陈津津,冯嘉诚*
天津理工大学(天津 300384)
枸杞(Lycium barbarum)属于茄科枸杞属,是一种补益类名贵中药,也是天然的药食同源滋补食品,富含多糖、氨基酸、超氧化物歧化酶、生物碱、多种维生素和微量元素等,是一种重要的保健品[1-2]。枸杞中的多种成分同时具有免疫调节、抗氧化、抗衰老、降血脂、降血糖、抗肿瘤等药理作用[3],枸杞中的多糖成分对提高负荷运动的适应能力、抗疲劳和加速消除疲劳具有十分显著的作用[4]。
杏鲍菇(Pleurotus eryngii)属于侧耳科侧耳属的药食两用菌类,别名刺芹侧耳。杏鲍菇菌肉肥厚,营养丰富,其含有较高含量的多糖和蛋白质,甘露醇和游离氨基酸含量也丰富,子实体的VC含量为21.4 mg/100 g[5-6],研究表明杏鲍菇具有抗氧化、抗癌、降血脂、润肠胃等作用,杏鲍菇中的真菌多糖能增强机体免疫功能,对肝脏、骨骼肌有明显的抗损伤作用[7-10]。
运动饮料是功能饮料中消费量最大的一类,我国运动饮料的国家标准(GB 15266—2009)将运动饮料定义为:营养素及其含量能适应运动或体力活动人群的生理特点,能为机体补充水分、电解质和能量,可被迅速吸收的饮料[11]。人在进行运动时或者一定量运动后,体内能源物质被大量消耗,在物质和能量代谢过程中,为了维持机体平衡,机体水分和电解质迅速丢失,使机体容易产生疲劳。因此,在运动过程中合理地摄入含有适量电解质、糖类的运动饮料可以帮助运动者缓解疲劳感及恢复运动能力[12-13]。但是市场上的运动饮料品种配方单一,功能效果参差不齐,因此研制一款口感丰富并且功效多样的运动饮料具有重要的意义[14]。试验以枸杞和杏鲍菇为主要原料,研制枸杞杏鲍菇复合运动饮料,使其保留各自功能性成分,同时有助于改善饮料的色泽和风味,以期为运动者开发一款可长期饮用的饮料。
枸杞、杏鲍菇(市售);蔗糖、柠檬酸、黄原胶、果胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠(食品级,市售)。
JYZ-E96型榨汁机(九阳股份有限公司);FB104电子天平(上海佑科仪器仪表有限公司);KH20A台式高速离心机(湖南凯达科学仪器有限公司);101-0ES电热鼓风恒温干燥箱、DZKW-S-6电热恒温水浴锅(北京永光明医疗仪器有限公司)。
1.3.1 枸杞杏鲍菇复合运动饮料的工艺流程
1) 枸杞提取液的制备
枸杞→挑选→清洗→浸泡→预煮→打浆→浸提→过滤→枸杞提取液
2) 杏鲍菇提取液的制备
杏鲍菇→清洗→切片→预煮→打浆→浸提→过滤→杏鲍菇提取液
3) 工艺流程
1.3.2 试验设计
1) 枸杞杏鲍菇复合运动饮料单因素与正交试验
以枸杞提取液添加量、杏鲍菇提取液添加量、蔗糖添加量、柠檬酸添加量4个条件作为影响因素,以复合运动饮料感官评分为考察指标进行单因素试验。在单因素试验的基础上,以复合运动饮料感官评分为评价指标,对枸杞提取液添加量(A)、杏鲍菇提取液添加量(B)、蔗糖添加量(C)、柠檬酸添加量(D)4个因素采用L9(34)正交表进行正交试验以优化工艺参数。
2) 复合稳定剂单因素与正交试验
以黄原胶、果胶、羧甲基纤维素钠3个条件作为影响因素,以复合运动饮料离心沉淀率为考察指标进行单因素试验。同时对黄原胶(A)、果胶(B)、羧甲基纤维素钠(C)3个因素采用L9(33)正交表进行正交试验以优化工艺参数。
1.3.3 复合运动饮料的感官评分标准
选择20名有食品感官评价经验的专业人员组成品鉴小组,对饮料的感官品质进行评价,以色泽(20分)、气味(30分)、组织状态(20分)和口感(30分)为指标,对枸杞杏鲍菇复合运动饮料进行感官评分,总计100分,具体评分标准见表1。
表1 枸杞杏鲍菇复合运动饮料感官评分标准
1.3.4 离心沉淀率指标
称量离心管的质量W0(g),加入40 mL待测样品称质量W1(g),放入离心机中,在转速3 000 r/min下离心10 min,将离心管中上清液小心倒出,并称取质量W2(g),离心沉淀率采用式(1)计算。
离心沉淀率=(W2-W0)/(W1-W0)×100%(1)
1.3.5 品质指标检测
可溶性固形物含量、钾和钠含量、菌落总数及大肠菌群指标按照GB 15266—2009《运动饮料》[11]相关标准进行检测。
2.1.1 枸杞提取液添加量对枸杞杏鲍菇复合运动饮料的影响
在杏鲍菇提取液添加量15%、蔗糖添加量10%、柠檬酸添加量0.15%条件下,研究枸杞提取液添加量对感官评分的影响。根据图1可知,复合运动饮料在枸杞提取液添加量15%时感官评分较低,随着枸杞提取液添加量增加,感官评分呈先升高后逐渐降低趋势;当枸杞提取液用量达到25%时,感官评分最高。可能原因是枸杞提取液添加量过少时,产品只突出杏鲍菇的菌菇味道,使得饮料味道单一,口味不丰富;枸杞提取液添加量过多时,过浓的枸杞味道又会影响口感,所以选择枸杞提取液添加量25%左右较为合适,同时选择枸杞提取液添加量20%,25%和30%为正交研究水平。
图1 枸杞提取液添加量对感官评分的影响
2.1.2 杏鲍菇提取液添加量对枸杞杏鲍菇复合运动饮料的影响
在枸杞提取液添加量25%、蔗糖添加量10%、柠檬酸添加量0.15%条件下,研究杏鲍菇提取液添加量对感官评分的影响。根据图2可知,复合运动饮料在杏鲍菇提取液添加量10%时感官评分较低,随着杏鲍菇提取液添加量增加,感官评分呈先升高后逐渐降低趋势;当杏鲍菇提取液用量达到15%时,感官评分最高;当杏鲍菇提取液添加量超过15%时,感官评分明显降低。原因同枸杞提取液添加量一样,过多过少均会影响饮料的风味和口感,所以选择杏鲍菇提取液添加量20%左右较为合适,综合考虑单因素结果,选择杏鲍菇提取液添加量10%,15%和20%为正交研究水平。
2.1.3 蔗糖添加量对枸杞杏鲍菇复合运动饮料的影响
在枸杞提取液添加量25%、杏鲍菇提取液添加量15%、柠檬酸添加量0.15%条件下,研究蔗糖添加量对感官评分的影响。根据图3可知,复合运动饮料在蔗糖添加量6%时感官评分较低,随着蔗糖添加量增加,感官评分逐渐升高;当蔗糖用量达到12%时,感官评分最高;但是达到14%时,感官评分明显下降。当蔗糖添加量过小时,由于酸味过重,口感不佳;蔗糖添加量10%~12%时,其对饮料的口感影响不大,都获得较高评分。从经济角度上考虑,选择蔗糖添加量10%左右。同时选择蔗糖添加量8%,10%和12%为正交研究水平。
图2 杏鲍菇提取液添加量对感官评分的影响
图3 蔗糖添加量对感官评分的影响
2.1.4 柠檬酸添加量对枸杞杏鲍菇复合运动饮料的影响
在枸杞提取液添加量25%、杏鲍菇提取液添加量15%、蔗糖添加量10%条件下,研究柠檬酸添加量对感官评分的影响。根据图4可知,随着柠檬酸添加量增加,感官评分呈先升高后降低趋势,当柠檬酸添加量为0.15%时,感官评分最高。继续添加柠檬酸,因为酸度的增加,严重影响口感,不易被人们接受,故选择柠檬酸添加量0.15%左右为宜。同时选择柠檬酸添加量0.12%,0.15%和0.18%为正交研究水平。
在单因素试验的基础上,以复合运动饮料感官评分为评价指标,对枸杞提取液添加量(A)、杏鲍菇提取液添加量(B)、蔗糖添加量(C)和柠檬酸添加量(D)4个因素采用L9(34)正交表进行正交试验以优化工艺参数,因素和水平见表2,正交试验结果见表3。
由表3可知,各因素对枸杞杏鲍菇复合运动饮料的感官评分影响程度的顺序为A>D>C>B,通过正交试验,复合运动饮料的最佳配方比例为A2B3C1D2,即枸杞提取液添加量25%,杏鲍菇提取液添加量20%,蔗糖添加量8%,柠檬酸添加量0.15%。
图4 柠檬酸添加量对感官评分的影响
表2 L9(34)正交试验因素水平表
表3 正交试验设计与试验结果
2.3.1 黄原胶添加量对枸杞杏鲍菇复合运动饮料的影响
在获得饮料的最佳配方比例之后,研究稳定剂对饮料的影响。在果胶添加量0.10%、羧甲基纤维素钠添加量0.30%条件下,研究黄原胶添加量对复合运动饮料离心沉淀率的影响。根据图5可知,随着黄原胶添加量增加,离心沉淀率逐渐降低,当黄原胶添加量为0.20%时,离心沉淀率达到最低。所以选择黄原胶的添加量0.20%左右为宜。
2.3.2 果胶添加量对枸杞杏鲍菇复合运动饮料的影响
在黄原胶添加量0.20%、羧甲基纤维素钠添加量0.30%条件下,研究果胶添加量对复合运动饮料离心沉淀率的影响。根据图6可知,随着果胶添加量增加,离心沉淀率逐渐降低,当黄原胶添加量为0.10%~0.20%时,离心沉淀率没有显著性变化。所以选择果胶添加量0.10%左右为宜。
图5 黄原胶添加量对离心沉淀率的影响
图6 果胶添加量对感官评分的影响
2.3.3 羧甲基纤维素钠添加量对枸杞杏鲍菇复合运动饮料的影响
在黄原胶添加量0.20%、果胶添加量0.10%条件下,研究羧甲基纤维素钠添加量对复合运动饮料离心沉淀率的影响。根据图7可知,随着羧甲基纤维素钠添加量增加,在0.10%~0.30%添加量时,离心沉淀率明显降低;添加量超过0.30%,离心沉淀率没有显著性变化。所以选择果胶添加量在0.30%左右为宜。
图7 羧甲基纤维素钠添加量对感官评分的影响
在单因素试验基础上,以离心沉淀率为评价指标,对黄原胶添加量(A)、果胶添加量(B)、羧甲基纤维素钠添加量(C)3个因素采用L9(34)正交表进行正交试验以优化工艺参数,因素和水平见表4,正交试验结果见表5。
通过正交试验,复合运动饮料的稳定剂最佳配方比例为A2B2C3,即黄原胶添加量0.20%、果胶添加量0.10%、羧甲基纤维素钠添加量0.40%,此时离心沉淀率为2.19%。
表4 L9(34)正交试验因素水平表
表5 正交试验设计与试验结果
按照正交试验确定了理论最佳配方(枸杞提取液添加量25%、杏鲍菇提取液添加量15%、蔗糖添加量8%、柠檬酸添加量0.15%),在理论最佳稳定剂(黄原胶添加量0.20%,果胶添加量0.10%,羧甲基纤维素钠添加量0.40%)条件下制作复合运动饮料,并进行验证试验,测得感官评分为91分,超出正交试验中的最佳配比感官评分,证明正交试验得出的最佳组合是符合实际的,优化的枸杞杏鲍菇复合运动饮料工艺是可行的,具有实际应用价值。
经检测,优化后枸杞杏鲍菇复合运动饮料可溶性固形物含量为6.5%;钾含量为78 mg/L;钠含量为149 mg/L。检测微生物指标结果为未检出大肠菌群,菌落总数≤ 100 CFU/mL。
枸杞杏鲍菇复合运动饮料的最佳配方为:枸杞提取液添加量25%、杏鲍菇提取液添加量20%、蔗糖添加量8%、柠檬酸添加量0.15%。在此优化条件下,复合运动饮料的感官评分最高。复合稳定剂的最佳配比为:黄原胶添加量0.20%、果胶添加量0.10%、羧甲基纤维素钠添加量0.40%。此条件下,所得最终产品不仅口感酸甜适口,组织状态稳定,而且达到相关运动饮料国家标准,可以作为运动者长期饮用的运动饮料。