玉米秸稈新型飲料研制

張麗媛，姚 笛，阮長(zhǎng)青，馬 萍，張春芝，牛廣財(cái)

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

中國(guó)農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量大、分布廣、種類多，是一種重要的生物質(zhì)資源，但近年來，一些地區(qū)焚燒農(nóng)作物秸稈現(xiàn)象頻發(fā)，不僅污染環(huán)境、嚴(yán)重威脅交通運(yùn)輸安全，而且還會(huì)造成資源浪費(fèi)?！秶?guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用的意見》（國(guó)辦發(fā)[2008]105號(hào)）將秸稈的利用途徑分為秸稈用作肥料、飼料、食用菌基料、燃料和工業(yè)原料等。由于不同利用途徑所達(dá)到的功效、產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益等都存在較大差異，并且不同地區(qū)農(nóng)作物秸稈種類與資源分布、政策導(dǎo)向、秸稈收儲(chǔ)運(yùn)發(fā)展水平及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平等制約因素也存在較大差異，致使不同區(qū)域秸稈綜合利用方案的優(yōu)先發(fā)展順序不同。國(guó)家秸稈產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟已經(jīng)在科技部、農(nóng)業(yè)部等六部委的支持下成立，以“創(chuàng)新秸稈理念，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展”為宗旨，建立產(chǎn)學(xué)研體系，開展技術(shù)合作，形成合力，為產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展、資源整合起到引領(lǐng)示范作用[1]。

東北是我國(guó)的大糧倉(cāng)，秸稈尤其是玉米秸稈總量大，戶均秸稈產(chǎn)量是全國(guó)平均水平的3.2倍。2015年，東北地區(qū)秸稈綜合利用率僅為66.6%，比全國(guó)平均水平低13.5%。可以說，東北地區(qū)秸稈問題解決了，全國(guó)的秸稈綜合利用水平也就邁上一個(gè)大臺(tái)階。如果能夠?qū)⒂衩捉斩捓矛F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)使其變廢為寶，將為農(nóng)民增加收入，也為解決我國(guó)的環(huán)境污染提供了助力[2-3]。

試驗(yàn)用水浴法和超聲波法提取出玉米秸稈中的多糖，并使用蔗糖和檸檬酸調(diào)味，并進(jìn)行測(cè)試，配制出新型飲料，不僅為每年巨大的玉米秸稈提供了處理思路，而且相較于使用玉米飼養(yǎng)牲畜作為農(nóng)家肥節(jié)約時(shí)間，相比于直接焚燒節(jié)約資源，提高了玉米秸稈的資源利用[4-6]。

1 材料與方法

1.1 設(shè)備與材料

KQ-500DE型醫(yī)用數(shù)控超聲波清洗器，昆山超聲儀器有限公司產(chǎn)品；FA2004N型電子天平，上海精橋精密儀器有限公司產(chǎn)品；手提式高速萬能粉碎機(jī)，溫嶺市林大機(jī)械有限公司產(chǎn)品；電磁爐；化學(xué)分析濾紙，杭州特種紙業(yè)有限公司產(chǎn)品；分光光度計(jì)；玻璃儀器（具塞試管，容量瓶，吸量管，漏斗，玻璃棒，燒杯若干）；鐵架臺(tái)。

濃硫酸、苯酚、葡萄糖、檸檬酸（食品級(jí)），天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠提供；蔗糖（食品級(jí)）市售；蒸餾水；玉米秸稈，購(gòu)于當(dāng)?shù)剞r(nóng)民。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點(diǎn)

（1）玉米秸稈預(yù)處理。選擇當(dāng)年生長(zhǎng)成熟的玉米秸稈，挑選品質(zhì)好的玉米秸稈去葉、清洗、晾干備用。

（2）玉米秸稈的粉碎。將晾干的玉米秸稈剪成適當(dāng)長(zhǎng)度放入粉碎機(jī)中粉碎。

（3）熱水浸提法提取。將玉米秸稈粉按料液比1∶30加入水?dāng)嚢杌旌系糜衩捉斩捇旌弦?，然后使用電磁爐在1 900 W條件下水浴40 min。

（4）超聲波提取。將水浴后的玉米秸稈混合液于200 W，60℃條件下提取40 min。

（5） 過濾。把提取后的玉米秸稈混合液過濾，將殘?jiān)?∶30加入熱蒸餾水后過濾并合并濾液。

（6） 吸光度測(cè)定

稱取玉米秸稈粉2 g按上述操作進(jìn)行后濃縮定容至50 mL，取3只試管分別吸取玉米秸稈提取液1 mL，加入6%苯酚溶液1 mL，濃硫酸5 mL，振蕩水浴15 min，冷卻至室溫后，于470 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，取平均值為提取液的吸光度。

（7）殺菌、冷卻。將過濾后的玉米秸稈提取液在100℃條件下水浴10 min，包裹上保鮮膜冷卻至室溫備用。

（8） 配制飲料。按照玉米秸稈提取液30.0%，35.0%，40.0%；蔗糖2.5%，3.0%，3.5%；檸檬酸0.1%，0.2%，0.3%的添加量配制出玉米秸稈飲料。

（9）感官評(píng)定試驗(yàn)。將配制的玉米秸稈飲料分別由15名男生15名女生共30人組成的評(píng)定小組進(jìn)行感官評(píng)定試驗(yàn)，得出最佳水平和最優(yōu)組合。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

精密稱取葡萄糖0.5 g于50 mL容量瓶稀釋定容，吸取1 mL溶解轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中并定容，分別吸取0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mL于具塞試管中，加蒸餾水至1.0 mL，依次加入6%苯酚溶液1 mL，濃硫酸5 mL，振蕩、水浴15 min，冷卻至室溫后，于470 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光度，繪制葡萄糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4 正交試驗(yàn)

以玉米秸稈提取液、蔗糖、檸檬酸按一定比例混合，采用L9（34）正交試驗(yàn)，確定玉米秸稈提取液、蔗糖、檸檬酸添加量的最優(yōu)添加比例。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/%

1.5 感官評(píng)定

玉米秸稈提取液配制飲料的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 玉米秸稈提取液配制飲料的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

由15名男生和15名女生組成的30人評(píng)定小組對(duì)飲料進(jìn)行口感、香氣、色澤、組織狀態(tài)等項(xiàng)目根據(jù)感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)樣液吸光度值測(cè)定結(jié)果

吸取葡萄糖體積及其含量和標(biāo)準(zhǔn)曲線如下所示，得到回歸方程Y=3.178 6X-0.018 5，R2=0.990 7，說明線性關(guān)系良好。

葡萄糖吸光度及標(biāo)準(zhǔn)曲線見表3。

2.2 玉米秸稈提取液吸光度結(jié)果與分析

將吸光度帶入Y=3.178 6X-0.018 5，解得X=0.162 mg。

玉米秸稈提取液吸光度見表4。

表3 葡萄糖吸光度及標(biāo)準(zhǔn)曲線

表4 玉米秸稈提取液吸光度

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

取玉米秸稈提取液、蔗糖和檸檬酸3個(gè)因素的適當(dāng)3個(gè)水平進(jìn)行L9（34）的正交試驗(yàn)，以玉米秸稈飲料的感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，按照正交表L9（34）排列進(jìn)行正交試驗(yàn)。得出添加玉米秸稈提取液、蔗糖、檸檬酸三者比例的最佳組合。

L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表5。該因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響越大。所以，3個(gè)因素對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分得率影響大小的順序?yàn)闄幟仕崽砑恿浚居衩捉斩捥崛∫禾砑恿浚菊崽翘砑恿俊?/p>

表5 L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

由正交試驗(yàn)結(jié)果可知最佳配方為A3B2C1，按照最佳因素配方進(jìn)行最佳水平試驗(yàn)，所得到的產(chǎn)品色澤鮮明、適中，具有特殊的秸稈香氣，口感良好、酸甜可口、組織狀態(tài)均勻，感官評(píng)定結(jié)果優(yōu)秀，證明適合作為最佳配方。最佳配方添加量為玉米秸稈提取液添加量40.0%，蔗糖添加量3.0%，檸檬酸添加量0.1%。

3 結(jié)論

在玉米秸稈飲料的研制過程中，影響飲料品質(zhì)的3個(gè)因素主次順序?yàn)闄幟仕崽砑恿浚居衩捉斩捥崛∫禾砑恿浚菊崽翘砑恿俊?/p>

玉米秸稈飲料的最佳生產(chǎn)配方為玉米秸稈提取液添加量40.0%，蔗糖添加量3.0%，檸檬酸添加量0.1%。所得產(chǎn)品色澤鮮明適中，具有特殊的秸稈香氣，酸甜可口，組織狀態(tài)均勻。