文冠果多肽口服液的研制及抗氧化活性研究

宋健平，王雨萌，任 婷，王晓雨，李文旭，王 磊，于 梅*

（1.山东农业工程学院食品科学与工程学院，山东 济南 250100；2.山东省林草种质资源中心暖温带林草种质资源保存与利用国家林业和草原局重点实验室，山东 济南 250102）

文冠果（Xanthoceras sorbifoliaBunge）是无患子科文冠果属植物，是我国特有的木本油料[1]。文冠果种仁含油量55%～70%[2]，不饱和脂肪酸含量超过90%，神经酸含量2.5%左右[3]，具有降血脂、降血压、预防心血管疾病等功效[4]。种仁中蛋白质含量丰富，约为25%，榨油后的文冠果籽粕中蛋白含量超过35%，且含有17 种氨基酸，人体必需氨基酸种类齐全[5-6]。目前，作为文冠果油加工过程中的副产物，文冠果籽粕通常用作饲料，利用率低，功效成分无法充分发挥，造成资源损失。研究发现，植物蛋白质经蛋白酶解后的多肽产物具有抗菌、降血糖等功能活性[7-10]，文冠果籽粕经酶解的产物具有一定的抗氧化功效[11]。因此，文冠果籽粕可作为生产肽类产品的优质原料。口服液作为一种新型产品形式，具有剂量小、有效成分高、有助于人体吸收等优点[12]。目前，利用文冠果籽粕酶解生成多肽的研究停留在实验阶段，将酶解液研制成产品的研究较少。本文以文冠果籽粕为原料，酶解获得多肽液后，辅以木糖醇、海藻糖、无水柠檬酸、β-环状糊精，采用单因素及正交试验研制一款酸甜可口、营养丰富，并且具有一定抗氧化功能的口服液，以期拓宽文冠果多肽在食品领域中的应用，提高文冠果籽粕深加工的附加值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

文冠果籽粕，购自山东林昱宏文冠果有限公司；Arazyme 高效蛋白酶（5 000 U/g），中韩食品研究所提供；无水柠檬酸、木糖醇精纯、海藻糖、β-环状糊精，河南万邦化工科技有限公司；Tris-HCl 缓冲液、邻苯三酚、二硫苏糖醇（DTT）活力为99.0%、2,2’-联氮-二（3- 乙基- 苯并噻唑-6- 磺酸）二铵盐（ABTS）、1,1- 二苯基-2- 三硝基苯肼（DPPH），上海源叶生物技术有限公司；过硫酸钾，上海麦克林生化科技有限公司；牛血清蛋白，美国Sigma公司；七水合硫酸亚铁、邻二氮菲、正己烷等，国药集团化学试剂有限公司；以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

FLBP-200 万能高速粉碎机，上海非利博食品机械有限公司；WZJ-6J 振动式超细粉碎机，济南倍力粉技术工程有限公司；BK-600B 型超声清洗仪，济南巴客超声波科技有限公司；立式压力蒸汽灭菌器、SHZ-C 水浴恒温振荡器、超净工作台，上海博迅医疗生物仪器股份有限公司；YP12003 电子天平，上海光正医疗仪器有限公司；SHZ-Ⅲ型循环水真空泵，上海亚荣生化仪器厂；笔式pH计，上海盛磁仪器有限公司；TU-1810 紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司。

1.3 试验方法

1.3.1 文冠果多肽口服液制作工艺流程

文冠果籽粕→脱脂、超微粉碎→文冠果籽粕粉→超声波辅助酶解→抽滤→文冠果多肽液→调配→灭菌→文冠果多肽口服液。

1.3.2 工艺操作要点

（1）原材料预处理

按照文冠果籽粕与正己烷1∶3（g/mL）的比例进行脱脂处理，于恒温振荡器中震荡24 h，放入干燥箱中干燥温度70 ℃，连续烘干2.5 h，后进行粉碎，过200 目筛备用。将木糖醇、海藻糖、无水柠檬酸等用高速粉碎机粉碎，分别过200 目筛备用。

（2）酶解

称取文冠果籽粕粉加水1 200 mL，利用超声清洗仪（超声波功率300 W、温度37 ℃、超声时间20 min），选用Arazyme 高效蛋白酶在料液比为1 ∶12、酶添加量0.15%，酶解温度37 ℃，pH 8.5 的条件下酶解6 h，得到酶解液。

（3）抽滤

将酶解液在80 ℃水浴中加热15 min 进行灭酶，再进行真空抽滤，得到多肽液，测定多肽含量。

（4）调配

将得到的多肽液分成等量若干份，与制备的木糖醇、海藻糖、无水柠檬酸、β-环状糊精进行调配后灭菌，并配以感官评价作为指标。

1.3.3 文冠果口服液单因素试验设计

以糖添加量8%、木糖醇与海藻糖的质量比6∶2、无水柠檬酸添加量0.6%、β-环状糊精添加量1.2%共四个固定值进行单因素试验，研究木糖醇与海藻糖质量比（8∶0、7∶1、6∶2、5 ∶3、4 ∶4）、无水柠檬酸添加量（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）、β-环状糊精添加量（0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%）对文冠果多肽口服液感官品质的影响，确定最适宜的添加量。

1.3.4 文冠果多肽口服液的正交试验设计

在单因素试验的基础上，通过正交试验优化文冠果多肽口服液的工艺条件，选取木糖醇和海藻糖的质量比、无水柠檬酸添加量、β-环状糊精添加量三个因素，设计L9(33)正交试验，以感官评价表为评分标准，确定文冠果多肽口服液的最优配方组合，正交试验因素和水平设计见表1。

表1 文冠果多肽口服液正交试验因素和水平Table 1 Factors and levels of orthogonal test of X.sorbifolia polypeptide oral liquid

1.4 感官评价

选取15 名感官评价员，将其分为3 组，结果取平均值，见表2[13]。从口服液的口感、色泽、气味、性状4 个方面对文冠果多肽口服液进行感官评定，满分100 分。

表2 文冠果多肽口服液感官评价表Table 2 Sensory evaluation form of X.sorbifolia Bunge polypeptide oral liquid

1.5 文冠果口服液多肽含量测定

采用双缩脲法[14]，以牛血清白蛋白（BSA）为标准品绘制标准曲线，得到回归方程为y=0.002 1x-0.000 3（其中x为BSA 的含量，y为A540nm），其中相关系数R2=0.996 5，吻合程度高，具有可行度，因此可以由吸光度值直接查阅标准曲线得出被测物质浓度。

1.6 文冠果多肽口服液的抗氧化活性研究

1.6.1 羟基自由基清除能力的测定

参照宗玉霞等[15]的研究方法进行测定，采用邻二氮菲-Fe2+氧化法测定羟基自由基清除率。

1.6.2 超氧阴离子自由基清除能力的测定

参照于梅等[16]的研究方法进行测定。

1.6.3 DPPH 自由基清除能力的测定

参照程蕾等[17]的研究方法进行测定。利用紫外分光光度法测定DPPH 溶液的吸光度值、样品溶液与DPPH混合溶液的吸光度值、样品溶液与无水乙醇混合溶液的吸光度值。

1.6.4 ABTS 自由基清除能力的测定

参照李奕葶等[18]的研究方法进行测定。利用分光光度法测定ABTS 溶液、样品提取液与ABTS 混合溶液的吸光值。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果及分析

2.1.1 木糖醇和海藻糖质量比对文冠果多肽口服液感官品质的影响

由图1 可知，随着海藻糖添加量的增大，感官评分呈先升高后降低的趋势。当海藻糖占比相对较少时，木糖醇含量高，口感甜腻，接受度低。当海藻糖占比相对较高时，由于海藻糖的甜度低于木糖醇的甜度，导致口服液的甜度低，口服液带有略微苦涩感。当木糖醇和海藻糖比例为6∶2 时，文冠果多肽口服液感官评分最高，外观呈乳黄色，入口细腻，甜度适中。因此，木糖醇和海藻糖比例选择6∶2。

图1 木糖醇和海藻糖比例对多肽口服液感官品质的影响Fig.1 Effects of xylitol and trehalose ratio on sensory score of polypeptide oral solution

2.1.2 无水柠檬酸添加量对文冠果多肽口服液感官品质的影响

由图2 可知，随着无水柠檬酸添加量的增加，口服液感官评分呈先升后降的趋势。当无水柠檬酸添加量低于0.6%时，文冠果多肽口服液的苦涩味更强烈，味道较差，口感不易被人接受。当无水柠檬酸添加量过多时，口服液口感酸苦，口感失调。当无水柠檬酸添加量为0.6%时，多肽口服液既不会有浓重的苦涩味，也不会造成口服液口感的失调，感官评分最高。因此，无水柠檬酸添加量选择0.6%。

图2 无水柠檬酸添加量对多肽口服液感官品质的影响Fig.2 Effects of anhydrous citric acid supplementation on sensory evaluation of polypeptide oral solution

2.1.3β-环状糊精添加量对文冠果多肽口服液感官品质的影响

由图3 可知，随着β-环状糊精的添加量逐渐增加，感官评分呈现先升后降的趋势。基于植物蛋白在酶解过程中苦味产生的原理及已有对植物多肽脱苦方法研究，故选择β-环状糊精包埋法[19]。当β-环状糊精添加量过少时，由于β-环状糊精分子结构中的疏水性空腔未能与呈味物质形成稳定的包埋物[5]，不能完全地掩盖文冠果多肽的苦味，口服液的苦涩感较重。当β-环状糊精添加量过多时，口服液质地浓稠，产生异味[20]。当β-环状糊精添加量为1.2%时，口服液质地均匀，酸甜适中，感官评分最高。因此，β-环状糊精添加量选择1.2%。

图3 β-环状糊精添加量对多肽口服液感官品质的影响Fig.3 Effects of β-cyclodextrin supplementation on sensory score of polypeptide oral solution

2.2 文冠果多肽口服液正交试验结果与分析

由表3 可知，各因素对文冠果多肽口服液的影响大小为木糖醇和海藻糖比例（A）＞无水柠檬酸添加量（B）＞β-环状糊精添加量（C）。文冠果多肽口服液的最佳工艺条件是A2B2C2，即木糖醇∶海藻糖为6∶2，无水柠檬酸的添加量为0.6%，β-环状糊精的添加量为1.2%。经验证试验，配方A2B2C2调制的多肽口服液感官评分为92.6，高于其他试验组，此配方下的多肽口服液外观呈乳黄色，入口细腻，有文冠果特殊气味，酸甜适中。

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

2.3 文冠果多肽口服液多肽含量的测定

由标准回归方程计算得出口服液中的多肽浓度为1.01 mg/mL。

2.4 文冠果多肽口服液的抗氧化活性

从表4 可以看出，文冠果多肽口服液具有一定的抗氧化活性，其对羟基离子自由基、超氧阴离子自由基、DPPH 自由基和ABTS 自由基清除能力分别达到（60.02±0.26）%、（68.24±0.44）%、（89.45±0.52）%和（65.26±0.29）%。

表4 文冠果多肽口服液对不同自由基的清除率Table 4 The scavenging rate of X.sorbifolia polypeptide oral liquid against different radicals

3 结论

以文冠果籽粕为原料，通过酶解得到多肽液，并配以木糖醇、海藻糖、无水柠檬酸、β-环状糊精复配研制文冠果多肽口服液，以感官评分为指标，在单因素试验的基础上进行正交试验，研究了木糖醇和海藻糖质量比、无水柠檬酸添加量、β-环状糊精添加量对多肽口服液的感官品质影响，并对其抗氧化活性进行分析。得到多肽口服液的最佳配方为文冠果多肽液100 mL、木糖醇∶海藻糖质量比6∶2（总量8%）、无水柠檬酸添加量0.6%、β-环状糊精添加量1.2%。此最佳配方下的多肽口服液色泽乳黄，入口细腻，酸甜适中，有文冠果特殊风味，该风味呈现出一定的鲜味，这可能是与文冠果特有的呈味肽的形成有关，同时苦涩味降低，这是由于β-环状糊精分子结构中的疏水性空腔，与呈味物质形成了稳定的包埋物，掩盖了一定的风味，多肽含量为1.01 mg/mL，对羟基离子自由基、超氧阴离子自由基、DPPH 自由基和ABTS 自由基清除能力分别达到（60.02±0.26）%、（68.24±0.44）%、（89.45±0.52）%和（65.26±0.29）%，具有一定的抗氧化活性。该多肽口服液工艺可行，抗氧化效果好，促进了文冠果的多元化发展利用。