白蕓豆中α-AI的提取工藝及白蕓豆山楂復(fù)合飲料的工藝研究

馮晶晶 陳思宇

α-AI能夠有效抑制腸道中的α-淀粉酶活性，具有降低血糖、血脂和減肥的作用，可以預(yù)防糖尿病和治療肥胖。與其他豆類相比，白蕓豆中的α-AI活性更強、安全性更高。本文以白蕓豆為原料，經(jīng)過單因素試驗和正交試驗對α-AI的提取參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并用含α-AI的白蕓豆液研制出一種白蕓豆山楂復(fù)合飲料，該飲料兼具白蕓豆的清香味和山楂的爽口，色澤鮮亮，具有一定的市場開發(fā)價值。

一、白蕓豆中α-AI的提取工藝

1.試驗材料與試劑。白蕓豆，吉林通化；α-淀粉酶，上?？评噭┯邢薰荆环€(wěn)定劑（羧甲基纖維素鈉），山東鑫偉商貿(mào)有限公司；DNS試劑、可溶性淀粉酶，上海撫生實業(yè)有限公司。

2.試驗儀器與設(shè)備。分析天平，上海贊維衡器有限公司；智能水浴鍋，上海勝衛(wèi)電子科技有限公司；高速冷凍離心機，雷勃泰科國際有限公司；可見分光光度計，日本津島公司；粉碎機，江蘇裕昌干燥工程有限公司；鼓風(fēng)干燥箱，吳江德順電熱設(shè)備廠；高壓均質(zhì)機，上海錦竹機械設(shè)備有限公司；滅菌鍋，廣州市華粵行儀器有限公司。

3.工藝流程。白蕓豆→除渣→粉碎→溶解→調(diào)節(jié)pH→離心→過濾→α-AI粗提取液。

4.操作要點。（1）原料預(yù)處理：選擇新鮮、成熟度良好的白蕓豆，用清水洗凈，放入4℃的水中浸泡10h，剝?nèi)ネ馄ず蠓湃敫稍锵涓稍?。?）粉碎：將烘干的去皮白蕓豆放入粉碎機中粉碎，過80目篩得到白蕓豆粉。（3）調(diào)節(jié)pH：取白蕓豆粉5g并根據(jù)料液比添加蒸餾水，恒溫攪拌至完全溶解，添加0.5mol/L NaOH，調(diào)整白蕓豆樣液pH。（4）離心、過濾：將白蕓豆樣液于8000r/min的條件下離心25min，過濾，取上清液，得到α-AI粗提取液。

5.白蕓豆中α-AI提取條件的確定。（1）α-AI抑制率的測定。按照趙蓉文章中提到的方法進(jìn)行測定。（2）白蕓豆α-AI提取單因素試驗。分別對白蕓豆液的pH值（3.5、4.5、5.5、6.5、7.5）、水浴溫度（20℃、30℃、40℃、50℃、60℃）、料液比（1：4g/mL、1：6g/mL、1：8g/mL、1：10g/mL、1：12g/mL）、離心時長（10min、15min、20min、25min、30min）進(jìn)行單因素試驗，研究各因素對α-AI抑制率的影響。（3）正交試驗優(yōu)化提取條件。在單因素試驗結(jié)果基礎(chǔ)上，對白蕓豆液pH值、水浴溫度、料液比、離心時長進(jìn)行正交優(yōu)化，正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。

二、白蕓豆山楂復(fù)合飲料的制作工藝

1.工藝流程。白蕓豆山楂復(fù)合飲料的工藝流程如下所示：

白蕓豆液、白砂糖、穩(wěn)定劑

↓

山楂→挑選、清洗→蒸煮→破碎榨汁→調(diào)配、均質(zhì)→脫氣→灌裝→殺菌→冷卻→成品

2.操作要點。（1）挑選、清洗：選擇無病蟲害、無霉?fàn)€的新鮮山楂，放入水中清洗干凈，然后去核。（2）調(diào)配、均質(zhì)：將白蕓豆液、山楂汁、白砂糖和穩(wěn)定劑按照一定比例混合均勻，進(jìn)行均質(zhì)處理，均質(zhì)溫度為60℃、壓力為18Mpa。（3）灌裝、殺菌：將玻璃瓶清洗消毒后灌裝，在95℃的溫度下滅菌15min。

3.白蕓豆山楂復(fù)合飲料配方試驗。（1）單因素試驗。分別對白蕓豆液用量（10%、15%、20%、25%、30%）、山楂汁用量（5%、10%、15%、20%、25%）、白砂糖用量（3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%）、穩(wěn)定劑用量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%）進(jìn)行單因素試驗，由30名專業(yè)品鑒人員組成按表2所示對各飲料進(jìn)行感官評價。（2）正交試驗。在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，對白蕓豆液用量、山楂汁用量、白砂糖用量、穩(wěn)定劑用量進(jìn)行正交優(yōu)化試驗，采用感官評分作為試驗指標(biāo)，確定飲料最佳配方，正交試驗因素及水平見表3。

三、試驗結(jié)果與分析

1.白蕓豆中α-AI的單因素試驗結(jié)果。經(jīng)研究得出，隨著pH的升高，α-AI抑制率逐漸增長。在pH＝6.5時，淀粉酶抑制率達(dá)到峰值，然后逐漸降低。這是由于酸堿過度，從而導(dǎo)致α-AI失活，使抑制率大幅下降。

隨著水浴溫度的提升，α-AI抑制率逐漸增長，在50℃時抑制率達(dá)到最大值，超過50℃時，抑制率開始下降。實驗結(jié)果表明，適當(dāng)升高溫度可提高α-AI抑制率，但是溫度過高會使α-AI滅活從而導(dǎo)致抑制率降低。

料液比從1：4提高到1：8的過程中，α-AI的抑制率逐漸提高，料液比在1：8提高到1：12的過程中，抑制率開始下降。這是因為隨著料液比的提高，會降低黏度，有利于α-AI的溶出，抑制率增加；如果料液比過大，α-AI的濃度被稀釋，從而導(dǎo)致α-AI的抑制率下降。

離心時長在15min時α-AI的抑制率達(dá)到最高，離心時長大于15min時，抑制率緩慢降低。

2.抑制率的正交試驗結(jié)果與分析。根據(jù)分析得出，因素A的R值為4.31，因素B的R值為0.99，因素C的R值為1.86，因素D的R值為1.56，各因素對α-AI抑制率的影響由強到弱的排列順序為pH＞料液比＞離心時長＞水浴溫度，A2B2C1D1為最佳組合，即白蕓豆樣液的pH為6.5、水浴溫度為50℃、料液比為1：6、離心時長為15min。

3.白蕓豆山楂復(fù)合型飲料配方的單因素試驗結(jié)果。經(jīng)研究得知，當(dāng)白蕓豆液用量為20%時，飲料感官評分最高，此時飲料的口感綿軟，具有白蕓豆獨特的豆香。當(dāng)白蕓豆液用量高于20%時，飲料顏色加深，豆腥味較重；用量超過30%以上，出現(xiàn)白色粉末狀沉淀；白蕓豆液用量減少時，雖然飲料顏色澄清度有所增加，但飲料中白蕓豆的味道變淡。因此，當(dāng)白蕓豆液用量為20%時，復(fù)合飲料的風(fēng)味最佳。

當(dāng)山楂汁用量為20%時，感官得分最高，此時色澤淡紅，口味酸甜適度，有山楂獨特的風(fēng)味。當(dāng)山楂汁用量超過20%以上，飲料風(fēng)味偏酸，山楂風(fēng)味掩蓋了白蕓豆的香氣，感官評分降低。因此，當(dāng)山楂用量為20%時，復(fù)合飲料風(fēng)味最佳。

添加白砂糖的作用在于調(diào)節(jié)山楂的酸度，從而調(diào)節(jié)飲料風(fēng)味。實驗表明，白砂糖用量為5%時，評分最高。當(dāng)白砂糖用量小于4.5%時，飲料甜度低、發(fā)酸；用量較多時，飲料變得太甜，從而掩蓋了本來的香氣，影響口感。

隨著穩(wěn)定劑用量的升高，感官得分先升后降。穩(wěn)定劑用量為0.15%時，飲料無明顯分層，香氣濃郁；用量過低時，起不到穩(wěn)定體系黏度的作用；用量過高時，對穩(wěn)定效果促進(jìn)作用不大，還會增加成本。

4.白蕓豆山楂復(fù)合型飲料配方的正交試驗結(jié)果。根據(jù)分析得出，因素A的R值為7.0，因素B的R值為5.3，因素C的R值為3.7，因素D的R值為1.0，各因素對飲料的影響程度從強到弱依次是白蕓豆液>山楂汁>白砂糖＞穩(wěn)定劑，最佳配方比為A2B3C3D1，即白蕓豆液用量20%、山楂汁用量20%、白砂糖用量4.5%、穩(wěn)定劑用量0.15%。

四、結(jié)論

本實驗以白蕓豆為主要原料，經(jīng)過單因素試驗和正交試驗，改進(jìn)白蕓豆中α-AI的提取參數(shù)，得出最佳提取工藝：白蕓豆液pH為6.5、水浴溫度為50℃、料液比為1：6、離心時長為15min。然后用含α-AI的白蕓豆液與山楂汁制備成保健型復(fù)合飲料，試驗表明：當(dāng)白蕓豆液用量20%、山楂汁用量20%、白砂糖用量4.5%、穩(wěn)定劑用量0.15%時，制成的白蕓豆山楂復(fù)合飲料兼具白蕓豆的清香味和山楂的爽口，呈現(xiàn)出獨特的口感。

基金項目：2022年國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目“白蕓豆山楂保健飲料的開發(fā)”（202210202022）。

作者簡介：馮晶晶（1999-），女，漢族，河南民權(quán)人，本科在讀，研究方向為食品科學(xué)與工程。

*通信作者：陳思宇（1993-），女，漢族，吉林通化人，助教，碩士研究生，研究方向為思想政治教育。