强化杏鲍菇多糖苦荞燕麦乳的研制

刘晓娟，陈树俊，庞震鹏，胡洁，仪鑫，徐晓霞，石玥，李乐，张生万

（山西大学生命科学学院，山西太原030006）

强化杏鲍菇多糖苦荞燕麦乳的研制

刘晓娟，陈树俊，庞震鹏，胡洁，仪鑫，徐晓霞，石玥，李乐，张生万

（山西大学生命科学学院，山西太原030006）

以杏鲍菇粉为原料，利用热水浸提法提取杏鲍菇中的多糖成分，再经过浓缩，制得杏鲍菇多糖含量为24.31 mg/mL的杏鲍菇多糖浓缩液；应用氨基酸比值系数分评价法确定了苦荞燕麦复合粉中燕麦粉与苦荞粉最佳配比（质量比）为1∶4；苦荞燕麦复合粉经过糊化、液化、糖化得到苦荞燕麦乳，将杏鲍菇多糖浓缩液强化到苦荞燕麦乳液中研制一种新型谷物饮料。通过正交试验优化了苦荞燕麦复合粉的糊化、液化、糖化工艺、最终产品配方以及稳定性最佳条件。结果表明，糊化条件：料水比1∶10，糊化温度85℃，糊化时间30 min；液化最佳条件：α-淀粉酶添加量以淀粉计为2.5 U/g，酶解时间50 min，酶解温度60℃，在此条件下DE值可达到17.10；糖化最佳条件：β-淀粉酶添加量以淀粉计为200 U/g，酶解时间2 h，酶解温度60℃，在此条件下DE值可达到38.83；最佳配方：苦荞燕麦乳2 mL，杏鲍菇多糖浓缩液添加量2.5 mg/mL，木糖醇添加量7%；产品稳定性：复合乳化剂添加量为0.2%，CMC-Na添加量为0.25%，海藻酸钠添加量为0.3%，在此条件下离心沉淀率为6.41%，稳定性最佳。

苦荞；燕麦；杏鲍菇多糖；糊化；液化；糖化；配方；稳定性

燕麦、苦荞是山西特色优质小杂粮[1]，其主产区在山西大同、朔州、忻州、吕梁[2]。其中，燕麦含有丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物、钙、磷、铁、维生素B1、维生素B2、尼克酸、β-葡聚糖、亚油酸等活性营养成分，尤其是籽粒中蛋白质、脂肪、亚油酸含量较高[3]。燕麦中所含有的β-葡聚糖含量在所有谷物中最高，是降血脂主要成分[4]，长期食用燕麦类食物，可降低胆固醇在心血管中的积累，对预防老年人高血压、糖尿病、高血脂等有很大益处[5-6]。

苦荞也具有很高的营养价值，其蛋白质的氨基酸组成十分平衡[7]，特别是它含有其他谷物不含有的黄酮类化合物，这种物质有降血糖、降血脂、预防脑溢血、抗氧化、抗癌、抑菌和改善记忆力等作用[8]。因此，苦荞是一种很好的营养源。

杏鲍菇又名刺芹侧耳，属伞菌目，是一种珍稀的食用菌[9]，其中所含有的多糖能增强机体免疫力，具有降低机体胆固醇含量、防止动脉硬化等多种保健功能。

目前，对苦荞、燕麦、杏鲍菇中的营养成分测定、分析和研究较多，其中对杏鲍菇多糖的提取以及生物活性研究较多[10]；燕麦方面的研究大多是燕麦淀粉[11]、β-葡聚糖[12-13]、蛋白[14]、多酚、皂甙等成分分析、鉴定与功能研究；苦荞方面主要是苦荞黄酮[15-17]、多酚等一些功能性成分的研究较多。虽然有苦荞、燕麦等一些粗粮饮品方面的制作研究[18]，但将粗粮与食用菌搭配起来研制饮品的研究还比较少。

本试验将燕麦和苦荞科学复配，并与杏鲍菇多糖提取物有机组合，针对老年人研制一种全新的、富含杏鲍菇多糖的苦荞燕麦乳产品，旨在为老年人提供一种茶余饭后的辅助食品，也为后面的相关研究提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

苦荞粉、燕麦粉、杏鲍菇粉、木糖醇均为市售。

1.2 试剂仪器与设备

苯酚、浓硫酸、碘、碘化钾、3，5-2硝基水杨酸、氢氧化钠、丙三醇均为分析纯；α-淀粉酶、β-淀粉酶，北京索莱宝科技有限公司；羧甲基纤维素钠（CMC-Na），宜兴市通达化学有限公司；海藻酸钠，河南百盛生物科技有限公司；蒸馏单硬脂酸甘油酯，张家港市中鼎添加剂有限公司；蔗糖脂肪酸酯，柳州爱格富食品科技股份有限公司。

HRHS26 Haier电热恒温水浴锅，青岛海尔医用低温科技有限公司；中佳SC-3610低速离心机，安徽中科中佳科学仪器有限公司；SENCO旋转蒸发仪，上海申生科技有限公司；SB-5200D超声波机，宁波新芝生物科技股份有限公司；UV-2800AH型紫外可见分光光度计，尤尼柯（上海）仪器有限公司；JA1203N电子天平，上海精密科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 测定与评价方法杏鲍菇多糖测定参照NY/T1676—2008标准[19]；淀粉测定参照GB/T5009. 9—2008标准[20]；DE值测定采用DNS法，DE值=还原糖含量/淀粉含量×100%。

蛋白质评价方法采用朱圣陶等[21]的氨基酸比值系数法，采用FAO/WHO的氨基酸模式评价蛋白质营养价值。

氨基酸比值＝待测蛋白氨基酸含量/模式氨基酸含量；氨基酸比值系数（RCAA）＝氨基酸比值/氨基酸比值之均数；变异系数（CV）＝标准差/均数；氨基酸比值系数分（SRCAA）＝100×（1-CV）。其中，CV是RCAA的变异系数。

1.3.2 试验方法

1.3.2.1 杏鲍菇多糖浓缩液制备过程杏鲍菇粉→过筛（孔径为0.25 mm）→称取一定量杏鲍菇粉→加水一定温度下浸提→冷却→离心→杏鲍菇粗多糖液→浓缩→杏鲍菇多糖浓缩液。

1.3.2.2 苦荞燕麦复合粉制备设定不同苦荞与燕麦比例，以氨基酸比值系数分进行评价，从中选出最佳比例苦荞燕麦复合粉作为后续工艺的原料。

1.3.2.3 苦荞燕麦复合粉糊化工艺选择料液比为1∶10，首先探究温度对糊化度的影响，选择最佳温度进行时间单因素试验，选择最佳糊化时间。最终以料液比1∶10、最佳糊化温度和最佳糊化时间对苦荞燕麦复合粉进行糊化。

温度单因素试验：准确称取一定量苦荞燕麦复合粉，以料水比1∶10分别在60，65，70，75，80，85，90℃下糊化30 min，放冷后，在4 000 r/min下离心10min。取出上清液定容到50mL容量瓶，再取50mL容量瓶中的稀释液0.5 mL定容到10 mL容量瓶。滴加1滴I-KI溶液到上述10 mL容量瓶中，避光5 min，在575 nm处测定吸光度值。做3次平行，取平均值。

时间单因素试验：准确称取一定量苦荞燕麦复合粉，以料水比1∶10在最佳温度下糊化10，20，30，40，50，60，70 min。其余操作同温度单因素试验。做3次平行，取平均值。

1.3.2.4 苦荞燕麦复合粉液化工艺将苦荞燕麦复合粉按照上述探究的最佳糊化条件进行糊化，糊化后进行液化工艺优化。液化工艺研究包括单因素试验和正交试验。选取的因素为α-淀粉酶的加酶量、酶解时间、酶解温度。

加酶量：将糊化好的苦荞燕麦复合粉乳液中加入α-淀粉酶，以淀粉计，添加量分别为0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 U/g，于60℃下恒温酶解30 min。沸水浴中灭酶10 min，用DNS法测定DE值。做3次平行，取平均值。

酶解时间：固定α-淀粉酶添加量以淀粉计为2 U/g、温度60℃，酶解时间分别设置为10，20，30，40，50min。其余操作同加酶量试验，测定DE值。重复3次，取平均值。

酶解温度：固定α-淀粉酶添加量以淀粉计为2 U/g、酶解时间为30 min，酶解温度分别设置为40，50，60，70，80℃。其余操作同加酶量试验，测定DE值。重复3次，取平均值。

正交试验设计：以加酶量、酶解时间、酶解温度为3个因素，选取L9（34）正交试验表，以液化DE值为评价指标，进行3因素3水平的正交试验，优化液化工艺。9组试验每组做3次平行，取平均值。

1.3.2.5 苦荞燕麦复合粉糖化工艺通过设计单因素试验，从中选择每个因素最合适的3个水平，选取L9（34）正交表，以糖化DE值为评价指标，设计3因素3水平正交试验，以确定苦荞燕麦复合粉糖化最佳工艺。以上每组试验重复3次，结果取平均值。

1.3.2.6 强化杏鲍菇多糖液苦荞燕麦乳配方试验以杏鲍菇多糖、苦荞燕麦乳、木糖醇的添加量为3因素，选取L9（34）正交表，设计3因素3水平正交试验，以口感为评价指标，确定最佳配方。其中口感评价满分为100分。每组试验做3组平行，结果取平均值。

1.3.2.7 产品乳化稳定性研究单一乳化剂、复合乳化剂及稳定剂乳化稳定性研究：配制一定量的强化杏鲍菇多糖苦荞燕麦乳液，添加不同质量分数的乳化剂或稳定剂，添加量分别为0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%，60℃水浴30 min，15 000 r/min均质2 min，以离心沉淀率为评价指标，研究乳化稳定性。每组试验做3次平行，结果取平均值。离心沉淀率＝液体离心后沉淀物质量（g）/液体质量（g）× 100%。

复合乳化剂比例确定：设置单甘酯与蔗糖酯的比例为1∶9，2∶8，3∶7，4∶6，5∶5，6∶4，7∶3，8∶2，9∶1，分析不同比例下复合乳化剂的乳化效果，确定最佳比例。

正交试验设计：选择L9（34）正交表，以单甘酯、蔗糖酯复合的复合乳化剂与CMC-Na、海藻酸钠2种稳定剂的添加量为3因素，以离心沉淀率作为评价指标，做3因素3水平的正交试验，优化产品的稳定性。每组试验做3组平行，结果取平均值。

2 结果与分析

2.1 杏鲍菇多糖液制备工艺优化结果

分别考察料液比、浸提温度、浸提时间对多糖得率的影响；并且选取料液比、浸提温度和浸提时间为考察因素，选取L9（34）正交表，设计3因素3水平的正交试验优化杏鲍菇多糖提取工艺，结果表明，料液比为1∶30，浸提温度为90℃，浸提时间为2 h时，得到杏鲍菇多糖含量4.56%的多糖液，再浓缩得到杏鲍菇多糖含量为24.31 mg/mL的多糖液。

2.2 苦荞燕麦复合粉制备

氨基酸比值系数分是评价食物蛋白质营养价值的一种方法，该分越接近100，蛋白质的营养价值越好；反之营养价值越差。

由图1可知，添加量在0～80%时，随着苦荞粉添加量的增大，SRCAA增加幅度较大；添加量大于80%时，随着添加量的增加，SRCAA还在增加，但增加幅度变小，几乎趋于平缓，可能是因为苦荞的SRCAA较燕麦高。苦荞粉蛋白营养价值虽高于燕麦，但燕麦中含有β-葡聚糖、亚油酸等营养成分，对人体健康大有益处，综合考虑后确定苦荞燕麦复合粉中燕麦粉与苦荞粉的质量比为1∶4。

2.3 苦荞燕麦复合粉糊化程度确定

2.3.1 糊化温度对糊化效果的影响图2反映了温度对糊化效果的影响。

由图2可知，在60～75℃范围内，温度对糊化效果影响不太明显；当温度大于75℃时，随着温度升高，糊化效果越好；但是，当温度达到90℃时，糊化液太过黏稠，不利于操作，综合考虑，糊化温度选择85℃。

2.3.2 糊化时间对糊化效果的影响由图3可知，在0～30 min内，随着时间的延长吸光度值逐渐增大；时间超过30 min时，吸光度值基本保持不变，综合考虑，选择糊化时间为30 min。

2.4 苦荞燕麦复合粉液化工艺优化结果

2.4.1标准曲线的制作

2.4.2 单因素试验

2.4.2.1 α-淀粉酶添加量对液化DE值的影响 由图5可知，DE值随着加酶量的增大而增大，当加酶量达到2.0 U/g时，DE值不再增大，实际操作时选择2.0 U/g为宜，此时DE值为15.1。

2.4.2.2 酶解时间对液化DE值的影响由图6可知，随着酶解时间的延长，DE值增大，酶解时间选择50 min为宜，此时DE值为19.1。

2.4.2.3 酶解温度对液化DE值的影响温度是影响酶活性的一个重要因素，温度太低时，酶的活性被抑制；而温度太高时，酶失去活性。从图7可以看出，随着温度的升高，DE值逐渐增加，当温度在60℃左右时达到最大，之后随着温度的升高逐渐降低。所以，温度为60℃较为合适，此时DE值为16.6。

2.4.3 正交试验结果由表1，2可知，影响α-淀粉酶液化苦荞燕麦复合粉的主次因素顺序为A1＞B1＞C1，即加酶量＞酶解时间＞酶解温度；最佳提取条件组合为A13B13C12，即α-淀粉酶添加量为2.5U/g，酶解时间50 min，酶解温度60℃。在此条件下进行液化，液化DE值可达到17.10。

表1 因素水平

表2 正交试验结果

方差分析结果表明，加酶量对液化DE值的影响效果显著（P＜0.05），而酶解时间和酶解温度对液化DE值的影响效果不显著（P＞0.05）（表3）。

表3 苦荞燕麦淀粉液化正交试验结果方差分析

2.5 苦荞燕麦复合粉糖化工艺优化结果

由表4，5可知，影响β-淀粉酶糖化苦荞燕麦复合粉的主次因素顺序为C2＞A2＞B2，即酶解温度＞加酶量＞酶解时间；最佳提取条件组合为A23B22C21，即β-淀粉酶添加量为200 U/g，酶解时间2 h，酶解温度60℃。在此条件下进行糖化，糖化DE值可达到38.83。

方差分析结果表明，酶解温度对液化DE值影响效果显著（P＜0.05）；加酶量、酶解时间对液化DE值影响效果不显著（P＞0.05）（表6）。

表4 因素水平

表5 正交试验结果

表6 苦荞燕麦淀粉糖化正交试验结果方差分析

2.6 强化杏鲍菇多糖苦荞燕麦乳配方试验结果分析

由表7，8可知，影响产品口感的主次因素顺序为C3＞B3＞A3，即木糖醇添加量＞杏鲍菇多糖浓缩液＞糖化液；最佳提取条件组合为A31B33C33，即产品配方为糖化液2 mL，杏鲍菇多糖浓缩液2.5 mg/mL，木糖醇7%。此配方下口感最佳。

方差分析结果表明，木糖醇添加量对口感影响显著（P＜0.05）；糖化液、杏鲍菇多糖浓缩液对口感影响不显著（P＞0.05）（表9）。

表7 因素水平

表8 正交试验结果

表9 方差分析

2.7 产品乳化稳定性研究结果分析

2.7.1 单一乳化剂、复合乳化剂及稳定剂乳化稳定性研究结果分析

2.7.1.1 单甘脂乳化性单因素试验结果由图8可知，单甘脂添加量在0.05%～0.20%时，离心沉淀率随添加量增大逐渐减小，也就是乳化效果越来越好；当添加量大于0.2%时，离心沉淀率随添加量增大逐渐增大。所以，选择单甘脂添加量为0.2%最为适宜。

2.7.1.2 蔗糖酯乳化性单因素试验结果由图9可知，当添加量在0.05%～0.20%时，随着添加量的增大离心沉淀率逐渐减小；当添加量大于0.20%时，离心沉淀率随蔗糖酯添加量的增大而增大，但增大的幅度很小，离心沉淀率几乎不变。所以，选择添加量0.20%最为适宜。

2.7.1.32 种乳化剂复合比例的确定对单甘脂与蔗糖酯的不同比例添加量进行乳化稳定性试验，以确定单甘脂与蔗糖酯2种乳化剂的最适比例，结果表明，当单甘脂∶蔗糖酯为6∶4时，离心沉淀率最小，乳化效果最好。

2.7.1.4 单甘脂与蔗糖酯复合乳化剂乳化性单因素试验结果由图10可知，当添加量在0.05%～0.25%时，离心沉淀率随复合乳化剂添加量的增大而减小；当复合乳化剂添加量大于0.25%时，离心沉淀率随添加量的增大而增大。所以，选择复合乳化剂添加量为0.25%。

2.7.2 稳定剂稳定性研究结果分析

2.7.2.1 CMC-Na稳定性单因素试验由图11可知，添加量在0.05%～0.20%时，离心沉淀率随CMC-Na添加量增大而减小；当添加量大于0.20%时，随添加量的增大，离心沉淀率升高。所以，选择CMC-Na添加量0.20%最为适宜。

2.7.2.2 海藻酸钠稳定性单因素试验由图12可知，当海藻酸钠添加量在0.05%～0.25%时，离心沉淀率随海藻酸钠添加量的增大而减小；当添加量大于0.25%时，离心沉淀率随海藻酸钠添加量的增大而增大。所以，选择海藻酸钠的添加量0.25%最为适宜。

2.7.3 正交试验结果分析由表10，11可知，影响产品乳化稳定性的主次因素顺序为B4＞A4＞C4，即CMC-Na添加量＞复合乳化剂添加量＞海藻酸钠添加量；最佳提取条件组合为A42B42C43，即复合乳化剂添加量为0.2%，CMC-Na添加量为0.25%，海藻酸钠添加量为0.3%。此条件下，离心沉淀率为6.41%。

表10 因素水平%

表11 正交试验结果

方差分析结果表明，CMC-Na添加量对产品乳化稳定性影响显著（P＜0.05）；复合乳化剂以及海藻酸钠添加量对产品乳化稳定性影响不显著（P＞0.05）（表12）。

表12 稳定性正交试验结果方差分析

3 结论

以杏鲍菇粉为原料，利用热水浸提法提取杏鲍菇中的多糖成分，经过浓缩制得杏鲍菇多糖含量为24.31 mg/mL的杏鲍菇多糖浓缩液；应用氨基酸比值系数分评价法确定了苦荞燕麦复合粉中燕麦粉与苦荞粉最佳配比（质量比）为1∶4；确定了苦荞燕麦复合粉液化糖化工艺过程中最佳料液比为1∶10；通过正交试验优化了苦荞燕麦复合粉乳液的糊化、液化、糖化工艺。糊化条件：料液比1∶10，糊化温度85℃，糊化时间30 min；液化最佳条件为：α-淀粉酶添加量2.5 U/g，酶解时间50 min，酶解温度60℃；在此条件下DE值可达到17.10；糖化最佳条件为：β-淀粉酶添加量为200 U/g，酶解时间2 h，酶解温度60℃。在此条件下DE值可达到38.83；通过设计以口感为评价标准的正交试验优化方案，得出最佳配方为苦荞燕麦乳2 mL，杏鲍菇多糖液添加量2.5 mg/mL，木糖醇添加量7%。经正交试验得出最佳产品稳定性的条件为复合乳化剂添加量0.2%，CMC-Na添加量为0.25%，海藻酸钠添加量为0.3%。

该研究将山西特色小杂粮与真菌多糖有机复合制得一种新型的谷物饮料产品，有效地将这两类食物的营养进行了合理的搭配和弥补，产品风味独特、营养丰富、香甜细腻、易消化吸收，为新一代健康饮品。

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Preparation of Tartary Buckwheat Oat Milk Strengthened by Pleurotus Eryngii Polysaccharide

LIUXiao-juan，CHENShu-jun，PANGZhen-peng，HUJie，YI Xin，XUXiao-xia，SHI Yue，LI Le，ZHANGSheng-wan
（College ofLife Sciences，Shanxi University，Taiyuan 030006，China）

The polysaccharide ofpleurotus eryngii,24.31 mg/mLofconcentration,was concentrated after extracted bythe method of hot water extraction from pleurotus eryngii.The best ratio of oat and tartary buckwheat flour（mass ratio）in composite flour was 1∶4，confirmed by evaluation method of score of ratio coefficient of amino acid.Tartary buckwheat oats milk was prepared after gelatinization, liquefaction and saccharification,usingtartarybuckwheat oat flour.The polysaccharide pleurotus eryngii was strengthened intothe tartary buckwheat oat milk drinks and developed a new type of plants beverage.The optimum conditions were obtained by orthogonal tests,as follows.Gelatinization conditions:the ratio of material to water was 1∶10,the gelatinization temperature was 85℃,gelatinization time was 30 min.Liquefaction processing:the value ofDE could reach 17.10 when the α-amylase dosage was 2.5 U/gstarch,the enzymolysis time was 50 minutes,the enzymolysis temperature was 60℃;Saccharification technique:the value of DE could reach 38.83 when the β-amylase dosage was 200 U/g,the enzymolysis time was 2 hours;the enzymolysis temperature was 60℃;The formula:2 mL of the tartarybuckwheat oat milk,2.5 mg/mLofconcentrated liquid ofpleurotus eryngii polysaccharide,7%ofxylitol;product stability:0.2%of the compound emulsifier,0.25%ofCMC-Na,0.3%ofthe sodiumalginate,the centrifugal sedimentation rate was 6.41%and the stability was the best.

tartarybuckwheat;oat;pleurotus eryngii polysaccharide;gelatinization;liquefaction;saccharification;formula;stability

TS275.4

A

1002-2481（2016）03-0402-08

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.03.33

2016-01-06

刘晓娟（1991-），女，山西广灵人，在读硕士，研究方向：功能性食品及制造技术。陈树俊、张生万为通信作者。