果與正交試驗(yàn)結(jié)果并無顯著性差異。因此，飲料的最佳工藝為火龍果添加量150 g/L、滁菊添加量6 g/L、白砂糖添加量145 g/L、在25 ℃條件下發(fā)酵30 d。

3 結(jié)論

滁菊水果酵素的最優(yōu)工藝為火龍果添加量150 g/L、滁菊添加量6 g/L、白砂糖添加量145 g/L、發(fā)酵30 d。最優(yōu)工藝下得到的產(chǎn)品還原糖含量為2.22 g/100 mL、可溶性固形物含量為11.17%、黃酮含量為1.76%、總酸含量為2.30%、蛋白質(zhì)含量為1.08 g/kg。本研究為滁菊酵素飲料的開發(fā)利用提供了理論基礎(chǔ)，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

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