黃豆芽口服液制備工藝

張康逸，宋范范，周騰飛，王繼紅，楊妍

(河南省農(nóng)科院 農(nóng)副產(chǎn)品加工研究所，河南 鄭州，450008)

黃豆芽屬于芽苗菜，是黃豆種子在人工控制的適宜溫度、濕度條件下，經(jīng)萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)過程，依靠種子中儲(chǔ)存的養(yǎng)分直接培育成的嫩芽苗[1]。豆類種子中含有蛋白質(zhì)、纖維素、礦質(zhì)元素等多種活性營(yíng)養(yǎng)成分，同時(shí)也含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，如單寧、植酸、蛋白酶抑制劑等，這在某種程度上限制了豆類的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[2]。豆類經(jīng)發(fā)芽處理后，其抗?fàn)I養(yǎng)因子被降解，而保健性功能成分如維生素、多肽、黃酮類、γ-氨基丁酸等的含量則顯著增加，因此有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用[3-5]。

本研究以黃豆芽為原料，制成一種營(yíng)養(yǎng)豐富、功能性強(qiáng)、均勻穩(wěn)定，口味良好的黃豆芽口服液。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃豆芽由河南綠色中原現(xiàn)代農(nóng)業(yè)集團(tuán)有限公司提供，蜂蜜、蔗糖、食鹽、黃原膠均為食品級(jí)，NaBH4、重蒸酚、NaClO均為為分析純，γ-氨基丁酸(HPLC，純度≧99%)，蘆丁(HPLC，純度≧98%)。

1.2 儀器與設(shè)備

JW-1042型低速離心機(jī)，金壇市醫(yī)療儀器廠；DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，河南予華儀器有限公司；A590型雙光束紫外可見分光光度儀，上海翱藝儀器有限公司；FD-100S型真空冷凍干燥機(jī)，北京惠城佳儀科技有限公司；SFJ-W型切割型濕法超細(xì)粉碎機(jī)，無錫江科自動(dòng)化技術(shù)有限公司；KQ-600DE型數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；SY-5000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠；SHZ-D(Ⅲ)型循環(huán)水真空泵，鄭州市予華儀器制造有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 口服液制備工藝流程[6-11]

黃豆芽→打漿→冷凍干燥制粉→浸提→離心(4 500 r/min，15 min)除沉淀→濃縮→調(diào)配→均質(zhì)→灌裝→殺菌→檢驗(yàn)→成品

1.3.2 工藝要點(diǎn)[12]

黃豆芽提取液制備：使用超聲波提取法，以體積分?jǐn)?shù)60%乙醇作為浸提溶劑，在不同的超聲波功率(300、360、420、480、540、600 W)、溫度(30、40、50、60、70 ℃)、時(shí)間(10、15、20、25、30、35 min)、料液比(g∶mL)(1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35)條件下，以γ-氨基丁酸和黃酮得率作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，尋找超聲波提取的最佳條件。

黃豆芽提取液濃縮:將黃豆芽提取液進(jìn)行真空濃縮，操作壓力為0.09～0.1 MPa，溫度為55～65 ℃，除盡乙醇，并揮發(fā)至無醇味；然后將溫度調(diào)至80～85 ℃，繼續(xù)進(jìn)行減壓濃縮，直至濃縮液中γ-氨基丁酸含量達(dá)到0.5 mg/mL。

口服液配方調(diào)配：選取蜂蜜、蔗糖、食鹽、黃原膠對(duì)口服液配方進(jìn)行優(yōu)化，使其口感純正、均勻穩(wěn)定，每個(gè)因素分設(shè)3個(gè)水平，以感官評(píng)價(jià)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用L9(34)正交表進(jìn)行試驗(yàn)。檢測(cè)不同成分的用量對(duì)口服液感官品質(zhì)的影響。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1[7,13]。

表1 黃豆芽口服液感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria of soybean sprouts oral liquid

添加蜂蜜、蔗糖、食鹽、黃原膠之后，調(diào)節(jié)pH值至7.0。

均質(zhì)：在30～40 MPa的壓力下均質(zhì)，使口服液中的顆粒進(jìn)一步變小，并形成穩(wěn)定均勻的分散體系。

灌裝、殺菌：將灌裝好的口服液放入滅菌鍋中，于121 ℃滅菌20 min，迅速冷卻到30～40 ℃。

1.3.3 樣品測(cè)定

γ-氨基丁酸測(cè)定：使用比色法，參照陳恩成等[14]方法并進(jìn)行修正。

總黃酮測(cè)定：使用NaNO2-Al(NO3)3比色法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)至少為3個(gè)平行測(cè)定的結(jié)果。使用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件分析處理數(shù)據(jù)，并使用Origin 8.0繪圖。圖表中以不同字母表示數(shù)據(jù)間的顯著性差異(p<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃豆芽提取液提取條件的確定

2.1.1 超聲波功率對(duì)提取效果的影響

在超聲溫度50 ℃，超聲時(shí)間25 min，料液比1∶30的條件下，超聲功率對(duì)黃豆芽中γ-氨基丁酸、總黃酮提取效果的影響如圖1所示。

圖1 超聲波功率對(duì)提取效果的影響Fig.1 Effect of ultrasonic power on extraction efficiency

由圖1可知，在試驗(yàn)功率范圍內(nèi)，隨著超聲功率的增加，γ-氨基丁酸及總黃酮的提取率均逐漸增加，當(dāng)超聲功率達(dá)到540 W時(shí)，提取率達(dá)到了峰值，并且明顯高于其余各組(p<0.05)；此時(shí)，如果繼續(xù)增大超聲功率，提取率則有所下降，這可能是由于功率過大時(shí)，使提取時(shí)瞬間熱效應(yīng)增強(qiáng)。此外，在480 W與600 W時(shí)，2種成分的提取率均沒有顯著性的變化(p>0.05)。因此，較優(yōu)的超聲功率為540 W。

2.1.2 超聲波處理溫度對(duì)提取效果的影響

超聲提取時(shí)，目標(biāo)物質(zhì)在某個(gè)溫度(最適溫度)條件下，提取量達(dá)到最大值。在超聲功率540 W，超聲時(shí)間25 min，料液比1∶30的條件下，超聲溫度對(duì)黃豆芽中γ-氨基丁酸、總黃酮提取效果的影響如圖2所示。

圖2 超聲波溫度對(duì)提取效果的影響Fig.2 Effect of ultrasonic temperature on extraction efficiency

由圖2可知，在試驗(yàn)溫度內(nèi)，隨著超聲溫度的增加，γ-氨基丁酸的提取率顯著提高(p<0.05)，并且在60 ℃時(shí)達(dá)到最大值4.10 mg/100 mL，此后并沒有顯著提升；而總黃酮的提取率未隨著超聲溫度的增加而顯著提升。因此，最適的超聲溫度為60 ℃。

2.1.3 超聲時(shí)間對(duì)提取效果的影響

一般情況下，隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)，目標(biāo)物質(zhì)的提取率先增大后減小?？赡苁怯捎陂L(zhǎng)時(shí)間的超聲使得目標(biāo)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞。在超聲功率540 W，超聲溫度60 ℃，料液比1∶30的條件下，超聲時(shí)間對(duì)黃豆芽中γ-氨基丁酸、總黃酮提取效果的影響如圖3所示。

由圖3可知，在試驗(yàn)時(shí)間范圍內(nèi)，隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)，γ-氨基丁酸及總黃酮的提取率均顯著性提高(p<0.05)。當(dāng)超聲時(shí)間為25 min是，γ-氨基丁酸的提取率達(dá)到最大值5.05 mg/100 mL，并且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)并沒有顯著性下降(p>0.05)。當(dāng)超聲時(shí)間為30 min是，總黃酮的提取率達(dá)到最大值3.5 mg/100 mL，并且顯著高于25 min時(shí)的提取率3.2 mg/100 mL(p<0.05)。因此，較優(yōu)的超聲時(shí)間為30 min。

圖3 超聲時(shí)間對(duì)提取效果的影響Fig.3 Effect of ultrasonication time on extraction efficiency

2.1.4 料液比對(duì)提取效果的影響

料液比對(duì)物質(zhì)提取率有重要影響，最適料液比既可以提高所需物質(zhì)提取率，也可以減少試劑的浪費(fèi)。在超聲功率540 W，超聲溫度60 ℃，超聲時(shí)間30 min的條件下，料液比對(duì)黃豆芽中γ-氨基丁酸、總黃酮提取效果的影響如圖4所示。

圖4 料液比對(duì)提取效果的影響Fig.4 Effect of material/liquid ratio on extraction efficiency

由圖4可知，當(dāng)料液比為1∶30時(shí)，γ-氨基丁酸和總黃酮的提取效果均達(dá)到最佳，分別為5.3 mg/100 mL和3.9 mg/100 mL，并且顯著高于其余各組(p<0.05)。因此，較優(yōu)的料液比為1∶30。

2.1.5 正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)，對(duì)超聲功率、溫度、時(shí)間、料液比進(jìn)行4因素3水平的正交試驗(yàn)，采用L9(34)正交表進(jìn)行試驗(yàn)，優(yōu)化黃豆芽提取液制備的提取條件。綜合考慮同時(shí)提取γ-氨基丁酸和總黃酮的提取率，以總評(píng)分的方式考察二者的綜合提取效果，并且二者的比重各為50%。正交試驗(yàn)因素水平表見表2，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見表3。

表2 提取條件優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平表Table 2 Factors and levels in orthogonal test design ofultrasonic extraction

由表3可知，綜合考慮對(duì)γ-氨基丁酸和總黃酮的提取率，4個(gè)考察因素的主次順序?yàn)榱弦罕?超聲時(shí)間>超聲溫度>超聲功率，最佳組合為A2B3C3D2，即超聲功率540 W，超聲溫度65 ℃，超聲時(shí)間35 min，料液比1∶30，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)得黃豆芽中γ-氨基丁酸的提取率為0.58 mg/mL，總黃酮的提取率為3.9 mg/100mL。

表3 提取條件優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 3 Orthogonal test design and the results of ultrasonic extraction

2.2 口服液配方優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

本研究以感官評(píng)價(jià)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用L9(34)正交表進(jìn)行試驗(yàn)，檢測(cè)不同成分的用量對(duì)口服液色澤、香味、滋味、形態(tài)等感官品質(zhì)的影響。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平表見表4，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見表5。

表4 口服液配方優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平表Table 4 Factors and levels in orthogonal test design ofoptimizing formula

表5 口服液配方優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 5 Orthogonal test design and the results ofoptimizing formula

由表5可以看出，影響口服液感官品質(zhì)的因素的排列順序?yàn)辄S原膠>食鹽>蜂蜜>蔗糖，最佳組合為A2B3C2D2，即蜂蜜2.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，蔗糖8.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，食鹽0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，黃原膠1.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，在此條件下調(diào)配的口服液色澤均勻，呈淡黃色，具有濃厚的豆芽香味，酸甜可口，口感良好，具有較好的穩(wěn)定性。

樣品測(cè)定結(jié)果顯示：黃豆芽口服液中γ-氨基丁酸含量為0.58 mg/mL，黃酮含量為0.36 mg/mL。

3 結(jié)論

黃豆芽浸提液最佳提取條件為：超聲功率540 W，超聲溫度65 ℃，超聲時(shí)間35 min，料液比1∶30。

黃豆芽口服液調(diào)配最佳配方為：蜂蜜2.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，蔗糖8.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，食鹽0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，黃原膠1.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

樣品測(cè)定結(jié)果顯示：黃豆芽口服液中γ-氨基丁酸含量為0.58 mg/mL，黃酮含量為0.36 mg/mL。

[1] 王德檳,張德純.芽苗菜及栽培技術(shù)[M].北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 1998.

[2] 陳振,康玉凡.豆類種子及萌發(fā)過程中功效性成分研究概述[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng), 2012(10): 27-32.

[3] 于立梅,鐘惠曾,于新.等.大豆發(fā)芽過程中營(yíng)養(yǎng)成分變化規(guī)律的研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2010(8): 19-22.

[4] ALONSO R, AGUIRRE A.Effects of extrusion and traditional processing methods on antinutrients andinvitrodigestibility of protein and starch in faba and kidney beans[J].Food Chemistry, 2000, 68(2): 159-165.

[5] 于立梅,于新,曾曉房.等.不同豆類發(fā)芽過程中營(yíng)養(yǎng)成分的變化[J].食品與發(fā)酵工業(yè), 2010,36(7): 23-26.

[6] 池建偉,唐小俊,張名位.等.荔枝保健口服液制備工藝研究[J].食品科技, 2005,26(7): 63-65.

[7] 王辰,張彥濤.螺旋藻口服液的調(diào)配工藝及穩(wěn)定性研究[J].食品科學(xué), 2009,30(12): 90-93.

[8] 方富永,苗艷麗,宋文東.波紋巴非蛤肉復(fù)合酶水解工藝及功能口服液的研制[J].食品科學(xué), 2009,30(18): 412-415.

[9] 李宇偉,連瑞麗.正交試驗(yàn)法優(yōu)選雙黃連口服液制備工藝研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2009(16): 25-27.

[10] 李樂,馮罡,唐輝.天山花楸口服液制備工藝研究[J].食品研究與開發(fā), 2014,35(17): 16-17.

[11] 遲玉森,唐琳,滕如君.等.生物活性碘的制備及其功能觀察[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào), 2001,1(1): 24-29, 5.

[12] 李鳳英,李潤(rùn)豐,崔蕊靜.等.槐花保健飲料的研制[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào), 2007,7(2): 70-74.

[13] 孫君社,薛毅.食品感官評(píng)定[M].廣州: 華南理工大學(xué)出版社, 2005: 178-214.

[14] 陳恩成,張名位,彭超英.等.比色法快速測(cè)定糙米中γ-氨基丁酸含量研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2006,21(1): 125-128.