降脂减肥发酵植物饮料的研制

胡洪森+陈其国

摘要：采用荷叶、山楂、菊花、决明子、莱菔子和沙棘具有降脂减肥作用的药食同源中药材为原料，组方经水提取后接种酿酒酵母，通过发酵改善风味，制作植物饮料。结果表明，水提取液添加白砂糖50 g/L，在三角瓶及30 L发酵罐中于21 ℃下经6 d发酵，最终植物饮料总糖含量约26 g/L，可得到口感良好、风味独特的天然植物发酵饮料。

关键词：发酵；降脂减肥；植物饮料

中图分类号：R282；TS275.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）17-4154-04

Developing Fermented Plant Beverage for Reducing Weight and Fat

HU Hong-sen1，CHEN Qi-guo2

（1.Hubei Provincial Light Industrial Science Research and Design Institute，Wuhan 430050， China；

2. Bioengineering College，Wuhan Institute of Technology， Wuhan 430074， China）

Abstract：Using Chinese medicinal materials including lotus leaf， hawthorn， chrysanthemum， cassia seed， radish seed and sea buckthorn as materials， plant beverage for reducing weight and fat was developed by water extract method. Saccharomyces cerevisiae was added to improve the flavor. The results showed that adding 50 g/L sugar at 6 days of fermentation in erlenmeyer flasks or 30 L fermenter under 21 ℃， total sugar of the plant beverage was approximately 26 g/L. The fermented plant beverage had good taste and unique flavor.

Key words：fermented；reduce weight and fat；plant beverage

肥胖是指一定程度的明显超重与脂肪层过厚，是体内脂肪，尤其是甘油三酯积聚过多而导致的一种状态。由于食物摄入过多或机体代谢的改变而导致体内脂肪积聚过多造成体重过度增长并引起人体病理、生理改变或潜伏。肥胖会增加糖尿病、心血管病、高血压、高血脂、脂肪肝、多种肿瘤、代谢紊乱等疾病的危险性[1，2]。肥胖已成为影响健康的一种重要疾病。预防和降低肥胖的发病率，是提高大众健康水平的重要方面。在专业人员指导下采用药物疗法、饮食疗法、运动疗法治疗肥胖是一项长期的过程，中药降脂减肥则体现出明显的优势，可以显著降低BMI指数，降低总胆固醇TC、总甘油三酯TG和低密度脂蛋白胆固醇LDL-C，升高高密度脂蛋白胆固醇HDL-C，以及改善摄氧率等多项机体功能指标[1-4]。

采用荷叶、山楂、菊花、决明子等具有降脂减肥作用的药食同源中药材制作饮料，可以作为普通食品日常饮用。荷叶主要具有调脂减肥、抗氧化、抗衰老、抑菌的作用[5，6]。山楂具有抗心肌缺血及灌注损伤，可促进消化酶分泌，调节肠胃功能[7]。菊花具有抗菌、抗炎、降血脂、抗肿瘤、驱铅等药理作用[8]。山楂、菊花配伍，可活血化瘀、通络降脂、改善微循环[9，10]。决明子提取物具有较好的抗氧化作用，可改善脂肪肝引起的脂质过氧化损伤[11]。山楂、决明子及其配伍可以减少脂肪在肝脏和肾脏的沉积，降低血脂水平，且配伍后效果更佳[12]。莱菔子临床应用于治疗高血压、高血脂、湿疹、痰喘、腹胀等[13，14]。沙棘可提高耐缺氧能力、降低血清胆固醇、抗衰老、抗辐射、抗病毒及增强免疫等[15-17]。

普通中药汤剂的苦涩味难以接受，添加大量甜味成分含高热量，与治疗肥胖的饮食疗法相悖，添加酿酒酵母发酵，可去除植物饮料的苦涩味[18]。中药发酵主要特征是生物转化，提高中药药效，具有较高安全性[19-21]。发酵法制作具有特定功能的植物饮料是一种新的探索。本研究采用荷叶、山楂、菊花、决明子、莱菔子和沙棘，这些具有降脂减肥作用的药食同源中药材为原料，经水提取后接种酿酒酵母发酵改善风味，制作植物饮料，以期为开发新型降脂减肥饮料提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

菌种：酿酒酵母，由武汉职业技术学院发酵植物饮料研发中心提供。

中药材：根据卫生部药食同源目录及食品原料，筛选荷叶、山楂、菊花、决明子、莱菔子、沙棘为原料，以降脂减肥、消胀降痰、健脾胃组方提取液制作发酵植物饮料。所用中药材原料均购自蕲春中药材市场。

1.2 仪器

生化培养箱（SPX-150B-Z型，上海博迅实业有限公司医疗设备厂）；大容量冷冻离心机（DL-6M型，湘仪离心机仪器有限公司）；酸度计（pH 5-25型，上海鸿盖仪器有限公司）；溶解氧测量仪（SX716型，上海三信仪表厂）；发酵罐（30 L，上海保兴生物设备工程有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 培养基

1）PDA培养基：马铃薯（去皮）200 g，葡萄糖20 g，琼脂15 g，水1 000 mL。

2）豆汁培养基：黄豆芽20 g，蔗糖3 g，水100 mL。黄豆芽用水浸没煮沸，文火微沸30 min，滤液加蔗糖溶解，定容至100 mL，每只试管分装10 mL，0.1 MPa下灭菌20 min。endprint

3）三角瓶种子培养基：1/2豆汁培养基，1/2发酵基质，250 mL三角瓶装量100 mL，0.1 MPa下灭菌20 min。

4）发酵基质：按配方称取中药材，50～55 ℃水浸没20 min后煮沸，文火微沸30 min，5 μm毡布过滤，滤渣加水浸没煮沸，文火微沸30 min过滤，合并滤液，添加蔗糖、柠檬酸溶解后定容，500 mL三角瓶装量300 mL，0.1 MPa下灭菌20 min。30 L发酵罐装量20 L，115 ℃灭菌15 min。

1.3.2 培养方法 斜面及平板培养使用PDA培养基，斜面25 ℃培养72 h后转入冰箱保藏。取豆汁培养基10 mL洗涤斜面，取1 mL菌悬液接入豆汁培养基试管，25 ℃培养36～48 h后，取5 mL液体试管种接入三角瓶种子培养基25 ℃培养36～48 h。按要求种量接入发酵基质，控温培养至发酵结束。

发酵参数选择及优化：按指定发酵基质，使用筛选的菌株[18]进行试验，以发酵植物饮料口感为标准，选择并优化发酵参数。①发酵温度。以500 mL三角瓶装入含40 g/L白砂糖发酵基质，接入10 mL三角瓶种，分别在25、23、21 ℃下发酵5 d；②接种量。以500 mL三角瓶装入含40 g/L白砂糖发酵基质，分别接入1%、2%、3%、4%的三角瓶种，发酵5 d；③发酵周期。以500 mL三角瓶装入含40 g/L白砂糖发酵基质，分别发酵4、5、6、7 d。

在发酵参数优化的基础上，添加不同量的白砂糖（30、40、50、60 g/L），品尝植物饮料的口感，选择合适的白砂糖添加量。

1.3.3 饮料制作 发酵液4 200 r/min离心分离酵母，0.45 μm微孔滤膜过滤，装入饮料瓶沸水浴25～30 min，冷却得到饮料。

1.3.4 发酵过程测定

1）酵母数：取等量美蓝溶液和发酵液混合，用血球计数板计数不变色活菌，测得菌数为酵母数。

2）总糖：取100 mL发酵液按《GB 5009.8—2008食品中蔗糖的测定》中酸水解法测定。

3）总酸：取25 mL发酵液按《GB/T1 2456—2008食品中总酸的测定》方法进行测定。

2 结果与分析

2.1 发酵参数选择及优化结果

2.1.1 发酵温度 从品尝结果（表1）可知，随着发酵温度的降低，植物饮料风味明显改善，在发酵温度为21 ℃时，植物饮料药味较明显、苦味不明显、入口甜感增加。因此，后续试验选择发酵温度为21 ℃。

2.1.2 接种量 从品尝结果（表2）分析，发酵以1%～2%接种量较为合理，在这两个接种量下，植物饮料带药香、略带苦味、风味协调感有所改善。因此，后续试验接种量选择1%。

2.1.3 发酵周期 根据品尝结果（表3），发酵6 d为理想的发酵周期，发酵6 d后植物饮料苦味极轻、有回甜、药味较明显、口感协调。因此，选择发酵6 d进行后续试验。

2.1.4 溶氧量 测定植物饮料发酵过程中的溶氧量，起始溶氧量在4.8～5.3 mg/L，发酵开始后其溶氧量变化无规律。以接种后每天摇动三角瓶0次、1次、2次进行试验，根据植物饮料品尝结果，以每天摇动1次三角瓶，发酵后植物饮料口感好且稳定，后续试验选择每天摇动三角瓶1次。

2.2 白砂糖添加量的选择

以500 mL三角瓶装入发酵基质300 mL，接入三角瓶种5 mL，21 ℃下发酵6 d，每天摇动一次三角瓶，确定新的组方。在此基础上添加不同量的白砂糖，其口感评价结果见表4。由表4可知，以添加白砂糖量50 g/L为好，此时植物饮料无明显苦味、回甜无涩味、滋味丰富饱满、口感协调，所以确定发酵起始白砂糖添加量为50 g/L。

试验所用原料酸味物质含量不高，需要添加适量柠檬酸调整起始pH，在一定范围内，增加适量的柠檬酸，降低起始pH有利于饮料的口感。

2.3 发酵植物饮料的制作

使用优化后的发酵基质和工艺参数，在500 mL三角瓶中发酵，发酵过程中酵母数量、总酸、总糖含量的变化见图1。植物饮料杀菌后无明显苦涩味、药香明显、药味独特，有特殊发酵风味，口感协调性好。

按20 L发酵基质配料，定容至18.5 L，115 ℃ 15 min实消后总容积约20 L，冷却至25 ℃以下接种发酵，发酵过程中酵母数量、总酸、总糖的变化见图2。所得植物饮料风味与三角瓶发酵一致。

3 讨论

以荷叶、山楂、菊花、决明子、莱菔子、沙棘等药食同源的中药材组方，具有降脂减肥、消胀降痰、健脾胃的功效，其提取液直接制作成植物饮料，该饮料带有中药汤剂的苦涩味，添加甜味物质可以调和口感，掩盖苦涩味，但过高糖分会带来过多热量，而甜味剂对糖代谢有影响[22]，需要寻找其他改变中药苦涩味的方法。本研究在植物饮料中添加酿酒酵母发酵，可以有效去除植物饮料的苦涩味。

具有降脂减肥功效的药食同源中药材组方，其水提取液添加50 g/L白砂糖，经酿酒酵母发酵，在21 ℃下发酵6 d后，4 200 r/min离心分离酵母，0.45 μm微孔滤膜过滤，装入饮料瓶沸水浴25～30 min杀菌，冷却得到的发酵饮料总糖含量约26 g/L，500 mL三角瓶和30 L发酵罐中发酵植物饮料风味一致。发酵植物饮料低糖分，具有中药特有的香味和药味，并具有特殊发酵风味，诸味协调，口感柔和、清爽，适于日常饮用。样品试饮无腹泻、厌食等不良影响，有关风味物质的形成与变化，发酵前后功能性评价还有待进一步研究。

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