瑪咖醇提物在飲料中的應用研究

劉玉青，于 棟，張小芳

（漯河食品職業學院，河南 漯河 462300）

瑪咖（Maca）起源于南美洲，是一年生或兩年生的十字花科植物，屬于獨行菜屬，有橢圓形的葉子，其根莖的形狀類似于小圓蘿卜，被南美洲人稱為“秘魯人參”[1]。2002年瑪咖被中國衛生部正式批準進入中國，2011年5月瑪咖被批準為新資源食品，這為瑪咖在國內的廣泛應用提供了法規上的支持。瑪咖中含有很多種類的化學成分，除了含有豐富的營養成分以外，還含有瑪咖烯、瑪咖酰胺、生物堿、芥子油苷等具有生物活性的次級代謝產物[2]。經研究瑪咖對人體有非常有益的保健功能，食用后可增強體力、消除焦慮、抗氧化、抗病毒和改善內分泌等[3-4]。聯合國糧農組織（FAO）在1992年就發出宣言：“將瑪咖作為一種難得的營養補充劑向世界推薦”。

關于瑪咖的應用，部分學者研究了瑪咖酒[5-6]，瑪咖復合飲料[7]，瑪咖片等，但這些研究很多都是粗提物或者直接運用瑪咖干粉，這樣制成的瑪咖產品，如果是短期內食用，是很難被人體有效吸收的。因此瑪咖中的活性成分及在食用工業中的應用需要進一步地開發和研究。本文運用超聲波輔助乙醇提取出瑪咖中的有效活性成分，制得瑪咖醇提物備用，然后將瑪咖提取液復原，得到瑪咖飲料，以發揮瑪咖最大的生理活性功效。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料與儀器設備

瑪咖粉，云南麗江瑪咖粉末；95%乙醇，國藥集團化學試劑有限公司；白砂糖，市售；檸檬酸，河南萬邦事業有限公司；維生素C，河南萬邦事業有限公司；β-胡蘿卜素，河北興泰纖維素有限公司；純凈水，市購。

TDL-40B離心機，湖南星科公司；B3500S-MT型超聲波清洗儀，上海必能公司；BUCHI R-20型旋轉蒸發儀，瑞士布奇公司；DZF-6050真空干燥箱，上海精宏設備有限公司；AL204/01型電子天平，梅特勒—托利多儀器有限公司；ALM2-210型均質機，法國ALM公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

將瑪咖干粉加入到95%乙醇中，料液比為1:8，利用200 W功率的超聲波60℃條件下提取20min，將提取液以4 000 r/min的轉速離心3 min。保留上清液，取出沉淀后，再加入乙醇重復提取、離心一次。合并兩次提取的上清液，旋轉蒸發濃縮至一定體積，真空干燥得到瑪咖醇提物，備用。

將瑪咖醇提物加純凈水溶解稀釋后，加入白砂糖、檸檬酸、維生素C、β-胡蘿卜素進行調配，純凈水定溶、混合攪拌均勻后預熱到60℃，在20 MPa下均質。灌裝進干凈無菌玻璃瓶中經高溫消毒進行殺菌，殺菌條件為90℃以上，20～30 min，殺菌后冷卻至40℃左右，即得成品。

1.3 感官評價標準

選取20人進行感官評定，每10人為一組。按表1瑪咖飲料感官評定標準對每個樣品進行評分。

表1 瑪咖飲料感官評分標準表

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 不同瑪咖醇提取物添加量對瑪咖飲料的影響

按質量分數分別添加0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的瑪咖醇提取物，與6%白砂糖、0.03%維生素C、0.10%檸檬酸、0.03%β-胡蘿卜素進行瑪咖飲料的單因素試驗，其評分結果見圖1。

圖1 瑪咖醇提物的用量對飲料品質的影響

由圖1可知，增加瑪咖醇提物的添加量可以提高飲料的品質評分。當瑪咖醇提物的添加量為2.0%時飲料有特殊的瑪咖香味，感官評分最高。繼續增加添加量，飲料中瑪咖味較重，評分降低。故選擇最佳的添加量為2.0%。

2.1.2 不同白砂糖添加量對瑪咖飲料的影響

按質量分數分別添加5%、6%、7%、8%、9%的白砂糖，與2.0%瑪咖醇提物、0.03%維生素C、0.10%檸檬酸、0.03%β-胡蘿卜素進行瑪咖飲料的單因素試驗，其評分結果見圖2。

圖2 白砂糖的用量對飲料品質的影響

由圖2可知，隨著白砂糖的添加量由5%增加到7%時，感官評分逐漸升高。白砂糖添加量增加到8%時，甜度較大，感官評分下降。所以選擇7%為最佳的添加量。

2.1.3 不同檸檬酸添加量對瑪咖飲料的影響

按質量分數分別添加 0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的檸檬酸，與2.0%瑪咖醇提物、6%白砂糖、0.03%維生素C、0.03%β-胡蘿卜素進行瑪咖飲料的單因素試驗，其評分結果見圖3。

圖3 檸檬酸的用量對飲料品質的影響

由圖3可知，增加檸檬酸的添加量可以提高飲料的口感，當檸檬酸的添加量達到0.15%時，酸度可口，評分較高，繼續增加檸檬酸的添加量酸度則較大，甜酸比不適，評分下降。故選擇0.15%為最佳的添加量。

2.1.4 不同維生素C添加量對瑪咖飲料的影響

按質量分數分別添加 0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的維生素C，與2.0%瑪咖醇提物、6%白砂糖、0.10%檸檬酸、0.03%β-胡蘿卜素進行瑪咖飲料的單因素試驗，其評分結果見圖4。

圖4 維生素C的用量對飲料品質的影響

由圖4可知，隨著維生素C添加量的增加，飲料的穩定性增強，但添加量越多，飲料的pH值越低，口感也越差，且考慮到成本和添加劑的限量，選擇0.04%為最佳添加量。

2.1.5 不同β-胡蘿卜素添加量對瑪咖飲料的影響

按質量分數分別添加 0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的β-胡蘿卜素，與2.0%瑪咖醇提物、6%白砂糖、0.1%檸檬酸、0.03%維生素C進行瑪咖飲料的單因素試驗，其評分結果見圖5。

圖5 β-胡蘿卜素的用量對飲料品質的影響

由圖5可知，當β-胡蘿卜素的添加量達到0.03%時飲料的評分最高，繼續增加添加量，不僅使飲料的顏色加深，且使飲料的穩定性降低，故選擇最佳的添加量為0.03%。

2.2 正交試驗結果

根據單因素試驗結果，以瑪咖醇提物、白砂糖、檸檬酸、維生素C、β-胡蘿卜素五個因素設計正交試驗，每個因素五個水平，進行正交試驗。因素水平表見表2，結果見表3。

表2 正交試驗因素水平表

表3 正交試驗結果

由極差分析可見，影響飲料品質的主次順序依次是： B＞A＞E＞D＞C，即白砂糖＞瑪咖醇提物＞β-胡蘿卜素＞維生素C＞檸檬酸。由直觀分析可見，最優的配方組合為A3B3C4D5E3，配方組成為：瑪咖醇提物1.5%，白砂糖7%，檸檬酸 0.20%，維生素C 0.05%，β-胡蘿卜素0.03%。

由表4方差分析結果可知：在顯著水平p=0.05時，瑪咖醇提取物、白砂糖、β-胡蘿卜素三因素都顯著，方差分析出影響因素大小順序為白砂糖、瑪咖提取物、β-胡蘿卜素、維生素C、檸檬酸，這和極差分析結果一致。

表4 方差分析結果

經過驗證試驗，在瑪咖醇提物1.5%，白砂糖7%，檸檬酸0.20%，維生素C 0.05%，β-胡蘿卜素0.03%，其余為純凈水的條件下，瑪咖醇提物飲料的得分為92分。

3 結論

以瑪咖醇提物、白砂糖、檸檬酸、維生素C、β-胡蘿卜素為主要原料，通過單因素試驗和正交試驗，確定了瑪咖飲料的最佳配方。試驗結果表明：影響飲料品質的主次順序依次是：白砂糖＞瑪咖醇提物＞β-胡蘿卜素＞維生素C＞檸檬酸，瑪咖飲料的最佳配方為：瑪咖醇提物1.5%，白砂糖7%，檸檬酸 0.20%，維生素C 0.05%，β-胡蘿卜素0.03%，此配方下飲料產品甜酸度適中，色澤均勻，有瑪咖特殊的滋味和香味，感官評定得分為92分。產品中添加的瑪咖醇提物是運用超聲波輔助乙醇提取制得，含有較高的有效生理活性成分，且容易被人體吸收，能夠充分發揮瑪咖的生理功效。