黃精多糖乳飲品的研制

宋俊頤，李朝夢，邴博雅，吳 澎

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東省高校食品加工技術(shù)與質(zhì)量控制重點實驗室，山東泰安 271018）

黃精（Polygonatum sibiricum）是一種藥食同源植物[1]，適合加工成各種產(chǎn)品。黃精在食品方面應(yīng)用廣泛，多以直接服用的蒸曬中藥為主，市面上現(xiàn)有黃精面包[2]、黃精餅干[3]和黃精酸奶[4]等產(chǎn)品，但以黃精為主體的飲品始終不具備完整的體系，目前黃精功能性飲品在國內(nèi)市場中占據(jù)的份額較小，隨著黃精的深加工產(chǎn)品越來越受到重視，加大對黃精的開發(fā)與利用至關(guān)重要[5]。

隨著黃精產(chǎn)品研發(fā)的愈發(fā)受重視，黃精加工過程中產(chǎn)生的皮、須等廢棄物的處理也引起了科學(xué)家們的關(guān)注，如何充分利用黃精副產(chǎn)物，在解決環(huán)境污染的同時提高黃精產(chǎn)品的附加值，成為當(dāng)前黃精產(chǎn)業(yè)研究的一個熱點。從黃精加工副產(chǎn)物中分離得到的黃精多糖，是黃精的主要功能成分，具有抗疲勞、抑制細(xì)菌活性、免疫調(diào)節(jié)、降血脂等作用[6-10]。近年來，國內(nèi)多采用超聲輔助提取法[11]、復(fù)合酶解法[12]、水提醇沉法[13]、微波提取法[14]、超臨界CO2流體萃取法[15]等方法來提取多糖。綜合各種方法，復(fù)合酶水解法更為溫和，可以保持黃精多糖原有的理化性質(zhì)，提高其提取效率。

高脂肪的攝入會造成身體肥胖、脂肪肝、高血脂、高血壓、心血管疾病等問題[16]?，F(xiàn)在人們對生活品質(zhì)的追求日益提高，飲料和功能性乳飲品的需求量逐漸變大，尤其是具有較高營養(yǎng)價值與藥理作用的飲料更受消費者喜愛[17-18]。黃精作為藥食同源的植物，從其加工廢棄物中提取多糖，開發(fā)黃精功能性乳飲品，適于高血脂和心血管疾病等人群飲用[19]，具有較好的商業(yè)前景。本實驗采用溫和的復(fù)合酶解法提取黃精多糖，并以此為原料制作飲品，加入了少量的β-環(huán)糊精，用以中和黃精獨特的味道，使其口感更佳香醇[20]；白砂糖則調(diào)和了黃精本身所具有的苦澀，與脫脂乳粉的香氣相照應(yīng)，調(diào)制成與傳統(tǒng)黃精飲品不同的、具有香甜口感且健康的黃精多糖乳飲品，不僅為黃精的開發(fā)利用提供了新的思路，對黃精的推廣也具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃精，泰安市泰山景區(qū)無恙堂健康產(chǎn)品有限公司；α-淀粉酶，北京索萊寶科技有限公司；木瓜蛋白酶，北京索萊寶科技有限公司；淀粉葡萄糖苷酶，北京索萊寶科技有限公司；脫脂乳粉，澳大利亞施普特乳制品私有公司；白砂糖，市售；β-環(huán)糊精，河南萬邦化工科技有限公司；檸檬酸，上海鑫泰實業(yè)有限公司；碳酸氫鈉，南京甘汁園糖業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

N-1001 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海愛朗儀器有限公司；SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長城科工貿(mào)有限公司；HH-6 數(shù)顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司；HJ-6 多頭磁力加熱攪拌器，國華儀器制造有限公司；800 Y 多功能粉碎機(jī)，永康市伯歐五金制品有限公司；JA1003A 電子天平，上海精天電子儀器有限公司；TGL-16M高速臺式冷凍離心機(jī)，湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；SCIENTZ-10N 冷凍干燥機(jī)，新芝凍干設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

黃精多糖乳飲品的工藝流程圖見圖1（見下頁）。

圖1 黃精多糖乳飲品的工藝流程Fig.1 Technological process of P. polysaccharide milk drinks

1.3.2 操作要點

（1）黃精多糖的提取取一定量的黃精皮渣蒸制后烘干，粉碎后至60 目過篩，按照料液比1∶10 加入去離子水溶解混勻，加入0.1 mol/L 碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)pH 至5.5～7.5，將試樣置于50～70 ℃水浴中，當(dāng)溫度升至50 ℃時開始計時，邊攪拌邊加入14.86%（w/w)α-淀粉酶，反應(yīng)35 min。冷卻至室溫；再加入0.1 mol/L 碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)pH 至6～7，將試樣液置于50～55 ℃水浴中，邊攪拌邊加入0.04%（w/w）木瓜蛋白酶，反應(yīng)30 min。冷卻至室溫；最后加入0.1 mol/L 檸檬酸溶液調(diào)節(jié)pH 至4～5，將試樣液置于58～60 ℃水浴中，邊攪拌邊加入0.33%（w/w）淀粉葡萄糖苷酶，反應(yīng)30 min，調(diào)至中性。將樣液4 000 r/min 離心10 min，取上清液在60 ℃下旋蒸，將濃縮液用無水乙醇進(jìn)行醇沉4～6 h 處理（無水乙醇∶濃縮液=3∶1）。再次放入離心（4 000 r/min、10 min），取沉淀加入去離子水溶解，設(shè)置旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀溫度為60 ℃進(jìn)行旋蒸，將濃縮液放入冰箱冷凍，最后放入冷凍干燥機(jī)進(jìn)行干燥。

（2）黃精多糖含量的測定

采用苯酚-硫酸法進(jìn)行測定[21-22]。

繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線：取25 mg 葡萄糖溶解至50 mL去離子水中，之后取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.4、1.8、2.0 mL 至10 mL 容量瓶中，將標(biāo)準(zhǔn)品、苯酚和濃硫酸分別按照2、1、5 mL 進(jìn)行混合，室溫下反應(yīng)20 min。測定490 nm處的吸光度，每組測3 次取平均值，以葡萄糖檢測質(zhì)量濃度（mg/mL）為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，制備標(biāo)準(zhǔn)曲線。

測定含量：將提取的黃精多糖溶于去離子水中制備0.1%（w/v）多糖樣品。將樣品、苯酚和濃硫酸分別按照2、1、5 mL 進(jìn)行混合，室溫下反應(yīng)20 min；測定490 nm 處吸光度，每組測3 次取平均值。

葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸方程為y=5.8639x+0.2074，R2=0.993 5。由標(biāo)準(zhǔn)曲線可知，黃精多糖含量為44.16%。

（3）黃精多糖乳飲品的制作

將上述提取的黃精多糖加入適量的水中，攪拌至完全溶解，再依次加入脫脂乳粉、白砂糖、β-環(huán)糊精進(jìn)行調(diào)配，攪拌使所有原料完全溶解，混合均勻。最后，在已滅菌的玻璃瓶中裝入配制好的黃精多糖乳飲品，保持溫度為100 ℃，滅菌處理30 min。

1.4 單因素試驗設(shè)計

1.4.1 黃精多糖加入量對乳飲品感官品質(zhì)的影響

控制純凈水加入量100 mL，白砂糖加入量3.0 g/100 mL，脫脂乳粉加入量10.0 g/100 mL，β-環(huán)糊精加入量0.3 g/100 mL，黃精多糖加入量選取5 個水平：0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g/100 mL，進(jìn)行單因素試驗，考察黃精多糖加入量對乳飲品感官品質(zhì)的影響。

1.4.2 脫脂乳粉加入量對乳飲品感官品質(zhì)的影響

控制純凈水加入量100mL，白砂糖加入量3.0g/100mL，黃精多糖加入量1.0 g/100 mL，β-環(huán)糊精加入量0.3 g/100 mL，脫脂乳粉加入量選取5 個水平：5.0、7.5、10.0、12.5、15.0 g/100 mL，進(jìn)行單因素試驗，考察脫脂乳粉加入量對乳飲品感官品質(zhì)的影響。

1.4.3 白砂糖加入量對乳飲品感官品質(zhì)的影響

控制純凈水加入量100 mL，黃精多糖加入量1.0 g/100 mL，脫脂乳粉加入量10.0 g/100 mL，β-環(huán)糊精加入量0.3 g/100 mL，白砂糖加入量選取5 個水平：1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 g/100 mL，進(jìn)行單因素試驗，考察白砂糖加入量對乳飲品感官品質(zhì)的影響。

1.4.4β-環(huán)糊精加入量對乳飲品感官品質(zhì)的影響

控制純凈水加入量100 mL，黃精多糖加入量1.0 g/100 mL，脫脂乳粉加入量10.0 g/100 mL，白砂糖加入量3.0 g/100 mL，β-環(huán)糊精加入量選取5 個水平：0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g/100 mL，進(jìn)行單因素試驗，考察β-環(huán)糊精不同加入量對乳飲品感官品質(zhì)的影響。

1.5 正交試驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選擇脫脂乳粉、白砂糖、黃精多糖和β-環(huán)糊精的加入量為因素，采用4 因素3 水平L9(34)正交試驗設(shè)計，確定最優(yōu)的配方條件。具體試驗設(shè)計如表1 所示。

表1 正交因素水平設(shè)計表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.6 感官評價方法

選擇20 名學(xué)生經(jīng)培訓(xùn)后組成感官評價小組，從組織結(jié)構(gòu)、色、口感、香氣和質(zhì)地5 個方面對產(chǎn)品進(jìn)行感官評價，滿分為100分，結(jié)果取平均值。感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standard for sensory evaluation

1.7 微生物指標(biāo)的測定

菌落總數(shù)：采用《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)測定食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》（GB 4798.2—2016）[23]測定。

大腸桿菌：采用《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)測定食品微生物檢驗大腸桿菌計數(shù)》（GB 4789.3—2016）[24]測定。

1.8 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2019 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析并繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 黃精多糖加入量對乳飲品感官品質(zhì)的影響

黃精多糖加入量對乳飲品感官評價的影響結(jié)果如圖2 所示。由圖知，當(dāng)黃精多糖加入量為0.5 g/100 mL時，黃精味寡淡；當(dāng)加入量為1.0 g/100 mL時，乳飲品甘香可口，黃精味適中；隨著黃精多糖加入量的增多，口感逐漸變差，澀味逐漸增強(qiáng)，顏色逐漸加深。因此，黃精多糖加入量選擇0.5、1.0、1.5 g/100 mL 進(jìn)行正交試驗。

圖2 黃精多糖加入量對乳飲品感官評價的影響Fig.2 Effects of P. sibiricum polysaccharide addition on sensory evaluation of milk drinks

2.1.2 脫脂乳粉加入量對乳飲品感官品質(zhì)的影響

脫脂乳粉加入量對乳飲品感官評價的影響如圖3（見下頁）所示。由圖知，隨脫脂乳粉加入量的增加，乳飲品的口味逐漸變得鮮甜可口，香氣適中；當(dāng)脫脂乳粉加入量為10.0 g/100 mL時，乳飲品口感最好；脫脂乳粉加入量超過10.0 g/100 mL時，乳飲品的奶香味開始變得過濃。因此，脫脂乳粉加入量選擇7.5、10.0、12.5 g/100 mL 進(jìn)行正交試驗。

圖3 脫脂乳粉加入量對乳飲品感官評價的影響Fig.3 Influence of skim milk powder addition on sensory evaluation of milk drinks

2.1.3 白砂糖加入量對乳飲品感官品質(zhì)的影響

白砂糖加入量對乳飲品感官評價的影響如圖4 所示。由圖知，白砂糖加入量增至2.0 g/100 mL時，乳飲品的口感最佳，甜味適中；當(dāng)白砂糖加入量超過2.0 g/100 mL時，乳飲品的整體口感變差，甜味過重。因此，白砂糖加入量選擇1.0、2.0、3.0 g/100 mL 進(jìn)行正交試驗。

圖4 白砂糖加入量對乳飲品感官評價的影響Fig.4 Effect of sugar addition on sensory evaluation of milk drinks

2.1.4β-環(huán)糊精加入量對乳飲品感官品質(zhì)的影響

β-環(huán)糊精加入量對乳飲品感官評價的影響如圖5所示。由圖知，隨著β-環(huán)糊精加入量的增加，乳飲品的澀味逐漸減弱，甘香適宜；當(dāng)β-環(huán)糊精加入量為0.3 g/100 mL時，乳飲品口感最好；當(dāng)加入量超過0.3 g/100 mL時，乳飲品略帶酸味，且對黃精多糖澀味改變不大。因此，β-環(huán)糊精加入量選擇0.2、0.3、0.4 g/100 mL 進(jìn)行正交試驗。

圖5 β-環(huán)糊精加入量對乳飲品感官評價的影響Fig.5 Effects of β-cyclodextrin addition on sensory evaluation of milk drinks

2.2 正交試驗結(jié)果

表3 顯示，對乳飲品感官品質(zhì)的影響由大到小依次為A、D、B、C，即黃精多糖加入量是影響感官評價的主要因素，其次是β-環(huán)糊精和脫脂乳粉，白砂糖添加量影響最小。本試驗的最佳組合為A2B2C3D2，即1.0 g/100 mL 的黃精多糖、10.0 g/100 mL 的脫脂乳粉、3.0 g/100 mL 的白砂糖、0.3 g/100 mL 的β-環(huán)糊精。經(jīng)試驗驗證，該條件下制得的乳飲品感官評分為87，優(yōu)于其他試驗組，因此為最佳的配方組合，制得的黃精多糖乳飲品呈淺褐色，具有黃精多糖和脫脂乳粉復(fù)合的自然香氣，入口絲滑，香甜可口。

表3 正交試驗結(jié)果表Table 3 Results of orthogonal experiment

2.3 產(chǎn)品微生物指標(biāo)

菌落總數(shù)27 CFU/mL；大腸桿菌2 MPN/100 mL；致病菌未檢出。符合國家安全標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

本試驗以黃精加工副產(chǎn)物為原料提取黃精多糖，黃精粗多糖的含量為44.16%，通過添加脫脂乳粉、白砂糖和β-環(huán)糊精制成一款乳飲品。對黃精多糖乳飲品的配方進(jìn)行研究，通過正交試驗確定了黃精多糖乳飲品的最佳配方為脫脂乳粉10.0 g/100 mL、黃精多糖1.0 g/100 mL、白砂糖3.0 g/100 mL、β-環(huán)糊精0.3 g/100 mL。通過極差分析確定影響黃精可溶性乳飲品的四個主要因素的主次順序為黃精多糖、β-環(huán)糊精、脫脂乳粉和白砂糖。在此工藝條件下得到的黃精多糖乳飲品質(zhì)地均勻，無沉淀，具有黃精和脫脂乳粉獨特的香氣，香甜適中。黃精多糖有提高抗氧化能力和免疫力等作用，在黃精加工副產(chǎn)物中提取黃精多糖，并對其進(jìn)行深加工可以增加其附加值，在食品領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。