葛根-葡萄復合飲料的工藝研究

趙娟娟，吳榮榮，夏君霞，路敏，劉健（.衡水學院生命科學系，河北衡水053000；.河北養元智匯飲品股份有限公司，河北衡水053000）

葛根-葡萄復合飲料的工藝研究

趙娟娟1，吳榮榮1，夏君霞2，路敏2，劉健2
（1.衡水學院生命科學系，河北衡水053000；2.河北養元智匯飲品股份有限公司，河北衡水053000）

摘要：以葛根汁和葡萄汁為主要原料，開發富含葛根素的植物飲料。葛根汁的α-淀粉酶酶解最佳工藝條件為：pH5.5，溫度65℃，時間120min，α-淀粉酶用量6.7×10-4Kat/L。糖化酶酶解最佳工藝條件為：pH 5.0，溫度60℃，時間90min，糖化酶用量2.5×10-2Kat/L。通過正交試驗，確定了飲料的最佳配方為：白砂糖10%、葡萄汁20%、葛根汁25%、檸檬酸0.4%。該飲料的葛根素含量為5.302μg/mL。飲料的感官、理化和微生物指標均符合國家標準。

關鍵詞：葛根汁；葡萄汁；飲料

葛根最早記載于漢代的《神農本草經》，是一種國家衛生部承認的藥食兩用植物。醫藥方面有效成分是葛根素，屬于黃酮類物質。現代藥理實驗表明，葛根素具有明顯降血糖血脂作用、對抗心率失常、擴張冠狀動脈、降低腦血管痙攣、抗腫瘤作用，并能消除超氧陰離子和氧自由基，提高超氧化物歧化酶（SOD）活性[1]。除此之外，葛根中的有效成分包括大豆苷元、葛根素、大豆苷等，均屬于異黃酮類物質。開發葛根飲料，能夠將這些有效成分充分融入到飲料中，增加飲料本身的營養價值和功能。

葡萄，果實藥食皆宜，含有較多的生理活性物質，其中部分具有優良的提高免疫能力、減緩衰老和降低腫瘤發生幾率等功能[2]。常飲葡萄汁則可以補氣養脾，能改善臉色不佳、皮膚干燥、身體消瘦、面目浮腫等情況。

以葛根汁為主料，擬采用對葛根汁進行液化酶和糖化酶處理，探究飲料前處理的最佳工藝，解決實際生產過程中，葛根飲料容易出現沉淀，影響產品透明度和澄清度；通過添加適量的葡萄汁，以及采用的浸提工藝增加有效成分葛根素的溶出率，使其口感和氣味更符合廣大消費者的要求，使葛根的深加工和利用更加科學合理。

1　材料及設備

1.1材料

柴葛根、白砂糖、匯源100%純葡萄汁：市購。

1.2主要儀器設備

數顯恒溫水浴鍋：江蘇榮華儀器制造有限公司；MP512-01型精密pH計：上海三信儀表廠；722S可見分光光度計：上海菁華科技儀器有限公司；紫外可見分光光度計：上海美譜達儀器有限公司；電磁爐：美的集團有限公司。

2　方法

2.1葛根汁制備

柴葛根經膠體磨磨成葛根粉，將得到的葛根粉以100 g/L的料液比，加入少量的VC進行護色，在自然pH下，浸泡時間為3 h，浸泡溫度為30℃，用雙層濾紙過濾得到粗的顏色較淺的葛根汁，備用[3]。

2.2α-淀粉酶酶解

將以上述步驟預處理的葛根汁，以時間、pH、溫度和酶用量做四因素三水平的正交試驗，測得葛根汁α-淀粉酶酶解的最適工藝條件，見表1。

表1　α-淀粉酶酶解試驗因素水平表Table1　The factsand levelsof the liquefying testby am ylase according to L

表1　α-淀粉酶酶解試驗因素水平表Table1　The factsand levelsof the liquefying testby am ylase according to L

水平　　因素A pH　B溫度/℃　C時間/min　D酶用量/10-4Kat/L 1　5.5　55　60　3.3 2　6.0　60　90　5.0 3　6.5　65　120　6.7

2.3糖化酶酶解

經α-淀粉酶酶解處理的葛根汁，再以pH、溫度、時間、酶用量做四因素三水平的正交試驗，測得葛根汁糖化酶酶解的最佳工藝條件，見表2。

表2 糖化酶酶解試驗因素水平表Table 2　The factorsand levels for thediastatic testby glucoam ylase according to L

表2 糖化酶酶解試驗因素水平表Table 2　The factorsand levels for thediastatic testby glucoam ylase according to L

水平　　因素A pH　B溫度/℃　C時間/min　D酶用量/10-2Kat/L 1　5.0　55　60　1.7 2　5.5　60　90　2.5 3　6.0　65　120　3.3

2.4飲料的配方研究

對飲料的配方研究的影響因素有：葛根汁含量、葡萄汁含量、檸檬酸、白砂糖，對這四種因素進行四因素三水平的正交試驗，確定飲料最佳配方，因素水平表見表3。

表3 飲料配方試驗因素水平表Table 3　The Factorsand levels for the formula of beverage according to L

表3 飲料配方試驗因素水平表Table 3　The Factorsand levels for the formula of beverage according to L

水平D白砂糖/ % 1　20　20　0.2　6 2　25　25　0.3　10 3 30　30　0.4　14因素A葛根汁含量/% B葡萄汁含量/% C檸檬酸/ %

2.5飲料分裝、滅菌

按照配方依次添加葛根汁、葡萄汁、檸檬酸、白砂糖，分裝于三角瓶中，然后置于高壓滅菌鍋中進行滅菌，反應溫度121℃，處理時間15min。

2.6還原糖含量測定

取0、1、2、3、4、5、6、7mg/mL的標準葡萄糖溶液各1mL置于25mL容量瓶中，各加入3，5-二硝基水楊酸溶液2m L，放置于水浴鍋中，煮沸2min，用以顯色。接著用流水處理，使其快速冷卻，用水對溶液進行定容，至25mL，搖勻。在540 nm處測吸光度，然后做標準曲線。取樣液1m L置于25m L容量瓶中，操作同上，通過標準曲線計算出樣品中還原糖的含量。

2.7飲料的質量評定

2.7.1理化指標測定

pH，葛根素含量。

2.7.2微生物指標測定

大腸菌群，菌落總數，致病菌。

2.7.3感官評定

以氣味、顏色、口感及外觀形態作為考察指標，邀請10人進行試飲評判。評分結果取其平均值計算。滿分10分，其中色澤2分、香味2分、組織形態3分、口感3分，具體評定細則見表4[4-5]。

表4　感官評分標準Table4　Score standards of sensory

3　結果與分析

3.1葡萄糖標準曲線繪制

按照試驗方法中的2.6所述步驟測定不同濃度葡萄糖含量，繪制的標準曲線見圖1。

圖1結果表明，葡萄糖含量的標準曲線為y= 5.820 8x+0.171 3，R2=0.991 8，兩者的相關系數0.99以上，表明線性關系良好，能夠準確定量。

3.2葛根汁α-淀粉酶酶解條件研究

采用四因素三水平正交試驗，以還原糖含量作為評價指標，確定最佳α-淀粉酶酶解條件。試驗結果見表5和表6。

圖1　葡萄糖標準曲線Fig.1　Standard curve ofglucose

表5　α-淀粉酶酶解試驗的結果Table5　The resultsof orthogonal testof the liquefying testby am ylase

表6　α-淀粉酶酶解試驗的方差分析Table6　The Analysis of vaianceof the liquefying test by am ylase

表5和表6數據顯示，酶用量對還原糖含量影響最大，其次為pH和溫度，酶解時間的影響最小。方差分析結果顯示，在95%的置信區間內，四個因素的F比都小于F臨界值，對還原糖的影響不顯著。其最佳工藝條件組合為3號組合，即pH 5.5，溫度65℃，時間120min和酶用量6.7×10-4Kat/L，其還原糖含量達到7.712 g/L。由正交試驗得到的理論最優條件未包含在正交表的9個試驗中，為了進一步確認試驗結果，做α-淀粉酶酶解處理驗證試驗追加試驗，即pH5.5，溫度65℃，酶解時間60min和酶用量6.7×10-4Kat/L，還原糖含量為7.118 g/L。因此α-淀粉酶酶解的最佳工藝條件為pH 5.5，溫度65℃，時間120 min和酶用量6.7× 10-4Kat/L。

3.3葛根汁糖化酶酶解條件研究

采用四因素三水平正交試驗，以還原糖含量作為評價指標，確定最佳糖化酶酶解條件。試驗結果見表7和表8。

表7　糖化酶酶解試驗結果Table 7　The resultsoforthogonal testof thediastatic testby glucoam ylase

表8　糖化酶酶解試驗方差分析Table 8　The Analysisof vaianceof the diastatic testby glucoam ylase

表7和表8數據顯示，pH對還原糖含量的影響最為顯著，然后是酶解時間和酶的量，溫度的影響最不顯著。方差分析結果顯示，在95%的置信區間內，四個因素的F比都小于F臨界值，對還原糖的影響不顯著。其最佳工藝條件組合為2號組合，即pH 5.0，溫度為60℃，時間90min和酶用量2.5×10-2Kat/L，其還原糖含量達到17.659 g/L。由正交試驗得到的理論最優條件未包含在正交表的9個試驗中，為了進一步確認試驗結果，做糖化酶酶解處理驗證試驗追加試驗，即pH 為5.0，溫度為55℃，酶解時間為120min和酶用量2.5×10-2Kat/L，還原糖含量為16.693 g/L。因此，糖化酶酶解的最佳工藝條件為pH 5.0，溫度60℃，時間90min和酶用量2.5×10-2Kat/L。這與劉永樂等得到的最佳酶解工藝條件一致。

3.4飲料配方研究

采用四因素三水平正交試驗，以感官得分作為評價指標，確定最佳配方。試驗結果見表9和表10。

表9　飲料配方試驗結果Table9　The resultsof orthogonal testof the formula ofbeverage

表10 飲料配方試驗方差分析Table 10　The Analysis of vaianceof the form ula ofbeverage

表9和表10數據顯示，葛根汁含量對葛根葡萄飲料口感影響最大，其次為葡萄汁含量和蔗糖，檸檬酸的影響最小。方差分析結果顯示，在95%的置信區間內，四個因素的F比都小于F臨界值，對葛根葡萄飲料口感的影響不顯著。其最佳飲料配方為5號組合，即葛根汁含量25%、葡萄汁含量25%、檸檬酸0.4%、白砂糖6%，其分數達到9.2。由正交試驗得到的理論最優條件未包含在正交表的9個試驗中，為了進一步確認試驗結果，按理論的最優條件即葛根汁含量25%、葡萄汁含量20%、檸檬酸0.4%、白砂糖10%，做驗證試驗，評分為9.3。因此，葛根葡萄汁飲料最佳調配工藝為葛根汁含量25%、葡萄汁含量20%、檸檬酸0.4%、白砂糖10%。

3.5飲料質量的研究

3.5.1飲料感官指標

飲料采用上述最佳配方，感官指標綜合得分為9.3，口感入口柔和，酸甜適中，清爽可口，具有葡萄汁和葛根特有的香味，無異味，呈淺紅色色澤，澄清透明，無肉眼可見的細小顆粒。

3.5.2飲料理化指標

飲料理化指標測定結果見表11。

表11　飲料理化指標結果Table11　The resultsof physicaland chem ical indicatorsof beverage

表12 飲料微生物指標結果Table 12　The resultsofm icrobiological ind icator ofbeverage

4　結論

1）α-淀粉酶酶解葛根汁的優化條件為：pH為5.5、反應溫度為65℃、酶解時間為120min、酶用量為6.7×10-4Kat/L。

2）糖化酶酶解葛根汁的優化條件為：pH為5.0、溫度為60℃、酶解時間為90 min、酶用量為2.5× 10-2Kat/L。

3）飲料的最適配方為：葛根汁25%、葡萄汁20%、檸檬酸0.4%、白砂糖10%，葛根素濃度為5.302μg/mL。

本研究中主要解決飲料前處理工藝中存在的渾濁和沉淀問題，但由于為了保證調配的飲料中較高的葛根素含量，還存在飲料略帶有葛根中藥氣味的問題。針對這種情況，為了使飲料成品能夠獲得廣大消費者的認可，在不減少葛根素含量的前提下，可通過添加包埋劑β-環糊精，包埋葛根的異味，進行后續研究。

參考文獻：

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DO I：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.19.031

收稿日期：2015-03-30

基金項目：河北省科技支撐計劃項目（13227119D）

作者簡介：趙娟娟（1982—），女（漢），講師，碩士，研究方向：食品生物技術。

The Resesarch of a M ixed Beverage Consists of Radix Puerariae-Grape

ZHAO Juan-juan1，WURong-rong1，XIA Jun-xia2，LUMin2，LIU Jian2
（1.Departmentof Life Science，HengshuiUnivercity，Hengshui053000，Hebei，China；2.HengshuiYangYuanZhiHuiBeverage Ltd.，Hengshui053000，Hebei，China）

Abstract：A plant beverage containing puerarin was developed with Radix Puerariae and Grape as raw materials.The optimum technology of amylase was pH of 5.5，temperature of65℃，time of120 min，enzyme contentof6.7×10-4Kat/L.The optimum technology ofglucoamylasewas pH of5.0，temperature of 60℃，time of 90 min，enzyme content of 2.5×10-2Kat/L.The optimal formulas of the beverage were determined through orthogonal testas follows：25%radix Puerariae juice，20%grape juice，0.4%citric acid and 10%sugar.The puerarin was 5.302μg/L in the beverage，The quality of beverage reached the national standard，including sensory indicators，physicaland chemical indicatorsand indicatorsofmicro-organisms.

Keywords：radix puerariae juice；grape juice；beverage