金針菇多糖復(fù)合飲料的品質(zhì)控制及產(chǎn)品開發(fā)

來守萍，王文亮，弓志青，王延圣，崔文甲，賈鳳娟

1. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與營養(yǎng)研究所（濟(jì)南 250100）；2. 山東省農(nóng)產(chǎn)品精深加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（濟(jì)南 250100）；3. 農(nóng)業(yè)部新食品資源加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（濟(jì)南 250100）

金針菇（Flammulina velutipes）別名冬菇、樸蕈[1]，不但味道鮮美、質(zhì)地脆嫩，而且營養(yǎng)豐富，含有各種宏量、微量營養(yǎng)素，豐富的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、碳水化合物、煙酸，以及各種維生素和礦物質(zhì)元素[2]。金針菇多糖具有維護(hù)心腦血管健康、保肝健胃、延緩衰老[3]、抗菌殺毒、輔助改善記憶等功效[4-5]。紅棗是傳統(tǒng)滋補(bǔ)品[6]，號稱天然維生素丸，是集藥、食、補(bǔ)三大功能為一體的保健食品[7]。紅棗具有抗癌防癌、降低膽固醇、預(yù)防骨質(zhì)疏松、益氣補(bǔ)血等神奇功效。

試驗(yàn)以金針菇為主要原料，通過對金針菇多糖熱提取工藝的研究進(jìn)行飲料的品質(zhì)控制，以感官評分為指標(biāo)研究最佳配方。金針菇多糖復(fù)合飲料將金針菇的營養(yǎng)特性充分利用，推動金針菇產(chǎn)業(yè)的多樣性發(fā)展，提高金針菇的資源利用率和經(jīng)濟(jì)附加值。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 試驗(yàn)材料與試劑

麥芽糖醇、檸檬酸、檸檬酸鈉、D-抗壞血酸鈉、CMC-Na、葡萄糖等（河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司）；乳酸鏈球菌素（浙江新銀象生物工程有限公司）；濃硫酸（煙臺遠(yuǎn)東精細(xì)化工有限公司）。

金針菇、紅棗購于濟(jì)南華聯(lián)超市。

1.1.2 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

JYL-Y912破壁料理機(jī)（九陽股份有限公司）；LDZX-50L立式高壓蒸汽滅菌鍋（上海申安醫(yī)療器械廠）；JMS-80均質(zhì)機(jī)（嘉德益海機(jī)械制造有限公司）；UV-6100紫外可見分光光度計（上海元析儀器有限公司）；HH-S6數(shù)顯恒溫水浴鍋（江蘇金怡儀器科技有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 金針菇多糖的測定方法

1.2.1.1 金針菇多糖的熱提取工藝優(yōu)化

稱取4 g鮮金針菇和100 mL水，在破壁機(jī)中進(jìn)行打漿，按一定的熱提取工藝（添加量X1、時間X2、溫度X3）進(jìn)行制備，經(jīng)離心進(jìn)行多糖得率的測定。通過單因素和響應(yīng)面試驗(yàn)進(jìn)行多糖最佳工藝的確定。工藝流程：金針菇→打漿→蒸煮→離心→測得率。

1.2.1.2 多糖得率測定

用苯酚-硫酸比色法[8]，多糖得率（%）以ω計，按式（1）計算（結(jié)果保留兩位）。

式中：c為從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得樣品測定液中含糖量，μg/mL；V1為樣品定容體積，mL；m1為樣品質(zhì)量，g；0.9為葡萄糖換算成葡聚糖的校正系數(shù)。

1.2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以葡聚糖或葡萄糖質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。如圖1所示。

圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.2.2 金針菇多糖復(fù)合紅棗飲料的制備

1.2.2.1 金針菇多糖復(fù)合紅棗飲料的工藝流程

1.2.2.2 金針菇多糖復(fù)合紅棗飲料的單因素試驗(yàn)設(shè)計

分別添加1%，2%，3%，4%和5%紅棗于金針菇漿中，混勻后分別添加1%，2%，3%，4%和5%麥芽糖醇以及0.06%，0.08%，0.10%，0.12%和0.14% CMC-Na，其他條件不變，進(jìn)行試驗(yàn)。用表2進(jìn)行感官評定的判斷。

1.2.2.3 金針菇多糖復(fù)合紅棗飲料的正交試驗(yàn)設(shè)計

金針菇飲料的L9(33)正交試驗(yàn)表見表1。

表1 金針菇多糖復(fù)合紅棗飲料正交因素水平設(shè)計表單位：%

1.2.2.4 金針菇多糖復(fù)合紅棗飲料的品質(zhì)檢測

金針菇多糖復(fù)合紅棗飲料的感官品質(zhì)評定見表2。

表2 金針菇多糖復(fù)合紅棗飲料感官評定表

2 結(jié)果與討論

2.1 金針菇多糖最佳工藝的確定

2.1.1 金針菇多糖的單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1.1 金針菇添加量對金針菇多糖得率的影響

由圖2可知，金針菇添加量在4%時多糖得率最高，選擇金針菇添加量3%，4%和5%進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

圖2 金針菇添加量對金針菇多糖得率的影響

2.1.1.2 蒸煮溫度對金針菇多糖得率的影響

由圖3可知，隨著蒸煮溫度的升高，金針菇多糖得率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，90 ℃為最佳蒸煮溫度，因此，選取80，90和100 ℃進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

圖3 蒸煮溫度對金針菇多糖得率的影響

2.1.1.3 蒸煮時間對金針菇多糖得率的影響

由圖4可知，金針菇多糖的得率與蒸煮時間呈先上升后下降的趨勢，70 min左右為最佳提取時間，選取60，70和80 min進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

圖4 蒸煮時間對金針菇多糖得率的影響

2.1.2 金針菇多糖的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計結(jié)果與分析

2.1.2.1 響應(yīng)面方差分析

為了找到金針菇多糖的最佳提取條件，以多糖得率為響應(yīng)值，采用Design-Expert 8.0.6.0軟件按照表3的順序進(jìn)行試驗(yàn)后對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到結(jié)果：R1= 1.37-0.024X1+0.050X2-0.081X3-0.033X1X2+0.070X1X3+0.13X2X3-0.10X12-0.25X22-0.17X32，該方程回歸系數(shù)R2=0.931 4。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果

對表3中的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4。由表4可以看出，模型的p＜0.01，說明具有極顯著性，回歸方程模型中失擬項p=0.082 1＞0.05，說明失擬項不顯著，得到的回歸模型比較理想，可以用于試驗(yàn)的分析預(yù)測，方程有很高可靠性。由方差分析的F值可以看出，各因素對金針菇多糖得率的影響大小依次為X3＞X2＞X1，即溫度＞時間＞添加量。

表4 方差分析結(jié)果

2.1.2.2 響應(yīng)面交互分析

圖5表明：隨著蒸煮時間的增加，金針菇多糖得率先增加后略有下降；隨著金針菇添加量的增多，多糖得率呈現(xiàn)增加趨勢但變化不大。等高線圖表示，蒸煮時間軸等高線密集，而添加量軸等高線稀疏，說明蒸煮時間對響應(yīng)峰值的影響比金針菇添加量交互作用強(qiáng)，但對金針菇多糖得率影響不顯著，這與上述方差分析結(jié)果一致。

圖5 時間和添加量對金針菇多糖得率交互作用影響的響應(yīng)面與等高線

圖6表明：金針菇多糖得率隨蒸煮溫度和時間的增大都呈現(xiàn)先增加后減少的變化，等高線呈橢圓形，說明交互作用溫度和時間對得率影響較顯著。

圖6 溫度和時間對金針菇多糖得率交互作用影響的響應(yīng)面與等高線

圖7表明：金針菇多糖得率隨著溫度和添加量的變化呈現(xiàn)小幅度先增加后減少的趨勢；等高線圖中顯示，蒸煮溫度軸等高線密集，而添加量軸等高線稀疏，說明蒸煮溫度對響應(yīng)峰值的影響比金針菇添加量交互作用強(qiáng)，但添加量和溫度的交互作用對金針菇多糖得率影響不顯著，這與上述方差分析結(jié)果一致。

圖7 溫度和添加量對金針菇多糖得率交互作用影響的響應(yīng)面與等高線

2.1.2.3 響應(yīng)面結(jié)果驗(yàn)證

利用Design-Expert 8.0.6.0軟件得到金針菇多糖得率的最佳提取條件：添加量3.79%、蒸煮時間70.45 min、蒸煮溫度87.39 ℃，此時金針菇多糖得率1.384 26%。在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，重復(fù)3次，金針菇多糖得率為1.418 93%，所得到的金針菇漿有較強(qiáng)的金針菇的鮮味和獨(dú)有的風(fēng)味，與預(yù)測值有較好的擬合性，說明響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)得到的金針菇多糖得率提取的條件具有實(shí)際參考價值。為方便實(shí)際操作，調(diào)整最佳提取條件為添加量4%、蒸煮時間70 min、蒸煮溫度90 ℃。

2.2 金針菇多糖復(fù)合紅棗飲料

2.2.1 金針菇多糖復(fù)合紅棗飲料的單因素試驗(yàn)2.2.1.1 紅棗添加量對飲料品質(zhì)的影響

如圖8所示，紅棗添加量為3%時，此時飲料的感官評分最高，棗香味濃郁，因此，選擇紅棗添加量2%，3%和4%進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖8 紅棗添加量對感官評分的影響

2.2.1.2 麥芽糖醇添加量對飲料品質(zhì)的影響

如圖9所示，當(dāng)麥芽糖醇的添加量為3%時，感官評分最高，綜合考慮，選擇麥芽糖醇的添加量2%，3%和4%進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖9 麥芽糖醇添加量對感官評分的影響

2.2.1.3 羧甲基纖維素鈉添加量對飲料品質(zhì)的影響

如圖10所示，當(dāng)添加量為0.10%時，飲料的感官評分最高，因此，選擇羧甲基纖維素鈉的添加量0.08%，0.10%和0.12%進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖10 羧甲基纖維素鈉添加量對感官評分的影響

2.2.2 金針菇多糖復(fù)合紅棗飲料正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

由表5可得，各個因素對金針菇紅棗飲料配方感官評分的影響大小順序?yàn)镃＞B＞A。根據(jù)k值大小可知，理論最佳組合為A2B3C1，即紅棗添加量3%、麥芽糖醇添加量4%、CMC-Na添加量0.08%。與實(shí)際感官評分的最佳添加量一致。

表5 金針菇紅棗飲料配方的正交試驗(yàn)結(jié)果表

3 結(jié)論與展望

通過響應(yīng)面試驗(yàn)確定金針菇多糖復(fù)合飲料中多糖的熱提取工藝：蒸煮時間70 min、蒸煮溫度90 ℃、金針菇添加量4%。通過正交試驗(yàn)優(yōu)化出金針菇紅棗飲料的最佳配方：紅棗添加量3%、麥芽糖醇添加量4%、CMC-Na添加量0.08%。試驗(yàn)結(jié)果將為今后金針菇產(chǎn)品多樣性的開發(fā)提供理論依據(jù)。