黄精多糖乳饮品的研制

宋俊颐，李朝梦，邴博雅，吴 澎

（山东农业大学食品科学与工程学院，山东省高校食品加工技术与质量控制重点实验室，山东泰安 271018）

黄精（Polygonatum sibiricum）是一种药食同源植物[1]，适合加工成各种产品。黄精在食品方面应用广泛，多以直接服用的蒸晒中药为主，市面上现有黄精面包[2]、黄精饼干[3]和黄精酸奶[4]等产品，但以黄精为主体的饮品始终不具备完整的体系，目前黄精功能性饮品在国内市场中占据的份额较小，随着黄精的深加工产品越来越受到重视，加大对黄精的开发与利用至关重要[5]。

随着黄精产品研发的愈发受重视，黄精加工过程中产生的皮、须等废弃物的处理也引起了科学家们的关注，如何充分利用黄精副产物，在解决环境污染的同时提高黄精产品的附加值，成为当前黄精产业研究的一个热点。从黄精加工副产物中分离得到的黄精多糖，是黄精的主要功能成分，具有抗疲劳、抑制细菌活性、免疫调节、降血脂等作用[6-10]。近年来，国内多采用超声辅助提取法[11]、复合酶解法[12]、水提醇沉法[13]、微波提取法[14]、超临界CO2流体萃取法[15]等方法来提取多糖。综合各种方法，复合酶水解法更为温和，可以保持黄精多糖原有的理化性质，提高其提取效率。

高脂肪的摄入会造成身体肥胖、脂肪肝、高血脂、高血压、心血管疾病等问题[16]。现在人们对生活品质的追求日益提高，饮料和功能性乳饮品的需求量逐渐变大，尤其是具有较高营养价值与药理作用的饮料更受消费者喜爱[17-18]。黄精作为药食同源的植物，从其加工废弃物中提取多糖，开发黄精功能性乳饮品，适于高血脂和心血管疾病等人群饮用[19]，具有较好的商业前景。本实验采用温和的复合酶解法提取黄精多糖，并以此为原料制作饮品，加入了少量的β-环糊精，用以中和黄精独特的味道，使其口感更佳香醇[20]；白砂糖则调和了黄精本身所具有的苦涩，与脱脂乳粉的香气相照应，调制成与传统黄精饮品不同的、具有香甜口感且健康的黄精多糖乳饮品，不仅为黄精的开发利用提供了新的思路，对黄精的推广也具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黄精，泰安市泰山景区无恙堂健康产品有限公司；α-淀粉酶，北京索莱宝科技有限公司；木瓜蛋白酶，北京索莱宝科技有限公司；淀粉葡萄糖苷酶，北京索莱宝科技有限公司；脱脂乳粉，澳大利亚施普特乳制品私有公司；白砂糖，市售；β-环糊精，河南万邦化工科技有限公司；柠檬酸，上海鑫泰实业有限公司；碳酸氢钠，南京甘汁园糖业有限公司。

1.2 仪器与设备

N-1001 旋转蒸发仪，上海爱朗仪器有限公司；SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司；HH-6 数显恒温水浴锅，国华电器有限公司；HJ-6 多头磁力加热搅拌器，国华仪器制造有限公司；800 Y 多功能粉碎机，永康市伯欧五金制品有限公司；JA1003A 电子天平，上海精天电子仪器有限公司；TGL-16M高速台式冷冻离心机，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；SCIENTZ-10N 冷冻干燥机，新芝冻干设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

黄精多糖乳饮品的工艺流程图见图1（见下页）。

图1 黄精多糖乳饮品的工艺流程Fig.1 Technological process of P. polysaccharide milk drinks

1.3.2 操作要点

（1）黄精多糖的提取取一定量的黄精皮渣蒸制后烘干，粉碎后至60 目过筛，按照料液比1∶10 加入去离子水溶解混匀，加入0.1 mol/L 碳酸氢钠溶液调节pH 至5.5～7.5，将试样置于50～70 ℃水浴中，当温度升至50 ℃时开始计时，边搅拌边加入14.86%（w/w)α-淀粉酶，反应35 min。冷却至室温；再加入0.1 mol/L 碳酸氢钠溶液调节pH 至6～7，将试样液置于50～55 ℃水浴中，边搅拌边加入0.04%（w/w）木瓜蛋白酶，反应30 min。冷却至室温；最后加入0.1 mol/L 柠檬酸溶液调节pH 至4～5，将试样液置于58～60 ℃水浴中，边搅拌边加入0.33%（w/w）淀粉葡萄糖苷酶，反应30 min，调至中性。将样液4 000 r/min 离心10 min，取上清液在60 ℃下旋蒸，将浓缩液用无水乙醇进行醇沉4～6 h 处理（无水乙醇∶浓缩液=3∶1）。再次放入离心（4 000 r/min、10 min），取沉淀加入去离子水溶解，设置旋转蒸发仪温度为60 ℃进行旋蒸，将浓缩液放入冰箱冷冻，最后放入冷冻干燥机进行干燥。

（2）黄精多糖含量的测定

采用苯酚-硫酸法进行测定[21-22]。

绘制标准工作曲线：取25 mg 葡萄糖溶解至50 mL去离子水中，之后取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.4、1.8、2.0 mL 至10 mL 容量瓶中，将标准品、苯酚和浓硫酸分别按照2、1、5 mL 进行混合，室温下反应20 min。测定490 nm处的吸光度，每组测3 次取平均值，以葡萄糖检测质量浓度（mg/mL）为横坐标，吸光度为纵坐标，制备标准曲线。

测定含量：将提取的黄精多糖溶于去离子水中制备0.1%（w/v）多糖样品。将样品、苯酚和浓硫酸分别按照2、1、5 mL 进行混合，室温下反应20 min；测定490 nm 处吸光度，每组测3 次取平均值。

葡萄糖标准曲线的线性回归方程为y=5.8639x+0.2074，R2=0.993 5。由标准曲线可知，黄精多糖含量为44.16%。

（3）黄精多糖乳饮品的制作

将上述提取的黄精多糖加入适量的水中，搅拌至完全溶解，再依次加入脱脂乳粉、白砂糖、β-环糊精进行调配，搅拌使所有原料完全溶解，混合均匀。最后，在已灭菌的玻璃瓶中装入配制好的黄精多糖乳饮品，保持温度为100 ℃，灭菌处理30 min。

1.4 单因素试验设计

1.4.1 黄精多糖加入量对乳饮品感官品质的影响

控制纯净水加入量100 mL，白砂糖加入量3.0 g/100 mL，脱脂乳粉加入量10.0 g/100 mL，β-环糊精加入量0.3 g/100 mL，黄精多糖加入量选取5 个水平：0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g/100 mL，进行单因素试验，考察黄精多糖加入量对乳饮品感官品质的影响。

1.4.2 脱脂乳粉加入量对乳饮品感官品质的影响

控制纯净水加入量100mL，白砂糖加入量3.0g/100mL，黄精多糖加入量1.0 g/100 mL，β-环糊精加入量0.3 g/100 mL，脱脂乳粉加入量选取5 个水平：5.0、7.5、10.0、12.5、15.0 g/100 mL，进行单因素试验，考察脱脂乳粉加入量对乳饮品感官品质的影响。

1.4.3 白砂糖加入量对乳饮品感官品质的影响

控制纯净水加入量100 mL，黄精多糖加入量1.0 g/100 mL，脱脂乳粉加入量10.0 g/100 mL，β-环糊精加入量0.3 g/100 mL，白砂糖加入量选取5 个水平：1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 g/100 mL，进行单因素试验，考察白砂糖加入量对乳饮品感官品质的影响。

1.4.4β-环糊精加入量对乳饮品感官品质的影响

控制纯净水加入量100 mL，黄精多糖加入量1.0 g/100 mL，脱脂乳粉加入量10.0 g/100 mL，白砂糖加入量3.0 g/100 mL，β-环糊精加入量选取5 个水平：0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g/100 mL，进行单因素试验，考察β-环糊精不同加入量对乳饮品感官品质的影响。

1.5 正交试验设计

在单因素试验的基础上，选择脱脂乳粉、白砂糖、黄精多糖和β-环糊精的加入量为因素，采用4 因素3 水平L9(34)正交试验设计，确定最优的配方条件。具体试验设计如表1 所示。

表1 正交因素水平设计表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.6 感官评价方法

选择20 名学生经培训后组成感官评价小组，从组织结构、色、口感、香气和质地5 个方面对产品进行感官评价，满分为100分，结果取平均值。感官评分标准见表2。

表2 感官评分标准Table 2 Standard for sensory evaluation

1.7 微生物指标的测定

菌落总数：采用《食品安全国家标准测定食品微生物学检验菌落总数测定》（GB 4798.2—2016）[23]测定。

大肠杆菌：采用《食品安全国家标准测定食品微生物检验大肠杆菌计数》（GB 4789.3—2016）[24]测定。

1.8 数据处理

使用Excel 2019 软件对数据进行统计分析并绘图。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 黄精多糖加入量对乳饮品感官品质的影响

黄精多糖加入量对乳饮品感官评价的影响结果如图2 所示。由图知，当黄精多糖加入量为0.5 g/100 mL时，黄精味寡淡；当加入量为1.0 g/100 mL时，乳饮品甘香可口，黄精味适中；随着黄精多糖加入量的增多，口感逐渐变差，涩味逐渐增强，颜色逐渐加深。因此，黄精多糖加入量选择0.5、1.0、1.5 g/100 mL 进行正交试验。

图2 黄精多糖加入量对乳饮品感官评价的影响Fig.2 Effects of P. sibiricum polysaccharide addition on sensory evaluation of milk drinks

2.1.2 脱脂乳粉加入量对乳饮品感官品质的影响

脱脂乳粉加入量对乳饮品感官评价的影响如图3（见下页）所示。由图知，随脱脂乳粉加入量的增加，乳饮品的口味逐渐变得鲜甜可口，香气适中；当脱脂乳粉加入量为10.0 g/100 mL时，乳饮品口感最好；脱脂乳粉加入量超过10.0 g/100 mL时，乳饮品的奶香味开始变得过浓。因此，脱脂乳粉加入量选择7.5、10.0、12.5 g/100 mL 进行正交试验。

图3 脱脂乳粉加入量对乳饮品感官评价的影响Fig.3 Influence of skim milk powder addition on sensory evaluation of milk drinks

2.1.3 白砂糖加入量对乳饮品感官品质的影响

白砂糖加入量对乳饮品感官评价的影响如图4 所示。由图知，白砂糖加入量增至2.0 g/100 mL时，乳饮品的口感最佳，甜味适中；当白砂糖加入量超过2.0 g/100 mL时，乳饮品的整体口感变差，甜味过重。因此，白砂糖加入量选择1.0、2.0、3.0 g/100 mL 进行正交试验。

图4 白砂糖加入量对乳饮品感官评价的影响Fig.4 Effect of sugar addition on sensory evaluation of milk drinks

2.1.4β-环糊精加入量对乳饮品感官品质的影响

β-环糊精加入量对乳饮品感官评价的影响如图5所示。由图知，随着β-环糊精加入量的增加，乳饮品的涩味逐渐减弱，甘香适宜；当β-环糊精加入量为0.3 g/100 mL时，乳饮品口感最好；当加入量超过0.3 g/100 mL时，乳饮品略带酸味，且对黄精多糖涩味改变不大。因此，β-环糊精加入量选择0.2、0.3、0.4 g/100 mL 进行正交试验。

图5 β-环糊精加入量对乳饮品感官评价的影响Fig.5 Effects of β-cyclodextrin addition on sensory evaluation of milk drinks

2.2 正交试验结果

表3 显示，对乳饮品感官品质的影响由大到小依次为A、D、B、C，即黄精多糖加入量是影响感官评价的主要因素，其次是β-环糊精和脱脂乳粉，白砂糖添加量影响最小。本试验的最佳组合为A2B2C3D2，即1.0 g/100 mL 的黄精多糖、10.0 g/100 mL 的脱脂乳粉、3.0 g/100 mL 的白砂糖、0.3 g/100 mL 的β-环糊精。经试验验证，该条件下制得的乳饮品感官评分为87，优于其他试验组，因此为最佳的配方组合，制得的黄精多糖乳饮品呈浅褐色，具有黄精多糖和脱脂乳粉复合的自然香气，入口丝滑，香甜可口。

表3 正交试验结果表Table 3 Results of orthogonal experiment

2.3 产品微生物指标

菌落总数27 CFU/mL；大肠杆菌2 MPN/100 mL；致病菌未检出。符合国家安全标准。

3 结论

本试验以黄精加工副产物为原料提取黄精多糖，黄精粗多糖的含量为44.16%，通过添加脱脂乳粉、白砂糖和β-环糊精制成一款乳饮品。对黄精多糖乳饮品的配方进行研究，通过正交试验确定了黄精多糖乳饮品的最佳配方为脱脂乳粉10.0 g/100 mL、黄精多糖1.0 g/100 mL、白砂糖3.0 g/100 mL、β-环糊精0.3 g/100 mL。通过极差分析确定影响黄精可溶性乳饮品的四个主要因素的主次顺序为黄精多糖、β-环糊精、脱脂乳粉和白砂糖。在此工艺条件下得到的黄精多糖乳饮品质地均匀，无沉淀，具有黄精和脱脂乳粉独特的香气，香甜适中。黄精多糖有提高抗氧化能力和免疫力等作用，在黄精加工副产物中提取黄精多糖，并对其进行深加工可以增加其附加值，在食品领域具有良好的发展前景。