玉米须绞股蓝复合饮料的制备工艺及生物活性研究

刘 霞，马泽刚，马 林

（1.四川化工职业技术学院，四川 泸州 646000；2.四川卫生康复职业学院，四川 自贡 643000；3.西南科技大学，四川 绵阳 621000）

玉米须为禾本科玉蜀黍属植物玉米的花柱［1］，含有挥发油、皂甙、黄酮、尿囊素、有机酸等多种营养物质［2］，具有显著的降血糖、降血压、降血脂、保肝利胆、利尿等功效［3-5］。绞股蓝（Gynostemma pentaphyl-lum（Thunb.）Makino），别名七叶胆，富含皂苷、黄酮类、多糖类等3 大类物质，也具有降血脂、降胆固醇、降血压、预防冠心病等作用［6-8］。目前，市场上玉米须和绞股蓝的复配产品只有袋泡茶，尚未有将两者提取物复配制成饮料的产品，本研究以玉米须、绞股蓝为主要原料，先采用单因素试验，筛选出每个因素最适水平，再通过正交优化确定玉米须绞股蓝复合饮料的最佳配方，最后测定最佳配方中玉米须绞股蓝提取物的抗菌及抗氧化活性。

1 材料与方法

1.1 材料

原材料：绞股蓝、玉米须，均为干品，购于泸州江阳西路农贸市场。

试剂：柠檬酸、黄原胶、卡拉胶、白砂糖为市售。

细菌菌种：大肠杆菌（Escherichia coli），绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）、阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）、肠炎沙门氏菌（Salmonella enteritidis）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）由西南科技大学生物科学实验中心提供。

1.2 加工方法

绞股蓝提取液的制备：将500 g 绞股蓝切成小段，冲洗烘干后加入2 500 g 70 ℃热水提取2 h，过滤，滤液边搅拌边加入5%的食用明胶，直至无沉淀，过滤3 次，滤液浓缩成稠膏状待用。

玉米须提取液的制备：将500 g 玉米须切成小段，加入2 500 g 水煮沸后，保持90 ℃，浸提 2 h，过滤3 次，滤液浓缩成稠膏状待用。

饮料制备：分别取制备好的绞股蓝、玉米须稠膏1 g，混合后加入甜味剂、稳定剂等辅料，加水至250 mL，一定压力下拌匀，加热至90 ℃脱气10 min，热罐装至灭菌干净的饮料瓶中，封罐后立即在121 ℃条件下杀菌15 min，冷却至常温。

1.3 抗菌活性的测定

参考刘健等［9］的方法并略作改动。吸取供试细菌菌悬液0.2 mL 均匀涂布于灭菌好并冷却的平板培养基，静置5 min 后每板等距放5 个牛津杯，其中3个加入0.2 mL 最佳配方下的玉米须、绞股蓝提取物母液（稠膏配制成10 mg/mL），其余2 个分别加入等量去离子水和0.5 mg/mL 硫酸链霉素溶液。每种菌重复3 次，于37 ℃培养48 h 后测定抑菌效果。

1.4 抗氧化活性的测定

玉米须绞股蓝提取物混合液对DPPH·自由基的清除作用。参照许申鸿等［10］的方法略作改动，将玉米须绞股蓝（1∶1）提取稠膏配制成浓度分别为0.2、0.4、0.6、0.8 和1.0 mg/mL 的待测液，分别取2 mL待测液加入2 mL 浓度为0.2 mmol/L 的DPPH·乙醇溶液，摇匀，黑暗反应30 min，无水乙醇调零，于517 nm 处测吸光值。以维生素C 作对照，同种方法测吸光值。

玉米须绞股蓝提取物混合液对羟基自由基（·OH）的清除作用。参照张强等［11］的方法略作改动。分别取 1 mL 浓度为 5、10、15、20、25 mg/mL 的玉米须绞股蓝（1∶1）提取稠膏，依次加入1 mL 浓度为9 mmol/L的FeSO4溶液，1 mL浓度为9 mmol/L的水杨酸-乙醇溶液，1 mL 浓度为 8.8 mmol/L 的 H2O2溶液，启动整个体系，37 ℃水浴反应30 min，2 500 r/min 离心5 min。取上清液于510 nm 处测吸光值。以维生素C 为对照，按同种方法测吸光值。

玉米须绞股蓝提取物混合液对超氧阴离子自由基的清除作用。取5 mL pH 8.2 浓度0.05 mol/L 的Tris-HCl 缓冲液［12］，25 ℃水浴 20 min，加 1 mL 浓度分别为 5、10、15、20、25 mg/mL 的玉米须绞股蓝（1∶1）提取稠膏，于25 ℃预热20 min，再加3 mmol/L 25 ℃预热20 min 的邻苯三酚，混合后于25 ℃水浴5 min，最后加入 10 mol/L 的HCl 溶液 1.0 mL，反应液于320 nm 处测吸光值。以维生素C 为对照，按同种方法测吸光值。

1.5 玉米须绞股蓝复合饮料感官评定

参考饮料感官评价标准，并结合液体饮料的特性，制定玉米须绞股蓝复合饮料评价标准（表1）［13］。

表1 感官评价标准

1.6 单因素试验

以感官评分为评定标准，分别研究复合原料稠膏添加量（玉米须∶绞股蓝=1∶1）、稳定剂种类及用量、柠檬酸和白砂糖用量对玉米须绞股蓝复合饮料感官品质的影响。

2 结果与分析

2.1 玉米须绞股蓝复合饮料的单因素试验

2.1.1 不同原料稠膏添加量对复合饮料感官品质的影响 在黄原胶添加量0.06%、柠檬酸添加量0.12%，白砂糖添加量12%的条件下，玉米须绞股蓝（1∶1）提取稠膏的添加量分别设定为 1、2、3、4、5、6、7、8 g，考察其对饮料感官品质的影响。由图1 可知，当提取稠膏的添加量为3 g 时，饮料的综合评分最高，当超过3 g，饮料评分出现下降趋势，可能因为加入过多的提取液，导致饮料在色泽口感方面失分较多。

图1 玉米须绞股蓝稠膏添加量对饮料感官品质的影响

2.1.2 稳定剂种类和添加量对复合饮料感官品质的影响 在玉米须绞股蓝（1∶1）提取稠膏添加量3 g，柠檬酸添加量0.12%，白砂糖添加量12%的条件下，分别添加以下5 种稳定剂考察其对饮料感官品质的影响。由图2 可知，两种稳定剂复配使用的效果优于单种稳定剂，当添加0.08%黄原胶和卡拉胶混合物（1∶1）时饮料几乎无沉淀产生，成品状态最优，感官品质得分最高；而当添加量高于0.09%后，感官评分极速下降，分析原因可能是稳定剂添加量过多，稳定剂的气味掩盖了玉米须绞股蓝的清香，使口感和气味部分均有失分。

图2 稳定剂添加量对饮料感官品质的影响

2.1.3 不同柠檬酸添加量对复合饮料感官品质的影响 在玉米须绞股蓝（1∶1）稠膏添加量3 g，黄原胶添加量0.08%，白砂糖添加量12%的条件下，分别加入 0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%、0.16%、0.18%、0.20%的柠檬酸，考察其对饮料感官品质的影响。由图3 可知，当柠檬酸添加量为0.06%～0.12%时，所配制的复合饮料的酸味不明显，口感偏淡，评分较低；当柠檬酸添加量为0.14%时，配制玉米须绞股蓝复合饮料酸甜适中，口感最佳，感官评分最高；当添加量为0.18%时，口感偏酸，不适合饮用，评分出现极速下降。

图3 柠檬酸添加量对饮料感官品质的影响

2.1.4 不同白砂糖添加量对复合饮料感官品质的影响 在玉米须绞股蓝（1∶1）稠膏添加量3 g，黄原胶添加量0.08%，柠檬酸添加量0.10%，分别加入4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%的白砂糖，考察其对饮料感官品质的影响。由图4 可知，随着白砂糖添加量的增加，感官评分呈先上升后下降的趋势，当白砂糖添加量为12%，复合饮料色泽均匀，甜度适中，所得评分最高；当添加16%的白砂糖，复合饮料口感偏甜，得分下降，因此，选择白砂糖的添加量为12%。

图4 白砂糖添加量对饮料感官品质的影响

2.2 玉米须绞股蓝复合饮料的正交试验

在单因素试验基础上，选择每个因素评分最高的3 个水平进行正交优化试验（表2），依据玉米须绞股蓝复合茶饮料感官评定表进行分析评价，从而选出最优的复合饮料配方。

表2 正交试验因素与水平

由表3 可知，根据极差R分析，影响玉米须绞股蓝复合饮料风味的因素主次顺序为白砂糖添加量＞黄原胶和卡拉胶混合物（1∶1）添加量＞玉米须绞股蓝稠膏添加量＞柠檬酸添加量，即影响最大的是白砂糖添加量，其次为稳定剂黄原胶和卡拉胶混合物和玉米须绞股蓝稠膏添加量，柠檬酸添加量对饮料品质影响最小。分析原因可能是由于提取的绞股蓝浓缩液存在微苦味，对饮料的口感影响较大，需用白砂糖调节其口感。根据K值可确定最优的组合为A3B3C1D3，即玉米须绞股蓝（1∶1）稠膏添加量5 g，黄原胶卡拉胶混合物添加量0.08%，柠檬酸添加量0.12%，白砂糖添加量14%，按此配方生产的饮料独具绞股蓝幽香，玉米须甜香，口感柔和，外观均匀一致、透亮且无杂质，独具风味，感官评分可达90.3 分。

表3 正交试验设计与结果

2.3 最佳配方的复合饮料中玉米须绞股蓝提取物混合液对细菌的抑制效应

由表4 可知，玉米须绞股蓝提取物对供试5 种细菌均显示有杀菌效果，并且对革兰氏阳性菌的抑制作用高于革兰氏阴性菌。其中对金黄色葡萄球菌抑制效果更明显，抑菌圈直径超过15 mm，但是远低于阳性对照硫酸链霉素的抑制效果；对肠炎沙门氏菌的抑制效果最差，抑菌圈直径仅为（10.5±1.0）mm，同样低于硫酸链霉素的抑制效果。分析原因可能是由于玉米须绞股蓝提取物未进行分离纯化，提取物为粗提物，杂质较多，使得对5 种细菌的抑制效果均低于纯化的硫酸链霉素。

表4 提取物对细菌的抑制效应

2.4 最佳配方的复合饮料中玉米须绞股蓝提取物混合液抗氧化结果

DPPH·自由基是以氮为中心的稳定自由基［14］，羟基自由基（·OH）的化学性质非常活泼［15］，超氧阴离子自由基则能破坏细胞内的蛋白质、DNA 等，造成机体功能下降［16］，因此可以通过评价提取物对自由基的清除能力来评价其抗氧化活性。由图5、图6可知，玉米须绞股蓝提取物混合液对3 种自由基均显示有清除能力且随浓度的增加清除能力逐渐增强，但玉米须绞股蓝提取物混合液对DPPH·自由基的清除作用明显优于羟基自由基（·OH）和超氧阴离子，且低于维生素C对照，当提取物浓度在5～10 mg/mL时，其对羟基自由基（·OH）和超氧阴离子清除效果差异不大，当浓度超过15 mg/mL 时，对羟基自由基（·OH）的清除能力急剧增强，而对超氧阴离子自由基的清除率逐渐趋于平稳。

图5 维生素C 对自由基的清除能力

图6 玉米须绞股蓝提取物混合液对自由基的清除能力

3 小结与讨论

本研究以玉米须、绞股蓝为主要原料，采用单因素试验结合正交优化确定玉米须绞股蓝复合饮料的最佳配方。结果表明，玉米须绞股蓝复合饮料的最佳工艺配方为玉米须绞股蓝（1∶1）稠膏添加量5 g，黄原胶卡拉胶混合物（1∶1）添加量0.08%，柠檬酸添加量0.12%，白砂糖添加量14%，在该条件下复合饮料的感官评分可达90.3 分；这与李兴武等［17］研究绞股蓝茶饮料最佳工艺配方为绞股蓝提取液40%，白砂糖5%，柠檬酸0.02%的结论有较大出入，也与乔宇等［18］制作玉米须饮料加入3%白沙糖和0.05%柠檬酸的研究存在差异。分析差异原因，可能是本研究所采用的是玉米须与绞股蓝复配提取物，所富含的活性成分与单独提取物不同，导致复合饮料的甜味剂、酸味剂和稳定剂的添加量存在差异。

本研究还发现最佳配方下的复合饮料中玉米须绞股蓝提取物混合液能有效地抑制金黄色葡萄球菌，这与曾晓黎［19］研究的绞股蓝提取物对金黄色葡萄球菌有抑制作用的结论一致。研究结果还表明，不同浓度提取物混合液对DPPH·自由基、羟基自由基（·OH）和超氧阴离子自由基有清除效果，这与马泽刚等［20］发现绞股蓝提取物对DPPH·自由基、超氧阴离子自由基有一定清除能力的结论相同。

目前以玉米须、绞股蓝为原料的产品仅有袋泡茶，尚未形成饮料产品，本研究开发了玉米须绞股蓝抗氧化功能茶饮料的最佳配方，制成的饮品不仅具有绞股蓝独特的风味，还具有玉米须的幽香，色泽美观，具有一定的保健作用，可为玉米须绞股蓝复合饮料方面的实际生产提供依据。