葛根-葡萄复合饮料的工艺研究

赵娟娟，吴荣荣，夏君霞，路敏，刘健（.衡水学院生命科学系，河北衡水053000；.河北养元智汇饮品股份有限公司，河北衡水053000）

葛根-葡萄复合饮料的工艺研究

赵娟娟1，吴荣荣1，夏君霞2，路敏2，刘健2
（1.衡水学院生命科学系，河北衡水053000；2.河北养元智汇饮品股份有限公司，河北衡水053000）

摘要：以葛根汁和葡萄汁为主要原料，开发富含葛根素的植物饮料。葛根汁的α-淀粉酶酶解最佳工艺条件为：pH5.5，温度65℃，时间120min，α-淀粉酶用量6.7×10-4Kat/L。糖化酶酶解最佳工艺条件为：pH 5.0，温度60℃，时间90min，糖化酶用量2.5×10-2Kat/L。通过正交试验，确定了饮料的最佳配方为：白砂糖10%、葡萄汁20%、葛根汁25%、柠檬酸0.4%。该饮料的葛根素含量为5.302μg/mL。饮料的感官、理化和微生物指标均符合国家标准。

关键词：葛根汁；葡萄汁；饮料

葛根最早记载于汉代的《神农本草经》，是一种国家卫生部承认的药食两用植物。医药方面有效成分是葛根素，属于黄酮类物质。现代药理实验表明，葛根素具有明显降血糖血脂作用、对抗心率失常、扩张冠状动脉、降低脑血管痉挛、抗肿瘤作用，并能消除超氧阴离子和氧自由基，提高超氧化物歧化酶（SOD）活性[1]。除此之外，葛根中的有效成分包括大豆苷元、葛根素、大豆苷等，均属于异黄酮类物质。开发葛根饮料，能够将这些有效成分充分融入到饮料中，增加饮料本身的营养价值和功能。

葡萄，果实药食皆宜，含有较多的生理活性物质，其中部分具有优良的提高免疫能力、减缓衰老和降低肿瘤发生几率等功能[2]。常饮葡萄汁则可以补气养脾，能改善脸色不佳、皮肤干燥、身体消瘦、面目浮肿等情况。

以葛根汁为主料，拟采用对葛根汁进行液化酶和糖化酶处理，探究饮料前处理的最佳工艺，解决实际生产过程中，葛根饮料容易出现沉淀，影响产品透明度和澄清度；通过添加适量的葡萄汁，以及采用的浸提工艺增加有效成分葛根素的溶出率，使其口感和气味更符合广大消费者的要求，使葛根的深加工和利用更加科学合理。

1　材料及设备

1.1材料

柴葛根、白砂糖、汇源100%纯葡萄汁：市购。

1.2主要仪器设备

数显恒温水浴锅：江苏荣华仪器制造有限公司；MP512-01型精密pH计：上海三信仪表厂；722S可见分光光度计：上海菁华科技仪器有限公司；紫外可见分光光度计：上海美谱达仪器有限公司；电磁炉：美的集团有限公司。

2　方法

2.1葛根汁制备

柴葛根经胶体磨磨成葛根粉，将得到的葛根粉以100 g/L的料液比，加入少量的VC进行护色，在自然pH下，浸泡时间为3 h，浸泡温度为30℃，用双层滤纸过滤得到粗的颜色较浅的葛根汁，备用[3]。

2.2α-淀粉酶酶解

将以上述步骤预处理的葛根汁，以时间、pH、温度和酶用量做四因素三水平的正交试验，测得葛根汁α-淀粉酶酶解的最适工艺条件，见表1。

表1　α-淀粉酶酶解试验因素水平表Table1　The factsand levelsof the liquefying testby am ylase according to L

表1　α-淀粉酶酶解试验因素水平表Table1　The factsand levelsof the liquefying testby am ylase according to L

水平　　因素A pH　B温度/℃　C时间/min　D酶用量/10-4Kat/L 1　5.5　55　60　3.3 2　6.0　60　90　5.0 3　6.5　65　120　6.7

2.3糖化酶酶解

经α-淀粉酶酶解处理的葛根汁，再以pH、温度、时间、酶用量做四因素三水平的正交试验，测得葛根汁糖化酶酶解的最佳工艺条件，见表2。

表2 糖化酶酶解试验因素水平表Table 2　The factorsand levels for thediastatic testby glucoam ylase according to L

表2 糖化酶酶解试验因素水平表Table 2　The factorsand levels for thediastatic testby glucoam ylase according to L

水平　　因素A pH　B温度/℃　C时间/min　D酶用量/10-2Kat/L 1　5.0　55　60　1.7 2　5.5　60　90　2.5 3　6.0　65　120　3.3

2.4饮料的配方研究

对饮料的配方研究的影响因素有：葛根汁含量、葡萄汁含量、柠檬酸、白砂糖，对这四种因素进行四因素三水平的正交试验，确定饮料最佳配方，因素水平表见表3。

表3 饮料配方试验因素水平表Table 3　The Factorsand levels for the formula of beverage according to L

表3 饮料配方试验因素水平表Table 3　The Factorsand levels for the formula of beverage according to L

水平D白砂糖/ % 1　20　20　0.2　6 2　25　25　0.3　10 3 30　30　0.4　14因素A葛根汁含量/% B葡萄汁含量/% C柠檬酸/ %

2.5饮料分装、灭菌

按照配方依次添加葛根汁、葡萄汁、柠檬酸、白砂糖，分装于三角瓶中，然后置于高压灭菌锅中进行灭菌，反应温度121℃，处理时间15min。

2.6还原糖含量测定

取0、1、2、3、4、5、6、7mg/mL的标准葡萄糖溶液各1mL置于25mL容量瓶中，各加入3，5-二硝基水杨酸溶液2m L，放置于水浴锅中，煮沸2min，用以显色。接着用流水处理，使其快速冷却，用水对溶液进行定容，至25mL，摇匀。在540 nm处测吸光度，然后做标准曲线。取样液1m L置于25m L容量瓶中，操作同上，通过标准曲线计算出样品中还原糖的含量。

2.7饮料的质量评定

2.7.1理化指标测定

pH，葛根素含量。

2.7.2微生物指标测定

大肠菌群，菌落总数，致病菌。

2.7.3感官评定

以气味、颜色、口感及外观形态作为考察指标，邀请10人进行试饮评判。评分结果取其平均值计算。满分10分，其中色泽2分、香味2分、组织形态3分、口感3分，具体评定细则见表4[4-5]。

表4　感官评分标准Table4　Score standards of sensory

3　结果与分析

3.1葡萄糖标准曲线绘制

按照试验方法中的2.6所述步骤测定不同浓度葡萄糖含量，绘制的标准曲线见图1。

图1结果表明，葡萄糖含量的标准曲线为y= 5.820 8x+0.171 3，R2=0.991 8，两者的相关系数0.99以上，表明线性关系良好，能够准确定量。

3.2葛根汁α-淀粉酶酶解条件研究

采用四因素三水平正交试验，以还原糖含量作为评价指标，确定最佳α-淀粉酶酶解条件。试验结果见表5和表6。

图1　葡萄糖标准曲线Fig.1　Standard curve ofglucose

表5　α-淀粉酶酶解试验的结果Table5　The resultsof orthogonal testof the liquefying testby am ylase

表6　α-淀粉酶酶解试验的方差分析Table6　The Analysis of vaianceof the liquefying test by am ylase

表5和表6数据显示，酶用量对还原糖含量影响最大，其次为pH和温度，酶解时间的影响最小。方差分析结果显示，在95%的置信区间内，四个因素的F比都小于F临界值，对还原糖的影响不显著。其最佳工艺条件组合为3号组合，即pH 5.5，温度65℃，时间120min和酶用量6.7×10-4Kat/L，其还原糖含量达到7.712 g/L。由正交试验得到的理论最优条件未包含在正交表的9个试验中，为了进一步确认试验结果，做α-淀粉酶酶解处理验证试验追加试验，即pH5.5，温度65℃，酶解时间60min和酶用量6.7×10-4Kat/L，还原糖含量为7.118 g/L。因此α-淀粉酶酶解的最佳工艺条件为pH 5.5，温度65℃，时间120 min和酶用量6.7× 10-4Kat/L。

3.3葛根汁糖化酶酶解条件研究

采用四因素三水平正交试验，以还原糖含量作为评价指标，确定最佳糖化酶酶解条件。试验结果见表7和表8。

表7　糖化酶酶解试验结果Table 7　The resultsoforthogonal testof thediastatic testby glucoam ylase

表8　糖化酶酶解试验方差分析Table 8　The Analysisof vaianceof the diastatic testby glucoam ylase

表7和表8数据显示，pH对还原糖含量的影响最为显著，然后是酶解时间和酶的量，温度的影响最不显著。方差分析结果显示，在95%的置信区间内，四个因素的F比都小于F临界值，对还原糖的影响不显著。其最佳工艺条件组合为2号组合，即pH 5.0，温度为60℃，时间90min和酶用量2.5×10-2Kat/L，其还原糖含量达到17.659 g/L。由正交试验得到的理论最优条件未包含在正交表的9个试验中，为了进一步确认试验结果，做糖化酶酶解处理验证试验追加试验，即pH 为5.0，温度为55℃，酶解时间为120min和酶用量2.5×10-2Kat/L，还原糖含量为16.693 g/L。因此，糖化酶酶解的最佳工艺条件为pH 5.0，温度60℃，时间90min和酶用量2.5×10-2Kat/L。这与刘永乐等得到的最佳酶解工艺条件一致。

3.4饮料配方研究

采用四因素三水平正交试验，以感官得分作为评价指标，确定最佳配方。试验结果见表9和表10。

表9　饮料配方试验结果Table9　The resultsof orthogonal testof the formula ofbeverage

表10 饮料配方试验方差分析Table 10　The Analysis of vaianceof the form ula ofbeverage

表9和表10数据显示，葛根汁含量对葛根葡萄饮料口感影响最大，其次为葡萄汁含量和蔗糖，柠檬酸的影响最小。方差分析结果显示，在95%的置信区间内，四个因素的F比都小于F临界值，对葛根葡萄饮料口感的影响不显著。其最佳饮料配方为5号组合，即葛根汁含量25%、葡萄汁含量25%、柠檬酸0.4%、白砂糖6%，其分数达到9.2。由正交试验得到的理论最优条件未包含在正交表的9个试验中，为了进一步确认试验结果，按理论的最优条件即葛根汁含量25%、葡萄汁含量20%、柠檬酸0.4%、白砂糖10%，做验证试验，评分为9.3。因此，葛根葡萄汁饮料最佳调配工艺为葛根汁含量25%、葡萄汁含量20%、柠檬酸0.4%、白砂糖10%。

3.5饮料质量的研究

3.5.1饮料感官指标

饮料采用上述最佳配方，感官指标综合得分为9.3，口感入口柔和，酸甜适中，清爽可口，具有葡萄汁和葛根特有的香味，无异味，呈浅红色色泽，澄清透明，无肉眼可见的细小颗粒。

3.5.2饮料理化指标

饮料理化指标测定结果见表11。

表11　饮料理化指标结果Table11　The resultsof physicaland chem ical indicatorsof beverage

表12 饮料微生物指标结果Table 12　The resultsofm icrobiological ind icator ofbeverage

4　结论

1）α-淀粉酶酶解葛根汁的优化条件为：pH为5.5、反应温度为65℃、酶解时间为120min、酶用量为6.7×10-4Kat/L。

2）糖化酶酶解葛根汁的优化条件为：pH为5.0、温度为60℃、酶解时间为90 min、酶用量为2.5× 10-2Kat/L。

3）饮料的最适配方为：葛根汁25%、葡萄汁20%、柠檬酸0.4%、白砂糖10%，葛根素浓度为5.302μg/mL。

本研究中主要解决饮料前处理工艺中存在的浑浊和沉淀问题，但由于为了保证调配的饮料中较高的葛根素含量，还存在饮料略带有葛根中药气味的问题。针对这种情况，为了使饮料成品能够获得广大消费者的认可，在不减少葛根素含量的前提下，可通过添加包埋剂β-环糊精，包埋葛根的异味，进行后续研究。

参考文献：

[1] 赵亮,潘显道,朱承根.葛根黄酮的研究进展[J].医学研究通讯, 2004,33(11):33-35

[2]Bekhit AEDA,Cheng VJ,McConnell M,et al.Antioxidant activities, sensory and anti-influenza activity of grape skin tea infusion[J]. Food Chemistry,2011,129(3):837-845

[3]李志锐,韩淑琴,庄晓梅.超声微波协同萃取葛根中葛根素工艺的研究[J].安徽农业科学,2011(21):12849-12850,12862

[4]高秀端,刁春英,王燕.葛根菠萝保健饮料的加工工艺[J].河北农业科学,2011,15(6):66-68,97

[5]李兴武,章黎黎.荸荠.丰水梨汁复合饮料的研制[J].饮料工业, 2013,16(3):19-21

DO I：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.19.031

收稿日期：2015-03-30

基金项目：河北省科技支撑计划项目（13227119D）

作者简介：赵娟娟（1982—），女（汉），讲师，硕士，研究方向：食品生物技术。

The Resesarch of a M ixed Beverage Consists of Radix Puerariae-Grape

ZHAO Juan-juan1，WURong-rong1，XIA Jun-xia2，LUMin2，LIU Jian2
（1.Departmentof Life Science，HengshuiUnivercity，Hengshui053000，Hebei，China；2.HengshuiYangYuanZhiHuiBeverage Ltd.，Hengshui053000，Hebei，China）

Abstract：A plant beverage containing puerarin was developed with Radix Puerariae and Grape as raw materials.The optimum technology of amylase was pH of 5.5，temperature of65℃，time of120 min，enzyme contentof6.7×10-4Kat/L.The optimum technology ofglucoamylasewas pH of5.0，temperature of 60℃，time of 90 min，enzyme content of 2.5×10-2Kat/L.The optimal formulas of the beverage were determined through orthogonal testas follows：25%radix Puerariae juice，20%grape juice，0.4%citric acid and 10%sugar.The puerarin was 5.302μg/L in the beverage，The quality of beverage reached the national standard，including sensory indicators，physicaland chemical indicatorsand indicatorsofmicro-organisms.

Keywords：radix puerariae juice；grape juice；beverage