菊芋苦蕎山藥復(fù)合功能膏的制備與工藝流程

康潔，周慶峰，馬麗

（商丘師范學(xué)院生物與食品學(xué)院，河南商丘476000）

菊芋，菊科植物，一年或多年生草本，地下塊根可以食用，煮食或熬粥，腌制咸菜，或作酒精原料。

據(jù)報道[1-2]，菊芋塊莖中的菊糖約占菊芋干重的70%，且其中70%～80%是低聚果糖。經(jīng)國內(nèi)外多家著名大學(xué)及醫(yī)學(xué)院研究證實[3]，菊粉及低聚果糖具有超強增殖人體雙歧桿菌的作用，可以調(diào)節(jié)腸胃，促進(jìn)腸道益生菌生長；還可以雙向調(diào)節(jié)血糖，在人體血糖低的時候可以提高，血糖過高的時候可以降低，是21世紀(jì)人類健康的經(jīng)典食品[4-6]。苦蕎含有的礦物質(zhì)元素含量豐富，總黃酮含量為110 mg/100 g，有很高的營養(yǎng)價值。山藥具有免疫調(diào)節(jié)作用，含有多酚氧化酶等物質(zhì)、皂甙、黏液質(zhì)及大量的黏液蛋白、維生素及微量元素，能有效阻止血脂在血管壁的沉淀，預(yù)防心血管疾病[7-8]。本試驗將菊芋粉、苦蕎粉和山藥粉混合，使三者功能疊加，制做復(fù)合多功能膏。近幾年國內(nèi)外開發(fā)的菊芋產(chǎn)品很多，如菊芋酒、菊粉、果糖等[9-13]，但菊芋膏很少。我們研制的復(fù)合膏攜帶方便，是一種風(fēng)味獨特、營養(yǎng)價值豐富的休閑食品。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與設(shè)備

白色塊根菊芋、脆山藥均為商丘本地生產(chǎn)；黑苦蕎麥：市售。

低甲氧基果膠（食品級）：鄭州天成食品添加劑有限公司；果糖（食品級）：天津市大茂化學(xué)試劑廠；檸檬酸（分析純）：天津市津北精細(xì)化工有限公司；檸檬酸鈉（分析純）：天津基準(zhǔn)化學(xué)試劑有限公司。

可見光分光光度計：上海精密儀器儀表有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海和呈儀器制造有限公司；數(shù)字恒溫水浴鍋：常州國華電器有限公司；GL-20G-Ⅱ冷凍離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.2 方法

1.2.1 菊芋苦蕎山藥復(fù)合功能膏制備流程

1.2.2 菊芋預(yù)處理

[14]，取新鮮菊芋0℃凍藏放置3 d～5 d除腥。使用前用清水洗凈，浸入5 mol/L NaOH溶液內(nèi)煮沸20 min～30 min，取出脫皮。然后切成1 cm厚的薄片，并放入90℃水中處理2 min，滅酶活。放于干燥箱中干燥，干燥溫度設(shè)置70、80、90℃3個梯度，干燥時間設(shè)置8、10 h兩個梯度，最后以菊糖提取率為標(biāo)準(zhǔn)確定最佳干燥條件。

將烘干的菊芋片經(jīng)粉碎機(jī)粉碎，過40目篩，得菊芋干粉，稱重記錄干粉得率，并密封保存。

1.2.3 菊芋粗糖提取

1.2.3.1 總糖標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

稱取葡萄糖500 mg，置于500 mL容量瓶，配成1 mg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別取 0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL置于6支試管中，以此分別向以上試管加入蒸餾水 2.0、1.8、1.6、1.4、1.2、1.0 mL，再都加入蒽酮-硫酸溶液（0.1 g蒽酮溶于100 mL的80%的硫酸溶液中）5 mL，振蕩均勻，煮沸10 min，冰水冷卻。用紫外可見分光光度計在620 nm處測量總糖濃度。以糖濃度為橫坐標(biāo)，以吸光值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程。

1.2.3.2 還原糖標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

稱取葡萄糖500 mg，置于500 mL容量瓶，配成1 mg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別取 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL置于6支試管中，以此分別向以上試管分別加入蒸餾水 1.0、0.8、0.6、0.4、0.2、0 mL，再都加入 3，5-二硝基水楊酸試劑2 mL，最后都加水至15 mL。經(jīng)沸水浴加熱5 min，冰水冷卻，用紫外可見分光光度計在540 nm處測量還原糖，以還原糖濃度為橫坐標(biāo)，以吸光值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程。

1.2.3.3 菊糖提取

參考文獻(xiàn)[15-17]方法，設(shè)置菊糖提取溫度A：70 ℃（A1）、80℃（A2）、90℃（A3）3個水平，在恒溫水浴鍋中進(jìn)行；提取時間 B：40 min（B1）、50 min（B2）、60 min（B3）3個水平；料液比 C 即菊芋干粉（g）與水（mL）之比 1∶20（C1）、1∶30（C2）、1∶40（C3）3 個水平。

對提取溫度、提取時間、料液比三因素進(jìn)行正交試驗，如表1。得菊糖溶液后，用1.2.3.1與1.2.3.2制做的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行菊糖含量測定。

1.2.4 菊芋、苦蕎、山藥復(fù)合膏的制備

1.2.4.1 菊芋、苦蕎、山藥復(fù)合溶液配制

取山藥去皮切片，于干燥箱中60℃下干燥8 h后，再經(jīng)粉碎機(jī)粉碎，過100目篩，保存?zhèn)溆谩?/p>

黑苦蕎麥粒用清水浸泡1 h后，于60℃下干燥8 h，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎，過60目篩，收集濾過的粉末，進(jìn)行二次粉碎，再過100目篩，收集，保存?zhèn)溆谩?/p>

向1.2.3.3提取的菊糖液中添加山藥粉、苦蕎粉。根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果，設(shè)100 mL菊糖液中分別加山藥粉0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g 幾個梯度和苦蕎粉 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g幾個梯度，以混合液感官評價為標(biāo)準(zhǔn)，選擇出菊芋、苦蕎、山藥復(fù)合溶液最佳配比。

表1 菊糖提取正交試驗因素水平Table 1 Factor and level of orthogonal test for extraction of inulin

1.2.4.2 菊芋、苦蕎、山藥復(fù)合膏凝固試驗

據(jù)參考文獻(xiàn)[18]，果膠濃度在0.8%～1.6%間有凝固效果，果糖最適為15%（終濃度100 mL添加15 g），CaCl2濃度在0.05%～0.07%間有凝固效果，從而本試驗設(shè)置果膠使用終濃度為0.8%、1.2%、1.6%3個梯度，Ca離子使用終濃度為0.05%、0.06%、0.07%，并設(shè)定復(fù)合膏終pH值為5.8、6.1、6.4 3個梯度（用檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液調(diào)pH，配制方法：配0.1 mol/L檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液，并調(diào)制成pH4.8、pH5.4、pH5.8、pH6.0、pH6.4幾個標(biāo)準(zhǔn)液，在復(fù)合膏使用時選擇與設(shè)定pH目標(biāo)最近的一個），復(fù)合液體積設(shè)為100 mL，進(jìn)行正交試驗，選出最佳設(shè)值。

操作步驟：根據(jù)試驗1.2.4.1結(jié)果，選取口感好的菊糖苦蕎山藥復(fù)合溶液，取量100 mL，將100 mL復(fù)合液與果糖、CaCl2混合，保證果糖最終濃度15%，CaCl2終濃度達(dá)到選定的值。混合后的溶液放在水浴鍋加熱，同時果膠溶液也加熱。當(dāng)溫度都升至85℃時，二者混合。此時調(diào)pH值，使pH值達(dá)到選定的值。最后讓混合液在電磁爐上再加熱煮沸，當(dāng)濃縮至總體積的3/5體積時，除去表面泡沫，并倒出，恒溫40℃下靜置凝固。

1.2.5 菊芋、苦蕎、山藥復(fù)合膏品質(zhì)評價

對1.2.4.1結(jié)果進(jìn)行氣味、口味和澄清度感官評價，等級分為良好、適中、較差幾個等級，性狀描述如表2。對1.2.4.2結(jié)果進(jìn)行氣味、口味、凝固度感官評價，等級分為良好、適中、較差，并量化，良好得分4分～5分、適中得分2分～3分、較差得分0分～1分，性狀描述如表2。

表2 菊芋復(fù)合液復(fù)合膏感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard of compound extract of Jerusalem artichoke and compound paste of Jerusalem artichoke

2 結(jié)果與分析

2.1 總糖標(biāo)準(zhǔn)曲線與還原糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

根據(jù)1.2.3.1和1.2.3.2的試驗，在紫外可見分光光度計上620 nm處和540 nm處測量總糖濃度和還原糖濃度，總糖測定用蒽酮硫酸法，還原糖測定用3，5-二硝基水楊酸法，經(jīng)分光光度計進(jìn)行測定[19-20]。以糖濃度為橫坐標(biāo)，以吸光值為縱坐標(biāo)，分別繪制出總糖標(biāo)準(zhǔn)曲線（如圖1）和還原糖標(biāo)準(zhǔn)曲線（如圖2），并得對應(yīng)的回歸方程。

圖1 總糖標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of total sugar

圖2 還原糖標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 Standard curve of reducing sugar

總糖回歸方程：Y=1.526x+0.018 4，R2=0.997 5；還原糖回歸方程：Y=1.419 4x+0.011 6，R2=0.994。

那么，菊糖量=總糖量-還原糖量，菊糖提取率/%=（菊糖量÷菊芋干粉質(zhì)量）×100。

2.2 菊糖提取條件確定

2.2.1 菊芋片干燥條件

菊糖即低聚果糖，還原糖即還原單糖和二糖。菊芋烘干條件對菊糖的提取具有明顯的影響，菊芋切片經(jīng)過不同的烘干時間和溫度，得到的菊糖提取率不同，如表3所示。

表3 菊芋片干燥條件與菊糖提取結(jié)果Table 3 Drying conditions and inulin extraction of Jerusalem artichoke

從表3中得到，當(dāng)菊芋片在80℃、烘10 h時，菊糖提取率為73%，提取率最高。當(dāng)烘干溫度過低或過高，都會影響菊糖得率。

2.2.2 菊糖提取條件

由表1進(jìn)行正交試驗，在采用提取溫度、提取時間和料液比不同的情況下，經(jīng)分光光度計測定和2.1中的回歸方程計算，得還原糖量和總糖量及菊糖提取率（菊芋干粉為5 g計），并考察菊糖提取率的變化試驗結(jié)果如表4。

表4 菊糖提取的正交試驗結(jié)果Table 4 Orthogonal experimental results of inulin extraction

由表4可以看出，K值及第5組試驗均得出A2B3C3組合最佳，即菊糖提取條件為溫度80℃，時間60 min，料液比 1 ∶40（g/mL），在此條件下提取總糖量3.78 g、還原糖量0.034%、總糖提取率為75.32%、菊糖提取率74.37%，而其它組合條件菊糖提取率和總糖提取率都低于這個數(shù)值，如表4所示，表明在溫度80℃、時間50 min、料液比1∶40（g/mL）的條件下提取菊糖效果最好。

2.3 菊芋、苦蕎、山藥復(fù)合液配制條件

菊芋、苦蕎及山藥按照試驗步驟1.2.4.1進(jìn)行搭配，100 mL菊糖液添加苦蕎粉和山藥粉，并觀察氣味、口感和澄清度，根據(jù)表2感官評價標(biāo)準(zhǔn)，菊芋、苦蕎、山藥復(fù)合液配制的結(jié)果如表5所示。

表5 復(fù)合液配制結(jié)果Table 5 Preparation result of compound liquid

由表5可知100 mL菊糖溶液中添加山藥粉0.4 g、苦蕎粉0.1 g，混合溶液的效果相對最好。氣味良好，無異味，口感良好，淡淡甜味，微微菊芋味，淡淡后苦味，溶液微微渾濁，顏色微黃，綜合感官得分11分。

2.5 菊芋、苦蕎、山藥復(fù)合膏制備結(jié)果

按照1.2.4.2步驟將果膠、Ca離子、果糖、菊糖、苦蕎、山藥在設(shè)定條件下進(jìn)行混合，制備菊芋、苦蕎、山藥復(fù)合膏，正交試驗結(jié)果如表6所示。

表6 復(fù)合膏制備結(jié)果Table 6 Preparation results of composite paste

低脂果膠凝固的范圍為0.8%～1.6%，大于1.6%已經(jīng)表現(xiàn)為析水現(xiàn)象。由表6可以看出，對復(fù)合膏口感及口味影響順序分別是：果膠濃度＞Ca離子濃度＞pH值，最佳配方為：在果膠濃度為1.2%，鈣離子濃度為0.06%，pH值為6.4時，復(fù)合膏的各項指標(biāo)達(dá)到預(yù)期效果，制備的菊芋、苦蕎、山藥復(fù)合膏表現(xiàn)出氣味良好，有淡淡菊芋香氣；硬度適中，介于液體和果凍之間，可以立起，無硬度，到口即化；口感良好，有層次感，第一味是無味，第二味是淡淡的甜，第三味是淡淡苦味，根據(jù)表2感官評價標(biāo)準(zhǔn)，綜合得分13分。

3 結(jié)論

菊芋苦蕎山藥復(fù)合功能膏制備流程中的最佳工藝是：菊芋切片，干燥箱內(nèi)80℃、烘10 h；粉碎，過40目篩，得菊芋干粉；菊粉與水比為 1∶40（g/mL），在 80℃水浴，維持50 min，提取菊糖；按100 mL菊糖溶液添加山藥粉0.4 g、苦蕎粉0.1 g制備復(fù)合液；將100 mL復(fù)合液與果糖、果膠、CaCl2混合，保證果糖最終濃度15%，果膠終濃度為1.2%，CaCl2終濃度0.06%，終pH值為6.4；混合液在電磁爐上加熱煮沸，當(dāng)濃縮至總體積的3/5體積時，除去表面泡沫，冷卻至40℃，倒模，靜置，成型。

為保證復(fù)合膏品質(zhì)，制做中對山藥和苦蕎分烘干和粉碎也進(jìn)行了試驗，最后最佳方案是：山藥去皮干燥箱中60℃下干燥8 h，經(jīng)粉碎后過100目篩；黑苦蕎麥粒用清水浸泡1 h后，于干燥箱中60℃下干燥8 h，經(jīng)粉碎后過60目篩，再二次粉碎后過100目篩。另外，果膠品種的選擇也很重要，在添加量一樣的情況下選擇高甲果膠會使產(chǎn)品脆性增加，而低甲果膠又不容易凝固，但產(chǎn)品口感良好，所以，在使用低甲果膠時注意用量和添加方法。我們采用終液pH6.4時使用果膠終濃度為1.2%，膏體狀態(tài)良好。

由于使用的材料都具有一定的保健功能，如菊芋的低聚果糖，不但低熱量，還能促進(jìn)腸道益生菌生長和雙重調(diào)節(jié)血糖的作用，如苦蕎和山藥含有活性因子，有提高免疫等功能。在制做菊芋復(fù)合膏時，菊芋的烘干時間和溫度，以及菊糖提取的溫度等都對菊糖產(chǎn)率有影響，但果糖過低又不溶液成型，口感降低，所以我們的制備方案中研究了菊片的烘干、菊糖的提取條件，以及果膠等成分的添加量，同時也試驗了苦蕎和山藥的細(xì)化度，選擇100目過篩時，山藥粉與苦蕎粉可大部分溶于菊糖液中，且山藥粉與苦蕎粉中的有效成分充分溶解和保存，使復(fù)合液具有淡淡香氣，復(fù)合膏的口感較好。

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