菊芋葉酵素的制備

張艷明，吳昊，李娟，胡傳銀

1. 徐州工業職業技術學院化學工程學院（徐州 221140）；2. 徐州康匯百年食品有限公司（徐州 221004）

菊芋（Helianthus tuberosus）又名洋姜、鬼子姜，為菊科向日葵屬1年生宿根性草本植物[1]。菊芋葉中含有多種具有藥用功能的化學成分[2-4]。主要是倍半萜內酯類和酚類化合物。綠原酸具有抗菌消炎、保肝利膽、抗氧化、降血壓、抗癌、保護心腦血管、提高機體免疫力等多種功效[5-7]。菊芋中含有豐富的菊糖和寡果糖，約占菊芋塊莖干重的80%以上，是生產菊糖、果糖的良好原料。菊糖具有調節腸胃功能、改善脂質代謝等功效[8]。另外，菊糖還具有降低血脂，調節血糖，增強免疫與抗癌的作用[9]。

近年來隨著技術進步，對菊芋莖研究較多，對菊芋葉的研究很少，試驗利用菊芋葉制作酵素有利于提高菊芋的利用價值，改善食用方法，利用菊芋葉制作的酵素具有清熱除火，消除血液中的熱毒，調節激素的分泌，促進消化吸收、抗菌消炎、活化細胞、解毒、增強免疫力等功效。

食用酵素是經過微生物發酵制得的新型發酵飲品，在實現純天然綠色食品呈遞及功能化增值等方面具有卓越表現[10]。試驗通過對菊芋葉與少量菊芋進行人工厭氧發酵處理，控制其發酵進程、縮短發酵周期，滿足消費者的需求。添加一定量蘋果液增加菊芋葉酵素特有風味。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮菊芋葉、菊芋、蘋果（徐州天馬敬安食品有限公司）；二氧化氯、碳酸氫鈉、磷酸二氫鉀、食鹽、白砂糖（均為食品級）。

1.2 儀器與設備

PHS-3C型酸度計（上海雷磁儀器廠）；JJ-2型組織搗碎機（江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司）；手持式折光儀（成都市青羊聯合光學儀器成套部）；ALC-110.4型電子天平（賽多利斯科學儀器有限公司產品）。

基金項目：徐州市生化資源綜合利用與清潔生產重點實驗室開放課題（XGY20160406003），徐州市生化資源高效綜合利用工程研究中心（XZGCYJ201806-02）

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

操作要點：

1) 6月下旬開始采收菊芋新鮮葉片，采收前20 d停施肥水。

2) 采收葉片要求。葉片新鮮、無病無蟲，葉片離開母株后4 h之內運往工廠加工。

3) 菊芋葉運到工廠后立即放入鹽水中清洗浸泡。4) 浸泡后的菊芋葉在殺菌液中殺菌。

5) 殺菌后的菊芋葉用不銹鋼粉碎機進行粉碎，粉碎時加入一定量的殺過菌的菊芋片一同粉碎；由水、菊芋葉、菊芋片按質量比100∶45∶15混合粉碎。

6) 粉碎后用真空過濾機將粉碎后的菊芋葉汁液過濾，過濾篩200目。

7) 加入白砂糖，加入白砂糖比例為，過濾液與白砂糖質量比80∶15～25，攪拌均勻，在30 ℃溫度下靜置4 h。

8) 配制。靜置后的菊芋葉汁液加入1%～3%蘋果液，攪拌均勻放入發酵罐中，密封發酵罐發酵。

9) 發酵。控制發酵溫度在25～35 ℃，發酵罐內發酵產生氣體使罐內壓力升高，氣體通過水封自然排出，發酵罐外部的氣體無法進入發酵罐，達到自動排氣目的，連續發酵90～110 d，即為成品菊芋葉酵素。

1.3.2 鹽水浸泡液配制方法的確定

浸泡液由水、食鹽與碳酸氫鈉按質量比100∶2.5∶0.6配制而成，浸泡時間10～15 min。

1.3.3 菊芋葉殺菌方法的確定

殺菌液由水、含量38%二氧化氯、碳酸氫鈉與磷酸二氫鉀，按質量比100∶0.004 5∶0.30∶0.15組成，殺菌時間15 min。

1.3.4 產品微生物檢測方法

菌落總數測定按照GB 4789.2—2010《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》；大腸菌群計數按照GB 4789.3—2010《食品安全國家標準 食品微生 物學檢驗 大腸菌群計數》；致病菌檢測按照GB/T 4789.36—2008《致病菌檢測大腸埃希氏菌O157的檢測》。

1.3.5 余氯的測定方法

采用余氯試紙，對生產過程及最終產品檢測。

1.3.6 可溶性固形物含量的測定方法

用折光儀測定，每組均勻取樣10 g，測定其TSS，每組測定3次取平均值。

1.3.7 感官評分標準的確定

試驗中由10名具有專業知識的成員組成感官鑒評小組根據試驗結果進行感官鑒定。感官檢驗項目及感官評分標準見表1。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 蘋果液加入量對菊芋葉酵素評分的影響

由圖1可知，隨著蘋果液加入量增加，菊芋葉酵素感官評分呈先上升后下降趨勢，蘋果液加入量2%時感官評分達到最高。原因是添加一定量的蘋果液使產品風味更和諧。繼續增加蘋果液，則會使菊芋葉的氣味變淡。

2.1.2 白砂糖加入量對菊芋葉酵素評分的影響

由圖2可知，隨著白砂糖加入量增加，產品感官評分呈先增加后減少趨勢，白砂糖加入量20%時感官評分達到最高，為88分。白砂糖繼續增加，產品口感變膩、不清爽，菊芋的香氣不明顯。

圖2 白砂糖加入量對菊芋葉酵素評分的影響

2.1.3 發酵時間對菊芋葉酵素評分的影響

由圖3可知，隨著發酵時間逐漸延長，產品的感官評分呈現先上升后下降趨勢，發酵時間100 d時產品感官評分達到最高，為88分。繼續延長發酵時間，產品酸度增加，口感不佳，不爽口。

圖3 發酵時間對菊芋葉酵素評分的影響

2.1.4 發酵溫度對菊芋葉酵素評分的影響

由圖4可知，隨著發酵溫度逐漸升高，產品的感官評分呈現先上升后下降趨勢，發酵溫度30 ℃時，產品感官評分達到最高，為88分；繼續升高發酵溫度，產品香味不明顯，不突出。

圖4 發酵溫度對菊芋葉酵素評分的影響

2.2 正交試驗

根據單因素試驗結果，選取蘋果液加入量、白砂糖加入量、發酵時間、發酵溫度對感官得分的影響。

由表2中極差值可知：影響產品品質的因素主次順序為A＞C＞B＞D，最優方案為A2B2C2D2，即蘋果液加入量2%、白砂糖加入量20%、發酵時間100 d、發酵溫度30 ℃。在此工藝重復驗證3次，平均得分為89分，大于正交試驗結果中的任一值，說明工藝較為合理。

表2 因素水平及正交試驗結果

2.3 產品品質標準

2.3.1 感官指標

色澤，呈淺棕色；香氣，口感清香，有菊芋葉特有的清香氣味；滋味，有爽滑感、酸甜適口、無澀味；液體形態，均勻透明、無沉淀、無分層。

2.3.2 理化指標

可溶性固形物含量16%；pH 4.5。

2.3.3 微生物指標

細菌總數＜100 CFU/g；大腸菌群＜3 MPN/100 g；致病菌未檢出；余氯未檢出。

3 結論

菊芋葉酵素的最佳工藝參數為：蘋果液加入量2%，白砂糖加入量20%，發酵時間100 d，發酵溫度30 ℃。產品特點是澄清透明，具有菊芋的清香，且具有清熱除火、促進消化吸收、抗菌消炎、活化細胞、解毒、增強免疫力等功效。