人參多糖開菲爾飲料的研制

◎ 李飛學，李學冉，楊 闖

（吉林農業科技學院食品工程學院，吉林 吉林 132101）

人參是我國傳統的中藥材，俗稱“百草之王”[1]。人參多糖是人參中有效成分之一，具有免疫調節、抗腫瘤、抗輻射、降血糖及調控造血功能等生物活性[2]。水開菲爾中的微生物能為人體提供多種益處，有調理腸胃、輔助消除神經性失眠、預防癌細胞、輔助降低膽固醇、減少腎結石、防脫發和輔助治療肥胖病等功效。木糖醇不會升高血糖，是糖尿病人安全的甜味劑、營養補充劑和輔助治療劑[3]。

以人參多糖、水開菲爾粒為原料，再加入木糖醇及食品添加劑，制成的復合飲料風味怡人，酸甜爽口，營養豐富，具有良好的發展前景。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

吉林省林島長白山人參，水開菲爾粒，菌種專用紅糖、木糖醇、檸檬酸、羧甲基纖維素鈉、黃原膠、明膠、瓊脂均為市售，實驗室自備去離子水。

電子天平（常熟市金單砝碼儀器有限公司）、粉碎機（LK-1000A搖擺式中藥粉碎機）、電磁爐（長虹DC20-N01型電磁爐)、高壓滅菌鍋（上海融合機械設備有限公司）、均質機（珠海經濟特區飛利浦電器有限公司）、恒溫培養箱（天津市臺斯特有限公司）。

1.2 試驗方法

（1）操作要點。將人參粉碎，過80目篩。室溫下按1∶20的比例在去離子水中浸泡2 h，然后在90 ℃水浴加熱下浸提3 h，用水提法提取人參多糖[4]。將滅菌（115 ℃滅菌15 min）后的提取液冷卻至室溫并冷凍保藏。在無菌條件下，加入30%人參多糖提取液于養菌專用紅糖水中，混合后攪拌均勻。在混合液中加入5%水開菲爾粒，使其在26 ℃的條件下發酵20 h。將發酵好的溶液過濾，冷藏，存樣以供檢測。

將4.5%木糖醇、0.2%檸檬酸加入混合液中，調配均勻。將混合液分為4組，分別向不同試驗組添加0.3%的羧甲基纖維素鈉、黃原膠、明膠、瓊脂，以飲料的組織狀態為指標，通過觀察成品的穩定性進行篩選。確定最佳復合穩定劑。將混合均勻的料液在溫度90 ℃時消毒15 min。在無菌條件下，將混合液灌裝在滅菌后的玻璃瓶中，密封，置于4 ℃下冷藏保存。按感官評分標準，對產品的色澤、氣味、口感、組織狀態進行感官評分。

（2）試驗設計。在單因素試驗的基礎上，利用Design-Expert 8.0.6軟件，采用Box-Behnken試驗設計，以人參多糖添加量、木糖醇添加量和檸檬酸添加量、復合穩定劑用量4個主要因素為響應變量，飲料的感官評分作為響應值進行響應面優化，試驗因素水平設計見表1。

表1 響應面因素與水平表

2 結果與分析

2.1 響應面分析方案及結果

利用Design-Expert 8.0.6軟件對表中29組數據進行多元回歸擬合，RSM優化所得結果詳見表2，參考指標為感官評分。

得到以感官評分為目標函數的二元多項回歸方程如下：

表2 響應面分析方案及結果表

2.2 回歸模型方差分析

由表3方差分析結果看出，試驗選用的模型極顯著（P＜0.000 1），失擬項不顯著（P＞0.05），說明模型選擇合適。由P值可以看出，各因素對人參水開菲爾飲料的感官評分的影響為D＞C＞B＞A。其中二次項A2、B2、C2、D2顯著，相關系數R2=0.840 7，表示模型擬合程度良好。4，說明試驗誤差小，說明該模型可用來對人參水開菲爾飲料的感官進行分析和預測。

表3 回歸方程系數及顯著性檢驗表

2.3 感官評定的響應面分析

根據響應面分析，可以形象顯示出最佳參數與各參數之間的相互作用。根據上述模擬二次多項回歸模型和對其方差分析，得到相應的響應面和等高線。等高線越趨近于橢圓，則表示交互作用越強，越趨近于圓，表示交互作用越弱。由圖1知，在檸檬酸添加量為0.18%、復合穩定劑的添加量為0.3%時，檸檬酸的添加量與復合穩定劑的添加量交互影響不顯著（p=0.808 2），表現為曲面平緩，等高線接近圓形。木糖醇的用量與復合穩定劑的用量交互影響顯著。根據響應面的結果，利用軟件進行分析得到最佳的工藝條件為人參多糖29.3%、木糖醇4.45%、檸檬酸0.23%、復合穩定劑0.22%。

圖1 各因素交互作用的響應面及其等高線圖

2.4 驗證試驗

為了檢驗試驗操作的合理性和可行性，在實際操作中，將響應面分析法的優化條件調整為人參多糖的添加量為30%、木糖醇的添加量為4.5%、檸檬酸的添加量為0.22%、復合穩定劑的添加量為0.25%，在此條件下對人參多糖水開菲爾飲料進行3次重復實驗得到的平均分為91.8分，說明證明了采用響應面優化人參多糖水開菲爾發酵飲料的回歸方程擬合良好，準確度較高，可以用來預測人參多糖水開菲爾發酵飲料的最佳工藝。

3 結論

本實驗以人參多糖和養菌專用紅糖水混合液作為待發酵液，以水開菲爾為發酵劑、木糖醇代替蔗糖作甜味劑，研究了人參多糖水開菲爾功能飲料的制備工藝。通過單因素試驗和響應面分析法，確定了人參多糖水開菲爾功能飲料的配方：人參多糖提取液與養菌專用紅糖水比例3∶7，水開菲爾粒接種量5%，人參多糖添加30%，木糖醇添加量4.5%，檸檬酸添加量0.22%，發酵溫度26 ℃，發酵時間20 h。人參多糖水開菲爾功能飲料復合穩定劑的最佳配方為羧甲基纖維素鈉與瓊脂（5∶5）添加量0.25%。

此生產工藝生產出來的人參木糖醇水開菲爾飲料色澤怡人，組織均勻，口感酸甜。具有一定營養價值和實用價值。

[1]胡世林，胡永川.古代人參名實續考[J].中國醫藥學報，1995（5）：12-14.

[2]張 彬，林瑞超，馮 芳.人參多糖的研究概述[J].中國藥事，2004（9）：566-569.

[3]張鳳清，張麗君，周長民.木糖醇的特性及應用[J].當代化工，2008，37（1）：92-95.

[4]崔 巍.人參乳清開菲爾飲料加工工藝研究[J].長春：吉林大學，2016.