菌草復(fù)合飲料配方的研究

童金華

（福建農(nóng)林大學(xué)國(guó)家菌草工程技術(shù)研究中心，福建，福州 350002）

菌草是指適合于栽培食藥用菌的野生或人工栽培的草本植物。如蘆竹、巨菌草、芒萁、檸檬香茅、紫花苜蓿等草本植物[1]。菌草中含有蛋白質(zhì)、氨基酸、類黃酮、皂苷、多糖類和多種芳香類物質(zhì)等多種人體所需的營(yíng)養(yǎng)素和具有提高人體免疫力的活性物質(zhì)[2-8]。檸檬香茅（Cymbopogon citratus (DC.) Stapf）含有多糖、多酚、黃酮類及香茅精油，研究表明香茅這些物質(zhì)具有和胃、抗癌、降脂降糖、消炎抑菌等作用[9-13]。紫花苜蓿（Medicago sativa） 原意為“所有食物之父”，含豐富的營(yíng)養(yǎng)，如膳食纖維、葉蛋白、黃酮類、綠原酸、多糖、甾醇、皂苷、香豆素、三萜類化合物和維E 等多種生物活性物質(zhì)[14]。巨菌草也含有豐富的膳食纖維、植物蛋白、糖類物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)素，且汁液豐富，可榨汁約50%以上的汁液，巨菌草汁液可溶性固形物高達(dá)3.2%[15]。因此，以菌草中巨菌草、檸檬香茅和紫花苜蓿作為開發(fā)菌草飲料的首選原料，研究菌草飲料配方工藝，以期為菌草在食品領(lǐng)域應(yīng)用提供基礎(chǔ)研究。

1 材料與方法

1.1 材料

巨菌草和香茅，福建農(nóng)林大學(xué)國(guó)家菌草工程技術(shù)研究中心提供；紫花苜蓿和白砂糖，均為市售；檸檬酸、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、海藻酸鈉、黃原膠、維C 等，均為食品級(jí)，市售；95%乙醇為分析純。

1.2 儀器設(shè)備

R1002B 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海申生科技有限公司產(chǎn)品；2-16P 型高速離心機(jī)，Sigma 公司產(chǎn)品；BS110S 型電子分析天平，北京賽多利期天平有限公司產(chǎn)品；KQ-300DE 型數(shù)控超聲波清洗器，昆山市儀器有限公司產(chǎn)品；YZ108S 型榨汁機(jī)，廣州善友機(jī)械設(shè)備有限公司產(chǎn)品；QY-500 型高速溶裁斷往復(fù)式切藥機(jī)，杭州富陽(yáng)康華機(jī)械設(shè)備廠產(chǎn)品；30B 型萬(wàn)能粉碎機(jī)，江蘇瑰寶集團(tuán)有限公司產(chǎn)品；JMFB -65 型膠體磨，上海愛(ài)思杰制泵有限公司產(chǎn)品；SHR00-70 型均質(zhì)機(jī)，上海申鹿均質(zhì)機(jī)有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

①巨菌草→選料→清洗→壓榨→過(guò)濾→巨菌草清汁；

②香茅→選料→清洗→切碎→浸提→過(guò)濾→香茅浸提液；

③紫花苜?！x料→清洗→切碎→浸提→過(guò)濾→紫花苜蓿浸提液；

④復(fù)配乳化劑→溶脹→過(guò)濾→復(fù)合穩(wěn)定劑膠液；

①+②+③+④→調(diào)配→均質(zhì)→灌裝→封口→殺菌→冷卻→成品。

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1） 巨菌草汁制備要點(diǎn)。①選料、清洗。選擇生長(zhǎng)120 d 的新鮮巨菌草，去葉，將秸桿清洗干凈。②壓榨。將洗凈瀝水的巨菌草秸桿，壓榨出鮮草汁，經(jīng)100 目濾網(wǎng)過(guò)濾，并添加0.35%維C 護(hù)色，離心取上清液，備用。

（2） 香茅浸提液制備要點(diǎn)。①選料、清洗。選擇新鮮香茅的地上部分，去除雜質(zhì)，病蟲腐葉，洗凈瀝去水分，用切片機(jī)切成2~3 mm 碎段備用。②浸提、過(guò)濾。60%乙醇溶液（料液比1∶15），溫度60 ℃，超聲浸提60 min，重復(fù)1 次，合并2 次浸提液，55 ℃下減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收乙醇，去乙醇溶液經(jīng)過(guò)濾、離心，得香茅浸提液備用。

（3） 紫花苜蓿浸提液的制備要點(diǎn)。①選料、清洗。選用干燥色綠的紫花苜蓿，去其雜物，粉碎過(guò)80 目篩，取下篩物備用。②浸提、過(guò)濾。75%乙醇溶液（料液比1∶10） 超聲功率300 W，溫度60 ℃，浸提60 min，重復(fù)1 次，2 次合并浸提液，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀55 ℃，減壓回收乙醇，去乙醇溶液經(jīng)過(guò)濾得紫花苜蓿浸提液備用。

（4） 乳化劑膠液制備。取適量復(fù)配乳化劑加入部分白砂糖混勻，加入復(fù)合菌草溶液緩慢攪拌加熱溶脹，料液比為1∶20。

（5） 飲料調(diào)配。飲料調(diào)配時(shí)原輔料應(yīng)根據(jù)量大、易溶先加入，黏度大有泡后加入，容易發(fā)生相互間化學(xué)變化應(yīng)分開的原則[16]。根據(jù)工藝配方設(shè)計(jì)，先將巨菌草汁、香茅浸提液、紫花苜蓿浸提液混合，按比例混合，加入乳化劑溶液攪拌均勻，并加入剩余白砂糖溶解，最后將檸檬酸加入，加熱至70 ℃后攪拌均勻，并定容。

（6） 過(guò)濾、冷卻、均質(zhì)、脫氣。用100 目雙層絹布過(guò)濾，濾液經(jīng)膠體磨處理15 min 后，均質(zhì)（壓力為0.35~0.45 MPa） 15 min，然后脫氣、灌裝、封口。

（7） 殺菌、冷卻。封口后置殺菌溫度為90 ℃以上熱水中進(jìn)行水浴殺菌15 min，殺菌后冷水冷卻至30~35 ℃。

1.3.3 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[17]

取10 mL 離心管稱取適量飲料樣品M0，以轉(zhuǎn)速5 000 r/min 離心30 min，棄上清液得沉淀M1，M1/M0的比值，即為沉淀率R。以制作常溫放置24 h 后的離心沉淀率為R0，貯藏30 d，每6 d 抽樣測(cè)定菌草飲料樣品離心沉淀率R，R 值越小且存貯期間的變化越小，則表明穩(wěn)定性越好。

1.3.4 感官評(píng)價(jià)

邀請(qǐng)10 名有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員進(jìn)行品評(píng)評(píng)分，取各項(xiàng)目分值的平均值乘權(quán)重，加權(quán)則為菌草飲料品評(píng)分。

菌草復(fù)合飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 菌草復(fù)合飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 及正交助手進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素分析

2.1.1 菌草復(fù)合比的確定

巨菌草清汁（A）、香茅浸提液（B）、苜蓿浸提液（C） 3 種菌草復(fù)配比不同影響菌草飲料的風(fēng)味、口感和可溶性固形物含量，同時(shí)也影響著菌草飲料的穩(wěn)定性。由表1 可知，不同菌草配比研制而成的菌草飲料感官評(píng)分差異主要是風(fēng)味和狀態(tài)上的變化影響品評(píng)結(jié)果。由于苜蓿浸提液和香茅浸提液兩者的風(fēng)味獨(dú)特，搭配得當(dāng)不僅營(yíng)養(yǎng)豐富，還可突出菌草飲料特有風(fēng)味。

菌草復(fù)配比感官評(píng)價(jià)結(jié)果見表2，菌草不同復(fù)配比對(duì)菌草飲料穩(wěn)定性的影響見圖1。

由表2 可知，A、B 和C 復(fù)合比影響菌草飲料的色澤和穩(wěn)定性，同時(shí)也對(duì)風(fēng)味起著重要作用。且B和C 的添加對(duì)菌草飲料的風(fēng)味和狀態(tài)的評(píng)價(jià)分值。如組5、組4 和組3 隨B 與C 的配比增加，菌草飲料的品質(zhì)評(píng)價(jià)漸次，分值漸低。

表2 菌草復(fù)配比感官評(píng)價(jià)結(jié)果

由圖1 可知，隨菌草復(fù)合比的不同，菌草飲料穩(wěn)定性也隨著改變，其中香茅浸提液占比的變化對(duì)菌草飲料的穩(wěn)定性影響極顯著（p<0.01），R 值隨著香茅浸提液的添加比增加而增大。組5 香茅浸提液占比50%，菌草飲料的穩(wěn)定性最差，其R 值初始值最大，并隨著時(shí)間增加穩(wěn)定性降低。反之，組1 和組2 菌草飲料的穩(wěn)定性較為穩(wěn)定，特別是當(dāng)香茅浸提液占比為10%時(shí)其R 值初始最小，且隨存貯時(shí)間的增加R 值變化極小，菌草飲料在存貯30 d 的穩(wěn)定性最佳。組2 雖R 值與組1 比稍大，但結(jié)合感官品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果，組2 的菌草飲料感官評(píng)分值高，且風(fēng)味飽滿、協(xié)調(diào)，故菌草復(fù)合比選擇組2 方案即A∶B∶C 為 5∶2∶3。

圖1 菌草不同復(fù)配比對(duì)菌草飲料穩(wěn)定性的影響

2.1.2 復(fù)配乳化劑添加量的確定

乳化劑對(duì)液體飲料的穩(wěn)定性起著重要作用。適量的乳化劑可保持飲料的液態(tài)呈穩(wěn)定狀態(tài)，避免飲料中脂肪分離、蛋白質(zhì)及多糖類物質(zhì)沉淀。經(jīng)預(yù)試驗(yàn)乳化劑選擇結(jié)果，使用單一乳化劑效果對(duì)提高菌草飲料的穩(wěn)定性不佳，而在乳化劑復(fù)配的條件下增加了協(xié)同作用，提高菌草飲料的穩(wěn)定性。在2.1.1 試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇菌草復(fù)配比為5∶2∶3，其余條件不變的條件下進(jìn)行復(fù)配乳化劑添加量的確定。分別添加復(fù)配乳化劑（含海藻酸鈉、黃原膠、CMC-Na）質(zhì)量百分比為0.05%，0.07%，0.09%，0.11%，0.13%進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，菌草飲料在常溫貯存30 d，每隔6 d測(cè)定其沉淀率R。

乳化劑對(duì)菌草飲料感官品質(zhì)的影響見表3，乳化劑對(duì)菌草飲料穩(wěn)定性的影響見圖2。

表3 乳化劑對(duì)菌草飲料感官品質(zhì)的影響

圖2 乳化劑對(duì)菌草飲料穩(wěn)定性的影響

由表3 或圖2 可知，隨著復(fù)配乳化劑添加量增加，菌草飲料的穩(wěn)定性趨勢(shì)也隨之變化。當(dāng)乳化劑添加量為0.07 %時(shí)，菌草飲料的R 值最小。且組織狀態(tài)均勻，無(wú)沉淀無(wú)懸浮。當(dāng)復(fù)配乳化劑添加量為0.05%，由于添加量不足、乳化強(qiáng)度較低，無(wú)法完全包埋菌草飲料中的多糖、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)，而使這些大分子物質(zhì)在靜置存貯過(guò)程中形成沉淀物。當(dāng)乳化劑添加為0.09%，0.11%，0.13%時(shí)，由于復(fù)配乳化劑添加量過(guò)多，菌草飲料組織狀態(tài)不均勻，產(chǎn)生絮狀物懸浮或呈絮凝狀態(tài)，離心后沉淀物為膠狀物，致R 值增大，曲線上移。因此，可選擇菌草復(fù)合飲料復(fù)配乳化劑添加量為0.07%，方差分析也表明，適量的復(fù)配乳化劑對(duì)提高菌草飲料穩(wěn)定性有極顯著 （p<0.01） 效果。

2.1.3 檸檬酸添加量的確定

為了調(diào)整飲料酸度，提高乳化劑的乳化作用，采用檸檬酸來(lái)調(diào)節(jié)菌草復(fù)合飲料酸度使其達(dá)到酸甜可口，同時(shí)保證菌草復(fù)合飲料的穩(wěn)定性效果。在2.1.1 或2.1.2 試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇菌草復(fù)配比為5∶2∶3，乳化劑添加量0.07%，其余條件不變的情況下，檸檬酸添加量分別以0.10%，0.20%，0.30%，0.40%，0.50%進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和菌草飲料穩(wěn)定性分析。

檸檬酸添加量對(duì)菌草飲料感官品質(zhì)的影響見表4，檸檬酸對(duì)菌草飲料穩(wěn)定性影響見圖3。

圖3 檸檬酸對(duì)菌草飲料穩(wěn)定性影響

由表4 可知，檸檬酸的添加量影響菌草復(fù)合飲料的風(fēng)味和組織狀態(tài)。當(dāng)檸檬酸添加量為0.40%和0.50%時(shí)，酸味較強(qiáng)，酸甜不協(xié)調(diào)。此外，由于檸檬酸添加量較大，pH 值降低，導(dǎo)致乳化劑乳化作用減弱，從而菌草復(fù)合飲料的組織狀態(tài)不穩(wěn)定。而檸檬酸添加量為0.10%時(shí)，甜感強(qiáng)、酸弱化、口感不協(xié)調(diào)。再?gòu)木輳?fù)合飲料的穩(wěn)定性來(lái)分析，不同添加量檸檬酸的菌草復(fù)合飲料沉淀率R30（樣品存貯至第30 天） 與初始值R0 變化趨勢(shì)曲線可知，從檸檬酸添加量 0.30%之后菌草復(fù)合飲料的穩(wěn)定性也逐漸降低，菌草復(fù)合飲料的R 值曲線上揚(yáng)；檸檬酸添加量為0.10%~0.30%時(shí)，菌草復(fù)合飲料的R 值曲線呈較平穩(wěn)狀態(tài)。由此可見，檸檬酸添加顯著（p<0.05）影響菌草飲料穩(wěn)定性。因此，綜合感官品質(zhì)評(píng)價(jià)及R 值曲線，可確定檸檬酸添加量為0.30%時(shí)，可提高菌草飲料的感官品質(zhì)，確保菌草復(fù)合飲料穩(wěn)定性。

表4 檸檬酸添加量對(duì)菌草飲料感官品質(zhì)的影響

2.2 正交試驗(yàn)法優(yōu)化飲料配方

在單因素分析結(jié)果條件下，以復(fù)合菌草（A）、復(fù)配乳化劑（B）、檸檬酸（C） 為正交因素，采用L9（34）正交試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化。

正交因素與水平設(shè)計(jì)見表5，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表6，方差分析見表7。

表5 正交因素與水平設(shè)計(jì)

由表6 和表7 可知，A、B、C 三因素影響菌草飲料穩(wěn)定性的順序?yàn)锳>C>B；方差分析結(jié)果表明，A、C 兩因素對(duì)菌草飲料的穩(wěn)定性具有顯著影響（p<0.05），即復(fù)合菌草的配比和檸檬酸的添加量均會(huì)影響菌草飲料的沉淀率R 值。復(fù)合乳化劑對(duì)菌草飲料的品質(zhì)影響不顯著。為保證菌草飲料穩(wěn)定性，降低沉淀率（R 值），故優(yōu)選配方為A2B3C1, 即巨菌草汁、香茅浸提液與苜蓿浸提液配比為5.2∶1.8∶3.0，復(fù)配乳化劑添加量為0.075%，檸檬酸添加量為0.25%。

表6 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

表7 方差分析

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，即巨菌草汁、香茅浸提液與苜蓿浸提液比為5.2∶1.8∶3.0，復(fù)配乳化劑添加量為0.075%，檸檬酸添加量為0.25%，其余輔料相同，同一工藝條件下進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)菌草飲料的感官、沉淀率（R） 檢測(cè)，其結(jié)果表明，菌草飲料色澤均勻，具有菌草特有風(fēng)味，口感柔順、酸甜適口，可溶性固形物含量為10.8%，pH 值 4.2，沉淀率 （R） 為 0.377%。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)優(yōu)選和配方驗(yàn)證，確定菌草飲料最優(yōu)配方為100 g 復(fù)合菌草料液中巨菌草汁、香茅浸提液與苜蓿浸提液比5.2∶1.8∶3.0，復(fù)配乳化劑添加量0.075%，檸檬酸添加量0.25%，白砂糖6.5%，加工而成的菌草飲料具有菌草飲料特有草香及風(fēng)味，口感柔和、酸甜適口，可溶性固形物含量為10.8%，pH 值4.2，180 d 常溫存貯沉淀率差值（△R） 為0.03。表明該配方條件穩(wěn)定，可保證菌草飲料的品質(zhì)及保質(zhì)期內(nèi)產(chǎn)品穩(wěn)定。