紫山藥、春砂仁養(yǎng)胃飲料工藝開發(fā)及風(fēng)味物質(zhì)研究

程金生，陳楚茹，彭蘊(yùn)琳，王浩丞，嚴(yán)詠彤，蔡漢僑

（韶關(guān)學(xué)院 英東食品學(xué)院，廣東 韶關(guān) 512005）

紫山藥又名腳板薯、長芋、參薯、紫淮山等，是薯蕷科植物薯蕷根莖部位. 現(xiàn)代研究表明，紫山藥富含花青素、薯蕷皂苷元、膽堿、粘多糖、尿囊素等功能成分［1］；其中，花青素等成分還具有良好的抗氧化、抗腫瘤、降血糖、免疫增強(qiáng)和調(diào)脂作用［2］.

春砂仁是陽春砂的果實(shí)，屬于姜科植物，是廣東陽春特產(chǎn)，中國國家地理標(biāo)志產(chǎn)品［3］. 春砂仁干制品一般味辛性溫，有助于治療腹瀉、胃部飽脹、嘔吐腹脹等消化不良疾病，能有效地袪濕醒脾，開胃溫脾，還能理氣安胎、納氣歸腎. 春砂仁的治療和保健功能在于袪濕和健脾胃兩個(gè)主要方面，很多民間做法是直接用新鮮春砂仁煲豬肚制備養(yǎng)胃藥膳佳肴［4］.

紫糯米又稱黑糯米、血糯米、長壽米，是水稻的一個(gè)品種，因其豐富的營養(yǎng)和藥用價(jià)值而被稱為“黑珍珠”［5］. 經(jīng)常食用紫糯米對青年早生白發(fā)、婦女產(chǎn)后體質(zhì)虛弱、老人病后體質(zhì)不足以及小孩貧血等等都有很好的滋補(bǔ)作用［6］. 同時(shí)，紫糯米具有開胃、健脾、明目功效.

紫山藥飲料是紫山藥開發(fā)的主要產(chǎn)品之一，是一種適合大規(guī)模生產(chǎn)的紫山藥深加工產(chǎn)品；其優(yōu)點(diǎn)是利潤高、使用方便、營養(yǎng)價(jià)值較高［7］. 紫山藥飲料主要有：全漿型、酶解型、提取型、固體飲料、發(fā)酵飲料等［8］. 隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長，消費(fèi)者對生活水平需要越來越高，市面上的食品和飲品不再局限于解決平時(shí)的口腹之欲，食品和飲品的外觀、口感、營養(yǎng)也變得尤為重要［9］.

本文研發(fā)了一種紫山藥春砂仁養(yǎng)胃飲料的工藝，同時(shí)對其風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了研究，利用此工藝生產(chǎn)的飲料風(fēng)味口感俱佳，為紫山藥復(fù)合發(fā)酵飲料的研發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)提供了一定的參考價(jià)值.

1 材料與方法

1.1 主要儀器

小型高速粉碎機(jī)（KC-6020，北京開創(chuàng)同和科技發(fā)展有限公司）；電熱鼓風(fēng)干燥箱（101-1，紹興市嚴(yán)氏風(fēng)機(jī)有限公司）；電子天平（MAX-C602，深圳市無限量衡器有限公司）；高速多功能粉碎機(jī)（YB-2000A，浙江永康市速鋒工貿(mào)有限公司）；氣相色譜聯(lián)用儀（GC-MS）（Agilent 7890A-5975C，津工儀器科技（蘇州）有限公司）；恒溫水浴鍋（HH-6，江蘇金壇市金城國盛實(shí)驗(yàn)儀器廠）；恒溫加熱磁力攪拌器（CL-R，杭州齊威儀器有限公司）；立式壓力蒸汽滅菌器（SN310C，上海爾迪儀器科技有限公司）；二聯(lián)平行不銹鋼機(jī)械攪拌發(fā)酵裝置（AEJ-20，江蘇科海生物工程設(shè)備有限公司）；小型高壓剪切乳化均質(zhì)機(jī)（JM-80，靖江先科機(jī)械設(shè)備有限公司）；半自動液體灌裝機(jī)（GLF-1-1，廣州寶川包裝機(jī)械有限公司）.

1.2 主要材料

紫山藥（江西贛州地道贛南特產(chǎn)店）；春砂仁（廣東陽江埃得羅旗艦店）；紫糯米（廣州樂善坊健康食品有限公司）；無抗生素牛奶（內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司）；保加利亞乳酸桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌（食品級，北京晶晶陽光商貿(mào)有限公司）；果葡糖漿、瓜兒豆膠、黃原膠、蔗糖酯（食品級，內(nèi)蒙古阜豐生物技術(shù)有限公司）；檸檬酸（食品級，濟(jì)南東軒生物工程有限公司）；α-淀粉酶、糖化酶（食品級，山東豫之興生物科技有限公司）.

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 紫山藥、春砂仁養(yǎng)胃飲料生產(chǎn)工藝流程

1.3.2 發(fā)酵母液制備單因素試驗(yàn)

以感官評價(jià)為指標(biāo)，試驗(yàn)了牛奶與漿液比例、混合液發(fā)酵溫度、混合液發(fā)酵時(shí)間對飲料發(fā)酵母液制備效果的影響.

1.牛奶與漿液比試驗(yàn)

量取處理好的漿液（紫山藥粉、春砂仁粉、紫糯米粉3者與水按比例混合、處理、過濾后的濾液），固定混合液發(fā)酵溫度為42 ℃、發(fā)酵時(shí)間為5.0 h，牛奶與漿液比例分別按1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)酵結(jié)束后過濾得發(fā)酵母液，根據(jù)感官評價(jià)得出牛奶與漿液混合比的較佳水平進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn).

2.發(fā)酵溫度試驗(yàn)

量取處理好的漿液，固定牛奶與漿液比例為1∶3、發(fā)酵時(shí)間為5.0 h，發(fā)酵溫度分別按39、40、41、42、43、44 ℃進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)酵結(jié)束過濾得發(fā)酵母液，根據(jù)感官評價(jià)得出混合液發(fā)酵溫度的較佳水平進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn).

3.發(fā)酵時(shí)間試驗(yàn)

量取處理好的漿液，固定牛奶與漿液比例為1∶3，固定發(fā)酵溫度為42 ℃，發(fā)酵時(shí)間分別按3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0 h進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)酵結(jié)束過濾得發(fā)酵母液，根據(jù)感官評價(jià)得出混合液發(fā)酵時(shí)間的較佳水平進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn).

1.3.3 發(fā)酵母液制備的正交優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)牛奶與漿液比、混合液發(fā)酵溫度、混合液發(fā)酵時(shí)間這3個(gè)影響因素單因素試驗(yàn)結(jié)果，按L9（34）設(shè)計(jì)正交因素水平，進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)，采用極差分析法確定最佳發(fā)酵母液制備工藝參數(shù)，正交設(shè)計(jì)因素水平如表1.

表1 發(fā)酵母液制備正交優(yōu)化試驗(yàn)的因素水平設(shè)計(jì)表

1.3.4 飲料穩(wěn)定劑配比的正交優(yōu)化試驗(yàn)

總體積以100%計(jì)，控制發(fā)酵母液為65%、果葡糖漿（甜味劑）為9%、檸檬酸（矯味劑）為0.6%，添加相應(yīng)配比的穩(wěn)定劑，以感官評價(jià)為指標(biāo)，研究不同穩(wěn)定劑配比對發(fā)酵飲料制備的影響. 根據(jù)瓜兒豆膠、黃原膠、蔗糖酯3個(gè)穩(wěn)定劑單因素的試驗(yàn)結(jié)果，按L9（34）設(shè)計(jì)正交因素水平，進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)，采用極差分析法確定最佳穩(wěn)定劑配比，正交設(shè)計(jì)因素水平如表2.

表2 飲料穩(wěn)定劑配比正交優(yōu)化試驗(yàn)的因素水平設(shè)計(jì)表

1.3.5 感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

感管評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，見表3.

表3 感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.6 風(fēng)味物質(zhì)檢測

利用GC-MS檢測上述飲料成品風(fēng)味物質(zhì).

萃取條件：樣品置于60 ℃水浴，500 rpm攪拌20 min，插入活化的萃取針頂空萃取30 min. 萃取針使用前，在進(jìn)樣口250 ℃活化20 min.

GC條件：進(jìn)樣口溫度250 ℃，氣-質(zhì)接口溫度250 ℃，載氣流速1.2 mL·min-1，不分流進(jìn)樣；萃取針在進(jìn)樣口解析20 min后進(jìn)樣.

升溫程序：初始50 ℃，保持2 min，以5 ℃·min-1升溫到100 ℃保持1 min，然后5 ℃·min-1升溫到 180 ℃保持2 min，再10 ℃·min-1升溫到250 ℃保持8 min.

MS條件：離子源溫度230 ℃，四級桿溫度150 ℃，EI電離70 eV，全掃描50~550 da.

2 結(jié)果與討論

2.1 發(fā)酵母液制備優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

由表4中R值可知，各因素對發(fā)酵母液制備工藝的影響主次順序?yàn)椋篈1＞C1＞B1，即牛奶與漿液比的影響最大，其次是混合液發(fā)酵時(shí)間，而混合液發(fā)酵溫度影響最小. 根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定最佳的發(fā)酵母液制備工藝條件為A12B12C13，即牛奶與漿液比例為1∶2、混合液發(fā)酵溫度為41 ℃、混合液發(fā)酵時(shí)間為5.0 h.

表4 發(fā)酵母液制備工藝優(yōu)化L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表4

2.2 飲料穩(wěn)定劑配比優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

由表5中R值可知，各因素對發(fā)酵飲料穩(wěn)定劑配比的影響主次順序?yàn)椋篈2＞C2＞B2，即瓜兒豆膠的影響最大，其次是蔗糖酯，而黃原膠的影響最小. 根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定最佳的飲料穩(wěn)定劑配比工藝條件為A22B22C23，即瓜兒豆膠添加量為0.08%、黃原膠添加量為0.08%、蔗糖酯添加量為0.06%.

表5 飲料穩(wěn)定劑配比優(yōu)化L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果

2.3 飲料風(fēng)味物質(zhì)檢測分析

風(fēng)味物質(zhì)定性定量分析：基于NIST 11質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫，使用AMDIS軟件進(jìn)行雙向檢索定性，峰面積百分比值為相對含量；飲料總離子色譜圖如圖1；共檢出40種活性物質(zhì)，其中30種成分為確定風(fēng)味物質(zhì)如表6.

表6 飲料風(fēng)味物質(zhì)分析

圖1 飲料GC-MS檢測總離子色譜圖

3 結(jié)論

本研究以紫山藥、春砂仁、紫糯米等3種藥食同源食物為原料，混合飲用純凈水以及無抗生素牛奶，經(jīng)過單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)，得出發(fā)酵母液制備最佳工藝條件為：牛奶與漿液比例為1∶2、混合液發(fā)酵溫度為41 ℃、混合液發(fā)酵時(shí)間為5.0 h；飲料穩(wěn)定劑最優(yōu)配比條件為：瓜兒豆膠添加量為0.08%、黃原膠添加量為0.08%、蔗糖酯添加量為0.06%. 該工藝條件下生產(chǎn)的養(yǎng)胃發(fā)酵飲料風(fēng)味口感俱佳；既可以常溫保存，也可以低溫冷藏保存，未出現(xiàn)分層現(xiàn)象，具有良好的穩(wěn)定性，為紫山藥復(fù)合發(fā)酵飲料的研發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)提供了一定的參考價(jià)值，具有較好的應(yīng)用前景.