大棗黃精多糖復(fù)合功能飲料制備工藝研究 *

呂偉 劉思美 鄔良芳 張麗華 趙鵬

(1.陜西省藥品和疫苗檢查中心，陜西 西安 710065；2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，陜西 西安 712046)

大棗(ZiziphusjujubaMill.)和黃精(PolygonatumsibiricumRed.)均為我國(guó)傳統(tǒng)的藥食同源的藥材。大棗為鼠李科棗屬植物，富含蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)、維生素C及環(huán)磷酸腺苷等活性成分[1]，具有補(bǔ)益脾胃[2]，滋養(yǎng)陰血等功效[3]。其中大棗中的多糖成分具有抗氧化[4]、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤[5]、保肝等作用[6]。黃精為百合科黃精屬植物，含有甾體皂苷、多糖、氨基酸等活性成分[7]，具有滋陰、補(bǔ)脾、潤(rùn)肺生津的功效[8]，其黃精多糖成分具有抗氧化[9]、抗衰老、調(diào)控自身免疫能力等作用[10-11]?；诖髼椂嗵呛忘S精多糖在調(diào)節(jié)免疫和抗衰老方面的功效，本研究以大棗多糖和黃精多糖為主要原料，輔以木糖醇、檸檬酸和茉莉香精，設(shè)置了綜合感官評(píng)價(jià)指標(biāo)，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，通過(guò)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，確定了大棗黃精多糖功能飲料的最佳配方，獲得了一款富含多糖、口感優(yōu)良、茉莉香氣宜人的功能性飲料，本研究開(kāi)拓了大棗和黃精的應(yīng)用途徑，具有一定的經(jīng)濟(jì)和科學(xué)意義。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1材料、試劑與儀器 大棗、黃精(PolygonatumsibiricumRed.，陜產(chǎn)黃精)購(gòu)自西安萬(wàn)壽路中藥材批發(fā)市場(chǎng)，2,2-聯(lián)苯基-1-苦基肼基(DPPH)(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)；乙醇、苯酚和濃硫酸等試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純(天津科密歐化學(xué)試劑有限公司)檸檬酸，木糖醇，茉莉香精和山梨酸鉀為食品級(jí)(河南萬(wàn)邦化工科技有限公司)。HHS恒溫水浴鍋(鞏義予華儀器廠)、UV1102紫外可見(jiàn)分光光度儀(上海天美科學(xué)儀器有限公司)；FA2004電子天平(上海民橋精科天平廠)。

1.2大棗黃精復(fù)合多糖飲料的制備方法 按照文獻(xiàn)[12]取大棗100 g，黃精200 g，干燥后粉碎，10倍質(zhì)量的水提取2次，每次1.5 h，濾過(guò)合并濾液，70℃左右將濾液濃縮為藥材質(zhì)量∶濃縮液體積=1∶1，濃縮液用4倍體積量乙醇醇沉，靜置24 h，過(guò)濾，收集多糖濾餅(多糖含量以葡萄糖計(jì)，不低于50%)，干燥粉碎后，用去離子水溶解，并稀釋至10000 mL，離心，取上清液，加入一定量的木糖醇、檸檬酸和茉莉香精等調(diào)制口感，另按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)加入山梨酸鉀(按總重量的0.03%量計(jì))作為防腐劑[13]，即得大棗黃精復(fù)合多糖飲料。

1.3多糖含量的測(cè)定 采用苯酚-硫酸法[14]測(cè)葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線，將恒重后的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品配置成0.1 mg·mL-1的溶液，精密吸取0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液置于10 mL的具塞試管中，補(bǔ)加蒸餾水至1 mL，再分別加入5%苯酚1 mL，搖勻，加入5 mL濃硫酸，搖勻，反應(yīng)15 min后，在490 nm處測(cè)定吸光度值[15]?？v坐標(biāo)(y)為吸光度，橫坐標(biāo)(x)為質(zhì)量濃度，繪制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出回歸方程為：y=7.56x-0.042(R2=0.9994)，x在0.02～0.1mg·mL-1濃度范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。精密吸取樣品溶液1 mL，按照上述步驟操作，測(cè)得490 nm處吸光度，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算樣品溶液中多糖含量。

1.4大棗黃精復(fù)合多糖飲料配方工藝優(yōu)化

1.4.1感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 參照復(fù)合多糖飲料的感官評(píng)估指標(biāo)[16]，制定的大棗黃精復(fù)合多糖飲料的感官評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 復(fù)合飲料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.4.2響應(yīng)面試驗(yàn) 在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，以感官評(píng)分為考察標(biāo)準(zhǔn)，并利用Box-Behnken的基本原理[17]，確定大棗黃精復(fù)合飲料的最佳配方，因素水平見(jiàn)表2。

表2 因素水平

1.5大棗黃精復(fù)合多糖飲料體外抗氧化活性的測(cè)定 按照文獻(xiàn)[18]配制好濃度為0.0002 mol·L-1的DPPH溶液，置于棕色試劑瓶中，避光保存。先將2 mL DPPH和2 mL 60%乙醇，搖勻，避光反應(yīng)30 min，以60%乙醇調(diào)零，在517 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度A0；取不同量的樣品，加入1.75 mL蒸餾水和2 mL DPPH，按上述條件測(cè)定吸光度A1；再取相同量的樣品，加入1.75 mL蒸餾水+2 mL 60%乙醇，按上述條件測(cè)定吸光度A2，按下式計(jì)算清除率[19]。

2 結(jié)果與討論

2.1單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1木糖醇添加量的影響 固定檸檬酸的添加量為0.2%，茉莉香精的添加量為0.01%，探究木糖醇的添加量為7%、8%、9%、10%和11%時(shí)對(duì)感官評(píng)分的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 木糖醇添加量的影響

通過(guò)圖1可知，木糖醇添加量在7%～10%之間，木糖醇添加量不斷增加，感官評(píng)分快速升高。當(dāng)木糖醇添加量增加到10% 時(shí)，感官評(píng)分最高為6.78。但增加到一定程度后，由于飲料口感甜度較大，顯得較膩，感官評(píng)分反而下降。因此，木糖醇最適添加量為10%。

2.1.2檸檬酸添加量的影響 固定木糖醇的添加量為10%，茉莉香精的添加量為0.01%，探究檸檬酸的添加量分別為0.10%、0.15%、0.20%、0.25%和0.30%時(shí)對(duì)感官評(píng)分的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

通過(guò)圖2可知，檸檬酸添加量在0.1%～0.25%之間，飲料酸度不斷增加使口感更加適宜，感官評(píng)分也快速升高；但增加到一定程度后酸味過(guò)濃，感官評(píng)分反而下降。因此，檸檬酸最適添加量為0.25%。

圖2 檸檬酸添加量的影響

2.1.3茉莉香精添加量的影響 固定木糖醇的添加量為10%，檸檬酸的添加量為0.25%，探究茉莉香精的添加量分別為0.005%、0.0075%、0.01%、0.0125%和0.015%時(shí)對(duì)感官評(píng)分的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 茉莉香精添加量的影響

通過(guò)圖3可知，茉莉香精添加量在0.005%～0.0125%之間，飲料清香度也隨之增加，口感也更加協(xié)調(diào)；但增加到一定程度后香味過(guò)濃，感官評(píng)分反而下降。因此，茉莉香精最適添加量為0.0125%。

2.2響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與結(jié)果 采用Design-Expert 10.0.3軟件分析，響應(yīng)變量為木糖醇(X1)、檸檬酸(X2)和茉莉香精(X3)，響應(yīng)值為感官評(píng)分(Y)，根據(jù)設(shè)計(jì)的響應(yīng)面方案進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)所得到的試驗(yàn)結(jié)果通過(guò)回歸擬合分析后得到方程為：

Y=8.28-0.048X1+0.34X2+0.12X3+0.055X1X2+0.35X1X3-0.060X2X3-0.45X12-0.25X22-0.39X32

表3 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與結(jié)果

表4 方差分析

2.2.2響應(yīng)曲面分析 通過(guò)對(duì)響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)可得到上述各因素之間相互影響的響應(yīng)面圖，如圖4，5，6所示。

圖4 檸檬酸和木糖醇添加量的影響

圖5 茉莉香精和木糖醇添加量的影響

由響應(yīng)面圖可得，木糖醇、檸檬酸和茉莉香精各單因素間交互影響的顯著性差異，如果得到的響應(yīng)面圖傾斜度越低，坡度越平緩，等高線越趨于圓形，則兩個(gè)單因素交互影響越不明顯；反之，則兩個(gè)單因素間的交互影響顯著。三個(gè)因素對(duì)應(yīng)的曲線中，變化最大、最為密集陡峭的是檸檬酸的變化曲線，這也說(shuō)明檸檬酸的改變會(huì)直接引起人體感官評(píng)分的顯著改變，其次是茉莉香精，影響最小的是木糖醇。

對(duì)回歸方程求一階偏導(dǎo)[21-24]，使之等于0，X1=-0.040、X2=0.421、X3=-0.171，由此可得預(yù)測(cè)的大棗黃精復(fù)合多糖功能飲料的最佳工藝條件為：木糖醇添加量為9.96%、檸檬酸添加量為0.27105%、茉莉香精添加量為0.0121%，感官評(píng)分8.354。綜合考慮預(yù)測(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際操作工藝條件，微調(diào)合成大棗黃精復(fù)合多糖功能飲料的工藝參數(shù)為木糖醇添加量為10%、檸檬酸添加量為0.27%、茉莉香精添加量為0.012%，在此工藝條件下重復(fù)操作三次，得到的感官評(píng)分為8.392，與預(yù)測(cè)值基本吻合，這說(shuō)明可以用此模型來(lái)分析和預(yù)測(cè)大棗黃精復(fù)合多糖功能飲料的感官評(píng)分。

2.3抗氧化試驗(yàn) 通過(guò)圖6的結(jié)果可知，大棗黃精復(fù)合多糖飲料對(duì)DPPH自由基的清除率在一定范圍內(nèi)均呈上升趨勢(shì)，最大的DPPH自由基的清除能力為26.2%，這說(shuō)明大棗黃精復(fù)合多糖飲料具有一定的清除DPPH自由基的能力[25]。

圖6 茉莉香精和檸檬酸添加量的影響

圖7 DPPH清除作用

3 結(jié)論

本研究以大棗多糖和黃精多糖為原料，研究了木糖醇、檸檬酸和茉莉香精對(duì)大棗黃精復(fù)合多糖飲料感官品質(zhì)的影響，并測(cè)定了大棗黃精復(fù)合多糖飲料的抗氧化活性。通過(guò)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，采用響應(yīng)面優(yōu)化法得到最優(yōu)的大棗黃精復(fù)合多糖飲料的配方：木糖醇添加量10.00%、檸檬酸添加量0.27%、茉莉香精添加量0.012%，感官評(píng)分8.392，采用這種配方所研制的復(fù)合飲料色澤純正均一，酸甜爽口，并伴有茉莉花的芳香味，口感較好，且具有一定的抗氧化作用。

本研究所制得的大棗黃精復(fù)合多糖飲料采用水提醇沉工藝去除了低分子糖，又采用木糖醇作為甜味劑，屬于低糖功能型飲料，具有一定的保健功能，因此可作為保健型食品進(jìn)行開(kāi)發(fā)應(yīng)用。