红枣灵芝多糖复合饮料的研制

李 琦，张江宁，叶 峥

（山西农业大学山西功能食品研究院，山西 太原 030031）

红枣，泛称枣（Ziziphus jujuba Mill.），是鼠李科植物枣树的果实[1]，其含有丰富的蛋白质、糖类、有机酸、脂肪以及维生素等多种营养成分[2]，享有“木本粮食，滋补佳品”的盛誉[3]。红枣是集食用、药用、保健等多功能于一体的药食同源食品，在关于红枣产品的研究中，其食用及药用价值得到了充分肯定。研究表明，红枣具有健脾养胃、保护肝脏、补血益气、增强肌力和安神[4]等作用，深受广大消费者的喜爱。现代医学及营养学研究也表明，长期食用红枣有助于人类预防贫血、心血管疾病和动脉硬化[5]。

灵芝（Ganoderma lucidum（Curtis）P. Karst.）作为我国名贵传统中药材，被誉为“神芝”“仙草”，是一种多孔菌科真菌紫芝或赤芝的干燥子实体[6]。灵芝是传统的滋补强壮、扶正固本的中药，能“益肺气，益肝气，益脾气”[7]，具有补气安神、止咳平喘、扶正补虚等功效。灵芝多糖（Ganoderma lucidum polysaccharide，GLP）作为灵芝主要活性成分之一，多提取于灵芝的子实体、菌丝体或孢子体中[8]，具有免疫调节[9-12]、神经保护[13]、降血糖[14-16]、保护心脑血管[17]、抗氧化[18]、抗肿瘤[19-22]、抗疲劳[23]等功能。

近年来，我国功能性食品市场快速崛起，表现出产品结构各异，种类多样的特点。本研究所制备的产品是以红枣和灵芝多糖为原料的一款新型功能饮料。饮料制备中采用的灵芝多糖是以用超临界CO2萃取灵芝孢子油后所剩的灵芝孢子粉为原料经水提醇沉技术获得，该技术一方面可实现对灵芝孢子粉的二次利用，另一方面又可避免油脂类物质对多糖提取的影响。红枣灵芝多糖饮料是将灵芝多糖与红枣汁复配制备的饮料，产品中既有红枣多糖又有灵芝多糖，二者结合，能起到一定保健作用。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

红枣，山西大邦智科农业有限公司；木糖醇，郑州天佳化工产品有限公司；柠檬酸，苏州高能精细化工科技有限公司；自制脱脂灵芝孢子粉，为对全细胞破壁灵芝孢子粉进行超临界CO2萃取孢子油后的剩余物。

1.1.2 仪器与设备

PMK224ZH/E 电子天平，奥豪斯仪器有限公司；GL-20G-2 离心机，上海安亭科学仪器厂；Y-TN-C超声波提取浓缩机，北京弘祥龙有限公司；LDZX-50FBS蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂；KH-6HMTN2 型微波干燥机，山东科弘微波能有限公司；WYT-4 手持糖量仪，泉州光学仪器厂；sc-3610 低速离心机，安徽中科中佳科学仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 红枣汁的制备

1.2.1.1 工艺流程

枣果→去核→烘干→破碎→超声水提2 次→过滤→红枣汁

1.2.1.2 操作要点

称取一定量去核并烘干至恒质量的红枣，加入一定量水，煮沸30 min，超声水提处理（70 ℃，70 min）2 次，合并滤液，过滤得红枣汁，备用。

1.2.2 灵芝多糖提取工艺流程

脱脂灵芝孢子粉→60 ℃热风干燥至恒质量→取出干燥后的灵芝孢子粉→超声热水浸提→离心→收集上清液→滤渣重复提取1 次→合并2 次上清液→真空浓缩至提取液体积的1/5→取一定量浓缩液加4倍体积95%乙醇进行沉淀（4 ℃，12 h）→离心（4 500 r/min，15 min）→收集沉淀→灵芝多糖

1.2.3 红枣灵芝多糖复合饮料的制备

1.2.3.1 工艺流程

1.2.3.2 操作要点

在纯净水中按一定比例加入红枣汁、灵芝多糖、木糖醇、柠檬酸，搅拌均匀后立即加热至100 ℃，趁热装罐，在115 ℃的高压蒸汽锅中灭菌20 min 后，放入冷水中冷却，即为成品。

1.2.4 红枣汁制备单因素试验设计

1.2.4.1 液料比的筛选

固定提取温度60 ℃，提取时间30 min，考察液料比分别为10∶1、20∶1、30∶1、40∶1（mL/mg）时对枣汁可溶性固形物含量及感官品质的影响，筛选红枣汁提取的最佳液料比。

1.2.4.2 提取时间的筛选

固定提取温度60 ℃，液料比30∶1（mL/mg），考察提取时间分别为30、50、70、90 min 时对枣汁可溶性固形物含量及感官品质的影响，筛选红枣汁最佳提取时间。

1.2.4.3 提取温度的筛选

固定液料比30∶1（mL/mg），提取时间30 min，考察提取温度分别为30、50、70、90 ℃时对枣汁可溶性固形物含量及感官品质的影响，筛选红枣汁最佳提取温度。

1.2.5 灵芝多糖提取单因素试验设计

1.2.5.1 液料比的筛选

精确称取5 g 干燥后的脱脂灵芝孢子粉，固定提取时间90 min，提取温度50 ℃，考察提取液料比分别为10∶1、20∶1、30∶1、40∶1、50∶1（mL/mg）时对灵芝多糖得率的影响，筛选灵芝多糖适宜提取液料比。

1.2.5.2 提取温度的筛选

精确称取5 g 干燥后的脱脂灵芝孢子粉，固定提取时间90 min，液料比30∶1（mL/mg），超声波功率600 W、脉冲超声工作时间4 s，考察提取温度分别为30、50、70、90 ℃时，对灵芝多糖得率的影响，筛选灵芝多糖适宜提取温度。

1.2.5.3 提取时间的筛选

精确称取5 g 干燥后的脱脂灵芝孢子粉，固定提取温度50 ℃，液料比30∶1（mL/mg），考察提取时间分别为30、60、90、120、150 min 时对灵芝多糖得率的影响，筛选灵芝多糖适宜提取时间。

1.2.5.4 超声波功率的筛选

固定液料比30∶1（mL/mg），提取温度50 ℃，提取时间90 min，脉冲超声工作时间4 s，考察超声波功率分别为200、400、600、800 W 时对灵芝多糖得率的影响，筛选灵芝多糖提取适宜超声波功率。

1.2.6 灵芝多糖提取工艺优化正交试验设计

在前期单因素试验结果的基础上，选取提取温度（A）、提取时间（B）、液料比（C）、超声波功率（D）为灵芝多糖提取的主要影响因素，以灵芝多糖得率为考察指标，进行L9(34)正交试验，确定灵芝多糖最佳提取工艺，正交试验因素水平见表1。

表1 灵芝多糖提取工艺优化正交试验因素水平表Table 1 Factor and level of orthogonal test for Ganoderma lucidum polysaccharide extraction technology optimization

1.2.7 红枣灵芝多糖饮料配方优化正交试验设计

在预试验的基础上，选取红枣汁添加量（A）、灵芝多糖添加量（B）、柠檬酸添加量（C）、木糖醇添加量（D）为红枣灵芝多糖饮料感官品质的主要影响因素，以饮料感官评分为考察指标，进行L9(34)正交试验，确定红枣灵芝多糖饮料最佳配方。正交试验因素及水平见表2。

表2 红枣灵芝多糖饮料配方优化正交试验因素水平表Table 2 Factor and level of orthogonal test for red jujube Ganoderma lucidum polysaccharide beverage formulation optimization单位：g/L

1.2.8 壳聚糖对红枣灵芝多糖饮料储藏品质的影响

称取1.0 g 水溶性壳聚糖，用少量无菌水溶解后，定容至10 mL 的容量瓶中。取4 等份按照最优配方制备的饮料，其中3 份分别加入壳聚糖溶液0.2、0.4、0.6 g/L，另取1 份饮料为对照（不进行任何处理）。添加壳聚糖的饮料经灭菌后置于室温（20 ℃）下储藏，每5 d 检测菌落总数和大肠菌群数，研究壳聚糖对饮料储藏品质的影响。

1.2.9 测定项目与方法

1.2.9.1 可溶性固形物含量

使用手持糖量计对未稀释的样品进行测定。调节读数螺旋，从目镜观看呈半明半暗状态；调节消色散棱镜至彩色光带消失，再调节读数螺旋，使明暗界面恰好落在十字线的交叉处；若此时呈现色散，继续调节消色散棱镜，直到色散现象消失为止，这时从读数望远镜中标尺上读出的数据即为可溶性固形物含量。为减少误差，每个样品需重复测量3 次，3 次读数的误差应不超过0.002，结果取平均值。

1.2.9.2 多糖得率

采用硫酸-蒽酮法[24]进行测定。

1.2.9.3 红枣灵芝多糖复合饮料的感官评定

邀请10 名有食品感官评价经验的专业人员，分别从色泽、组织状态和口感3 方面对饮料进行感官评定，总计100 分，具体评分标准见表3。

表3 红枣灵芝多糖复合饮料感官评分标准Table 3 Sensory evaluation criteria of red jujube Ganoderma lucidum polysaccharide compound beverage

1.2.9.4 微生物指标

菌落总数参照GB 4789.2—2016[25]中的方法进行测定，大肠菌群数参照GB 4789.3—2016[26]中的方法进行测定。

1.2.9.5 离心沉淀率

取配制好的饮料10 mL，3 500 r/min 离心10 min，弃去上清液，准确称取沉淀物的质量，计算样品离心沉淀率。每个样品进行3 次平行测定，结果取平均值。

离心沉淀率（%）=沉淀物质量/饮料质量×100

1.2.10 数据处理使用SPSS 26 软件和Excel 2016 进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 红枣汁提取的单因素试验结果

2.1.1 液料比的确定

干红枣由于含水量低，取汁时需添加一定量的水，而水的添加量直接影响枣汁的品质，加水太少无法取汁或者枣汁口感不佳。由表4 可知，随着水添加量的增加，枣汁可溶性固形物含量及黏稠度均逐渐减小，香味也越来越淡，口感由甜腻变为较甜最后变淡。当液料比为30∶1（mL/mg）时，可溶性固形物含量为19.4%±0.148%，枣汁香气、口感适宜。因此确定红枣汁提取最适液料比为30∶1（mL/mg）。

表4 液料比对红枣汁品质的影响Table 4 Effect of liquid material ratio on the quality of red jujube juice

2.1.2 提取时间的确定

由表5 可知，随着提取时间的增加，枣汁可溶性固形物含量逐渐增加，香味由淡变为适宜，口感由淡变甜。当提取时间为70 min 时，可溶性固形物含量为19.2%±0.371%，枣汁口感适宜，枣香纯正，之后红枣汁品质变化不显著。因此确定红枣汁提取时间70 min 为宜。

表5 提取时间对红枣汁品质的影响Table 5 Effect of extraction time on the quality of red jujube juice

2.1.3 提取温度的确定

由表6 可知，随着提取温度的升高，枣汁可溶性固形物含量逐渐增加，香味由淡变为适宜，口感由淡变甜。当提取温度为70 ℃时，可溶性固形物含量为19.2%±0.374%，枣汁口感适宜，枣香浓郁，之后红枣汁品质变化不显著。因此确定红枣汁提取温度70 ℃为宜。

表6 提取温度对红枣汁品质的影响Table 6 Effect of extraction temperature on the quality of red jujube juice

2.2 灵芝多糖提取的单因素试验结果

2.2.1 液料比的确定

由图1 可知，液料比越大灵芝多糖得率越高；当液料比小于30∶1（mL/mg）时，随着液料比增加，灵芝多糖得率增加显著；当液料比达到30∶1（mL/mg）后，多糖得率趋于稳定。出现以上情况的原因可能为：液料比较小时，提取液的黏度较大，导致空化作用效果不明显，单位质量的物料接受超声波作用的机会较少，因此多糖难以进入溶剂；而液料比较大时，单位质量的物料接受超声波作用的机会增加，多糖得率升高。因此确定最适灵芝多糖提取液料比为30∶1（mL/mg）。

图1 液料比对灵芝多糖得率的影响Fig.1 Effect of liquid-solid ratio on the yield of Ganoderma lucidum polysaccharide

2.2.2 提取温度的确定

由图2 可知，灵芝多糖提取温度低于50 ℃时，随着提取温度的升高，多糖得率逐渐升高。因为温度越高，细胞壁由于热作用变得越疏松，从而较易被超声波的空化作用所破坏；此外，温度越高，多糖分子向溶剂中的扩散速度也越快。但试验中发现，当提取温度高于50 ℃时，多糖得率反而逐渐降低，这可能因为过高的温度对多糖的分子结构产生影响所致。提取温度为50 ℃时，灵芝多糖得率最高。因此确定最适灵芝多糖提取温度为50 ℃。

图2 提取温度对灵芝得率的影响Fig.2 Effect of extraction temperature on the yield of Ganoderma lucidum polysaccharide

2.2.3 提取时间的确定

由图3 可知，灵芝多糖提取前期（90 min 以前），由于超声破壁作用使多糖从细胞中释放，此期间多糖释放速度较快，故灵芝多糖得率也随着时间的延长而升高；90 min 时破壁作用基本完成，多糖得率接近最大值；但提取时间过长，部分多糖会发生降解。故确定最适灵芝多糖提取时间为90 min。

图3 提取时间对灵芝多糖得率的影响Fig.3 Effect of extraction time on the yield of Ganoderma lucidum polysaccharide

2.2.4 超声波功率的确定

采用超声波提取灵芝多糖具有时间短、效率高的优势。由图4 可知，当超声波功率小于600 W 时，随着超声波功率的增加，灵芝多糖得率增加，当超声功率大于600 W，灵芝多糖得率下降。所以选择超声波功率600 W 进行灵芝多糖的提取。

图4 超声功率对灵芝多糖得率的影响Fig.4 Effect of ultrasonic power on the yield of Ganoderma lucidum polysaccharide

2.3 灵芝多糖提取的正交试验结果

由表7 可知，各因素极差R 的大小排序为C＞A＞D＞B，即各因素对灵芝多糖得率影响的主次顺序为液料比＞提取温度＞超声波功率＞提取时间，最佳组合方案为A1B2C3D2，即：提取温度40 ℃，提取时间90 min，液料比35∶1（mL/mg），超声波功率600 W。在此条件下提取灵芝多糖，得率达70.5%。

表7 灵芝多糖提取工艺优化正交试验结果Table 7 Orthogonal test results of Ganoderma lucidum polysaccharide extraction technology optimization

2.4 饮料配方优化正交试验结果

由表8 可知，各因素极差R 的大小排序为A＞C＞D＞B，即各因素对饮料感官评分影响的主次顺序为红枣汁添加量＞柠檬酸添加量＞木糖醇添加量＞灵芝多糖添加量，最佳组合方案为A2B1C2D1，即：红枣汁添加量250 g/L，灵芝多糖添加量50 g/L，柠檬酸添加量15 g/L，木糖醇添加量40 g/L。在此条件下制得的红枣灵芝多糖饮料具有红枣与灵芝特有的浓郁风味，甜酸爽口，无异味，感官评分为93 分。

表8 红枣灵芝多糖饮料配方优化正交试验结果Table 8 Orthogonal test results of red jujube Ganoderma lucidum polysaccharide beverage formulation optimization

2.5 壳聚糖对红枣灵芝多糖饮料储藏品质的影响

由表9 可知，与未添加壳聚糖溶液相比，添加不同剂量壳聚糖对红枣汁储藏过程中微生物指标影响较大，不添加壳聚糖的红枣汁在储藏10 d 时，微生物就开始大量繁殖，菌落总数超过100 CFU/mL，储藏15 d 时大肠菌群数大于20 CFU/mL，而添加壳聚糖能明显抑制细菌和大肠菌群的生长，壳聚糖添加量越大，对饮料中微生物的抑制效果越好，但添加过多会影响饮料口感，故选择壳聚糖添加量0.2 g/L。

表9 壳聚糖添加量对红枣灵芝多糖饮料储藏期间微生物指标的影响Table 9 Effect of chitosan addition on the microticlogical indicator of red jujube Ganoderma lucidum polysaccharide beverage

2.6 储藏环境对红枣灵芝多糖饮料稳定性的影响

将饮料成品分别置于室温（20 ℃）与冷藏（4 ℃）的条件下，观察并测定不同储藏时间红枣灵芝多糖饮料的分层现象、色泽气味和离心沉淀率。

由表10 可知，整个储藏期间（室温、冷藏），饮料稳定性均较好，无明显分层现象，色泽气味差异不大；相同储藏时间时，冷藏条件下离心沉淀率低于室温条件，但储藏期内，室温和冷藏条件下饮料品质均能得到保证。

表10 储藏时间对红枣灵芝多糖饮料稳定性的影响Table 10 Effect of storage time on the stability of red jujube Ganoderma lucidum polysaccharide beverage

3 结论

红枣作为一种药食同源果品，具有较高的营养价值、经济价值和开发前景。试验以红枣汁和灵芝多糖等原料复配制备饮料，红枣和灵芝多糖二者所含不同功能性成分的结合，对人体能起到一定的保健作用。结果表明，红枣汁最佳制备工艺为：红枣清洗去核，以液料比30∶1（mL/mg）的比例加入一定量水，煮沸30 min 后，用超声水提处理2 次，超声提取时间70 min，温度70 ℃，合并滤液，过滤得红枣汁；灵芝多糖最佳提取条件为：液料比35∶1（mL/mg），提取温度40 ℃，超声波功率600 W 下提取90 min；红枣灵芝多糖复合饮料最佳制备工艺为：红枣汁添加量250 g/L，灵芝多糖添加量50 g/L，柠檬酸添加量15 g/L，木糖醇添加量40 g/L，壳聚糖添加量0.2 g/L，混合均匀后立即加热到100 ℃，趁热装罐，在115 ℃高压蒸汽灭菌20 min 后，放于冷水中冷却，即得成品。按此工艺配制的红枣灵芝多糖复合饮料在整个储藏期间（室温、冷藏），饮料稳定性均较好。