菌草復合飲料配方的研究

童金華

（福建農林大學國家菌草工程技術研究中心，福建，福州 350002）

菌草是指適合于栽培食藥用菌的野生或人工栽培的草本植物。如蘆竹、巨菌草、芒萁、檸檬香茅、紫花苜蓿等草本植物[1]。菌草中含有蛋白質、氨基酸、類黃酮、皂苷、多糖類和多種芳香類物質等多種人體所需的營養素和具有提高人體免疫力的活性物質[2-8]。檸檬香茅（Cymbopogon citratus (DC.) Stapf）含有多糖、多酚、黃酮類及香茅精油，研究表明香茅這些物質具有和胃、抗癌、降脂降糖、消炎抑菌等作用[9-13]。紫花苜蓿（Medicago sativa） 原意為“所有食物之父”，含豐富的營養，如膳食纖維、葉蛋白、黃酮類、綠原酸、多糖、甾醇、皂苷、香豆素、三萜類化合物和維E 等多種生物活性物質[14]。巨菌草也含有豐富的膳食纖維、植物蛋白、糖類物質等營養素，且汁液豐富，可榨汁約50%以上的汁液，巨菌草汁液可溶性固形物高達3.2%[15]。因此，以菌草中巨菌草、檸檬香茅和紫花苜蓿作為開發菌草飲料的首選原料，研究菌草飲料配方工藝，以期為菌草在食品領域應用提供基礎研究。

1 材料與方法

1.1 材料

巨菌草和香茅，福建農林大學國家菌草工程技術研究中心提供；紫花苜蓿和白砂糖，均為市售；檸檬酸、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、海藻酸鈉、黃原膠、維C 等，均為食品級，市售；95%乙醇為分析純。

1.2 儀器設備

R1002B 型旋轉蒸發儀，上海申生科技有限公司產品；2-16P 型高速離心機，Sigma 公司產品；BS110S 型電子分析天平，北京賽多利期天平有限公司產品；KQ-300DE 型數控超聲波清洗器，昆山市儀器有限公司產品；YZ108S 型榨汁機，廣州善友機械設備有限公司產品；QY-500 型高速溶裁斷往復式切藥機，杭州富陽康華機械設備廠產品；30B 型萬能粉碎機，江蘇瑰寶集團有限公司產品；JMFB -65 型膠體磨，上海愛思杰制泵有限公司產品；SHR00-70 型均質機，上海申鹿均質機有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

①巨菌草→選料→清洗→壓榨→過濾→巨菌草清汁；

②香茅→選料→清洗→切碎→浸提→過濾→香茅浸提液；

③紫花苜蓿→選料→清洗→切碎→浸提→過濾→紫花苜蓿浸提液；

④復配乳化劑→溶脹→過濾→復合穩定劑膠液；

①+②+③+④→調配→均質→灌裝→封口→殺菌→冷卻→成品。

1.3.2 操作要點

（1） 巨菌草汁制備要點。①選料、清洗。選擇生長120 d 的新鮮巨菌草，去葉，將秸桿清洗干凈。②壓榨。將洗凈瀝水的巨菌草秸桿，壓榨出鮮草汁，經100 目濾網過濾，并添加0.35%維C 護色，離心取上清液，備用。

（2） 香茅浸提液制備要點。①選料、清洗。選擇新鮮香茅的地上部分，去除雜質，病蟲腐葉，洗凈瀝去水分，用切片機切成2~3 mm 碎段備用。②浸提、過濾。60%乙醇溶液（料液比1∶15），溫度60 ℃，超聲浸提60 min，重復1 次，合并2 次浸提液，55 ℃下減壓旋轉蒸發回收乙醇，去乙醇溶液經過濾、離心，得香茅浸提液備用。

（3） 紫花苜蓿浸提液的制備要點。①選料、清洗。選用干燥色綠的紫花苜蓿，去其雜物，粉碎過80 目篩，取下篩物備用。②浸提、過濾。75%乙醇溶液（料液比1∶10） 超聲功率300 W，溫度60 ℃，浸提60 min，重復1 次，2 次合并浸提液，并通過旋轉蒸發儀55 ℃，減壓回收乙醇，去乙醇溶液經過濾得紫花苜蓿浸提液備用。

（4） 乳化劑膠液制備。取適量復配乳化劑加入部分白砂糖混勻，加入復合菌草溶液緩慢攪拌加熱溶脹，料液比為1∶20。

（5） 飲料調配。飲料調配時原輔料應根據量大、易溶先加入，黏度大有泡后加入，容易發生相互間化學變化應分開的原則[16]。根據工藝配方設計，先將巨菌草汁、香茅浸提液、紫花苜蓿浸提液混合，按比例混合，加入乳化劑溶液攪拌均勻，并加入剩余白砂糖溶解，最后將檸檬酸加入，加熱至70 ℃后攪拌均勻，并定容。

（6） 過濾、冷卻、均質、脫氣。用100 目雙層絹布過濾，濾液經膠體磨處理15 min 后，均質（壓力為0.35~0.45 MPa） 15 min，然后脫氣、灌裝、封口。

（7） 殺菌、冷卻。封口后置殺菌溫度為90 ℃以上熱水中進行水浴殺菌15 min，殺菌后冷水冷卻至30~35 ℃。

1.3.3 穩定性評價[17]

取10 mL 離心管稱取適量飲料樣品M0，以轉速5 000 r/min 離心30 min，棄上清液得沉淀M1，M1/M0的比值，即為沉淀率R。以制作常溫放置24 h 后的離心沉淀率為R0，貯藏30 d，每6 d 抽樣測定菌草飲料樣品離心沉淀率R，R 值越小且存貯期間的變化越小，則表明穩定性越好。

1.3.4 感官評價

邀請10 名有經驗的專業人員進行品評評分，取各項目分值的平均值乘權重，加權則為菌草飲料品評分。

菌草復合飲料感官評分標準見表1。

表1 菌草復合飲料感官評分標準

1.4 數據處理

采用Excel 2010 及正交助手進行數據處理和分析。

2 結果與分析

2.1 單因素分析

2.1.1 菌草復合比的確定

巨菌草清汁（A）、香茅浸提液（B）、苜蓿浸提液（C） 3 種菌草復配比不同影響菌草飲料的風味、口感和可溶性固形物含量，同時也影響著菌草飲料的穩定性。由表1 可知，不同菌草配比研制而成的菌草飲料感官評分差異主要是風味和狀態上的變化影響品評結果。由于苜蓿浸提液和香茅浸提液兩者的風味獨特，搭配得當不僅營養豐富，還可突出菌草飲料特有風味。

菌草復配比感官評價結果見表2，菌草不同復配比對菌草飲料穩定性的影響見圖1。

由表2 可知，A、B 和C 復合比影響菌草飲料的色澤和穩定性，同時也對風味起著重要作用。且B和C 的添加對菌草飲料的風味和狀態的評價分值。如組5、組4 和組3 隨B 與C 的配比增加，菌草飲料的品質評價漸次，分值漸低。

表2 菌草復配比感官評價結果

由圖1 可知，隨菌草復合比的不同，菌草飲料穩定性也隨著改變，其中香茅浸提液占比的變化對菌草飲料的穩定性影響極顯著（p<0.01），R 值隨著香茅浸提液的添加比增加而增大。組5 香茅浸提液占比50%，菌草飲料的穩定性最差，其R 值初始值最大，并隨著時間增加穩定性降低。反之，組1 和組2 菌草飲料的穩定性較為穩定，特別是當香茅浸提液占比為10%時其R 值初始最小，且隨存貯時間的增加R 值變化極小，菌草飲料在存貯30 d 的穩定性最佳。組2 雖R 值與組1 比稍大，但結合感官品質評價結果，組2 的菌草飲料感官評分值高，且風味飽滿、協調，故菌草復合比選擇組2 方案即A∶B∶C 為 5∶2∶3。

圖1 菌草不同復配比對菌草飲料穩定性的影響

2.1.2 復配乳化劑添加量的確定

乳化劑對液體飲料的穩定性起著重要作用。適量的乳化劑可保持飲料的液態呈穩定狀態，避免飲料中脂肪分離、蛋白質及多糖類物質沉淀。經預試驗乳化劑選擇結果，使用單一乳化劑效果對提高菌草飲料的穩定性不佳，而在乳化劑復配的條件下增加了協同作用，提高菌草飲料的穩定性。在2.1.1 試驗的基礎上，選擇菌草復配比為5∶2∶3，其余條件不變的條件下進行復配乳化劑添加量的確定。分別添加復配乳化劑（含海藻酸鈉、黃原膠、CMC-Na）質量百分比為0.05%，0.07%，0.09%，0.11%，0.13%進行對比試驗，菌草飲料在常溫貯存30 d，每隔6 d測定其沉淀率R。

乳化劑對菌草飲料感官品質的影響見表3，乳化劑對菌草飲料穩定性的影響見圖2。

表3 乳化劑對菌草飲料感官品質的影響

圖2 乳化劑對菌草飲料穩定性的影響

由表3 或圖2 可知，隨著復配乳化劑添加量增加，菌草飲料的穩定性趨勢也隨之變化。當乳化劑添加量為0.07 %時，菌草飲料的R 值最小。且組織狀態均勻，無沉淀無懸浮。當復配乳化劑添加量為0.05%，由于添加量不足、乳化強度較低，無法完全包埋菌草飲料中的多糖、蛋白質等大分子物質，而使這些大分子物質在靜置存貯過程中形成沉淀物。當乳化劑添加為0.09%，0.11%，0.13%時，由于復配乳化劑添加量過多，菌草飲料組織狀態不均勻，產生絮狀物懸浮或呈絮凝狀態，離心后沉淀物為膠狀物，致R 值增大，曲線上移。因此，可選擇菌草復合飲料復配乳化劑添加量為0.07%，方差分析也表明，適量的復配乳化劑對提高菌草飲料穩定性有極顯著 （p<0.01） 效果。

2.1.3 檸檬酸添加量的確定

為了調整飲料酸度，提高乳化劑的乳化作用，采用檸檬酸來調節菌草復合飲料酸度使其達到酸甜可口，同時保證菌草復合飲料的穩定性效果。在2.1.1 或2.1.2 試驗的基礎上，選擇菌草復配比為5∶2∶3，乳化劑添加量0.07%，其余條件不變的情況下，檸檬酸添加量分別以0.10%，0.20%，0.30%，0.40%，0.50%進行感官評價和菌草飲料穩定性分析。

檸檬酸添加量對菌草飲料感官品質的影響見表4，檸檬酸對菌草飲料穩定性影響見圖3。

圖3 檸檬酸對菌草飲料穩定性影響

由表4 可知，檸檬酸的添加量影響菌草復合飲料的風味和組織狀態。當檸檬酸添加量為0.40%和0.50%時，酸味較強，酸甜不協調。此外，由于檸檬酸添加量較大，pH 值降低，導致乳化劑乳化作用減弱，從而菌草復合飲料的組織狀態不穩定。而檸檬酸添加量為0.10%時，甜感強、酸弱化、口感不協調。再從菌草復合飲料的穩定性來分析，不同添加量檸檬酸的菌草復合飲料沉淀率R30（樣品存貯至第30 天） 與初始值R0 變化趨勢曲線可知，從檸檬酸添加量 0.30%之后菌草復合飲料的穩定性也逐漸降低，菌草復合飲料的R 值曲線上揚；檸檬酸添加量為0.10%~0.30%時，菌草復合飲料的R 值曲線呈較平穩狀態。由此可見，檸檬酸添加顯著（p<0.05）影響菌草飲料穩定性。因此，綜合感官品質評價及R 值曲線，可確定檸檬酸添加量為0.30%時，可提高菌草飲料的感官品質，確保菌草復合飲料穩定性。

表4 檸檬酸添加量對菌草飲料感官品質的影響

2.2 正交試驗法優化飲料配方

在單因素分析結果條件下，以復合菌草（A）、復配乳化劑（B）、檸檬酸（C） 為正交因素，采用L9（34）正交試驗進行優化。

正交因素與水平設計見表5，正交試驗設計見表6，方差分析見表7。

表5 正交因素與水平設計

由表6 和表7 可知，A、B、C 三因素影響菌草飲料穩定性的順序為A>C>B；方差分析結果表明，A、C 兩因素對菌草飲料的穩定性具有顯著影響（p<0.05），即復合菌草的配比和檸檬酸的添加量均會影響菌草飲料的沉淀率R 值。復合乳化劑對菌草飲料的品質影響不顯著。為保證菌草飲料穩定性，降低沉淀率（R 值），故優選配方為A2B3C1, 即巨菌草汁、香茅浸提液與苜蓿浸提液配比為5.2∶1.8∶3.0，復配乳化劑添加量為0.075%，檸檬酸添加量為0.25%。

表6 正交試驗設計

表7 方差分析

2.3 驗證試驗

根據試驗優化結果進行驗證試驗，即巨菌草汁、香茅浸提液與苜蓿浸提液比為5.2∶1.8∶3.0，復配乳化劑添加量為0.075%，檸檬酸添加量為0.25%，其余輔料相同，同一工藝條件下進行重復試驗，并對試驗菌草飲料的感官、沉淀率（R） 檢測，其結果表明，菌草飲料色澤均勻，具有菌草特有風味，口感柔順、酸甜適口，可溶性固形物含量為10.8%，pH 值 4.2，沉淀率 （R） 為 0.377%。

3 結論

通過單因素試驗及正交試驗優選和配方驗證，確定菌草飲料最優配方為100 g 復合菌草料液中巨菌草汁、香茅浸提液與苜蓿浸提液比5.2∶1.8∶3.0，復配乳化劑添加量0.075%，檸檬酸添加量0.25%，白砂糖6.5%，加工而成的菌草飲料具有菌草飲料特有草香及風味，口感柔和、酸甜適口，可溶性固形物含量為10.8%，pH 值4.2，180 d 常溫存貯沉淀率差值（△R） 為0.03。表明該配方條件穩定，可保證菌草飲料的品質及保質期內產品穩定。