响应面法优化大枣多糖饮品的加工工艺研究*

王福玲 ，耿豪滨

（哈尔滨商业大学 a.药学院，细胞与分子生物学研究所；b.生命科学与环境科学研究中心，黑龙江 哈尔滨150076）

响应面法优化大枣多糖饮品的加工工艺研究*

王福玲a，b，耿豪滨a

（哈尔滨商业大学 a.药学院，细胞与分子生物学研究所；b.生命科学与环境科学研究中心，黑龙江 哈尔滨150076）

目的优化大枣多糖饮品的最佳调配工艺条件，并且进行了质量评价。方法利用单因素实验考察了大枣多糖提取汁、蜂蜜、柠檬酸、CMC-Na对饮品感官评价的影响，并根据中心组合试验设计对调配条件进行了优化。再考察其色泽、风味、口感、组织状态等感官指标和卫生指标。结果大枣多糖饮品的最佳调配工艺条件为大枣多糖提取汁66.69mL、蜂蜜6g、柠檬酸0.12g、CMC-Na 0.1g，此条件下的感官评价分数为88.7583。中心组合试验结果表明4个因素对大枣多糖饮品感官评价影响的显著性顺序是CMC-Na＞柠檬酸＞大枣多糖提取汁＞蜂蜜。感官指标和卫生指标都符合行业标准规定。结论响应面法能够提高大枣多糖提取汁调配的感官评价分数，按最优工艺调配的饮品酸甜舒爽、色泽明亮、体系均一，具有大枣的特殊香气。

大枣；多糖；超声波提取；中心组合试验；饮品调配；质量评价

枣具有补中益气、养血调经、提高机体免疫力、抗氧化和抑制肿瘤等功效[1]，是传统的“药食同源”佳品，其中的糖类含量比较丰富，具有非常广阔的市场前景和高的应用价值。本研究借助响应面法对大枣多糖饮品配方工艺进行优化，确保质量的同时保证饮品的营养和天然特性，以期为大枣多糖饮品的生产提供理论依据。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

大枣购于哈达市场，产地为新疆，由哈尔滨商业大学药学院曲中原教授鉴定为鼠李科植物枣（Ziziphus jujuba Mill.）的成熟果实，去核干燥粉碎过40目筛备用；葡萄糖标准品（HPLC≥98%，批号：160407，四川省维克奇生物科技有限公司）；无水乙醇、苯酚等试剂均为国产分析纯；柠檬酸、CMC-Na为食品级。

KQ32000V数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；高速万能粉碎机（一恒科学仪器有限公司）；L550台式低速离心机（湘仪实验室仪器开发有限公司）；BSA224S 精密电子天平（Sartorius）；DB-20R紫外可见分光光度计（Dynamica）；pH计（Sartorius）。

1.2 方法

1.2.1 大枣多糖提取工艺流程

大枣粉→超声水提取[2]→离心（3000r·min-1，10min）→上清液→减压浓缩→乙醇沉淀（至醇终浓度80%）→4℃静置过夜→布氏漏斗抽滤→干燥→粗多糖

1.2.2 标准曲线的绘制 精密称取105℃干燥至恒重的多糖标准品10mg，置100mL容量瓶中，加蒸馏水溶解并稀释至刻度，摇匀得葡萄糖标准液。取上述溶液 0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mL，分别置于具塞试管中，加蒸馏水补至2.0mL，然后加入6%苯酚1.0mL，摇匀，快速垂直加入浓硫酸5.0mL，摇匀，室温放置20min，冷却，同法处理2.0mL蒸馏水为空白，于490nm波长处测吸光度，以吸光度（A）为纵坐标，葡萄糖标准品浓度（C）为横坐标，得回归方程[3]。

1.2.3 大枣多糖含量测定 称取0.01g大枣多糖，定容于10mL容量瓶中，按2.2项下方法操作，根据标准曲线，得出大枣中多糖的浓度，计算多糖得率。

1.2.4 单因素实验 分别考察大枣多糖提取汁（30、40、50、60、70mL）、蜂蜜（4、5、6、7、8g）、柠檬酸（0.05、0.1、0.15、0.2、0.25g）、 羧 甲 基 纤 维 素 钠 CMC-Na（0.05、0.1、0.15、0.2、0.25g）等因素对大枣多糖饮品感官的影响[4]。

1.2.5 响应面法优化大枣多糖饮品的调配工艺 在单因素实验结果的基础上，进行Box-Behnken中心组合试验，以大枣多糖饮品感官评价为响应值，通过响应面分析，来确定大枣多糖饮品的最佳配方条件。按照优化的配方调配大枣多糖饮品，装瓶摇匀，100℃下灭菌15min[5]，冷却至室温。

1.2.6 大枣多糖饮品的质量评价 感官品质评价邀请本校10位21～26岁的在校学生作为调查对象，根据中华人民共和国农业行业标准NY/T434-2016制定感官评价表[6]，实验为盲试，由实验人员为每位学生提供样品，学生每品尝一个样品后，用白开水漱口，休息1min，再进行下一个饮品的品尝，避免因连续品尝口味相近的饮料而产生的口感交叉和味觉迟钝。满分为100分，去掉一个最高分和一个最低分，求平均值。评价标准按表1规定打分。

表1 饮品感官评价表Tab.1 Sensory evaluation of beverage

理化及卫生指标的检测 使用pH计测定本饮品的酸度值。

参考GB4789.2-2016规定的方法检测菌落总数，将制备好的饮品在室温下放置24 h后，将其分别稀释成10倍和100倍，以无菌水作对照，均匀的涂布在琼脂培养基上，在（36±1）℃培养48 h，观察菌落生长情况。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线的绘制及多糖得率测定

线性回归方程y=0.0147x-0.0216，相关系数r=0.9968，浓度与吸光度线性关系良好。样品溶液吸光度的平均值为0.284，根据回归方程，按照公式计算得多糖得率为33.26%。

2.2 单因素实验

2.2.1 大枣多糖提取汁对感官评价的影响（图1） 在蜂蜜6g，柠檬酸0.1g，CMC-Na0.1g的条件下，随着大枣多糖提取汁的增加，饮品的感官评价先上升后下降。添加量超过60mL时，会使饮品出现不良风味、颜色加深。

图1 大枣多糖提取汁对感官评价的影响Fig.1 Effect of jujube polysaccharide juice on sensory evaluation

2.2.2 蜂蜜对感官评价的影响（图2） 在大枣多糖提取汁60mL，柠檬酸0.1g，CMC-Na 0.1g的条件下，当蜂蜜用量低于6g时，饮品的甜味较淡；当高于6g时，因大枣多糖提取汁也具有一定的甜度，饮品的甜度和颜色都加深，过于甜腻，失去了大枣饮品的特有味道，使感官评价分数降低。

图2 蜂蜜对感官评价的影响Fig.2 Effect of honey on sensory evaluation

2.2.3 柠檬酸对感官评价的影响（图3） 柠檬酸作为常用酸味剂，主要作用是与蜂蜜保持一定的糖酸比，使口感更佳。在大枣多糖提取汁60mL、蜂蜜6g、CMC-Na 0.1g的条件下，随着柠檬酸用量的增加，感官评价分数先升高后下降，当用量达到0.1g时，感官评价分数最高。用量在0.1g以下时，饮料风味寡淡，高于0.1g时，酸味加重，酸甜失衡，不易被接受。

图3 柠檬酸对感官评价的影响Fig.3 Effect of citric acid on sensory evaluation

2.2.4 CMC-Na对感官评价的影响（图4） 在大枣多糖提取汁60mL、蜂蜜6g、柠檬酸0.1g的条件下，CMC-Na为0.1g和0.15g时感官得分较高，饮料均匀，无凝胶状，口感饱满，顺滑爽口，色泽与透明度较好，而当CMC-Na的添加量大于0.2g时，饮料中出现似果粒状的凝胶颗粒，呈现凝胶状和粘稠感，透明度也有所下降。

图4 CMC-Na对感官评价的影响Fig.4 Effect of CMC-Na on sensory evaluation

2.3 优化试验及响应面分析

以-1，0，1分别代表自变量的低、中、高水平，因子编码及水平见表2，进行29组实验。

表2 响应面试验因素水平编码表Tab.2 Experimental design of RSM

应用Design Expert 8.0.7.1软件对不同条件下大枣多糖饮品的感官评价分数进行多元回归拟合，可以得到感官评价分数（Y）对各个因素变量的二次方程为：

Y=8616+049A+0.092B-1.46C-3.7D-0.37AB-0.33AC-0.15AD-1.94BC+1.5BD-0.96CD-0.65A2-0.89B2-1.4C2-2.28D2，对回归方程进行方差分析，结果见表3。

表3 回归方程方差分析表Tab.3 Variance analysis of regression equation

由表3可知，模型的P＜0.0001，说明本实验所选用的模型具有显著性。失拟项F=3.93，失拟不显著。模型的决定系数Adj R2=0.9454，说明该模型能解释94.54%的响应值变化，模型确定系数R2=0.9727，Pred R2=0.8534，说明此模型拟合度较为良好，可以对不同条件下大枣多糖饮品感官评价进行预测。由F值可知显著性次序为CMC-Na（XD）＞柠檬酸（XC）＞大枣多糖提取汁（XA）＞蜂蜜（XB）。

由响应面图及等高线进行分析[7]，显示蜂蜜和柠檬酸的交互作用以及蜂蜜和CMC-Na的交互作用对大枣多糖饮品的感官评价影响极显著，柠檬酸和CMC-Na的交互作用显著，其余交互作用不显著。

根据响应曲面模型求出最优组合，并综合响应曲面图分析，得到大枣多糖饮品调配的最佳工艺参数为：大枣多糖提取汁66.69mL，蜂蜜6g，柠檬酸0.12g，CMC-Na0.1g。

2.4 验证实验

考虑到实际操作的方便，将提取工艺参数修正为：大枣多糖提取汁67mL，蜂蜜6g，柠檬酸0.12g，CMC-Na 0.1g，重复3次，在此条件下，实际感官评价分数平均值为87.59分，与理论预测值88.76分基本接近。说明该模型能够真实反映筛选因素对大枣多糖饮品感官的影响。

2.5 大枣多糖饮品质量评价结果

2.5.1 感官指标

（1）色泽 大枣多糖饮品呈亮黄色，液体透明，澄清，无杂质。

（2）风味 扇闻带有大枣香气和蜂蜜的清香，香气诱人。

（3）口感 口感顺滑，酸甜舒爽，回味有大枣及蜂蜜的甘甜，无异味。

（4）组织状态 久置无气泡和沉淀以及凝胶状，均匀稳定。

2.5.2 理化指标与卫生指标 用pH计测定后的酸度为5.15。培养皿中无菌落生长。

3 结语

大枣是传统中药和保健佳品，其中大枣多糖是大枣中的重要生物活性物质，具有抗氧化、免疫调节、抗肿瘤等多种作用。大枣多糖饮品能够最大限度地保留主要营养成分，避免了大枣易腐化变质、加工品营养成分易流失等局限，还体现了人们可以不受时空地域限制随时可得可用的特点。超声法提取具有快速高效节能的优势，首先通过超声法提取大枣多糖汁，然后通过响应面法优化饮品调配工艺，建立的多元回归模型拟合度良好，结合实际操作，确定最佳调配工艺。在此条件下，所得的大枣多糖饮品既酸甜可口，色泽明亮，体系均一，又具有大枣的特殊香气。

［1］ 樊君,吕磊,尚红伟.大枣的研究与开发进展［J］.食品科学,2003,24（4）:161-163.

［2］ 钟姝霞,邓杰,万世旅,等.超声波辅助提取金耳多糖的工艺优化［J］.食品研究与开发,2016,37（21）:54-57.

［3］ 黎云龙,于震宇,郜海燕,等.骏枣多糖提取工艺优化及其抗氧化活性［J］.食品科学,2015,36（4）:45-49.

［4］ 张舒,杜先锋.响应面优化红枣米乳饮料工艺的研究［J］.安徽农业大学学报,2014,41（6）:917-921.

［5］ 赵秋萍,申涛,王青宁,等.沙枣营养保健饮料的研制［J］.食品工业科技,2007,28（8）:173-176.

［6］ 葛英亮,马艳秋.响应面法优化蓝莓澄清型果汁饮料工艺［J］.食品科学,2012,33（12）:52-57.

［7］ 肖怀秋,李玉珍,杨涛,等.番茄猕猴桃复合果蔬饮料工艺的响应面优化［J］.食品研究与开发,2013,34（17）:59-64.

Optimizing the production condition of jujube polysaccharide beverage by response surface methodology*

WANG Fu－linga，b，GENG Hao－bina
（a.School of Pharmacy,Institute of Cell and Molecular Biology;b.Center of Life Science and Environmental Science,Harbin University of Commerce,Harbin 150076,China）

Objective To optimize the processing technology of the jujube polysaccharide beverage,and study its quality evaluation.Methods Using single－factor experiments to investigate the influence of jujube polysaccharide juice,honey,citric acid and CMC－Na to sensory evaluation of beverage,and according central composite experimental design to optimize the deployment conditions.Then examine its sensory indicators of color,flavor,taste,organizational status and health indicators.Results The optimum formula of this beverage is as follows:66.69mL of jujube polysaccharide juice，6g of honey,0.12g of citric acid,0.1g of CMC－Na.Under the optimal extraction conditions,the score of sensory evaluation was up to 88.7583.The central composite experimental results showed that a variety of factors affect the score of sensory evaluation significant performance CMC－Na＞citric acid＞jujube polysaccharide juice＞honey.Sensory indicators and health indicators were in line with the standard requirements.Conclusion RSM can improve the sensory evaluation score of jujube polysaccharide juice.According to the best process of deployment,the beverage taste sweet and sour,bright color,uniform without sediment,and with the special aroma of jujube.

jujube；polysaccharide；ultrasonic extraction；central composite experiment；beverage deployment；quality evaluation

R284.2

A

10.16247/j.cnki.23－1171/tq.20171271

2017-08-18

大学生创新训练计划项目(201610240025)

王福玲(1986-)，女，工程师，2012年毕业于哈尔滨商业大学，海洋生物学专业，研究生，现从事中药药理方向研究。