玉竹多糖和玉竹黃酮復合飲料的制取工藝及抗氧化活性研究

唐永慧，徐多，宋曉雪，石明月，夏光輝

（通化師范學院食品科學與工程學院，吉林通化 134001）

玉竹（Polygonatum odoratum Druce）是我國傳統的藥食兩用植物資源[1]，它是百合科植物玉竹的地下根莖，含有多糖、黃酮、甾體皂苷、生物堿、甾醇等多種化學成分[2]，具有養陰潤燥、生津止渴的功效，長期食用可以增強體魄、改善膚質[3]。玉竹中多糖含量較高，主要有果糖、葡萄糖、甘露糖和半乳糖醛酸等組分。研究報道，玉竹多糖具有多種生理活性，如抗氧化、抗糖尿病和增強免疫活性等[4]。玉竹中的黃酮主要是高異黃酮類[5]，研究發現，高異黃酮類化合物具有較強的清除體內自由基能力，還有抑制細菌生長、抗腫瘤、增強免疫功能等作用[6]。

近年來，越來越多的人們開始關注保健食品，多糖和黃酮用作保健食品的功能因子（如靈芝多糖、黃芪多糖、平菇多糖、葛根黃酮、大豆異黃酮、菊花黃酮等）逐漸被人們重視，而玉竹因同時含有多糖和黃酮也被作為一種具有保健功效的食品原料逐漸走進飲食界。經調查，目前市場上還未出現玉竹飲料的銷售。因此，開發玉竹多糖和玉竹黃酮飲料具有一定的市場前景。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 材料與試劑

玉竹，市售；卵磷脂，北京奧博星生物技術有限公司；維生素C，安徽天悅生物科技有限公司；95%乙醇、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、鹽酸、硫酸亞鐵、水楊酸、過氧化氫，均為分析純；蔗糖脂肪酸酯、分子蒸餾單甘酯、吐溫80、檸檬酸、白砂糖、蜂蜜，食品級；蒸餾水，現制。

1.1.2 儀器與設備

DHG-9030A 電熱鼓風干燥箱，上海圣科儀器有限公司；JJ200 型電子秤，常熟市雙杰測試儀器廠；FW-400A傾斜式高速萬能粉碎機，北京中興偉業儀器有限公司；KQ-2200E 型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；TGL-16B 型高速臺式離心機，上海安亭科學儀器廠；RE-100Pro 旋轉蒸發儀，北京大龍興創試驗儀器有限公司；HWS226 恒溫水浴鍋，上海析達儀器有限公司；UV-2600型紫外可見分光光度計，日本島津公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 材料預處理

將玉竹洗凈后放入干燥箱內，于70～80 ℃下烘干48 h，再用粉碎機粉碎，過40 目篩子，備用。

1.2.2 玉竹多糖的提取

采用熱水浸取法提取玉竹多糖。將玉竹粉末置于不銹鋼蒸鍋中按照1：50 的比例加入純凈水，加熱煮沸2 h，冷卻后3 000 r/min 離心15 min，收集上清液，旋轉蒸發至體積不再減小的膏狀物后取出，即得玉竹多糖樣品。

1.2.3 玉竹黃酮的提取與純化

（1）玉竹黃酮的提取

稱取5 kg 玉竹粉，加入50 mL95%乙醇溶液[7]，充分攪拌使其均勻，分次進行超聲提取后抽濾，濾液用旋轉蒸發器蒸干，再用純凈水懸浮后進行后續純化。

（2）玉竹黃酮提取液的純化

將玉竹黃酮水懸浮液以1 mL 的流速注入D101 大孔樹脂柱，單次上樣量150 mL，靜置2 h，然后用去離子水沖洗直至流出液的折光度與原去離子水一致。再分別用5 倍柱體積的30%、80%和100%乙醇溶液依次緩慢沖洗，收集80%乙醇洗滌時的流出液。將流出液用旋轉蒸發器蒸干，用純凈水洗滌、蒸干，重復操作3 次，蒸干后取出膏狀物即得玉竹黃酮樣品。

1.2.4 玉竹多糖和玉竹黃酮復合飲料的制作

（1）工藝流程

玉竹多糖、黃酮混合→調配→加輔料→離心分離→罐裝→封口→滅菌→冷卻→成品

（2）工藝要點

取適量的玉竹多糖和玉竹黃酮樣品（二者按99：1 的質量比取樣），按一定比例與水混合，加入適量的白砂糖、檸檬酸、蜂蜜和乳化劑，攪拌均勻后于5 000 r/min 條件下離心15 min。然后過濾除去沉淀，將濾液裝到玻璃瓶中，80 ℃水浴加熱10 min 后封口，再煮沸滅菌15 min，冷卻至室溫后即得玉竹多糖和玉竹黃酮復合飲料。

1.2.5 單因素試驗

分別進行加水比（玉竹多糖和玉竹黃酮的質量與水的體積比，g：mL）、白砂糖用量、檸檬酸用量和蜂蜜用量的單因素試驗。白砂糖等的添加量以每百毫升飲料為基數。

1.2.6 正交試驗

以白砂糖、檸檬酸和蜂蜜的用量為因素，進行L9(34)正交試驗，以感官評分為考察指標，正交試驗設計見表1。

表1 玉竹復合飲料制作工藝正交設計表Table 1 Orthogonal design table for flavor blending of Polygonatum odoratum compound beverage

1.2.7 穩定性試驗

由于玉竹黃酮水溶性不佳，在飲料中會出現類似浮油層現象，因此，需添加乳化劑來保持飲料的均勻穩定狀態，避免產生分層。試驗中分別對添加不同用量的蔗糖脂肪酸酯、分子蒸餾單甘酯和吐溫80 的飲料取樣10 mL裝入離心管中，于5 000 r/min 下離心15 min，觀察是否產生浮層，據此確定合適的乳化劑種類和用量。

1.2.8 檢測指標及方法

（1）感官評定

對玉竹多糖和玉竹黃酮復合飲料從口感、色澤、氣味、組織狀態四個方面進行評價，具體評價標準見表2。

表2 復合飲料感官評價表Table 2 Sensory evaluation of compound beverage

（2）理化與微生物檢驗

對玉竹多糖和玉竹黃酮復合飲料進行可溶性固形物含量、多糖含量、黃酮含量測定和微生物學指標檢驗。可溶性固形物含量采用折光法測定[11]，多糖含量采用苯酚-硫酸法測定[8-9]，黃酮含量采用三氯化鋁顯色法測定[10]，菌落總數采用GB 4798.2-2016 方法檢驗，致病菌采用GB 4789.18-2010 方法檢驗。

1.2.9 玉竹多糖和玉竹黃酮復合飲料的抗氧化試驗

（1）飲料樣品的制備

根據成品飲料中多糖和黃酮的含量，配制樣品溶液，多糖濃度分別為0.5、1.5、2.5、3.5、4.5 mg/mL，相應的黃酮濃度分別為0.005、0.01、0.015、0.02、0.025 mg/mL，以作為抗氧化試驗研究的不同濃度梯度樣品。

（2）抗脂質體過氧化能力試驗

參照鄭洪艷等[12]的方法進行測定。

（3）羥基自由基清除率試驗

參照任薇等[13]的操作方法進行試驗測定。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

圖1 不同加水比對復合飲料感官的影響Fig.1 Effect of different water ratio on sensory of compound beverages

單因素試驗，結果見圖1～4。過低的加水比導致玉竹多糖和玉竹黃酮復合飲料較粘稠、色澤不佳；隨著加水比的增大，飲料的粘稠度逐漸減小，玉竹特有的風味也隨之變淡，因此，加水比選擇1：25 較適宜。白砂糖的用量對復合飲料的甜味具有一定的影響，它可與玉竹多糖形成較好的甜味協同增效作用，用量在6%左右時，飲料的甜度適宜，檸檬酸對改善飲料的口感作用顯著，適量使用可增強飲料口感，使其酸甜適口；用量超過0.07%后導致飲料酸味明顯，感官評分顯著下降，因此檸檬酸用量選擇0.05%。適量添加蜂蜜可使飲料的甜味更加柔和，用量過大則導致飲料過甜，因此蜂蜜的適宜添加量確定為2.0%。

圖2 不同白砂糖用量對復合飲料感官的影響Fig.2 Effect of different sugar dosage on sensory of compound beverages

圖3 不同檸檬酸用量對復合飲料感官的影響Fig.3 Effect of different citric acid dosage on sensory of compound beverages

圖4 不同蜂蜜用量對復合飲料感官的影響Fig.4 Effect of different dosage of honey on sensory of compound beverages

2.2 正交試驗

由于加水比對飲料的粘稠度、色澤和風味均有很大影響，改變加水比，則飲料的粘稠度、色澤和風味均隨之發生變化，不利于飲料組織狀態的穩定。選取固定的加水比，有利于飲料制作和相關研究，加水比選擇1：25。正交試驗，結果見表3。

表3 玉竹多糖和玉竹黃酮復合飲料制作正交試驗Table 3 Orthogonal test of the Polygonatum odoratum polysaccharide and flavone compound beverage

如表3 所示，對成品飲料風味影響的主次順序檸檬酸用量>蜂蜜用量>白砂糖用量，檸檬酸用量對飲料的風味影響最大，白砂糖用量對飲料的風味影響最小。復合飲料的最優工藝為A2B2C3，即成品飲料的最佳配方為白砂糖用量為6%、檸檬酸用量為0.05%、蜂蜜用量為2.5%；經驗證試驗，該組合感官評分為分93.4 分，均優于其他試驗組。

2.3 穩定性試驗

表4 顯示了添加三種乳化劑的復合飲料的穩定效果。由表可知，不同用量下的蔗糖脂肪酸酯和分子蒸餾單甘酯對玉竹多糖和玉竹黃酮復合飲料的穩定效果基本一致，達到穩定性較好的最少用量均為0.03%，兩者均導致飲料的渾濁度增加。吐溫80 的用量為0.005%時即可達到預期穩定效果，而且飲料的色澤和透明度均不變。故確定用食品級吐溫80 為玉竹多糖和玉竹黃酮復合飲料的最佳乳化劑，其適宜用量為0.005%。

表4 不同穩定劑對比試驗Table 4 Contrast test of stabilizers with different

2.4 飲料的營養衛生檢驗

成品飲料的理化檢驗結果為多糖含量4.50 mg/mL，黃酮含量0.09 mg/mL，可溶性固形物總量8.8%。微生物檢驗結果為菌落總數15 cfu/mL，致病菌未檢出，菌落總數和致病菌檢驗結果符合國家衛生標準規定。

2.5 玉竹多糖和玉竹黃酮復合飲料的抗氧化性試驗

2.5.1 抗脂質體過氧化能力試驗

圖5 成品飲料的抗脂質體過氧化能力Fig.5 Anti-liposome peroxidation ability of the finished compound beverage

對成品飲料樣品溶液和維生素（VC）分別進行抗脂質體過氧化能力試驗，結果見圖5。由圖5 可知，成品飲料的濃度在小于1.0 mg/mL 時，成品飲料的抗脂質體過氧化能力高于VC；在濃度大于1.0 mg/mL 時，成品飲料的抗脂質體過氧化能力低于VC。成品飲料的抗脂質體過氧化能力最高為26%；VC 的抗脂質體過氧化能力最高為38%；證明成品飲料具有抗脂質體過氧化的能力。

2.5.2 羥基自由基清除能力試驗

對成品飲料樣品溶液和VC 分別進行羥基自由基清除率試驗，結果見圖6。由圖6 可知，成品飲料有明顯的清除羥基自由基的能力，羥基自由基清除率一直高于VC；成品飲料的羥基自由基清除率在濃度為0～1.5 mg/mL時增幅較大，在濃度為1.5～4.5 mg/mL 時增幅緩慢。由圖2 可知，成品飲料的羥基自由基清除率在濃度為3.5 mg/mL 時最高，對羥基自由基的清除率為93%；VC 的羥基自由基清除率在濃度為4.5 mg/mL 時最高，對羥基自由基的清除率為92%。上述結果證明成品飲料具有明顯的羥基自由基清除率，清除效果明顯。

圖6 成品飲料羥基自由基的清除率Fig.6 Thehydroxyl radicals scavenging rate of the finished compound beverages

3 結論

從玉竹中提取多糖和黃酮，純化后按1：25 的比例加水，并添加6%白砂糖、0.05%檸檬酸、2.5%蜂蜜和0.005%的吐溫80 進行調配，滅菌后即可得到質量均勻、酸甜可口的玉竹多糖和玉竹黃酮復合飲料。經抗脂質體過氧化能力試驗和羥基自由基清除能力試驗研究表明，該飲料具有一定的抗脂質體過氧化能力以及明顯的羥基自由基清除能力。