酶解黑木耳饮料制备工艺的研究

王倩，吴梦兰，郑硕，田熙哲

（延边大学理学院，吉林延吉133002）

黑木耳属担子菌亚门，担子菌纲，木耳目，木耳科，木耳属[1]，是营养极为丰富的山珍，含人体必需的8种氨基酸和多种维生素，其中赖氨酸和VB2尤为丰富，有着“素中之荤”的美誉[2-3]。100 g黑木耳含蛋白质9.1 g、糖类 60.8 g、脂肪据《本草纲目》记载，黑木耳有润肠、清肺、镇静、补血、止痛等功效[5]。黑木耳还被称为“食品中的阿司匹林”。现代试验研究证明，黑木耳具有抗血凝、抗血栓形成、促进免疫功能、调节血脂、抗动脉粥样硬化、降血糖、延缓衰老、抗溃疡、抗真菌等广泛的药理作用[3]。黑木耳中的多糖是低密度脂蛋白（low-density lipoprotein，LDL）氧化作用的抑制剂和羟基自由基与过氧化物自由基的抗氧化剂[6]。目前，国内外对黑木耳营养研究主要集中于其多糖对高血糖、高血脂等心血管疾病的治疗作用上[7-8]。

麦芽是一种药食同源之品，具有行气消食、健脾开胃、益气宽胸、利尿祛湿、生津润燥等药用价值，又无严重的不良反应[9-10]。麦芽中富含α-淀粉酶、β-淀粉酶、R-酶等多种淀粉酶和内肽酶、氨肽酶、羧肽酶等多种蛋白分解酶及多种水解酶、纤维素酶[11]。另外，麦芽中含有天然的抗氧化剂能够清除氧自由基和防止氧化反应，对人体具有很好的保健功效，可以有效预防和消除与许多疾病相关的活性氧（reactive oxygen species，ROS）[12-13]。在适宜的条件下，麦芽中的多种酶可将淀粉、蛋白质等大分子体外酶解成人体易吸收的寡糖、多肽等小分子营养物质，可以弥补普通方法食用黑木耳时很难被人体吸收进而导致其药理作用和保健功效在人体内很难充分发挥出来的缺陷。

本研究以黑木耳粉和麦芽粉为原料，以冰糖、柠檬酸为调味剂，以羧甲基纤维素（carboxymethyl cellulose，CMC）和黄原胶为复合稳定剂通过试验研制出一种具有降血糖、降血脂、润肺、改善肠胃等功效且易被人体消化吸收的口感爽滑、风味浓郁的酶解黑木耳饮料。此饮料不仅丰富了黑木耳、麦芽食品系列，提高黑木耳的利用率；还会提高其附加值，扩大市场，为黑木耳的进一步深加工开辟一条道路[10]。

1 试验材料与设备

1.1 试验材料

黑木耳粉：亳州市果蔬植物干粉加工厂；麦芽粉：市售；冰糖：吉林省杞参食品有限公司；柠檬酸：山东潍坊英轩实业有限公司；羧甲基纤维素：广州穗欣化工有限公司；黄原胶：内蒙古阜丰生物科技有限公司；氨基酸标准溶：日立高新技术公司；茚三酮溶液：日立高新技术公司。

1.2 仪器与设备

JKQ-250DE型数控超声波清洗仪：山东鄄城华鲁电热仪器有限公司；T6新世纪紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；日立L-8900型氨基酸自动分析仪：日立高新技术公司；L-16G离心机：上海安亭科学仪器厂；JJ-0.05/60高压均质机：廊坊通用机械有限公司；CP214电子天平：成都维思科仪器仪表有限公司；可调P型移液器：吉尔森公司；SH/T0316玻璃浮计：河北省青县胜渤仪器仪表制造有限公司；84-1磁力搅拌控温电热套：山东鄄城华鲁电热仪器有限公司。

2 试验操作和方法

2.1 工艺流程

2.1.1 酶解黑木耳饮料的生产工艺流程及操作要点

混合：将所购买的优质的麦芽粉、黑木耳粉充分混合。

浸提：将混合好的原料按料水比 1∶40（g/mL），置于70℃恒温水浴中超声浸提（100 W）90 min。

煮沸：加热至沸腾15 min。

过滤：用150、200目的两层纱布过滤。

调配：滤液中按最佳配方加入冰糖、柠檬酸、CMC、黄原胶进行调配。

均质：均质压力为18 MPa[14]，均质3次左右为宜，有利于提高饮料的口感和营养成分的稳定性，还可以让饮料各种成分均匀分布在溶液中[15]。

罐装：将均质完的饮料用灭菌玻璃瓶罐装，迅速封口。

灭菌：为保持饮料中营养成分及风味不变，采用巴氏灭菌：将饮料加热至80℃以上，并保持此温度30 min以后急速冷却到4℃～5℃。

2.1.2 黑木耳最佳浸提条件的确定

在预试验的基础上，以麦芽量（2、4、6 g）、糖化温度（60、70、80 ℃）、糖化时间（60、90、120 min）3 个试验因素进行正交优化试验L9（33）。通过比重计测量饮料的相对密度，查表得100 g饮料中的含糖量，进行比较以确定最佳浸提条件。

2.2 总糖含量的比较

2.2.1 样品溶液的制取

对比组1：称取黑木耳粉6 g；对比组2：称取麦芽粉4 g；试验组：称取黑木耳粉6 g和麦芽粉4 g；分别配制成400 mL溶液。70℃、超声浸提（100W）90 min，煮沸15min，冷却至室温。纱布过滤后，定容至400mL，制得黑木耳汁、麦芽汁和酶解黑木耳汁，放置冰箱备用。

2.2.2 试剂的配制

1）标准葡萄糖溶液的配制：准确称取105℃干燥至恒重的分析纯葡萄糖对照品25 mg（称准至0.000 2 g），用少量蒸馏水溶解，转移至500 mL容量瓶定容，配制成浓度为50 μg/mL的标准溶液。

2）0.2%蒽酮溶液：准确称取0.3 g蒽酮和1.5 g硫脲（阻氧化剂）于烧杯中，缓慢加入150 mL浓硫酸，边加边搅拌，溶解后呈黄色透明溶液[16]。用铝箔纸将装有蒽酮溶液的烧杯包裹起来，当日配制使用。

2.2.3 标准曲线的绘制

配制系列标准溶液数据见表1。

表1 葡萄糖标准溶液的配制Table 1 Preparation of glucose standard solution

加入蒽酮溶液8.0 mL，迅速冰水浴中冷却，再沸水浴10 min。用冰水冷却至室温后，在620 nm波长下，迅速测量不同浓度试样的吸光度值，绘出标准曲线，得到回归方程。

2.2.4 饮料总糖含量的测定

麦芽汁、黑木耳汁、酶解黑木耳汁各取1 mL，以16 000 r/min离心10 min。用0.4 μm的滤膜过滤，再各取滤液20 μL定容至2 mL。充分摇晃后，各取200 μL，加入1.8 mL的蒸馏水和8.0 mL的蒽酮溶液。做3组每组3个的平行试验，测得吸光度值，由回归方程计算样品溶液中的总糖含量，按下式计算总糖含量：

Y/%=（W2/W1）×100

式中：Y为总糖含量，%；W2为测得的总糖质量，g；W1为饮料中原料质量，g。

2.3 游离氨基酸的测定

2.3.1 仪器条件

进样量：20 μL；分析柱的温度：57℃；反应管温度：135℃；缓冲溶液：L-8900-PH-KIT缓冲溶液。

2.3.2 氨基酸的测定

取麦芽汁、黑木耳汁、酶解黑木耳汁各1 mL于离心管中，分别加入5%三氯乙酸溶液1 mL后，以16 000 r/min离心10 min，经0.2 μm的滤膜过滤得滤液。进样20 μL，用外标法测样品溶液中游离氨基酸的含量（其中脯氨酸在440 nm波长下检测，其他氨基酸在570 nm下检测）[17]。

2.4 饮料配方的单因素试验

2.4.1 调味剂的配比

每份取200 mL酶解黑木耳汁，以感官评分标准为指标，控制其他条件不变，改变单因素的值，分别考察调味剂冰糖的添加量（5%、8%、11%、14%）、柠檬酸的添加量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%）对饮料品质的影响，以确定调味剂的最佳用量（各因素的添加量是占黑木耳浸提液的质量的比例）。

2.4.2 稳定剂的选择与配比

取酶解黑木耳汁，加入不同的稳定剂，在16 000 r/min高速离心10 min后，弃去溶液，准确称取沉淀物的重量，按照下列公式计算沉淀率并比较，选出效果好的稳定剂。再进行不同配比的试验，进行比较以确定最佳稳定剂的配比。

沉淀率/%=沉淀物重量（g）/饮料的重量（g）×100

3 结果与分析

3.1 黑木耳最佳浸提条件的确定

在预试验的基础上，以麦芽量、糖化温度、糖化时间3个试验因素进行正交优化试验L9（33）（如表2及表3）。通过比重计测量饮料的相对密度，查表得100 g饮料中的含糖量，进行比较以确定最佳组合。

表2 正交试验设计表Table 2 Orthogonal test design table

表3 正交试验结果Table 3 Orthogonal test results

续表3 正交试验结果Continue table 3 Orthogonal test results

由表3可知，以多糖含量为评价指标，各因素对黑木耳的浸提效果的影响为C＞A＞B，综合各因素的K值，得出正交试验L9（33）的最佳组合为A3B2C2或A3B3C2。影响因素B中K2（70℃）和K3（80℃）值相等，说明70℃和80℃糖化是可以得到相同的浸提效果。节省能源角度选择了条件B2，即A3B2C2。

调味过程中发现A3B2C2条件下制备的浸提液，因麦芽使用量的增加提高多糖含量，但是麦芽风味太浓，掩盖黑木耳固有的特殊风味。麦芽使用量对饮料风味影响较大，调整麦芽使用量，分别对A1B2C2、A2B2C2与A3B2C2条件下制备的浸提液（未加调味剂、稳定剂）进行感官评分，感官评分结果如表4。

表4 不同麦芽量时浸提液的感官评分结果Table 4 Sensory evaluation results of the extract at different malt levels分

由表4结果可知，感官评分结果：A2B2C2＞A3B2C2＞A1B2C2。最后确定最佳浸提条件为麦芽量为4 g、糖化温度为70℃、糖化时间为90 min。

3.2 总糖含量的测定

3.2.1 标准曲线的绘制

试验得1号～7号管的吸光度值如表5，所得葡萄糖标准曲线如图1，回归方程为y=0.003 31x+0.001 97（R2=0.997 78）。

表5 各葡萄糖标准溶液的吸光度值Table 5 Absorbance values for each glucose standard solution

图1 葡萄糖标准曲线Fig.1 Glucose standard curve

3.2.2 饮料总糖含量的比较

由试验所测得的试液的吸光度值，根据回归方程y=0.003 31x+0.001 97（R2=0.997 78）计算试液中的总糖含量。比较结果如表6。

表6 饮料中总糖含量的比较Table 6 Comparison of total sugar content in beverages

由表6结果可知，酶解后，总糖所占原料木耳麦芽质量百分比多达57.84%，酶解黑木耳保健辅助饮料中的多糖含量比木耳汁与麦芽汁的总糖含量之和多5.146 5 mg/mL。总糖含量的增加有助于饮料的保健辅助功效的增加。

3.3 游离氨基酸的测定

按测定游离氨基酸的试验方法测得样品溶液中游离氨基酸含量。据此计算酶解黑木耳汁中游离氨基酸的增减量及增减率，氨基酸比较结果如表7。

表7 游离氨基酸含量比较Table 7 Comparison of free amino acid content

由表7可知，酶解后的黑木耳汁中氨基酸总量是增加的，增加率超过50%的有甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸，其中甲硫氨基酸增加率多达385.05%。经分析可知，在酶解黑木耳保健辅助饮料中原有的大分子蛋白质已体外分解为易吸收的小分子营养物质，可促使黑木耳的保健功效在人体内发挥得更好。

3.4 调味剂的配比的确定

3.4.1 酶解黑木耳汁调味后的感官评分标准的确定

随机选取食品科学与工程专业的10名教师和10名学生组成评价小组，由他们分别对调味后饮料的口感、气味、色泽、组织状态进行评分（满分100分），然后进行统计分析[18]，感官评分标准见表8。

表8 调味后的饮料的感官评分标准Table 8 Sensory score criteria for beverages after seasoning

续表8 调味后的饮料的感官评分标准Continue table 8 Sensory score criteria for beverages after seasoning

3.4.2 冰糖添加量的确定

在选用冰糖为糖类调味剂和柠檬酸的添加量为0.10%的前提下，在冰糖的添加量分别为5%、8%、11%、14%时的感官评分结果如图2。

图2 冰糖添加量对感官评分的影响Fig.2 Effects of the amount of icing sugar added on sensory rating of beverage

由图2可知：随着冰糖添加量的增加，饮料的感官评分呈现先增加后减少的趋势。冰糖的添加量为8%时，感官评分分值最高，爽滑细腻，酸甜度合适，特有的黑木耳的清香，有麦芽味。因此，冰糖最适添加量为8%。

3.4.3 柠檬酸添加量的确定

在试验确定糖类调味剂冰糖的添加量为8%的前提下，柠檬酸的添加量分别为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%时的感官评分结果如图3。

图3 柠檬酸添加量对感官评分的影响Fig.3 Effects of the amount of citric acid added on sensory rating of beverage

由图3可知：随着柠檬酸添加量的增加，饮料的感官评分呈现先增加后减少的趋势。柠檬酸的添加量为0.10%时，感官评分分值最高，口感最好。因此，柠檬酸最适添加量为0.10%。

3.5 稳定剂的选择与配比的确定

3.5.1 稳定剂的选择

选用CMC、黄原胶、卡拉胶、瓜尔豆胶等作为稳定剂[19]进行稳定性试验。几种稳定剂的高速离心效果如表9。

表9 几种稳定剂的高速离心效果Table 9 Suspension stability effects of several stabilizers

由表9可知，加入CMC+黄原胶的酶解黑木耳汁经16 000 r/min高速离心10 min后，得到的沉淀物质量最小，即沉淀率最低，高速离心效果最好。

3.5.2 稳定剂的添加量的确定

在试验与应用中发现，如果只使用单一稳定剂，往往得不到好的稳定效果，而若将两种或两种以上的稳定剂按一定的比例混合使用，便可充分发挥不同稳定剂的优势[20]。将CMC与黄原胶混合使用时，效果比单一稳定剂及其他组合要好[21]。在上述试验结果的基础上，把CMC和黄原胶按不同配比进行进一步试验。试验结果如表10。

表10 CMC和黄原胶不同用量的稳定性比较Table 10 Comparison of the stability of CMC and xanthan gum in different amounts

由表10可知，加入0.10%CMC和0.03%黄原胶后制得的饮料稳定效果最好，外观均匀一致，无沉淀及絮状物，且口感爽滑细腻。

4 结论

试验确定一种酶解黑木耳饮料的最佳浸提条件：（黑木耳粉6 g/400 mL水）麦芽粉4 g；浸提温度70℃；超声浸提（100 W）90 min，及确定了最佳配方：8%冰糖、0.10%柠檬酸、0.10%CMC、0.03%黄原胶。并得出相比对照组黑木耳汁与麦芽汁，总糖含量和人体必需氨基酸总量都有明显的增加，且风味独特，具有广阔的市场前景。