菊芋葉酵素的制備

張艷明，吳昊，李娟，胡傳銀

1. 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院（徐州 221140）；2. 徐州康匯百年食品有限公司（徐州 221004）

菊芋（Helianthus tuberosus）又名洋姜、鬼子姜，為菊科向日葵屬1年生宿根性草本植物[1]。菊芋葉中含有多種具有藥用功能的化學(xué)成分[2-4]。主要是倍半萜內(nèi)酯類和酚類化合物。綠原酸具有抗菌消炎、保肝利膽、抗氧化、降血壓、抗癌、保護(hù)心腦血管、提高機(jī)體免疫力等多種功效[5-7]。菊芋中含有豐富的菊糖和寡果糖，約占菊芋塊莖干重的80%以上，是生產(chǎn)菊糖、果糖的良好原料。菊糖具有調(diào)節(jié)腸胃功能、改善脂質(zhì)代謝等功效[8]。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[9]。

近年來(lái)隨著技術(shù)進(jìn)步，對(duì)菊芋莖研究較多，對(duì)菊芋葉的研究很少，試驗(yàn)利用菊芋葉制作酵素有利于提高菊芋的利用價(jià)值，改善食用方法，利用菊芋葉制作的酵素具有清熱除火，消除血液中的熱毒，調(diào)節(jié)激素的分泌，促進(jìn)消化吸收、抗菌消炎、活化細(xì)胞、解毒、增強(qiáng)免疫力等功效。

食用酵素是經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵制得的新型發(fā)酵飲品，在實(shí)現(xiàn)純天然綠色食品呈遞及功能化增值等方面具有卓越表現(xiàn)[10]。試驗(yàn)通過(guò)對(duì)菊芋葉與少量菊芋進(jìn)行人工厭氧發(fā)酵處理，控制其發(fā)酵進(jìn)程、縮短發(fā)酵周期，滿足消費(fèi)者的需求。添加一定量蘋果液增加菊芋葉酵素特有風(fēng)味。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮菊芋葉、菊芋、蘋果（徐州天馬敬安食品有限公司）；二氧化氯、碳酸氫鈉、磷酸二氫鉀、食鹽、白砂糖（均為食品級(jí)）。

1.2 儀器與設(shè)備

PHS-3C型酸度計(jì)（上海雷磁儀器廠）；JJ-2型組織搗碎機(jī)（江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司）；手持式折光儀（成都市青羊聯(lián)合光學(xué)儀器成套部）；ALC-110.4型電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品）。

基金項(xiàng)目：徐州市生化資源綜合利用與清潔生產(chǎn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題（XGY20160406003），徐州市生化資源高效綜合利用工程研究中心（XZGCYJ201806-02）

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

操作要點(diǎn)：

1) 6月下旬開(kāi)始采收菊芋新鮮葉片，采收前20 d停施肥水。

2) 采收葉片要求。葉片新鮮、無(wú)病無(wú)蟲(chóng)，葉片離開(kāi)母株后4 h之內(nèi)運(yùn)往工廠加工。

3) 菊芋葉運(yùn)到工廠后立即放入鹽水中清洗浸泡。4) 浸泡后的菊芋葉在殺菌液中殺菌。

5) 殺菌后的菊芋葉用不銹鋼粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，粉碎時(shí)加入一定量的殺過(guò)菌的菊芋片一同粉碎；由水、菊芋葉、菊芋片按質(zhì)量比100∶45∶15混合粉碎。

6) 粉碎后用真空過(guò)濾機(jī)將粉碎后的菊芋葉汁液過(guò)濾，過(guò)濾篩200目。

7) 加入白砂糖，加入白砂糖比例為，過(guò)濾液與白砂糖質(zhì)量比80∶15～25，攪拌均勻，在30 ℃溫度下靜置4 h。

8) 配制。靜置后的菊芋葉汁液加入1%～3%蘋果液，攪拌均勻放入發(fā)酵罐中，密封發(fā)酵罐發(fā)酵。

9) 發(fā)酵。控制發(fā)酵溫度在25～35 ℃，發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生氣體使罐內(nèi)壓力升高，氣體通過(guò)水封自然排出，發(fā)酵罐外部的氣體無(wú)法進(jìn)入發(fā)酵罐，達(dá)到自動(dòng)排氣目的，連續(xù)發(fā)酵90～110 d，即為成品菊芋葉酵素。

1.3.2 鹽水浸泡液配制方法的確定

浸泡液由水、食鹽與碳酸氫鈉按質(zhì)量比100∶2.5∶0.6配制而成，浸泡時(shí)間10～15 min。

1.3.3 菊芋葉殺菌方法的確定

殺菌液由水、含量38%二氧化氯、碳酸氫鈉與磷酸二氫鉀，按質(zhì)量比100∶0.004 5∶0.30∶0.15組成，殺菌時(shí)間15 min。

1.3.4 產(chǎn)品微生物檢測(cè)方法

菌落總數(shù)測(cè)定按照GB 4789.2—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》；大腸菌群計(jì)數(shù)按照GB 4789.3—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生 物學(xué)檢驗(yàn) 大腸菌群計(jì)數(shù)》；致病菌檢測(cè)按照GB/T 4789.36—2008《致病菌檢測(cè)大腸埃希氏菌O157的檢測(cè)》。

1.3.5 余氯的測(cè)定方法

采用余氯試紙，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程及最終產(chǎn)品檢測(cè)。

1.3.6 可溶性固形物含量的測(cè)定方法

用折光儀測(cè)定，每組均勻取樣10 g，測(cè)定其TSS，每組測(cè)定3次取平均值。

1.3.7 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的確定

試驗(yàn)中由10名具有專業(yè)知識(shí)的成員組成感官鑒評(píng)小組根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行感官鑒定。感官檢驗(yàn)項(xiàng)目及感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 蘋果液加入量對(duì)菊芋葉酵素評(píng)分的影響

由圖1可知，隨著蘋果液加入量增加，菊芋葉酵素感官評(píng)分呈先上升后下降趨勢(shì)，蘋果液加入量2%時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最高。原因是添加一定量的蘋果液使產(chǎn)品風(fēng)味更和諧。繼續(xù)增加蘋果液，則會(huì)使菊芋葉的氣味變淡。

2.1.2 白砂糖加入量對(duì)菊芋葉酵素評(píng)分的影響

由圖2可知，隨著白砂糖加入量增加，產(chǎn)品感官評(píng)分呈先增加后減少趨勢(shì)，白砂糖加入量20%時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最高，為88分。白砂糖繼續(xù)增加，產(chǎn)品口感變膩、不清爽，菊芋的香氣不明顯。

圖2 白砂糖加入量對(duì)菊芋葉酵素評(píng)分的影響

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)菊芋葉酵素評(píng)分的影響

由圖3可知，隨著發(fā)酵時(shí)間逐漸延長(zhǎng)，產(chǎn)品的感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，發(fā)酵時(shí)間100 d時(shí)產(chǎn)品感官評(píng)分達(dá)到最高，為88分。繼續(xù)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，產(chǎn)品酸度增加，口感不佳，不爽口。

圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)菊芋葉酵素評(píng)分的影響

2.1.4 發(fā)酵溫度對(duì)菊芋葉酵素評(píng)分的影響

由圖4可知，隨著發(fā)酵溫度逐漸升高，產(chǎn)品的感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，發(fā)酵溫度30 ℃時(shí)，產(chǎn)品感官評(píng)分達(dá)到最高，為88分；繼續(xù)升高發(fā)酵溫度，產(chǎn)品香味不明顯，不突出。

圖4 發(fā)酵溫度對(duì)菊芋葉酵素評(píng)分的影響

2.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取蘋果液加入量、白砂糖加入量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度對(duì)感官得分的影響。

由表2中極差值可知：影響產(chǎn)品品質(zhì)的因素主次順序?yàn)锳＞C＞B＞D，最優(yōu)方案為A2B2C2D2，即蘋果液加入量2%、白砂糖加入量20%、發(fā)酵時(shí)間100 d、發(fā)酵溫度30 ℃。在此工藝重復(fù)驗(yàn)證3次，平均得分為89分，大于正交試驗(yàn)結(jié)果中的任一值，說(shuō)明工藝較為合理。

表2 因素水平及正交試驗(yàn)結(jié)果

2.3 產(chǎn)品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

2.3.1 感官指標(biāo)

色澤，呈淺棕色；香氣，口感清香，有菊芋葉特有的清香氣味；滋味，有爽滑感、酸甜適口、無(wú)澀味；液體形態(tài)，均勻透明、無(wú)沉淀、無(wú)分層。

2.3.2 理化指標(biāo)

可溶性固形物含量16%；pH 4.5。

2.3.3 微生物指標(biāo)

細(xì)菌總數(shù)＜100 CFU/g；大腸菌群＜3 MPN/100 g；致病菌未檢出；余氯未檢出。

3 結(jié)論

菊芋葉酵素的最佳工藝參數(shù)為：蘋果液加入量2%，白砂糖加入量20%，發(fā)酵時(shí)間100 d，發(fā)酵溫度30 ℃。產(chǎn)品特點(diǎn)是澄清透明，具有菊芋的清香，且具有清熱除火、促進(jìn)消化吸收、抗菌消炎、活化細(xì)胞、解毒、增強(qiáng)免疫力等功效。