杜仲葉固體飲料研究

柯曉燕 李夢(mèng)嬌 盧瑋玉

杜仲葉中含有杜仲黃酮、綠原酸、杜仲多糖、多酚等多種對(duì)人體有益的功能性成分，如杜仲葉黃酮有降血壓、保護(hù)心臟、抑菌、抗氧化、抗腫瘤的效果。由于杜仲是“藥食同源”物質(zhì)，因此可開發(fā)杜仲葉用于食品醫(yī)藥領(lǐng)域。本實(shí)驗(yàn)以新鮮杜仲葉為原料，經(jīng)粉碎、微生物發(fā)酵、過濾、調(diào)配、均質(zhì)、噴霧干燥等程序加工成杜仲葉固體飲料，以期為進(jìn)一步開發(fā)和利用杜仲這一傳統(tǒng)中藥資源提供借鑒。

一、材料與方法

1.實(shí)驗(yàn)材料。杜仲葉采摘于衡水市路北開發(fā)區(qū)杜仲種植園，釀酒酵母和乳酸桿菌由衡水學(xué)院發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)室保藏。

2.方法。（1）確定杜仲葉發(fā)酵液最佳發(fā)酵溫度和時(shí)間。將新鮮杜仲葉中的雜質(zhì)挑揀出去，清洗后進(jìn)行粉碎。杜仲葉粉碎后與水按1∶3的比例混合轉(zhuǎn)入100L發(fā)酵罐，按總體積加入釀酒酵母0.5%和乳酸桿菌0.7%進(jìn)行微生物接種，分別在23℃、26℃、29℃、32℃、35℃的環(huán)境下發(fā)酵7d，確定發(fā)酵溫度和最佳發(fā)酵時(shí)間。將最佳發(fā)酵時(shí)間的杜仲葉發(fā)酵液進(jìn)行過濾，濾液用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

（2）正交試驗(yàn)。根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選用砂糖、麥芽糊精、檸檬酸、八角提取物加到杜仲葉發(fā)酵濾液中，以改善發(fā)酵液的適口性。砂糖、檸檬酸、麥芽糊精、八角提取物的用量設(shè)計(jì)3個(gè)水平，確定最佳的添加量。

（3）調(diào)配均質(zhì)。按照（2）中的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將杜仲葉發(fā)酵濾液與砂糖、麥芽糊精、檸檬酸、八角提取物混合?；旌弦哼M(jìn)行均質(zhì)，均質(zhì)壓力20-25MPa、均質(zhì)溫度45℃、均質(zhì)15-20min。

（4）確定最佳噴霧干燥條件。研究進(jìn)風(fēng)溫度、進(jìn)料速度、麥芽糊精添加量三種因素對(duì)杜仲葉固體飲料質(zhì)量的影響。設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，每個(gè)因素設(shè)計(jì)3個(gè)水平，確定最佳的噴霧干燥工藝。

（5）測定杜仲葉固體飲料成分。杜仲葉黃酮、綠原酸、山奈酚、槲皮素測定方法參考呂強(qiáng)、付桂明等測定的方法。

二、結(jié)果與分析

1.杜仲葉發(fā)酵溫度及發(fā)酵時(shí)間的確定。在23℃、26℃、29℃、32℃的溫度下進(jìn)行發(fā)酵，杜仲葉黃酮的含量隨發(fā)酵時(shí)間的増長和溫度的升高而增多。在35℃下進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，從第5天開始杜仲葉黃酮含量隨發(fā)酵時(shí)間的増長而下降。由于溫度過高，微生物的代謝消耗更多基質(zhì)，在35℃條件下發(fā)酵時(shí)，黃酮含量要比32℃時(shí)低得多，甚至低于29℃條件下的黃酮含量，因此最佳的發(fā)酵溫度為32℃。杜仲葉在32℃下發(fā)酵至第6天，黃酮含量達(dá)到0.621g/L，第7天不再升高，隨發(fā)酵時(shí)間延長黃酮含量略有下降，因此確定發(fā)酵時(shí)間為6天。

2.杜仲葉發(fā)酵液的過濾與調(diào)配。發(fā)酵至第6天的杜仲葉發(fā)酵液，經(jīng)過濾機(jī)過濾得到黃棕色無懸浮顆粒的澄清濾液。選用砂糖、檸檬酸、麥芽糊精、八角提取物加入到杜仲葉發(fā)酵濾液中，進(jìn)行4因素3水平正交實(shí)驗(yàn)，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。選擇15名人員對(duì)飲料進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

由表1中R值大小得出影響因素依次為：C>A>B>D，即檸檬酸的影響最大、八角提取物的影響最小。根據(jù)K值確定最合適的組合是A2B2C3D2，即添加4%砂糖、0.6%麥芽糊精、0.12%檸檬酸、0.5%八角提取物，但是A2B2C3D2沒有出現(xiàn)在正交實(shí)驗(yàn)中，因此需進(jìn)行驗(yàn)證一下，通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)A2B2C3D2的杜仲葉發(fā)酵飲料的感官評(píng)分值為93.71，高于正交實(shí)驗(yàn)中最高值91.83，這說明正交實(shí)驗(yàn)得到的最優(yōu)組合確為杜仲葉發(fā)酵飲料的最優(yōu)組合。

3.最佳噴霧干燥條件的確定。調(diào)配好的杜仲葉發(fā)酵飲料均質(zhì)后準(zhǔn)備噴霧干燥，按正交實(shí)驗(yàn)設(shè)定因素與水平，分別進(jìn)行噴霧干燥并評(píng)定分?jǐn)?shù)（見表2）。

R值確定進(jìn)風(fēng)溫度的影響最大，進(jìn)料速度的影響次之，麥芽糊精濃度的影響最小。分析K值得出噴霧干燥條件的最佳組合是A2B2C2，即進(jìn)風(fēng)溫度130℃、進(jìn)料速度5mL/s、麥芽糊精濃度0.6%。但A2B2C2組合沒有在正交實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證A2B2C2組合的杜仲葉飲料噴霧干燥的綜合評(píng)分為90，高于正交實(shí)驗(yàn)中最高值88，表明正交實(shí)驗(yàn)得到的最優(yōu)組合確為杜仲葉固體飲料噴霧干燥的最佳組合。

4.固體飲料中功能性成分的測定。對(duì)噴霧干燥獲得的杜仲葉發(fā)酵固體飲料中4種功能性成分進(jìn)行測定，總黃酮含量118mg/g，槲皮素、山奈酚、綠原酸含量分別為43mg/g、21mg/g、45mg/g。

三、結(jié)論

本研究得到的杜仲葉發(fā)酵固體飲料，在沖泡時(shí)呈黃綠色的澄清液體，可以聞到杜仲葉的氣味，喝起來酸甜可口，且方便攜帶，適合各種人群飲用。本次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有利于進(jìn)一步開發(fā)和利用杜仲這一傳統(tǒng)中藥資源，拓寬杜仲葉的應(yīng)用領(lǐng)域。

基金項(xiàng)目：國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（202010101005）。

作者簡介：柯曉燕（1999-），女，福建莆田人，在讀本科，研究方向?yàn)槭称焚|(zhì)量與安全。

*通信作者：孫金旭（1975-），男，河北景縣人，教授，博士研究生，研究方向?yàn)榘l(fā)酵工程、果蔬加工。

*通信作者：朱會(huì)霞（1977-），女，河北景縣人，教授，博士研究生，研究方向?yàn)榘l(fā)酵工程、中藥發(fā)酵。