魔芋低聚糖、枸杞、菊花复合饮料的研制

朱畅，李伟

（1.吉林工程职业学院食品工程分院，吉林四平136000；2.吉林工程职业学院生物工程分院，吉林四平136000）

魔芋低聚糖、枸杞、菊花复合饮料的研制

朱畅1，李伟2

（1.吉林工程职业学院食品工程分院，吉林四平136000；2.吉林工程职业学院生物工程分院，吉林四平136000）

以魔芋为原料，采用β-甘露聚糖酶和超声波联合对魔芋低聚糖的提取工艺进行优化，通过正交试验确定了提取魔芋低聚糖的最佳条件为：酶添加量为0.20％，超声功率为80W，超声时间为15min，魔芋低聚糖的得率为49.98％。以魔芋低聚糖、枸杞、菊花为主要原料，添加适量柠檬酸，采用单因素和正交试验设计，以产品感官评价为指标，确定魔芋低聚糖、枸杞、菊花复合饮料的最佳工艺配方。结果表明：魔芋低聚糖添加量为8％，枸杞汁与菊花汁配比为4∶1（mL/mL），柠檬酸添加量为0.10％，加入0.05％海藻酸钠和0.10％CMC-Na。该复合饮料具有营养、保健的功能，色泽、香味、口感俱佳。

魔芋；低聚糖；枸杞；菊花；复合饮料；保健

魔芋（Amorphophallus konjac），又称鬼芋，是天南星科魔芋属多年生草本植物，魔芋性味温辛，有解毒止痛，散结消肿等功效［1］。新鲜的魔芋含有丰富的魔芋多糖，由于其分子量较大，性质不稳定，应用范围有很大的局限性，但魔芋多糖经过酶、辐照等多种方法可以得到魔芋低聚糖。魔芋低聚糖应用性质良好，具有抗氧化能力、降血糖、降血脂、护肝、截取肠道病原菌、促进双歧杆菌的增殖等生理功能［2］。

枸杞（Furctus lyciibarbari），又称苟起子，是茄科枸杞属多分枝灌木植物，性平味甘，具有益精明目、滋阴补肾、润肺之功效，含有丰富的天然胡萝卜素、维生素C、钙、铁等矿物质及多糖类成分［3］。现代药理研究表明，枸杞所含的枸杞多糖具有调节免疫、抗衰老、护肝、降血脂、降血糖等作用［4］。

菊花（Dendranthemamorifolium），又称甘菊，是菊科菊属多年生宿根性草本植物。菊花味甘苦、无毒，有散风清热、消炎解毒等功效［5］。现代药理学研究表明，菊花中含有菊胆碱、挥发油等多种成分，具有降低血压、扩张冠状动脉、抗病毒、抗炎等多种生理活性［6］。

本试验以魔芋低聚糖、枸杞、菊花为主要原料，并添加适量的柠檬酸制成的天然复合型保健饮料。利用营养丰富、风味独特的枸杞、菊花提取液和具有特殊生物活性的魔芋低聚糖复合，实现不同营养成分的互补。同时，本复合型饮料的研发对于开发和利用我国的魔芋资源，加速了其在保健食品上的应用，增加营养源意义重大。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

材料：魔芋（新鲜）、枸杞、菊花（干货）、柠檬酸、CMC-Na（食品级）：市售。

试剂：β-甘露聚糖酶：湖北康宝泰精细化工有限公司；乙醇、苯酚、浓硫酸、氢氧化钠、3，5-二硝基水杨酸、正丁醇、冰醋酸（分析纯）：国药集团化学试剂有限公司生产；酵母：安琪酵母有限公司；硅胶：青岛胜海精细硅胶有限公司。

1.2试验仪器设备

FA1140型电子天平：郑州南北仪器设备有限公司；UV754型紫外-可见分光光度计：泉州中友光学仪器有限公司；DZKW-4型电子恒温水浴锅：金坛市金南仪器制造有限公司；2WA-J型阿贝折光仪、pHS-25型数显酸度计：上海佑科仪器仪表有限公司；R501型旋转蒸发器：杭州大卫科教仪器有限公司；HYP11-2型磁力搅拌器：上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司；TDL-40B型台式离心机：上海安亭科学仪器厂；FIELDA-1800D型超声波细胞粉碎机：江苏波场智能科技股份有限公司；AB-8型树脂：上海南开树脂有限公司；KW250型硅藻土过滤机：温州市长宏轻工机械有限公司；DGT-G25型电热鼓风干燥箱：南京莱布科技实业有限公司；ZHPW-70型恒温振荡培养箱：天津市莱玻特瑞仪器设备有限公司。

1.3方法

1.3.1魔芋低聚糖复合饮料的工艺流程

1.3.2操作要点

1.3.2.1魔芋的预处理

将新鲜的魔芋洗净、切片，120℃条件下烘干，经植物粉碎机粉碎后，过100目筛制得魔芋精粉，备用。

1.3.2.2水解

将魔芋精粉加入含0.20％β-甘露聚糖酶溶液中，混匀后用恒温水浴振荡箱处理15min，然后置于超声波细胞粉碎机中，超声功率80W，处理15min，水解完成后，沸水浴10min使酶灭活。以4000 r/min离心20min，加入3倍体积的乙醇沉淀多糖，上清液在旋转蒸发器中去掉乙醇后得到低聚糖粗提液［7］。

1.3.2.3除单糖

采用酵母发酵法去除单糖，取魔芋低聚糖粗提液将其浓度调整为10％，酵母添加量为2％，置于30℃的恒温摇床中发酵12 h［8］。

1.3.2.4脱色

取除单糖后的溶液，选用AB-8树脂进行脱色，脱色温度为40℃，上柱流速为2 BV/h，树脂用量为10 g/50mL。

1.3.2.5分离

采用硅胶柱层析分离，取脱色后的溶液加入装有一定量硅胶和洗脱液的层析柱中，洗脱速度为0.2mL/min进行分离得魔芋低聚糖纯品。

1.3.2.6枸杞提取液的制备

取枸杞适量，清水洗净粉碎，加10倍量90℃的去离子水提取30min，100目尼龙网粗滤，以3 000 r/min离心10min，最后经硅藻土过滤机精滤，得到澄清透明的枸杞提取液。

1.3.2.7菊花提取液的制备

取干菊花适量，清水洗净搅碎，加10倍量90℃的去离子水浸提40min，100目尼龙网粗滤，以3000 r/min离心10min，最后经硅藻土过滤机精滤，即可得到澄清透明的菊花提取液。

1.3.2.8调配

以4∶1（mL/mL）比例配制好枸杞、菊花提取液，然后加入8％魔芋低聚糖、0.10％柠檬酸、0.05％海藻酸钠和0.10％CMC-Na，搅拌使其完全溶解并混合均匀，静置，抽滤，加去离子水至所需体积。

1.3.2.9灌装杀菌

复合饮料灌装封盖后在杀菌锅中90℃条件下杀菌30min，冷却后即得成品。

1.3.3魔芋低聚糖最佳提取条件的确定

本试验在单因素试验的基础上，以超声功率、β-甘露聚糖酶添加量、超声时间为因素，以魔芋低聚糖提取率为考察指标，采用正交试验L9（33）来确定低聚糖粗提液制备的最佳工艺参数，正交试验因素水平见表1。

1.3.4最佳配方设计

为了保证魔芋低聚糖复合饮料达到最佳品质效果，分别以枸杞、菊花提取液配比（mL/mL）、柠檬酸添加量（％）、魔芋低聚糖添加量（％）3个变量进行优化组合，进行正交试验，确定复合饮料的最佳配方。饮料调配正交试验因素水平见表2。

表1　魔芋中低聚糖提取的正交试验因素水平表Table1 Design of orthogonal test for oligosaccharideextracting from Konjac

表2　复合饮料配方L9（33）正交试验因素水平表Table2 Design of L9（33）orthogonal test for deterring com pound drink form ula

1.3.5分析方法

1.3.5.1感官评价

按设计方案进行调配，组成10人评分小组，根据国家食品感官标准，设计专用评分指标。从色泽（2分）、气味（3分）、口感（3分）、液体状态（2分）4个方面对调配结果进行综合评定，取分数的平均值。复合饮料感官分析评定标准见表3。

表3　感官分析评定标准（满分10分）Tab le3 Criteria of sensory analysisof a com pound beverage

1.3.5.2理化检验

可溶性固形物：阿贝折光仪进行测定；pH值：pH酸度计进行测定。

1.3.5.3微生物学检验

菌落总数的测定：GB/T4789.2-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》［9］；大肠菌群的测定：GB/T4789.3-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》［10］。

2　结果与讨论

2.1魔芋低聚糖最佳提取条件的确定

以超声功率、酶添加量、超声时间为三因素，低聚糖提取率为评价标准，魔芋中低聚糖提取的正交试验结果见表4。

表4　魔芋中低聚糖提取的正交试验结果Table4 Resultsoforthogonal test for oligosaccharideextracting from Konjac

从表4结果可以看出，影响魔芋低聚糖提取因素依次为：酶添加量﹥超声功率﹥超声时间，较优工艺为A3B3C2，即酶添加量为0.20％，超声功率为80W，超声时间为15min。在此条件下，魔芋低聚糖提取率为49.98％。

2.2枸杞和菊花提取液配比的确定

由于枸杞和菊花提取液各自独特的口味，因此两种提取液的配比会影响混合液风味。本试验以二者体积进行单因素试验，通过评价其感官指标，确定提取液的配比，结果见表5。

从表5结果可看出，当枸杞和菊花提取液配比（mL/mL）分别为3∶1、4∶1、5∶1时，其混合液感官评价指标较好，因此选择这3种比例进行正交试验。在此基础上，还需进一步加水稀释调配，发现当枸杞和菊花混合液体积占总体积50％时，色泽与口感良好。因此，确定枸杞和菊花混合液在饮料总体积中占50％为宜。

表5　枸杞和菊花提取液的配比对饮料品质的影响Tab le5 The ratio ofwolfberry and chrysanthemum extracting to the influenceof beveragequality

2.3最佳稳定剂用量的确定

复合饮料容易产生分层和沉淀的现象，因此需添加微量的稳定剂以提高魔芋低聚糖复合饮料的稳定性及质量，并改善其风味。稳定剂选择恰当及添加适量，可使饮料口感细腻，无浑浊、沉淀等并延长保质期。据资料报道［11］，采用复合稳定剂比单一稳定剂的结果要好。因此本试验在室温条件下，筛选出常用的海藻酸钠和CMC-Na作为魔芋低聚糖复合饮料的复合稳定剂，考察两者不同添加量对魔芋低聚糖复合饮料稳定性的影响。量取10mL添加了复合稳定剂的饮料，以4 000 r/min离心20min，于750 nm处测定离心前后的吸光度，并求出离心后吸光度与离心前吸光度的比值，即为R（稳定系数）。R值越大，稳定性越好。结果见表6。

表6　复合稳定剂对饮料稳定性的影响Table6 Impactof com positestabilizer on the stability of beverage

从表6结果可知，试验编号6的R值最大，此时饮料流动性较好，均匀稳定，无沉淀，口感细腻柔滑。所以，本魔芋复合饮料的最佳稳定剂选用0.05％海藻酸钠和0.10％CMC-Na。

2.4魔芋低聚糖复合饮料调配正交试验

以枸杞、菊花提取液配比（mL/mL）、柠檬酸添加量（％）、魔芋低聚糖添加量（％）3个因素进行复合饮料的调配优化，用L9（33）正交表进行正交试验，评分结果如表7，正交试验结果如表8。

表7　复合饮料评分结果Table7 Score resultsofa com pound beverage

表8　复合饮料调配正交试验结果Table8 Resultsof a compound beverageorthogonal test

从表8的R值大小可以看出，影响复合饮料配方的3个因素最大的为柠檬酸添加量，其次为魔芋低聚糖添加量，影响最小的为枸杞、菊花提取液配比（mL/mL）。根据极差值得到复合饮料的最优配比为A2B2C2和A2B2C3，正交试验结果中最佳组合为A2B2C3，综合评分为9.7分，由于在正交试验中没有出现A2B2C2的试验值，需做进一步的验证试验。通过验证试验得知A2B2C2组合的综合得分为9.6分，所以试验的最佳组合为A2B2C3即最佳配方为：枸杞、菊花提取液配比为4∶1（mL/mL），柠檬酸添加量为0.10％，魔芋低聚糖添加量为8％。

2.5复合饮料质量检测结果

2.5.1感官结果

色泽：色泽淡橙色；香气：枸杞、菊花的柔和香气、协调的魔芋风味；滋味：酸甜适中，柔和。组织状态：清澈透明，无杂质及悬浮物、无沉淀。

2.5.2理化指标

可溶性固形物含量10％，pH4.3。

2.5.3微生物检测结果

细菌总数≤100CFU/mL；大肠菌群≤1CFU/mL；致病菌未检出。

3　结论

1）确定了魔芋低聚糖的提取条件为：酶添加量为0.20％，超声功率为80W，超声时间为15min。在此条件下，魔芋低聚糖提取率为49.98％。

2）确定了魔芋低聚糖复合饮料的配方：枸杞、菊花提取液配比（mL/mL）为4∶1，柠檬酸添加量为0.10％，魔芋低聚糖添加量为8％，海藻酸钠0.05％，CMCNa0.10％，成品复合饮料酸甜可口，色、香、味俱佳。

［1］倪学文.魔芋葡甘聚糖功能特性研究及其在食品工业中的应用［J］.中国食物与营养，2007（5）：22-24

［2］尉芹，马希汉.魔芋开发利用研究综述［J］.西北林学院报，1998（3）：62-63

［3］王金童，王秀娟.枸杞子的化学成分和药理学研究概况［J］.天津药学，1999（3）：14-15

［4］李军林，王爱成.枸杞［M］.北京：北京科学技术出版社，2002：3-25

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［6］陈守江，刘仲君.菊花饮料的研制［J］.食品工业科技，2006，42（3）：112-113

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［8］王秀娟，王成福，秦庆阳，等.酵母发酵法去除木糖母液中的葡萄糖［J］.食品研究与开发，2010（3）：154-156

［9］中华人民共和国卫生部.GB T4789.2-2010食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定［S］.北京：中国标准出版社，2010：1-5

［10］中华人民共和国卫生部.GB T4789.3-2010食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数［S］.北京：中国标准出版社，2010：1-4

［11］孙云霞．天然复合果蔬汁饮料的研制［J］.食品研究与开发，2006，27（4）：97-98

Preparation of A Compound Beverage with Oligosaccharide of Konjac，Wolfberry and Chrysanthemum

ZHU-Chang1，LI-Wei2
（1.College of Food Engineering of Jilin Engineering Vocational College，Siping 136000，Jilin，China；2.College of Bioengineeringof Jilin Engineering Vocational College，Siping 136000，Jilin，China）

Using konjac as rawmaterial，applying themethod of combiningβ-mannanaseand ultrasonic to optimize theextraction process forkonjac oligosaccharedes，through orthogonal test the optimal conditionsofextract konjac oligosaccharide were：enzyme concentration 0.20％，ultrasonic power 80W，ultrasonic time 15min，in thiscondition，the yield ofoligosaccharedes49.98％.Konjac oligosaccharide，wolfberry，chrysanthemum were used as themainmaterials，addmoderate amountof citric acid，through single factor and orthogonalexperimental design，the sensory score was investigated an indicator to determine the optimum formula of the compound beverage.The resultsshowed that：oligosaccharedesadded 8％，the ratioofwolfberry juice and chrysanthemum was4∶1（mL/mL），citriacid added 0.10％，sodium alginate added 0.05％and CMC-Na added 0.10％，The compound beverage isnutritionsand good forhealth，could be developedwith good color，flavorand taste.

konjac；oligosaccharide；wolfberry；chrysanthemum；compoundbeverage；healthprotection

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.017

朱畅（1980—），女（汉），讲师，硕士，研究方向：食品加工与检测。

2015-09-13