玛咖醇提物在饮料中的应用研究

刘玉青，于 栋，张小芳

（漯河食品职业学院，河南 漯河 462300）

玛咖（Maca）起源于南美洲，是一年生或两年生的十字花科植物，属于独行菜属，有椭圆形的叶子，其根茎的形状类似于小圆萝卜，被南美洲人称为“秘鲁人参”[1]。2002年玛咖被中国卫生部正式批准进入中国，2011年5月玛咖被批准为新资源食品，这为玛咖在国内的广泛应用提供了法规上的支持。玛咖中含有很多种类的化学成分，除了含有丰富的营养成分以外，还含有玛咖烯、玛咖酰胺、生物碱、芥子油苷等具有生物活性的次级代谢产物[2]。经研究玛咖对人体有非常有益的保健功能，食用后可增强体力、消除焦虑、抗氧化、抗病毒和改善内分泌等[3-4]。联合国粮农组织（FAO）在1992年就发出宣言：“将玛咖作为一种难得的营养补充剂向世界推荐”。

关于玛咖的应用，部分学者研究了玛咖酒[5-6]，玛咖复合饮料[7]，玛咖片等，但这些研究很多都是粗提物或者直接运用玛咖干粉，这样制成的玛咖产品，如果是短期内食用，是很难被人体有效吸收的。因此玛咖中的活性成分及在食用工业中的应用需要进一步地开发和研究。本文运用超声波辅助乙醇提取出玛咖中的有效活性成分，制得玛咖醇提物备用，然后将玛咖提取液复原，得到玛咖饮料，以发挥玛咖最大的生理活性功效。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料与仪器设备

玛咖粉，云南丽江玛咖粉末；95%乙醇，国药集团化学试剂有限公司；白砂糖，市售；柠檬酸，河南万邦事业有限公司；维生素C，河南万邦事业有限公司；β-胡萝卜素，河北兴泰纤维素有限公司；纯净水，市购。

TDL-40B离心机，湖南星科公司；B3500S-MT型超声波清洗仪，上海必能公司；BUCHI R-20型旋转蒸发仪，瑞士布奇公司；DZF-6050真空干燥箱，上海精宏设备有限公司；AL204/01型电子天平，梅特勒—托利多仪器有限公司；ALM2-210型均质机，法国ALM公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

将玛咖干粉加入到95%乙醇中，料液比为1:8，利用200 W功率的超声波60℃条件下提取20min，将提取液以4 000 r/min的转速离心3 min。保留上清液，取出沉淀后，再加入乙醇重复提取、离心一次。合并两次提取的上清液，旋转蒸发浓缩至一定体积，真空干燥得到玛咖醇提物，备用。

将玛咖醇提物加纯净水溶解稀释后，加入白砂糖、柠檬酸、维生素C、β-胡萝卜素进行调配，纯净水定溶、混合搅拌均匀后预热到60℃，在20 MPa下均质。灌装进干净无菌玻璃瓶中经高温消毒进行杀菌，杀菌条件为90℃以上，20～30 min，杀菌后冷却至40℃左右，即得成品。

1.3 感官评价标准

选取20人进行感官评定，每10人为一组。按表1玛咖饮料感官评定标准对每个样品进行评分。

表1 玛咖饮料感官评分标准表

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 不同玛咖醇提取物添加量对玛咖饮料的影响

按质量分数分别添加0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的玛咖醇提取物，与6%白砂糖、0.03%维生素C、0.10%柠檬酸、0.03%β-胡萝卜素进行玛咖饮料的单因素试验，其评分结果见图1。

图1 玛咖醇提物的用量对饮料品质的影响

由图1可知，增加玛咖醇提物的添加量可以提高饮料的品质评分。当玛咖醇提物的添加量为2.0%时饮料有特殊的玛咖香味，感官评分最高。继续增加添加量，饮料中玛咖味较重，评分降低。故选择最佳的添加量为2.0%。

2.1.2 不同白砂糖添加量对玛咖饮料的影响

按质量分数分别添加5%、6%、7%、8%、9%的白砂糖，与2.0%玛咖醇提物、0.03%维生素C、0.10%柠檬酸、0.03%β-胡萝卜素进行玛咖饮料的单因素试验，其评分结果见图2。

图2 白砂糖的用量对饮料品质的影响

由图2可知，随着白砂糖的添加量由5%增加到7%时，感官评分逐渐升高。白砂糖添加量增加到8%时，甜度较大，感官评分下降。所以选择7%为最佳的添加量。

2.1.3 不同柠檬酸添加量对玛咖饮料的影响

按质量分数分别添加 0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的柠檬酸，与2.0%玛咖醇提物、6%白砂糖、0.03%维生素C、0.03%β-胡萝卜素进行玛咖饮料的单因素试验，其评分结果见图3。

图3 柠檬酸的用量对饮料品质的影响

由图3可知，增加柠檬酸的添加量可以提高饮料的口感，当柠檬酸的添加量达到0.15%时，酸度可口，评分较高，继续增加柠檬酸的添加量酸度则较大，甜酸比不适，评分下降。故选择0.15%为最佳的添加量。

2.1.4 不同维生素C添加量对玛咖饮料的影响

按质量分数分别添加 0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的维生素C，与2.0%玛咖醇提物、6%白砂糖、0.10%柠檬酸、0.03%β-胡萝卜素进行玛咖饮料的单因素试验，其评分结果见图4。

图4 维生素C的用量对饮料品质的影响

由图4可知，随着维生素C添加量的增加，饮料的稳定性增强，但添加量越多，饮料的pH值越低，口感也越差，且考虑到成本和添加剂的限量，选择0.04%为最佳添加量。

2.1.5 不同β-胡萝卜素添加量对玛咖饮料的影响

按质量分数分别添加 0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的β-胡萝卜素，与2.0%玛咖醇提物、6%白砂糖、0.1%柠檬酸、0.03%维生素C进行玛咖饮料的单因素试验，其评分结果见图5。

图5 β-胡萝卜素的用量对饮料品质的影响

由图5可知，当β-胡萝卜素的添加量达到0.03%时饮料的评分最高，继续增加添加量，不仅使饮料的颜色加深，且使饮料的稳定性降低，故选择最佳的添加量为0.03%。

2.2 正交试验结果

根据单因素试验结果，以玛咖醇提物、白砂糖、柠檬酸、维生素C、β-胡萝卜素五个因素设计正交试验，每个因素五个水平，进行正交试验。因素水平表见表2，结果见表3。

表2 正交试验因素水平表

表3 正交试验结果

由极差分析可见，影响饮料品质的主次顺序依次是： B＞A＞E＞D＞C，即白砂糖＞玛咖醇提物＞β-胡萝卜素＞维生素C＞柠檬酸。由直观分析可见，最优的配方组合为A3B3C4D5E3，配方组成为：玛咖醇提物1.5%，白砂糖7%，柠檬酸 0.20%，维生素C 0.05%，β-胡萝卜素0.03%。

由表4方差分析结果可知：在显著水平p=0.05时，玛咖醇提取物、白砂糖、β-胡萝卜素三因素都显著，方差分析出影响因素大小顺序为白砂糖、玛咖提取物、β-胡萝卜素、维生素C、柠檬酸，这和极差分析结果一致。

表4 方差分析结果

经过验证试验，在玛咖醇提物1.5%，白砂糖7%，柠檬酸0.20%，维生素C 0.05%，β-胡萝卜素0.03%，其余为纯净水的条件下，玛咖醇提物饮料的得分为92分。

3 结论

以玛咖醇提物、白砂糖、柠檬酸、维生素C、β-胡萝卜素为主要原料，通过单因素试验和正交试验，确定了玛咖饮料的最佳配方。试验结果表明：影响饮料品质的主次顺序依次是：白砂糖＞玛咖醇提物＞β-胡萝卜素＞维生素C＞柠檬酸，玛咖饮料的最佳配方为：玛咖醇提物1.5%，白砂糖7%，柠檬酸 0.20%，维生素C 0.05%，β-胡萝卜素0.03%，此配方下饮料产品甜酸度适中，色泽均匀，有玛咖特殊的滋味和香味，感官评定得分为92分。产品中添加的玛咖醇提物是运用超声波辅助乙醇提取制得，含有较高的有效生理活性成分，且容易被人体吸收，能够充分发挥玛咖的生理功效。