菌草复合饮料配方的研究

童金华

（福建农林大学国家菌草工程技术研究中心，福建，福州 350002）

菌草是指适合于栽培食药用菌的野生或人工栽培的草本植物。如芦竹、巨菌草、芒萁、柠檬香茅、紫花苜蓿等草本植物[1]。菌草中含有蛋白质、氨基酸、类黄酮、皂苷、多糖类和多种芳香类物质等多种人体所需的营养素和具有提高人体免疫力的活性物质[2-8]。柠檬香茅（Cymbopogon citratus (DC.) Stapf）含有多糖、多酚、黄酮类及香茅精油，研究表明香茅这些物质具有和胃、抗癌、降脂降糖、消炎抑菌等作用[9-13]。紫花苜蓿（Medicago sativa） 原意为“所有食物之父”，含丰富的营养，如膳食纤维、叶蛋白、黄酮类、绿原酸、多糖、甾醇、皂苷、香豆素、三萜类化合物和维E 等多种生物活性物质[14]。巨菌草也含有丰富的膳食纤维、植物蛋白、糖类物质等营养素，且汁液丰富，可榨汁约50%以上的汁液，巨菌草汁液可溶性固形物高达3.2%[15]。因此，以菌草中巨菌草、柠檬香茅和紫花苜蓿作为开发菌草饮料的首选原料，研究菌草饮料配方工艺，以期为菌草在食品领域应用提供基础研究。

1 材料与方法

1.1 材料

巨菌草和香茅，福建农林大学国家菌草工程技术研究中心提供；紫花苜蓿和白砂糖，均为市售；柠檬酸、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、海藻酸钠、黄原胶、维C 等，均为食品级，市售；95%乙醇为分析纯。

1.2 仪器设备

R1002B 型旋转蒸发仪，上海申生科技有限公司产品；2-16P 型高速离心机，Sigma 公司产品；BS110S 型电子分析天平，北京赛多利期天平有限公司产品；KQ-300DE 型数控超声波清洗器，昆山市仪器有限公司产品；YZ108S 型榨汁机，广州善友机械设备有限公司产品；QY-500 型高速溶裁断往复式切药机，杭州富阳康华机械设备厂产品；30B 型万能粉碎机，江苏瑰宝集团有限公司产品；JMFB -65 型胶体磨，上海爱思杰制泵有限公司产品；SHR00-70 型均质机，上海申鹿均质机有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

①巨菌草→选料→清洗→压榨→过滤→巨菌草清汁；

②香茅→选料→清洗→切碎→浸提→过滤→香茅浸提液；

③紫花苜蓿→选料→清洗→切碎→浸提→过滤→紫花苜蓿浸提液；

④复配乳化剂→溶胀→过滤→复合稳定剂胶液；

①+②+③+④→调配→均质→灌装→封口→杀菌→冷却→成品。

1.3.2 操作要点

（1） 巨菌草汁制备要点。①选料、清洗。选择生长120 d 的新鲜巨菌草，去叶，将秸杆清洗干净。②压榨。将洗净沥水的巨菌草秸杆，压榨出鲜草汁，经100 目滤网过滤，并添加0.35%维C 护色，离心取上清液，备用。

（2） 香茅浸提液制备要点。①选料、清洗。选择新鲜香茅的地上部分，去除杂质，病虫腐叶，洗净沥去水分，用切片机切成2~3 mm 碎段备用。②浸提、过滤。60%乙醇溶液（料液比1∶15），温度60 ℃，超声浸提60 min，重复1 次，合并2 次浸提液，55 ℃下减压旋转蒸发回收乙醇，去乙醇溶液经过滤、离心，得香茅浸提液备用。

（3） 紫花苜蓿浸提液的制备要点。①选料、清洗。选用干燥色绿的紫花苜蓿，去其杂物，粉碎过80 目筛，取下筛物备用。②浸提、过滤。75%乙醇溶液（料液比1∶10） 超声功率300 W，温度60 ℃，浸提60 min，重复1 次，2 次合并浸提液，并通过旋转蒸发仪55 ℃，减压回收乙醇，去乙醇溶液经过滤得紫花苜蓿浸提液备用。

（4） 乳化剂胶液制备。取适量复配乳化剂加入部分白砂糖混匀，加入复合菌草溶液缓慢搅拌加热溶胀，料液比为1∶20。

（5） 饮料调配。饮料调配时原辅料应根据量大、易溶先加入，黏度大有泡后加入，容易发生相互间化学变化应分开的原则[16]。根据工艺配方设计，先将巨菌草汁、香茅浸提液、紫花苜蓿浸提液混合，按比例混合，加入乳化剂溶液搅拌均匀，并加入剩余白砂糖溶解，最后将柠檬酸加入，加热至70 ℃后搅拌均匀，并定容。

（6） 过滤、冷却、均质、脱气。用100 目双层绢布过滤，滤液经胶体磨处理15 min 后，均质（压力为0.35~0.45 MPa） 15 min，然后脱气、灌装、封口。

（7） 杀菌、冷却。封口后置杀菌温度为90 ℃以上热水中进行水浴杀菌15 min，杀菌后冷水冷却至30~35 ℃。

1.3.3 稳定性评价[17]

取10 mL 离心管称取适量饮料样品M0，以转速5 000 r/min 离心30 min，弃上清液得沉淀M1，M1/M0的比值，即为沉淀率R。以制作常温放置24 h 后的离心沉淀率为R0，贮藏30 d，每6 d 抽样测定菌草饮料样品离心沉淀率R，R 值越小且存贮期间的变化越小，则表明稳定性越好。

1.3.4 感官评价

邀请10 名有经验的专业人员进行品评评分，取各项目分值的平均值乘权重，加权则为菌草饮料品评分。

菌草复合饮料感官评分标准见表1。

表1 菌草复合饮料感官评分标准

1.4 数据处理

采用Excel 2010 及正交助手进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 单因素分析

2.1.1 菌草复合比的确定

巨菌草清汁（A）、香茅浸提液（B）、苜蓿浸提液（C） 3 种菌草复配比不同影响菌草饮料的风味、口感和可溶性固形物含量，同时也影响着菌草饮料的稳定性。由表1 可知，不同菌草配比研制而成的菌草饮料感官评分差异主要是风味和状态上的变化影响品评结果。由于苜蓿浸提液和香茅浸提液两者的风味独特，搭配得当不仅营养丰富，还可突出菌草饮料特有风味。

菌草复配比感官评价结果见表2，菌草不同复配比对菌草饮料稳定性的影响见图1。

由表2 可知，A、B 和C 复合比影响菌草饮料的色泽和稳定性，同时也对风味起着重要作用。且B和C 的添加对菌草饮料的风味和状态的评价分值。如组5、组4 和组3 随B 与C 的配比增加，菌草饮料的品质评价渐次，分值渐低。

表2 菌草复配比感官评价结果

由图1 可知，随菌草复合比的不同，菌草饮料稳定性也随着改变，其中香茅浸提液占比的变化对菌草饮料的稳定性影响极显著（p<0.01），R 值随着香茅浸提液的添加比增加而增大。组5 香茅浸提液占比50%，菌草饮料的稳定性最差，其R 值初始值最大，并随着时间增加稳定性降低。反之，组1 和组2 菌草饮料的稳定性较为稳定，特别是当香茅浸提液占比为10%时其R 值初始最小，且随存贮时间的增加R 值变化极小，菌草饮料在存贮30 d 的稳定性最佳。组2 虽R 值与组1 比稍大，但结合感官品质评价结果，组2 的菌草饮料感官评分值高，且风味饱满、协调，故菌草复合比选择组2 方案即A∶B∶C 为 5∶2∶3。

图1 菌草不同复配比对菌草饮料稳定性的影响

2.1.2 复配乳化剂添加量的确定

乳化剂对液体饮料的稳定性起着重要作用。适量的乳化剂可保持饮料的液态呈稳定状态，避免饮料中脂肪分离、蛋白质及多糖类物质沉淀。经预试验乳化剂选择结果，使用单一乳化剂效果对提高菌草饮料的稳定性不佳，而在乳化剂复配的条件下增加了协同作用，提高菌草饮料的稳定性。在2.1.1 试验的基础上，选择菌草复配比为5∶2∶3，其余条件不变的条件下进行复配乳化剂添加量的确定。分别添加复配乳化剂（含海藻酸钠、黄原胶、CMC-Na）质量百分比为0.05%，0.07%，0.09%，0.11%，0.13%进行对比试验，菌草饮料在常温贮存30 d，每隔6 d测定其沉淀率R。

乳化剂对菌草饮料感官品质的影响见表3，乳化剂对菌草饮料稳定性的影响见图2。

表3 乳化剂对菌草饮料感官品质的影响

图2 乳化剂对菌草饮料稳定性的影响

由表3 或图2 可知，随着复配乳化剂添加量增加，菌草饮料的稳定性趋势也随之变化。当乳化剂添加量为0.07 %时，菌草饮料的R 值最小。且组织状态均匀，无沉淀无悬浮。当复配乳化剂添加量为0.05%，由于添加量不足、乳化强度较低，无法完全包埋菌草饮料中的多糖、蛋白质等大分子物质，而使这些大分子物质在静置存贮过程中形成沉淀物。当乳化剂添加为0.09%，0.11%，0.13%时，由于复配乳化剂添加量过多，菌草饮料组织状态不均匀，产生絮状物悬浮或呈絮凝状态，离心后沉淀物为胶状物，致R 值增大，曲线上移。因此，可选择菌草复合饮料复配乳化剂添加量为0.07%，方差分析也表明，适量的复配乳化剂对提高菌草饮料稳定性有极显著 （p<0.01） 效果。

2.1.3 柠檬酸添加量的确定

为了调整饮料酸度，提高乳化剂的乳化作用，采用柠檬酸来调节菌草复合饮料酸度使其达到酸甜可口，同时保证菌草复合饮料的稳定性效果。在2.1.1 或2.1.2 试验的基础上，选择菌草复配比为5∶2∶3，乳化剂添加量0.07%，其余条件不变的情况下，柠檬酸添加量分别以0.10%，0.20%，0.30%，0.40%，0.50%进行感官评价和菌草饮料稳定性分析。

柠檬酸添加量对菌草饮料感官品质的影响见表4，柠檬酸对菌草饮料稳定性影响见图3。

图3 柠檬酸对菌草饮料稳定性影响

由表4 可知，柠檬酸的添加量影响菌草复合饮料的风味和组织状态。当柠檬酸添加量为0.40%和0.50%时，酸味较强，酸甜不协调。此外，由于柠檬酸添加量较大，pH 值降低，导致乳化剂乳化作用减弱，从而菌草复合饮料的组织状态不稳定。而柠檬酸添加量为0.10%时，甜感强、酸弱化、口感不协调。再从菌草复合饮料的稳定性来分析，不同添加量柠檬酸的菌草复合饮料沉淀率R30（样品存贮至第30 天） 与初始值R0 变化趋势曲线可知，从柠檬酸添加量 0.30%之后菌草复合饮料的稳定性也逐渐降低，菌草复合饮料的R 值曲线上扬；柠檬酸添加量为0.10%~0.30%时，菌草复合饮料的R 值曲线呈较平稳状态。由此可见，柠檬酸添加显著（p<0.05）影响菌草饮料稳定性。因此，综合感官品质评价及R 值曲线，可确定柠檬酸添加量为0.30%时，可提高菌草饮料的感官品质，确保菌草复合饮料稳定性。

表4 柠檬酸添加量对菌草饮料感官品质的影响

2.2 正交试验法优化饮料配方

在单因素分析结果条件下，以复合菌草（A）、复配乳化剂（B）、柠檬酸（C） 为正交因素，采用L9（34）正交试验进行优化。

正交因素与水平设计见表5，正交试验设计见表6，方差分析见表7。

表5 正交因素与水平设计

由表6 和表7 可知，A、B、C 三因素影响菌草饮料稳定性的顺序为A>C>B；方差分析结果表明，A、C 两因素对菌草饮料的稳定性具有显著影响（p<0.05），即复合菌草的配比和柠檬酸的添加量均会影响菌草饮料的沉淀率R 值。复合乳化剂对菌草饮料的品质影响不显著。为保证菌草饮料稳定性，降低沉淀率（R 值），故优选配方为A2B3C1, 即巨菌草汁、香茅浸提液与苜蓿浸提液配比为5.2∶1.8∶3.0，复配乳化剂添加量为0.075%，柠檬酸添加量为0.25%。

表6 正交试验设计

表7 方差分析

2.3 验证试验

根据试验优化结果进行验证试验，即巨菌草汁、香茅浸提液与苜蓿浸提液比为5.2∶1.8∶3.0，复配乳化剂添加量为0.075%，柠檬酸添加量为0.25%，其余辅料相同，同一工艺条件下进行重复试验，并对试验菌草饮料的感官、沉淀率（R） 检测，其结果表明，菌草饮料色泽均匀，具有菌草特有风味，口感柔顺、酸甜适口，可溶性固形物含量为10.8%，pH 值 4.2，沉淀率 （R） 为 0.377%。

3 结论

通过单因素试验及正交试验优选和配方验证，确定菌草饮料最优配方为100 g 复合菌草料液中巨菌草汁、香茅浸提液与苜蓿浸提液比5.2∶1.8∶3.0，复配乳化剂添加量0.075%，柠檬酸添加量0.25%，白砂糖6.5%，加工而成的菌草饮料具有菌草饮料特有草香及风味，口感柔和、酸甜适口，可溶性固形物含量为10.8%，pH 值4.2，180 d 常温存贮沉淀率差值（△R） 为0.03。表明该配方条件稳定，可保证菌草饮料的品质及保质期内产品稳定。