玉米須絞股藍復合飲料的制備工藝及生物活性研究

劉 霞，馬澤剛，馬 林

（1.四川化工職業技術學院，四川 瀘州 646000；2.四川衛生康復職業學院，四川 自貢 643000；3.西南科技大學，四川 綿陽 621000）

玉米須為禾本科玉蜀黍屬植物玉米的花柱［1］，含有揮發油、皂甙、黃酮、尿囊素、有機酸等多種營養物質［2］，具有顯著的降血糖、降血壓、降血脂、保肝利膽、利尿等功效［3-5］。絞股藍（Gynostemma pentaphyl-lum（Thunb.）Makino），別名七葉膽，富含皂苷、黃酮類、多糖類等3 大類物質，也具有降血脂、降膽固醇、降血壓、預防冠心病等作用［6-8］。目前，市場上玉米須和絞股藍的復配產品只有袋泡茶，尚未有將兩者提取物復配制成飲料的產品，本研究以玉米須、絞股藍為主要原料，先采用單因素試驗，篩選出每個因素最適水平，再通過正交優化確定玉米須絞股藍復合飲料的最佳配方，最后測定最佳配方中玉米須絞股藍提取物的抗菌及抗氧化活性。

1 材料與方法

1.1 材料

原材料：絞股藍、玉米須，均為干品，購于瀘州江陽西路農貿市場。

試劑：檸檬酸、黃原膠、卡拉膠、白砂糖為市售。

細菌菌種：大腸桿菌（Escherichia coli），綠膿桿菌（Pseudomonas aeruginosa）、陰溝腸桿菌（Enterobacter cloacae）、腸炎沙門氏菌（Salmonella enteritidis）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）由西南科技大學生物科學實驗中心提供。

1.2 加工方法

絞股藍提取液的制備：將500 g 絞股藍切成小段，沖洗烘干后加入2 500 g 70 ℃熱水提取2 h，過濾，濾液邊攪拌邊加入5%的食用明膠，直至無沉淀，過濾3 次，濾液濃縮成稠膏狀待用。

玉米須提取液的制備：將500 g 玉米須切成小段，加入2 500 g 水煮沸后，保持90 ℃，浸提 2 h，過濾3 次，濾液濃縮成稠膏狀待用。

飲料制備：分別取制備好的絞股藍、玉米須稠膏1 g，混合后加入甜味劑、穩定劑等輔料，加水至250 mL，一定壓力下拌勻，加熱至90 ℃脫氣10 min，熱罐裝至滅菌干凈的飲料瓶中，封罐后立即在121 ℃條件下殺菌15 min，冷卻至常溫。

1.3 抗菌活性的測定

參考劉健等［9］的方法并略作改動。吸取供試細菌菌懸液0.2 mL 均勻涂布于滅菌好并冷卻的平板培養基，靜置5 min 后每板等距放5 個牛津杯，其中3個加入0.2 mL 最佳配方下的玉米須、絞股藍提取物母液（稠膏配制成10 mg/mL），其余2 個分別加入等量去離子水和0.5 mg/mL 硫酸鏈霉素溶液。每種菌重復3 次，于37 ℃培養48 h 后測定抑菌效果。

1.4 抗氧化活性的測定

玉米須絞股藍提取物混合液對DPPH·自由基的清除作用。參照許申鴻等［10］的方法略作改動，將玉米須絞股藍（1∶1）提取稠膏配制成濃度分別為0.2、0.4、0.6、0.8 和1.0 mg/mL 的待測液，分別取2 mL待測液加入2 mL 濃度為0.2 mmol/L 的DPPH·乙醇溶液，搖勻，黑暗反應30 min，無水乙醇調零，于517 nm 處測吸光值。以維生素C 作對照，同種方法測吸光值。

玉米須絞股藍提取物混合液對羥基自由基（·OH）的清除作用。參照張強等［11］的方法略作改動。分別取 1 mL 濃度為 5、10、15、20、25 mg/mL 的玉米須絞股藍（1∶1）提取稠膏，依次加入1 mL 濃度為9 mmol/L的FeSO4溶液，1 mL濃度為9 mmol/L的水楊酸-乙醇溶液，1 mL 濃度為 8.8 mmol/L 的 H2O2溶液，啟動整個體系，37 ℃水浴反應30 min，2 500 r/min 離心5 min。取上清液于510 nm 處測吸光值。以維生素C 為對照，按同種方法測吸光值。

玉米須絞股藍提取物混合液對超氧陰離子自由基的清除作用。取5 mL pH 8.2 濃度0.05 mol/L 的Tris-HCl 緩沖液［12］，25 ℃水浴 20 min，加 1 mL 濃度分別為 5、10、15、20、25 mg/mL 的玉米須絞股藍（1∶1）提取稠膏，于25 ℃預熱20 min，再加3 mmol/L 25 ℃預熱20 min 的鄰苯三酚，混合后于25 ℃水浴5 min，最后加入 10 mol/L 的HCl 溶液 1.0 mL，反應液于320 nm 處測吸光值。以維生素C 為對照，按同種方法測吸光值。

1.5 玉米須絞股藍復合飲料感官評定

參考飲料感官評價標準，并結合液體飲料的特性，制定玉米須絞股藍復合飲料評價標準（表1）［13］。

表1 感官評價標準

1.6 單因素試驗

以感官評分為評定標準，分別研究復合原料稠膏添加量（玉米須∶絞股藍=1∶1）、穩定劑種類及用量、檸檬酸和白砂糖用量對玉米須絞股藍復合飲料感官品質的影響。

2 結果與分析

2.1 玉米須絞股藍復合飲料的單因素試驗

2.1.1 不同原料稠膏添加量對復合飲料感官品質的影響 在黃原膠添加量0.06%、檸檬酸添加量0.12%，白砂糖添加量12%的條件下，玉米須絞股藍（1∶1）提取稠膏的添加量分別設定為 1、2、3、4、5、6、7、8 g，考察其對飲料感官品質的影響。由圖1 可知，當提取稠膏的添加量為3 g 時，飲料的綜合評分最高，當超過3 g，飲料評分出現下降趨勢，可能因為加入過多的提取液，導致飲料在色澤口感方面失分較多。

圖1 玉米須絞股藍稠膏添加量對飲料感官品質的影響

2.1.2 穩定劑種類和添加量對復合飲料感官品質的影響 在玉米須絞股藍（1∶1）提取稠膏添加量3 g，檸檬酸添加量0.12%，白砂糖添加量12%的條件下，分別添加以下5 種穩定劑考察其對飲料感官品質的影響。由圖2 可知，兩種穩定劑復配使用的效果優于單種穩定劑，當添加0.08%黃原膠和卡拉膠混合物（1∶1）時飲料幾乎無沉淀產生，成品狀態最優，感官品質得分最高；而當添加量高于0.09%后，感官評分極速下降，分析原因可能是穩定劑添加量過多，穩定劑的氣味掩蓋了玉米須絞股藍的清香，使口感和氣味部分均有失分。

圖2 穩定劑添加量對飲料感官品質的影響

2.1.3 不同檸檬酸添加量對復合飲料感官品質的影響 在玉米須絞股藍（1∶1）稠膏添加量3 g，黃原膠添加量0.08%，白砂糖添加量12%的條件下，分別加入 0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%、0.16%、0.18%、0.20%的檸檬酸，考察其對飲料感官品質的影響。由圖3 可知，當檸檬酸添加量為0.06%～0.12%時，所配制的復合飲料的酸味不明顯，口感偏淡，評分較低；當檸檬酸添加量為0.14%時，配制玉米須絞股藍復合飲料酸甜適中，口感最佳，感官評分最高；當添加量為0.18%時，口感偏酸，不適合飲用，評分出現極速下降。

圖3 檸檬酸添加量對飲料感官品質的影響

2.1.4 不同白砂糖添加量對復合飲料感官品質的影響 在玉米須絞股藍（1∶1）稠膏添加量3 g，黃原膠添加量0.08%，檸檬酸添加量0.10%，分別加入4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%的白砂糖，考察其對飲料感官品質的影響。由圖4 可知，隨著白砂糖添加量的增加，感官評分呈先上升后下降的趨勢，當白砂糖添加量為12%，復合飲料色澤均勻，甜度適中，所得評分最高；當添加16%的白砂糖，復合飲料口感偏甜，得分下降，因此，選擇白砂糖的添加量為12%。

圖4 白砂糖添加量對飲料感官品質的影響

2.2 玉米須絞股藍復合飲料的正交試驗

在單因素試驗基礎上，選擇每個因素評分最高的3 個水平進行正交優化試驗（表2），依據玉米須絞股藍復合茶飲料感官評定表進行分析評價，從而選出最優的復合飲料配方。

表2 正交試驗因素與水平

由表3 可知，根據極差R分析，影響玉米須絞股藍復合飲料風味的因素主次順序為白砂糖添加量＞黃原膠和卡拉膠混合物（1∶1）添加量＞玉米須絞股藍稠膏添加量＞檸檬酸添加量，即影響最大的是白砂糖添加量，其次為穩定劑黃原膠和卡拉膠混合物和玉米須絞股藍稠膏添加量，檸檬酸添加量對飲料品質影響最小。分析原因可能是由于提取的絞股藍濃縮液存在微苦味，對飲料的口感影響較大，需用白砂糖調節其口感。根據K值可確定最優的組合為A3B3C1D3，即玉米須絞股藍（1∶1）稠膏添加量5 g，黃原膠卡拉膠混合物添加量0.08%，檸檬酸添加量0.12%，白砂糖添加量14%，按此配方生產的飲料獨具絞股藍幽香，玉米須甜香，口感柔和，外觀均勻一致、透亮且無雜質，獨具風味，感官評分可達90.3 分。

表3 正交試驗設計與結果

2.3 最佳配方的復合飲料中玉米須絞股藍提取物混合液對細菌的抑制效應

由表4 可知，玉米須絞股藍提取物對供試5 種細菌均顯示有殺菌效果，并且對革蘭氏陽性菌的抑制作用高于革蘭氏陰性菌。其中對金黃色葡萄球菌抑制效果更明顯，抑菌圈直徑超過15 mm，但是遠低于陽性對照硫酸鏈霉素的抑制效果；對腸炎沙門氏菌的抑制效果最差，抑菌圈直徑僅為（10.5±1.0）mm，同樣低于硫酸鏈霉素的抑制效果。分析原因可能是由于玉米須絞股藍提取物未進行分離純化，提取物為粗提物，雜質較多，使得對5 種細菌的抑制效果均低于純化的硫酸鏈霉素。

表4 提取物對細菌的抑制效應

2.4 最佳配方的復合飲料中玉米須絞股藍提取物混合液抗氧化結果

DPPH·自由基是以氮為中心的穩定自由基［14］，羥基自由基（·OH）的化學性質非常活潑［15］，超氧陰離子自由基則能破壞細胞內的蛋白質、DNA 等，造成機體功能下降［16］，因此可以通過評價提取物對自由基的清除能力來評價其抗氧化活性。由圖5、圖6可知，玉米須絞股藍提取物混合液對3 種自由基均顯示有清除能力且隨濃度的增加清除能力逐漸增強，但玉米須絞股藍提取物混合液對DPPH·自由基的清除作用明顯優于羥基自由基（·OH）和超氧陰離子，且低于維生素C對照，當提取物濃度在5～10 mg/mL時，其對羥基自由基（·OH）和超氧陰離子清除效果差異不大，當濃度超過15 mg/mL 時，對羥基自由基（·OH）的清除能力急劇增強，而對超氧陰離子自由基的清除率逐漸趨于平穩。

圖5 維生素C 對自由基的清除能力

圖6 玉米須絞股藍提取物混合液對自由基的清除能力

3 小結與討論

本研究以玉米須、絞股藍為主要原料，采用單因素試驗結合正交優化確定玉米須絞股藍復合飲料的最佳配方。結果表明，玉米須絞股藍復合飲料的最佳工藝配方為玉米須絞股藍（1∶1）稠膏添加量5 g，黃原膠卡拉膠混合物（1∶1）添加量0.08%，檸檬酸添加量0.12%，白砂糖添加量14%，在該條件下復合飲料的感官評分可達90.3 分；這與李興武等［17］研究絞股藍茶飲料最佳工藝配方為絞股藍提取液40%，白砂糖5%，檸檬酸0.02%的結論有較大出入，也與喬宇等［18］制作玉米須飲料加入3%白沙糖和0.05%檸檬酸的研究存在差異。分析差異原因，可能是本研究所采用的是玉米須與絞股藍復配提取物，所富含的活性成分與單獨提取物不同，導致復合飲料的甜味劑、酸味劑和穩定劑的添加量存在差異。

本研究還發現最佳配方下的復合飲料中玉米須絞股藍提取物混合液能有效地抑制金黃色葡萄球菌，這與曾曉黎［19］研究的絞股藍提取物對金黃色葡萄球菌有抑制作用的結論一致。研究結果還表明，不同濃度提取物混合液對DPPH·自由基、羥基自由基（·OH）和超氧陰離子自由基有清除效果，這與馬澤剛等［20］發現絞股藍提取物對DPPH·自由基、超氧陰離子自由基有一定清除能力的結論相同。

目前以玉米須、絞股藍為原料的產品僅有袋泡茶，尚未形成飲料產品，本研究開發了玉米須絞股藍抗氧化功能茶飲料的最佳配方，制成的飲品不僅具有絞股藍獨特的風味，還具有玉米須的幽香，色澤美觀，具有一定的保健作用，可為玉米須絞股藍復合飲料方面的實際生產提供依據。