玉米秸稈新型飲料研制

張麗媛，姚 笛，阮長青，馬 萍，張春芝，牛廣財

（黑龍江八一農墾大學食品學院，黑龍江大慶 163319）

中國農作物秸稈產(chǎn)量大、分布廣、種類多，是一種重要的生物質資源，但近年來，一些地區(qū)焚燒農作物秸稈現(xiàn)象頻發(fā)，不僅污染環(huán)境、嚴重威脅交通運輸安全，而且還會造成資源浪費。《國務院辦公廳關于加快推進農作物秸稈綜合利用的意見》（國辦發(fā)[2008]105號）將秸稈的利用途徑分為秸稈用作肥料、飼料、食用菌基料、燃料和工業(yè)原料等。由于不同利用途徑所達到的功效、產(chǎn)生的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益等都存在較大差異，并且不同地區(qū)農作物秸稈種類與資源分布、政策導向、秸稈收儲運發(fā)展水平及當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平等制約因素也存在較大差異，致使不同區(qū)域秸稈綜合利用方案的優(yōu)先發(fā)展順序不同。國家秸稈產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟已經(jīng)在科技部、農業(yè)部等六部委的支持下成立，以“創(chuàng)新秸稈理念，促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展”為宗旨，建立產(chǎn)學研體系，開展技術合作，形成合力，為產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展、資源整合起到引領示范作用[1]。

東北是我國的大糧倉，秸稈尤其是玉米秸稈總量大，戶均秸稈產(chǎn)量是全國平均水平的3.2倍。2015年，東北地區(qū)秸稈綜合利用率僅為66.6%，比全國平均水平低13.5%。可以說，東北地區(qū)秸稈問題解決了，全國的秸稈綜合利用水平也就邁上一個大臺階。如果能夠將玉米秸稈利用現(xiàn)代科學技術使其變廢為寶，將為農民增加收入，也為解決我國的環(huán)境污染提供了助力[2-3]。

試驗用水浴法和超聲波法提取出玉米秸稈中的多糖，并使用蔗糖和檸檬酸調味，并進行測試，配制出新型飲料，不僅為每年巨大的玉米秸稈提供了處理思路，而且相較于使用玉米飼養(yǎng)牲畜作為農家肥節(jié)約時間，相比于直接焚燒節(jié)約資源，提高了玉米秸稈的資源利用[4-6]。

1 材料與方法

1.1 設備與材料

KQ-500DE型醫(yī)用數(shù)控超聲波清洗器，昆山超聲儀器有限公司產(chǎn)品；FA2004N型電子天平，上海精橋精密儀器有限公司產(chǎn)品；手提式高速萬能粉碎機，溫嶺市林大機械有限公司產(chǎn)品；電磁爐；化學分析濾紙，杭州特種紙業(yè)有限公司產(chǎn)品；分光光度計；玻璃儀器（具塞試管，容量瓶，吸量管，漏斗，玻璃棒，燒杯若干）；鐵架臺。

濃硫酸、苯酚、葡萄糖、檸檬酸（食品級），天津市河東區(qū)紅巖試劑廠提供；蔗糖（食品級）市售；蒸餾水；玉米秸稈，購于當?shù)剞r民。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

（1）玉米秸稈預處理。選擇當年生長成熟的玉米秸稈，挑選品質好的玉米秸稈去葉、清洗、晾干備用。

（2）玉米秸稈的粉碎。將晾干的玉米秸稈剪成適當長度放入粉碎機中粉碎。

（3）熱水浸提法提取。將玉米秸稈粉按料液比1∶30加入水攪拌混合得玉米秸稈混合液，然后使用電磁爐在1 900 W條件下水浴40 min。

（4）超聲波提取。將水浴后的玉米秸稈混合液于200 W，60℃條件下提取40 min。

（5） 過濾。把提取后的玉米秸稈混合液過濾，將殘渣按1∶30加入熱蒸餾水后過濾并合并濾液。

（6） 吸光度測定

稱取玉米秸稈粉2 g按上述操作進行后濃縮定容至50 mL，取3只試管分別吸取玉米秸稈提取液1 mL，加入6%苯酚溶液1 mL，濃硫酸5 mL，振蕩水浴15 min，冷卻至室溫后，于470 nm波長處測定吸光度，取平均值為提取液的吸光度。

（7）殺菌、冷卻。將過濾后的玉米秸稈提取液在100℃條件下水浴10 min，包裹上保鮮膜冷卻至室溫備用。

（8） 配制飲料。按照玉米秸稈提取液30.0%，35.0%，40.0%；蔗糖2.5%，3.0%，3.5%；檸檬酸0.1%，0.2%，0.3%的添加量配制出玉米秸稈飲料。

（9）感官評定試驗。將配制的玉米秸稈飲料分別由15名男生15名女生共30人組成的評定小組進行感官評定試驗，得出最佳水平和最優(yōu)組合。

1.3 標準曲線

精密稱取葡萄糖0.5 g于50 mL容量瓶稀釋定容，吸取1 mL溶解轉移至50 mL容量瓶中并定容，分別吸取0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mL于具塞試管中，加蒸餾水至1.0 mL，依次加入6%苯酚溶液1 mL，濃硫酸5 mL，振蕩、水浴15 min，冷卻至室溫后，于470 nm波長處測吸光度，繪制葡萄糖的標準曲線。

1.4 正交試驗

以玉米秸稈提取液、蔗糖、檸檬酸按一定比例混合，采用L9（34）正交試驗，確定玉米秸稈提取液、蔗糖、檸檬酸添加量的最優(yōu)添加比例。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計/%

1.5 感官評定

玉米秸稈提取液配制飲料的感官評定標準見表2。

表2 玉米秸稈提取液配制飲料的感官評定標準

由15名男生和15名女生組成的30人評定小組對飲料進行口感、香氣、色澤、組織狀態(tài)等項目根據(jù)感官評定標準進行打分。

2 結果與分析

2.1 葡萄糖標準樣液吸光度值測定結果

吸取葡萄糖體積及其含量和標準曲線如下所示，得到回歸方程Y=3.178 6X-0.018 5，R2=0.990 7，說明線性關系良好。

葡萄糖吸光度及標準曲線見表3。

2.2 玉米秸稈提取液吸光度結果與分析

將吸光度帶入Y=3.178 6X-0.018 5，解得X=0.162 mg。

玉米秸稈提取液吸光度見表4。

表3 葡萄糖吸光度及標準曲線

表4 玉米秸稈提取液吸光度

2.3 正交試驗結果與分析

取玉米秸稈提取液、蔗糖和檸檬酸3個因素的適當3個水平進行L9（34）的正交試驗，以玉米秸稈飲料的感官評價為指標，按照正交表L9（34）排列進行正交試驗。得出添加玉米秸稈提取液、蔗糖、檸檬酸三者比例的最佳組合。

L9（34）正交試驗結果與分析見表5。該因素對試驗結果影響越大。所以，3個因素對產(chǎn)品感官評分得率影響大小的順序為檸檬酸添加量＞玉米秸稈提取液添加量＞蔗糖添加量。

表5 L9（34）正交試驗結果與分析

由正交試驗結果可知最佳配方為A3B2C1，按照最佳因素配方進行最佳水平試驗，所得到的產(chǎn)品色澤鮮明、適中，具有特殊的秸稈香氣，口感良好、酸甜可口、組織狀態(tài)均勻，感官評定結果優(yōu)秀，證明適合作為最佳配方。最佳配方添加量為玉米秸稈提取液添加量40.0%，蔗糖添加量3.0%，檸檬酸添加量0.1%。

3 結論

在玉米秸稈飲料的研制過程中，影響飲料品質的3個因素主次順序為檸檬酸添加量＞玉米秸稈提取液添加量＞蔗糖添加量。

玉米秸稈飲料的最佳生產(chǎn)配方為玉米秸稈提取液添加量40.0%，蔗糖添加量3.0%，檸檬酸添加量0.1%。所得產(chǎn)品色澤鮮明適中，具有特殊的秸稈香氣，酸甜可口，組織狀態(tài)均勻。