文冠果奶茶片的研發與抑菌活性測定

王雨凡，畢曉彬，李 娜，王雨萌，曹文浩，王 磊，于 梅*

（1.山東農業工程學院食品科學與工程學院，山東 濟南 250100；2.山東省林草種質資源中心暖溫帶林草種質資源保存與利用國家林業和草原局重點實驗室，山東 濟南 250102）

文冠果古稱“長壽果”，在我國北部和東北部分布廣泛[1]，為歷代宮廷養生珍品，《本草綱目》捧文冠果為養生至寶，古人在養生過程中常服用文冠果茶，故稱“養生茶”。文冠果茶中含有茶多酚、微量元素（Fe、Zn、Mn 等）以及大量的黃酮類物質，具有抗氧化、降血脂、增強人體免疫力、降低膽固醇等作用[2-3]，含有的皂苷、類黃酮、甾醇等被證實具有抑菌抗炎的效果[4]。劉俊義等[5]、楊小慧等[6]對文冠果進行有關抑菌活性研究，得出文冠果提取物對不同菌種均有良好的抑制作用。

近年來，不同文冠果茶產品相繼上市，但在文冠果茶生產過程中會產生大量副產物，造成資源浪費[7-8]。利用超微粉碎技術可使茶末、茶渣等副產物微粉化，從而改善粉末粒徑大小，提高茶多酚以及黃酮類物質的溶出量[9-10]，最大程度地提高文冠果茶作為原料的營養價值。奶茶片是近年來新出現的休閑保健食品，是產品加工的新形式，貯藏方便，服用方便，嚼碎后表面積增大，可以促進其在體內的溶解和吸收。利用超微粉碎技術制得的產品更有助于提高營養成分的吸收，可充分實現文冠果茶資源的高效利用。本文以文冠果茶為原料，以感官評分為評價指標，利用單因素和響應面試驗優化文冠果奶茶片的工藝配方，并測定其抑菌效果，創新開發出綠色、健康的文冠果茶產品，為積極推動文冠果資源的進一步產業化開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

文冠果茶，山東沃奇農業開發有限公司；全脂奶粉，雙城雀巢有限公司；維生素C、麥芽糊精、赤蘚糖醇、硬脂酸鎂，鄭州福潤德食品科技有限公司；95%乙醇，濟南星辰生物技術有限公司，食品級；氫氧化鈉、鹽酸、氯化鈉、氯化鉀，國藥集團化學試劑有限公司，分析純；LB 營養瓊脂，北京奧博星生物技術有限責任公司；大腸桿菌ATCC25922、金黃色葡萄球菌ATCC6538，上海保藏生物技術中心。

1.2 儀器與設備

WZJ6 型振動式倍力超微粉碎機，濟南倍力粉技術工程有限公司；ZPS008 型旋轉式壓片機，上海天祥健臺制藥機械有限公司；DHG-9000 鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；SY-3D 型片劑四用測定儀，上海黃海藥檢儀器有限公司；JE502 型電子天平，上海普春測量儀器有限公司；XFH-75CA 立式電熱自動壓力蒸汽滅菌器，上海高致精密儀器有限公司；SPXD-400 生化恒溫培養箱，長沙巴躍儀器有限公司；SW-CJ-2F 雙人雙面超凈工作臺，蘇州安泰空氣技術有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

文冠果奶茶片工藝流程見圖1。

圖1 文冠果奶茶片制作工藝流程Fig.1 Technological process of X.sorbifolia milk tea tablets

1.3.2 操作要點

（1）原料預處理

將文冠果茶置于超微粉碎機中粉碎5 min，過300 目的標準篩，制成文冠果茶粉；將奶粉、赤蘚糖醇、維生素C、麥芽糊精過100 目的標準篩，備用。

（2）混合、制軟材、造粒

將原輔料粉混合后，攪拌均勻。緩慢噴入95%乙醇并不斷向同一方向攪拌均勻，制成軟材后置于40 目標準篩中搖動過篩造粒。

（3）干燥

將40 目的標準篩截留的顆粒置于器皿中并使其分布均勻，置于鼓風干燥箱中60 ℃、30 min，每隔10 min 翻動1 次，使之不結塊且干燥均勻后取出。

（4）壓片

加入3%硬脂酸鎂，置于壓片機中壓片，即制得文冠果奶茶片。

1.3.3 單因素試驗

配方固定硬脂酸鎂3%，以麥芽糊精填充至100 g，分別考察文冠果茶粉添加量（3%、4%、5%、6%、7%）、奶粉添加量（30%、35%、40%、45%、50%），赤蘚糖醇與維生素C 質量比（5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1），混合后總計10%，探究各因素對奶茶片感官評分的影響。

1.3.4 響應面試驗

在單因素試驗的基礎上，選取文冠果茶粉添加量（A）、奶粉添加量（B）、赤蘚糖醇∶維生素C 比例（C）為三因素，以感官評分為響應值，按照Box-Behnken 試驗設計原理設計三因素三水平實驗（見表1），研究不同因素對奶茶片感官評分的影響。

表1 響應面分析因素與水平表Table 1 Factors and levels of response surface analysis

1.4 評定方法

1.4.1 感官評定

邀請有食品感官評價基礎的學生20 人（10 男10女）作為感官評價人員，對產品的組織形態、口感、風味進行評定，滿分100 分，結果取平均值。感官評定標準見表2[11-12]。

1.4.2 基本指標測定

（1）硬度

參照《中華人民共和國藥典（2020年版）》[13]的方法測定文冠果奶茶片硬度。取20 片文冠果奶茶片，用片劑四用測定儀分別測定硬度。

（2）成粒率

文冠果奶茶片成粒標準以奶茶片表面有無裂痕、粗糙程度以及質地軟硬為依據，若表面光滑無裂痕，且硬度適中即為成粒。成粒率計算公式見式（1）。

式中，N1為奶茶片總數；N2為裂片、表面粗糙、質地疏松的片劑總數。

表2 感官評分標準表Table 2 Sensory scoring standard table

（3）片重差異

參照《中華人民共和國藥典（2020年版）》方法測定文冠果奶茶片重差異[14]。

（4）脆碎度

參照《中華人民共和國藥典（2020年版）》方法測定文冠果奶茶片脆碎度。取20 片文冠果奶茶片，用片劑四用測定儀分別測定脆碎度。

1.4.3 微生物限量測定

參照《食品安全地方標準（DBS 65/021—2020）》方法測定文冠果奶茶片微生物限量。菌落總數測定：GB 4789.2—2022[15]；大腸菌群測定：GB 4789.3—2016 平板計數法[16]；金黃色葡萄球菌測定：GB 4789.10—2016 平板計數法[17]；沙門氏菌測定：GB 4789.4—2016[18]。

1.5 文冠果奶茶片的抑菌活性研究

1.5.1 水提物制備

參照侯京玲等[19]的方法，進行水提物的制備。準確稱取干燥的文冠果奶茶片、黃連飲片各100 g，分別加入適量的蒸餾水煎煮，過濾，重復3 次，濃縮濾液至100 mL，得1g/mL的文冠果奶茶片水提物（供試液）及黃連水提物。

1.5.2 菌懸液制備

將供試菌株分別接種于營養瓊脂平板上，置于37 ℃恒溫恒濕培養箱中培養24 h 活化，待用。使用時，挑取瓊脂平板上形態相同的菌落，恒溫振蕩培養24 h。取100 μL菌懸液逐倍稀釋后涂布到平板上，培養后統計菌落數，按照稀釋的倍數與接種量計算含菌量（平板菌落計數法），使用時將菌懸液的濃度調為6log CFU/mL。

1.5.3 體外抑菌活性測定

向培養皿中倒入瓊脂培養基，凝固后使用移液槍吸取100 μL 濃度為6log CFU/mL 的菌懸液至瓊脂培養基表面，用無菌涂布棒將其涂布均勻，蓋好平皿，并于室溫下干燥5 min，然后將浸有供試液、黃連水提液（陽性對照）和無菌蒸餾水（陰性對照）的濾紙片（直徑5 mm）置于涂菌平板上，平行3 次，靜置5 min。為保證準確性，均放置于37 ℃恒溫恒濕培養箱下進行培養24 h 后，用游標卡尺測量抑菌圈直徑大小。

1.6 數據分析

所有實驗數據重復測量三次，采用IBM SPSS Statistics 26 軟件對數據進行顯著性分析（P＜0.05），采用Origin 2022 64 Bit 軟件對數據進行作圖，采用Design Expert-13 軟件對響應面結果進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 文冠果茶粉添加量對奶茶片品質的影響

由圖2 可知，隨著文冠果茶粉添加量的增加，感官評分呈現先上升后下降的趨勢，在文冠果茶粉添加量為5%時，感官評分最高，為82.04 分，此時奶茶片形態完整，茶香濃郁，口感柔和。因此，初步確定文冠果茶粉最佳添加量為5%。

圖2 文冠果茶粉添加量對奶茶片感官品質的影響Fig.2 Effect of the amount of X.sorbifolia tea powder on the sensory quality of milk tea tablets

2.1.2 奶粉添加量對奶茶片品質的影響

由圖3 可知，隨著奶粉添加量增加，感官評分呈現先上升后下降的趨勢，在奶粉添加量為40%時，感官評分最高為82.20 分。此時奶茶片斷面結構細膩，無糊口感，咀嚼性好。因此，初步確定奶粉最佳添加量為40%。

圖3 奶粉添加量對奶茶片感官品質的影響Fig.3 Effect of milk powder addition on sensory quality of milk tea tablets

2.1.3 赤蘚糖醇與維生素C 質量比對奶茶片品質的影響

由圖4 可知，隨著赤蘚糖醇和維生素C 比例的增加，感官評分呈現先上升后下降的趨勢，在赤蘚糖醇∶維生素C 的比例為7∶3 時，感官評分最高，為82.05 分，此時奶茶片硬度適中，入口細膩，酸甜協調。因此，初步確定赤蘚糖醇∶維生素C 的最佳比例為7∶3。

圖4 赤蘚糖醇∶維生素C 比例對奶茶片感官品質的影響Fig.4 Effect of erythritol∶vitamin C ratio on sensory quality of milk tea tablets

2.2 響應面試驗結果與分析

2.2.1 響應面試驗結果與方差分析

由表3 可知，對試驗數據進行二次多項式擬合，得到回歸模型方程：感官評分Y=-261.076 48+32.820 00A+12.305 40B+11.965 44C-0.005 000AB+0.100 000AC+0.020 000BC-3.309 50A2-0.154 380B2-2.470 08C2。

表3 響應面試驗設計及結果Table 3 Response surface experimental design and results

由表4 可知，該模型P＜0.05，表明該模型顯著，試驗設計合理可信；失擬項P＞0.05，不顯著，表明其它未知因素對本試驗結果影響較小；該模型決定系數R2=0.981 1，校正決定系數R2adj=0.988 6，兩者較為接近，表明該模型擬合度良好；變異系數CV為0.482 2%，遠小于10%，說明本試驗準確度和可信度較高，模型擬合度好，具有統計學意義。回歸模型顯示，回歸方程一次項C 對感官評價的影響顯著，二次項A2、B2、C2對感官評價的影響極顯著（P＜0.01）；而一次項A、B 及交互項AB、AC、BC 對感官評價的影響均不顯著。由F值可知，各因素對文冠果奶茶片感官評分的影響主次順序為C＞A＞B，即赤蘚糖醇∶維生素C 影響最大，奶粉添加量影響最小。

表4 回歸模型方差分析Table 4 Variance analysis of regression model

2.2.2 驗證試驗

利用Design Expert-13 軟件進行優化分析，得到文冠果奶茶片的最佳配方為文冠果茶粉添加量4.88%、奶粉添加量39.46%、赤蘚糖醇∶維生素C 質量比7.2∶2.8，感官評分為82.29 分。為了便于實際操作，調整配方為文冠果茶粉添加量5%、奶粉添加量40%、赤蘚糖醇∶維生素C 7∶3，在此條件下重復試驗3 次，感官評分為82.16 分，與理論預測值僅存在0.16%的誤差，表明此條件下可制得具有文冠果茶獨特風味的奶茶片。

2.3 文冠果奶茶片理化指標測定結果

由表5 可知，在最優配方下制作的文冠果奶茶片平均硬度為75.6N，成粒率≥96%，片重差異為±3.9%，脆碎度為0.2%。

表5 文冠果奶茶片理化指標測定結果Table 5 The results of the physical and chemical indexes of X.sorbifolia milk tea tablets

2.4 文冠果奶茶片微生物限量測定結果

由表6 可知，文冠果奶茶片的菌落總數、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌及沙門氏菌的檢出量均符合標準。

表6 文冠果奶茶片微生物測定結果Table 6 Determination results of microbial of X.sorbifolia milk tea tablets

2.5 文冠果奶茶片抑菌活性

由表7 可知，奶茶片對兩種菌均產生抑菌圈，大腸桿菌與金黃色葡萄球菌的抑菌圈較陽性對照小。但大腸桿菌的抑菌圈較陽性對照差異不大，金黃色葡萄球菌較陽性對照差異明顯。因此，文冠果奶茶片對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均有抑制效果，且對大腸桿菌的抑制效果較強。

表7 文冠果奶茶片對兩種菌的抑菌圈直徑Table 7 Diameter of bacteriostatic circle of X.sorbifolia milk tea tablets against two kinds of bacteria

3 結論

本研究以感官評分為指標，在單因素試驗結果的基礎上，通過響應面試驗優化文冠果奶茶片的配方，得到最佳配方為文冠果茶粉添加量5%、奶粉添加量40%、赤蘚糖醇7%、維生素C3%、麥芽糊精添加量42%、硬脂酸鎂添加量3%，此配方制成的文冠果奶茶片感官評分為82.16 分。

同時對文冠果奶茶片進行理化指標測定，采用硬度、成粒率、片重差異及脆碎度作為文冠果奶茶片質量評價指標，試驗得出，試驗所制奶茶片，平均硬度為75.6 N，成粒率≥96%，片重差異±3.9%，脆碎度為0.2%。并進行微生物限度測定以及抑菌效果分析，微生物指標符合國標要求，奶茶片對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均有抑菌效果，且對大腸桿菌抑菌效果較好。在最佳工藝下制得的文冠果奶茶片口感較好、具有文冠果茶粉獨特風味，為文冠果茶的開發利用提供了一條新途徑。