白芸豆中α-AI的提取工艺及白芸豆山楂复合饮料的工艺研究

冯晶晶 陈思宇

α-AI能够有效抑制肠道中的α-淀粉酶活性，具有降低血糖、血脂和减肥的作用，可以预防糖尿病和治疗肥胖。与其他豆类相比，白芸豆中的α-AI活性更强、安全性更高。本文以白芸豆为原料，经过单因素试验和正交试验对α-AI的提取参数进行优化，并用含α-AI的白芸豆液研制出一种白芸豆山楂复合饮料，该饮料兼具白芸豆的清香味和山楂的爽口，色泽鲜亮，具有一定的市场开发价值。

一、白芸豆中α-AI的提取工艺

1.试验材料与试剂。白芸豆，吉林通化；α-淀粉酶，上海科拉曼试剂有限公司；稳定剂（羧甲基纤维素钠），山东鑫伟商贸有限公司；DNS试剂、可溶性淀粉酶，上海抚生实业有限公司。

2.试验仪器与设备。分析天平，上海赞维衡器有限公司；智能水浴锅，上海胜卫电子科技有限公司；高速冷冻离心机，雷勃泰科国际有限公司；可见分光光度计，日本津岛公司；粉碎机，江苏裕昌干燥工程有限公司；鼓风干燥箱，吴江德顺电热设备厂；高压均质机，上海锦竹机械设备有限公司；灭菌锅，广州市华粤行仪器有限公司。

3.工艺流程。白芸豆→除渣→粉碎→溶解→调节pH→离心→过滤→α-AI粗提取液。

4.操作要点。（1）原料预处理：选择新鲜、成熟度良好的白芸豆，用清水洗净，放入4℃的水中浸泡10h，剥去外皮后放入干燥箱干燥。（2）粉碎：将烘干的去皮白芸豆放入粉碎机中粉碎，过80目筛得到白芸豆粉。（3）调节pH：取白芸豆粉5g并根据料液比添加蒸馏水，恒温搅拌至完全溶解，添加0.5mol/L NaOH，调整白芸豆样液pH。（4）离心、过滤：将白芸豆样液于8000r/min的条件下离心25min，过滤，取上清液，得到α-AI粗提取液。

5.白芸豆中α-AI提取条件的确定。（1）α-AI抑制率的测定。按照赵蓉文章中提到的方法进行测定。（2）白芸豆α-AI提取单因素试验。分别对白芸豆液的pH值（3.5、4.5、5.5、6.5、7.5）、水浴温度（20℃、30℃、40℃、50℃、60℃）、料液比（1：4g/mL、1：6g/mL、1：8g/mL、1：10g/mL、1：12g/mL）、离心时长（10min、15min、20min、25min、30min）进行单因素试验，研究各因素对α-AI抑制率的影响。（3）正交试验优化提取条件。在单因素试验结果基础上，对白芸豆液pH值、水浴温度、料液比、离心时长进行正交优化，正交试验因素与水平设计见表1。

二、白芸豆山楂复合饮料的制作工艺

1.工艺流程。白芸豆山楂复合饮料的工艺流程如下所示：

白芸豆液、白砂糖、稳定剂

↓

山楂→挑选、清洗→蒸煮→破碎榨汁→调配、均质→脱气→灌装→杀菌→冷却→成品

2.操作要点。（1）挑选、清洗：选择无病虫害、无霉烂的新鲜山楂，放入水中清洗干净，然后去核。（2）调配、均质：将白芸豆液、山楂汁、白砂糖和稳定剂按照一定比例混合均匀，进行均质处理，均质温度为60℃、压力为18Mpa。（3）灌装、杀菌：将玻璃瓶清洗消毒后灌装，在95℃的温度下灭菌15min。

3.白芸豆山楂复合饮料配方试验。（1）单因素试验。分别对白芸豆液用量（10%、15%、20%、25%、30%）、山楂汁用量（5%、10%、15%、20%、25%）、白砂糖用量（3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%）、稳定剂用量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%）进行单因素试验，由30名专业品鉴人员组成按表2所示对各饮料进行感官评价。（2）正交试验。在单因素试验结果的基础上，对白芸豆液用量、山楂汁用量、白砂糖用量、稳定剂用量进行正交优化试验，采用感官评分作为试验指标，确定饮料最佳配方，正交试验因素及水平见表3。

三、试验结果与分析

1.白芸豆中α-AI的单因素试验结果。经研究得出，随着pH的升高，α-AI抑制率逐渐增长。在pH＝6.5时，淀粉酶抑制率达到峰值，然后逐渐降低。这是由于酸碱过度，从而导致α-AI失活，使抑制率大幅下降。

随着水浴温度的提升，α-AI抑制率逐渐增长，在50℃时抑制率达到最大值，超过50℃时，抑制率开始下降。实验结果表明，适当升高温度可提高α-AI抑制率，但是温度过高会使α-AI灭活从而导致抑制率降低。

料液比从1：4提高到1：8的过程中，α-AI的抑制率逐渐提高，料液比在1：8提高到1：12的过程中，抑制率开始下降。这是因为随着料液比的提高，会降低黏度，有利于α-AI的溶出，抑制率增加；如果料液比过大，α-AI的浓度被稀释，从而导致α-AI的抑制率下降。

离心时长在15min时α-AI的抑制率达到最高，离心时长大于15min时，抑制率缓慢降低。

2.抑制率的正交试验结果与分析。根据分析得出，因素A的R值为4.31，因素B的R值为0.99，因素C的R值为1.86，因素D的R值为1.56，各因素对α-AI抑制率的影响由强到弱的排列顺序为pH＞料液比＞离心时长＞水浴温度，A2B2C1D1为最佳组合，即白芸豆样液的pH为6.5、水浴温度为50℃、料液比为1：6、离心时长为15min。

3.白芸豆山楂复合型饮料配方的单因素试验结果。经研究得知，当白芸豆液用量为20%时，饮料感官评分最高，此时饮料的口感绵软，具有白芸豆独特的豆香。当白芸豆液用量高于20%时，饮料颜色加深，豆腥味较重；用量超过30%以上，出现白色粉末状沉淀；白芸豆液用量减少时，虽然饮料颜色澄清度有所增加，但饮料中白芸豆的味道变淡。因此，当白芸豆液用量为20%时，复合饮料的风味最佳。

当山楂汁用量为20%时，感官得分最高，此时色泽淡红，口味酸甜适度，有山楂独特的风味。当山楂汁用量超过20%以上，饮料风味偏酸，山楂风味掩盖了白芸豆的香气，感官评分降低。因此，当山楂用量为20%时，复合饮料风味最佳。

添加白砂糖的作用在于调节山楂的酸度，从而调节饮料风味。实验表明，白砂糖用量为5%时，评分最高。当白砂糖用量小于4.5%时，饮料甜度低、发酸；用量较多时，饮料变得太甜，从而掩盖了本来的香气，影响口感。

随着稳定剂用量的升高，感官得分先升后降。稳定剂用量为0.15%时，饮料无明显分层，香气浓郁；用量过低时，起不到稳定体系黏度的作用；用量过高时，对稳定效果促进作用不大，还会增加成本。

4.白芸豆山楂复合型饮料配方的正交试验结果。根据分析得出，因素A的R值为7.0，因素B的R值为5.3，因素C的R值为3.7，因素D的R值为1.0，各因素对饮料的影响程度从强到弱依次是白芸豆液>山楂汁>白砂糖＞稳定剂，最佳配方比为A2B3C3D1，即白芸豆液用量20%、山楂汁用量20%、白砂糖用量4.5%、稳定剂用量0.15%。

四、结论

本實验以白芸豆为主要原料，经过单因素试验和正交试验，改进白芸豆中α-AI的提取参数，得出最佳提取工艺：白芸豆液pH为6.5、水浴温度为50℃、料液比为1：6、离心时长为15min。然后用含α-AI的白芸豆液与山楂汁制备成保健型复合饮料，试验表明：当白芸豆液用量20%、山楂汁用量20%、白砂糖用量4.5%、稳定剂用量0.15%时，制成的白芸豆山楂复合饮料兼具白芸豆的清香味和山楂的爽口，呈现出独特的口感。

基金项目：2022年国家级大学生创新训练计划项目“白芸豆山楂保健饮料的开发”（202210202022）。

作者简介：冯晶晶（1999-），女，汉族，河南民权人，本科在读，研究方向为食品科学与工程。

*通信作者：陈思宇（1993-），女，汉族，吉林通化人，助教，硕士研究生，研究方向为思想政治教育。