菊芋叶酵素的制备

张艳明，吴昊，李娟，胡传银

1. 徐州工业职业技术学院化学工程学院（徐州 221140）；2. 徐州康汇百年食品有限公司（徐州 221004）

菊芋（Helianthus tuberosus）又名洋姜、鬼子姜，为菊科向日葵属1年生宿根性草本植物[1]。菊芋叶中含有多种具有药用功能的化学成分[2-4]。主要是倍半萜内酯类和酚类化合物。绿原酸具有抗菌消炎、保肝利胆、抗氧化、降血压、抗癌、保护心脑血管、提高机体免疫力等多种功效[5-7]。菊芋中含有丰富的菊糖和寡果糖，约占菊芋块茎干重的80%以上，是生产菊糖、果糖的良好原料。菊糖具有调节肠胃功能、改善脂质代谢等功效[8]。另外，菊糖还具有降低血脂，调节血糖，增强免疫与抗癌的作用[9]。

近年来随着技术进步，对菊芋茎研究较多，对菊芋叶的研究很少，试验利用菊芋叶制作酵素有利于提高菊芋的利用价值，改善食用方法，利用菊芋叶制作的酵素具有清热除火，消除血液中的热毒，调节激素的分泌，促进消化吸收、抗菌消炎、活化细胞、解毒、增强免疫力等功效。

食用酵素是经过微生物发酵制得的新型发酵饮品，在实现纯天然绿色食品呈递及功能化增值等方面具有卓越表现[10]。试验通过对菊芋叶与少量菊芋进行人工厌氧发酵处理，控制其发酵进程、缩短发酵周期，满足消费者的需求。添加一定量苹果液增加菊芋叶酵素特有风味。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜菊芋叶、菊芋、苹果（徐州天马敬安食品有限公司）；二氧化氯、碳酸氢钠、磷酸二氢钾、食盐、白砂糖（均为食品级）。

1.2 仪器与设备

PHS-3C型酸度计（上海雷磁仪器厂）；JJ-2型组织捣碎机（江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司）；手持式折光仪（成都市青羊联合光学仪器成套部）；ALC-110.4型电子天平（赛多利斯科学仪器有限公司产品）。

基金项目：徐州市生化资源综合利用与清洁生产重点实验室开放课题（XGY20160406003），徐州市生化资源高效综合利用工程研究中心（XZGCYJ201806-02）

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

操作要点：

1) 6月下旬开始采收菊芋新鲜叶片，采收前20 d停施肥水。

2) 采收叶片要求。叶片新鲜、无病无虫，叶片离开母株后4 h之内运往工厂加工。

3) 菊芋叶运到工厂后立即放入盐水中清洗浸泡。4) 浸泡后的菊芋叶在杀菌液中杀菌。

5) 杀菌后的菊芋叶用不锈钢粉碎机进行粉碎，粉碎时加入一定量的杀过菌的菊芋片一同粉碎；由水、菊芋叶、菊芋片按质量比100∶45∶15混合粉碎。

6) 粉碎后用真空过滤机将粉碎后的菊芋叶汁液过滤，过滤筛200目。

7) 加入白砂糖，加入白砂糖比例为，过滤液与白砂糖质量比80∶15～25，搅拌均匀，在30 ℃温度下静置4 h。

8) 配制。静置后的菊芋叶汁液加入1%～3%苹果液，搅拌均匀放入发酵罐中，密封发酵罐发酵。

9) 发酵。控制发酵温度在25～35 ℃，发酵罐内发酵产生气体使罐内压力升高，气体通过水封自然排出，发酵罐外部的气体无法进入发酵罐，达到自动排气目的，连续发酵90～110 d，即为成品菊芋叶酵素。

1.3.2 盐水浸泡液配制方法的确定

浸泡液由水、食盐与碳酸氢钠按质量比100∶2.5∶0.6配制而成，浸泡时间10～15 min。

1.3.3 菊芋叶杀菌方法的确定

杀菌液由水、含量38%二氧化氯、碳酸氢钠与磷酸二氢钾，按质量比100∶0.004 5∶0.30∶0.15组成，杀菌时间15 min。

1.3.4 产品微生物检测方法

菌落总数测定按照GB 4789.2—2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》；大肠菌群计数按照GB 4789.3—2010《食品安全国家标准 食品微生 物学检验 大肠菌群计数》；致病菌检测按照GB/T 4789.36—2008《致病菌检测大肠埃希氏菌O157的检测》。

1.3.5 余氯的测定方法

采用余氯试纸，对生产过程及最终产品检测。

1.3.6 可溶性固形物含量的测定方法

用折光仪测定，每组均匀取样10 g，测定其TSS，每组测定3次取平均值。

1.3.7 感官评分标准的确定

试验中由10名具有专业知识的成员组成感官鉴评小组根据试验结果进行感官鉴定。感官检验项目及感官评分标准见表1。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 苹果液加入量对菊芋叶酵素评分的影响

由图1可知，随着苹果液加入量增加，菊芋叶酵素感官评分呈先上升后下降趋势，苹果液加入量2%时感官评分达到最高。原因是添加一定量的苹果液使产品风味更和谐。继续增加苹果液，则会使菊芋叶的气味变淡。

2.1.2 白砂糖加入量对菊芋叶酵素评分的影响

由图2可知，随着白砂糖加入量增加，产品感官评分呈先增加后减少趋势，白砂糖加入量20%时感官评分达到最高，为88分。白砂糖继续增加，产品口感变腻、不清爽，菊芋的香气不明显。

图2 白砂糖加入量对菊芋叶酵素评分的影响

2.1.3 发酵时间对菊芋叶酵素评分的影响

由图3可知，随着发酵时间逐渐延长，产品的感官评分呈现先上升后下降趋势，发酵时间100 d时产品感官评分达到最高，为88分。继续延长发酵时间，产品酸度增加，口感不佳，不爽口。

图3 发酵时间对菊芋叶酵素评分的影响

2.1.4 发酵温度对菊芋叶酵素评分的影响

由图4可知，随着发酵温度逐渐升高，产品的感官评分呈现先上升后下降趋势，发酵温度30 ℃时，产品感官评分达到最高，为88分；继续升高发酵温度，产品香味不明显，不突出。

图4 发酵温度对菊芋叶酵素评分的影响

2.2 正交试验

根据单因素试验结果，选取苹果液加入量、白砂糖加入量、发酵时间、发酵温度对感官得分的影响。

由表2中极差值可知：影响产品品质的因素主次顺序为A＞C＞B＞D，最优方案为A2B2C2D2，即苹果液加入量2%、白砂糖加入量20%、发酵时间100 d、发酵温度30 ℃。在此工艺重复验证3次，平均得分为89分，大于正交试验结果中的任一值，说明工艺较为合理。

表2 因素水平及正交试验结果

2.3 产品品质标准

2.3.1 感官指标

色泽，呈浅棕色；香气，口感清香，有菊芋叶特有的清香气味；滋味，有爽滑感、酸甜适口、无涩味；液体形态，均匀透明、无沉淀、无分层。

2.3.2 理化指标

可溶性固形物含量16%；pH 4.5。

2.3.3 微生物指标

细菌总数＜100 CFU/g；大肠菌群＜3 MPN/100 g；致病菌未检出；余氯未检出。

3 结论

菊芋叶酵素的最佳工艺参数为：苹果液加入量2%，白砂糖加入量20%，发酵时间100 d，发酵温度30 ℃。产品特点是澄清透明，具有菊芋的清香，且具有清热除火、促进消化吸收、抗菌消炎、活化细胞、解毒、增强免疫力等功效。