尹顯婷,夏光輝,孫海濤,劉 鵬,曲紅葉,李 明,*

1.通化師范學(xué)院長白山食用植物資源開發(fā)工程中心 (通化 134002) 2.通化師范學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院 (通化 134002)

黑木耳,屬真菌類擔(dān)子菌綱,數(shù)千年前在中國首次栽培,是現(xiàn)在世界上為數(shù)不多的年產(chǎn)量最高的真菌品種之一,因其口感、風(fēng)味和柔軟質(zhì)地而深受消費(fèi)者喜愛[1-2]。越來越多的科學(xué)研究表明,黑木耳含有豐富的碳水化合物、氨基酸、微量元素、維生素和生物活性成分,具有抗氧化、抗糖尿病、抗癌、免疫調(diào)節(jié)和抗凝血等多種生物學(xué)和藥理學(xué)特性[3-4]。

沙棘,屬胡頹子科植物,為一種小型喬木或落葉灌木,主要分布于歐洲和亞洲,我國是世界上最大的沙棘生產(chǎn)國[5]。作為一種藥用和食用植物,沙棘的各個(gè)部位,包括葉、漿果和莖,都含有豐富的功能性化合物,是一種優(yōu)良的“藥食同源”植物資源。沙棘果實(shí)主要在治療心血管疾病和肥胖方面顯示出益處,同時(shí)還具有改善血液循環(huán)、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗炎抗腫、抗菌、抗氧化和防衰老等功效[6-7]。

本試驗(yàn)把黑木耳、沙棘營養(yǎng)價(jià)值豐富和飲料吸收利用率高的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起,通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化復(fù)合型懸浮飲料配方,研究結(jié)果可為復(fù)合懸浮飲料的開發(fā)和推向市場(chǎng)提供一些理論依據(jù),也進(jìn)一步提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑木耳,小龍?jiān)鷳B(tài)特產(chǎn)有限公司;沙棘,呂梁野山坡有限公司;赤蘚糖醇、羥甲基纖維素鈉,食品級(jí),山東三元生物科技股份有限公司;α-淀粉酶(50 U/mg)、α-葡萄糖苷酶(100 U/mg),Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV1810型紫外分光光度計(jì),青島精誠儀器儀表有限公司;AMR-100型全自動(dòng)酶標(biāo)分析儀,山東萊恩德智能有限公司。

1.3 方法

1.3.1黑木耳沙棘懸浮飲料的制備

黑木耳沙棘懸浮飲料制備工藝如下:

黑木耳浸泡約40 min,將膨脹后的黑木耳與水以1∶0.5比例加入到打漿機(jī)進(jìn)行破碎,為保證黑木耳片均勻性,將破碎漿液過60目篩網(wǎng),取黑木耳片備用[8]。將挑選清洗后的沙棘果進(jìn)行熱燙﹐添加0.2%檸檬酸、0.2%異抗血酸鈉和0.2%焦亞硫酸鈉水溶液護(hù)色處理后,打漿,過濾取汁,備用[9]。

將處理后的黑木耳、沙棘汁、赤蘚糖醇按照不同比例混合和調(diào)配,以質(zhì)量100 g計(jì),用水進(jìn)行校準(zhǔn),優(yōu)化復(fù)合懸浮飲料的配方。調(diào)配后的飲料灌裝到150 mL玻璃瓶中,高溫瞬時(shí)滅菌。滅菌后的飲料冷卻到室溫后于4 ℃冷藏儲(chǔ)存。

1.3.2單因素試驗(yàn)

(1)黑木耳添加量對(duì)復(fù)合懸浮飲料感官品質(zhì)的影響

以質(zhì)量100 g計(jì),固定沙棘添加量8%、赤蘚糖醇添加量11%,考察黑木耳添加量(11.5%、13%、14.5%、16%、17.5%)對(duì)復(fù)合懸浮飲料感官品質(zhì)的影響[10]。

(2)沙棘添加量對(duì)復(fù)合懸浮飲料感官品質(zhì)的影響

以質(zhì)量100 g計(jì),固定黑木耳添加量14.5%、赤蘚糖醇添加量11%,考察沙棘添加量(5%、6%、7%、8%、9%)對(duì)復(fù)合懸浮飲料感官品質(zhì)的影響。

(3)赤蘚糖醇添加量對(duì)復(fù)合懸浮飲料感官品質(zhì)的影響

以質(zhì)量100 g計(jì),固定黑木耳添加量14.5%、沙棘添加量7%,考察赤蘚糖醇添加量(9%、10%、11%、12%、13%)對(duì)復(fù)合懸浮飲料感官品質(zhì)的影響。

1.3.3響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選擇黑木耳添加量、沙棘添加量、赤蘚糖醇添加量設(shè)計(jì)三因素三水平響應(yīng)面試驗(yàn),以感官評(píng)分為考察指標(biāo),優(yōu)化黑木耳沙棘懸浮飲料的配方,具體試驗(yàn)因素水平詳見表1。

表1 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)因素水平

1.3.4.1 理化指標(biāo)檢測(cè)

可溶性固形物含量檢測(cè),采用手持式折射儀法[11]測(cè)定;pH值的測(cè)定,采用pH計(jì)。

1.3.4.2 沉淀率的測(cè)定

在離心管中加入樣品50 g,設(shè)置離心機(jī)參數(shù)為轉(zhuǎn)速4 000 r/min,離心時(shí)間30 min,取離心后的沉淀放入恒溫干燥箱(105 ℃)干燥至恒重[12]。

1.3.4.3 黑木耳沙棘懸浮飲料降糖作用的測(cè)定

(1) α-淀粉酶抑制率的測(cè)定

羅恬被自己這個(gè)詭異的念頭嚇到了。她膽怯地轉(zhuǎn)過身，卻對(duì)上一張似笑非笑的臉，是陳洋，不知什么時(shí)候，他已經(jīng)無聲地走下樓，赤條條的身體，像一條白色的魚，他問：“你在看什么呢？”

加入20 μL樣品、80 μL雙蒸水和100 μL α-淀粉酶溶液(4 U/mL),25 ℃下水浴5 min后,加入200 μL可溶性淀粉溶液繼續(xù)水浴3 min,取200 μL上述混合液和100 μL DNS試劑85 ℃水浴反應(yīng)15 min,冷卻至室溫后加入900 μL雙蒸水稀釋。利用酶標(biāo)分析儀于540 nm處測(cè)定OD值[13]。

式中:A對(duì)照為PBS溶液(pH=6.9)代替α-淀粉酶溶液的OD值;A空白為DMSO替換樣品的OD值。

(2) α-葡萄糖苷酶抑制率的測(cè)定

加入20 μL樣品和80 μL PBS溶液、100 μL α-葡萄糖苷酶溶液(0.1 U/mL)于25 ℃水浴10 min后,加入50 μL PNPG(5 mM)試劑于25 ℃水浴5 min。分別在0 min、5 min時(shí)于405 nm處測(cè)定OD值[14]。

式中:A1為反應(yīng)5 min的空白組(DMSO替換樣品);A2為起始空白組;A3為反應(yīng)5 min的樣品組;A4為起始樣品組。

1.3.5感官評(píng)價(jià)方法

設(shè)計(jì)總分以100分計(jì),篩選出10名成員組建評(píng)價(jià)小組,對(duì)黑木耳沙棘懸浮飲料感官品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià),具體感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)詳見表2。

表2 復(fù)合懸浮飲料感官評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[9]

1.3.6數(shù)據(jù)處理與分析

采用Statistic和Origin 2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,均平行3次試驗(yàn)取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1黑木耳添加量對(duì)復(fù)合懸浮飲料感官品質(zhì)影響

由圖1可知,當(dāng)黑木耳添加量為14.5%時(shí),具有最高的感官評(píng)分值為92.6分,在此條件下的飲料沙棘汁香氣濃郁,酸甜適中,黑木耳以片狀形態(tài)懸浮效果較好,飲料整體的外觀美觀度高。當(dāng)黑木耳添加量低于14.5%時(shí),黑木耳添加量較少,只簡(jiǎn)單懸浮在飲料里且黑木耳的功能性降低。但當(dāng)黑木耳添加量大于14.5%時(shí),黑木耳本身的顏色對(duì)飲料的澄清度及色澤帶來了不利的影響且降低了懸浮效果[15]。綜上,選擇黑木耳添加量13%、14.5%、16%進(jìn)一步配方優(yōu)化。

圖1 黑木耳添加量對(duì)飲料感官品質(zhì)的影響

2.1.2沙棘添加量對(duì)復(fù)合懸浮飲料感官品質(zhì)影響

由圖2可知:當(dāng)沙棘添加量在6%以上時(shí),感官評(píng)分值均較高,在80分以上。在添加量為7%時(shí),具有最高的感官評(píng)分值為90.4分,復(fù)合懸浮飲料的口感和穩(wěn)定效果均較好。沙棘汁的口感略酸[16],添加的赤蘚糖醇一定,當(dāng)沙棘汁的添加量低于6%時(shí),甜味過濃,當(dāng)沙棘汁的添加量高于8%時(shí),甜味過淡,酸度大于甜度,過高過低都不適宜。綜上,選擇沙棘添加量6%、7%、8%進(jìn)一步配方優(yōu)化。

圖2 沙棘添加量對(duì)飲料感官品質(zhì)的影響

2.1.3赤蘚糖醇添加量對(duì)復(fù)合懸浮飲料感官品質(zhì)影響

由圖3可知:當(dāng)赤蘚糖醇的添加量在11%以下時(shí),甜度較低,以沙棘汁的酸度為主,有沙棘汁的香氣,但入口后口感淡薄,無回味。當(dāng)赤蘚糖醇的添加量在 11%時(shí),感官評(píng)分為91.8分,是最高分,飲料的香氣及口感得到較大提高,適口性較好。當(dāng)赤蘚糖醇糖添加量增加至12%以上時(shí),酸甜度明顯失調(diào)。綜上,選擇赤蘚糖醇添加量10%、11%、12%進(jìn)一步配方優(yōu)化。

圖3 赤蘚糖醇添加量對(duì)飲料感官品質(zhì)的影響

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選擇黑木耳添加量、沙棘添加量、赤蘚糖醇添加量設(shè)計(jì)三因素三水平響應(yīng)面試驗(yàn),以感官評(píng)分為考察指標(biāo),響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

經(jīng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元擬合,得到二次方程式:Y=90.52+0.66A+0.32B+0.39C+0.33AB+0.55AC+0.68BC-4.08A2-3.36B2-3.33C2。

表4 響應(yīng)面試驗(yàn)?zāi)Ｐ头讲罘治?/p>

表5 復(fù)合懸浮飲料與市售同款飲料理化指標(biāo)結(jié)果

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

通過響應(yīng)面分析結(jié)果可得最佳配方是:黑木耳添加量為15.47%,沙棘添加量為7.09%,赤蘚糖醇添加量為11.12%,感官評(píng)分為89.32。因?qū)嶋H情況無法精準(zhǔn),調(diào)整為黑木耳添加量為15.5%,沙棘添加量為7%,赤蘚糖醇添加量為11%,依然是原10名評(píng)判人員進(jìn)行感官評(píng)價(jià)打分,3次平行試驗(yàn)后獲得的最佳配方的評(píng)分值為90.26,與預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差較小,表明模型擬合精度較高,該模型合理有效。

2.4 降血糖試驗(yàn)結(jié)果

α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶是人體消化吸收起主要作用的酶類,同時(shí)也是臨床中控制血糖水平的重要位點(diǎn)[17-18]。在黑木耳沙棘懸浮飲料最優(yōu)配方中,黑木耳添加量為15.5%,沙棘添加量為7%,測(cè)定其對(duì)α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制作用。結(jié)果表明:對(duì)α-淀粉酶抑制率為(52.36±0.96)%,對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制率為(50.92±0.57)%,黑木耳和沙棘對(duì)α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶均具有顯著的抑制作用,證明黑木耳和沙棘具有一定的降血糖作用。

2.5 理化指標(biāo)結(jié)果

經(jīng)過配方優(yōu)化,得到最佳工藝為黑木耳添加量為15.5%,沙棘添加量為7%,赤蘚糖醇添加量為11%,測(cè)定此配方制得的黑木耳沙棘懸浮飲料可溶性固形物含量為7.87%,pH值為4.36,沉淀率為3.67%,與市售同款飲料相似,口感及外觀較好。

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)得到黑木耳沙棘懸浮飲料的最優(yōu)配方是黑木耳添加量為15.5%,沙棘添加量為7%,赤蘚糖醇添加量為11%,在此條件下,制備的飲料色澤呈亮黃色,黑木耳片均勻分布,風(fēng)味協(xié)調(diào),適口性較佳,同時(shí)具備一定的降血糖作用。本研究提高了黑木耳沙棘復(fù)合飲料制備工藝的創(chuàng)新性,也為后續(xù)的研究開發(fā)奠定了一定的基礎(chǔ)。