文冠果奶茶片的研发与抑菌活性测定

王雨凡，毕晓彬，李 娜，王雨萌，曹文浩，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）

文冠果古称“长寿果”，在我国北部和东北部分布广泛[1]，为历代宫廷养生珍品，《本草纲目》捧文冠果为养生至宝，古人在养生过程中常服用文冠果茶，故称“养生茶”。文冠果茶中含有茶多酚、微量元素（Fe、Zn、Mn 等）以及大量的黄酮类物质，具有抗氧化、降血脂、增强人体免疫力、降低胆固醇等作用[2-3]，含有的皂苷、类黄酮、甾醇等被证实具有抑菌抗炎的效果[4]。刘俊义等[5]、杨小慧等[6]对文冠果进行有关抑菌活性研究，得出文冠果提取物对不同菌种均有良好的抑制作用。

近年来，不同文冠果茶产品相继上市，但在文冠果茶生产过程中会产生大量副产物，造成资源浪费[7-8]。利用超微粉碎技术可使茶末、茶渣等副产物微粉化，从而改善粉末粒径大小，提高茶多酚以及黄酮类物质的溶出量[9-10]，最大程度地提高文冠果茶作为原料的营养价值。奶茶片是近年来新出现的休闲保健食品，是产品加工的新形式，贮藏方便，服用方便，嚼碎后表面积增大，可以促进其在体内的溶解和吸收。利用超微粉碎技术制得的产品更有助于提高营养成分的吸收，可充分实现文冠果茶资源的高效利用。本文以文冠果茶为原料，以感官评分为评价指标，利用单因素和响应面试验优化文冠果奶茶片的工艺配方，并测定其抑菌效果，创新开发出绿色、健康的文冠果茶产品，为积极推动文冠果资源的进一步产业化开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

文冠果茶，山东沃奇农业开发有限公司；全脂奶粉，双城雀巢有限公司；维生素C、麦芽糊精、赤藓糖醇、硬脂酸镁，郑州福润德食品科技有限公司；95%乙醇，济南星辰生物技术有限公司，食品级；氢氧化钠、盐酸、氯化钠、氯化钾，国药集团化学试剂有限公司，分析纯；LB 营养琼脂，北京奥博星生物技术有限责任公司；大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC6538，上海保藏生物技术中心。

1.2 仪器与设备

WZJ6 型振动式倍力超微粉碎机，济南倍力粉技术工程有限公司；ZPS008 型旋转式压片机，上海天祥健台制药机械有限公司；DHG-9000 鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；SY-3D 型片剂四用测定仪，上海黄海药检仪器有限公司；JE502 型电子天平，上海普春测量仪器有限公司；XFH-75CA 立式电热自动压力蒸汽灭菌器，上海高致精密仪器有限公司；SPXD-400 生化恒温培养箱，长沙巴跃仪器有限公司；SW-CJ-2F 双人双面超净工作台，苏州安泰空气技术有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

文冠果奶茶片工艺流程见图1。

图1 文冠果奶茶片制作工艺流程Fig.1 Technological process of X.sorbifolia milk tea tablets

1.3.2 操作要点

（1）原料预处理

将文冠果茶置于超微粉碎机中粉碎5 min，过300 目的标准筛，制成文冠果茶粉；将奶粉、赤藓糖醇、维生素C、麦芽糊精过100 目的标准筛，备用。

（2）混合、制软材、造粒

将原辅料粉混合后，搅拌均匀。缓慢喷入95%乙醇并不断向同一方向搅拌均匀，制成软材后置于40 目标准筛中摇动过筛造粒。

（3）干燥

将40 目的标准筛截留的颗粒置于器皿中并使其分布均匀，置于鼓风干燥箱中60 ℃、30 min，每隔10 min 翻动1 次，使之不结块且干燥均匀后取出。

（4）压片

加入3%硬脂酸镁，置于压片机中压片，即制得文冠果奶茶片。

1.3.3 单因素试验

配方固定硬脂酸镁3%，以麦芽糊精填充至100 g，分别考察文冠果茶粉添加量（3%、4%、5%、6%、7%）、奶粉添加量（30%、35%、40%、45%、50%），赤藓糖醇与维生素C 质量比（5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1），混合后总计10%，探究各因素对奶茶片感官评分的影响。

1.3.4 响应面试验

在单因素试验的基础上，选取文冠果茶粉添加量（A）、奶粉添加量（B）、赤藓糖醇∶维生素C 比例（C）为三因素，以感官评分为响应值，按照Box-Behnken 试验设计原理设计三因素三水平实验（见表1），研究不同因素对奶茶片感官评分的影响。

表1 响应面分析因素与水平表Table 1 Factors and levels of response surface analysis

1.4 评定方法

1.4.1 感官评定

邀请有食品感官评价基础的学生20 人（10 男10女）作为感官评价人员，对产品的组织形态、口感、风味进行评定，满分100 分，结果取平均值。感官评定标准见表2[11-12]。

1.4.2 基本指标测定

（1）硬度

参照《中华人民共和国药典（2020年版）》[13]的方法测定文冠果奶茶片硬度。取20 片文冠果奶茶片，用片剂四用测定仪分别测定硬度。

（2）成粒率

文冠果奶茶片成粒标准以奶茶片表面有无裂痕、粗糙程度以及质地软硬为依据，若表面光滑无裂痕，且硬度适中即为成粒。成粒率计算公式见式（1）。

式中，N1为奶茶片总数；N2为裂片、表面粗糙、质地疏松的片剂总数。

表2 感官评分标准表Table 2 Sensory scoring standard table

（3）片重差异

参照《中华人民共和国药典（2020年版）》方法测定文冠果奶茶片重差异[14]。

（4）脆碎度

参照《中华人民共和国药典（2020年版）》方法测定文冠果奶茶片脆碎度。取20 片文冠果奶茶片，用片剂四用测定仪分别测定脆碎度。

1.4.3 微生物限量测定

参照《食品安全地方标准（DBS 65/021—2020）》方法测定文冠果奶茶片微生物限量。菌落总数测定：GB 4789.2—2022[15]；大肠菌群测定：GB 4789.3—2016 平板计数法[16]；金黄色葡萄球菌测定：GB 4789.10—2016 平板计数法[17]；沙门氏菌测定：GB 4789.4—2016[18]。

1.5 文冠果奶茶片的抑菌活性研究

1.5.1 水提物制备

参照侯京玲等[19]的方法，进行水提物的制备。准确称取干燥的文冠果奶茶片、黄连饮片各100 g，分别加入适量的蒸馏水煎煮，过滤，重复3 次，浓缩滤液至100 mL，得1g/mL的文冠果奶茶片水提物（供试液）及黄连水提物。

1.5.2 菌悬液制备

将供试菌株分别接种于营养琼脂平板上，置于37 ℃恒温恒湿培养箱中培养24 h 活化，待用。使用时，挑取琼脂平板上形态相同的菌落，恒温振荡培养24 h。取100 μL菌悬液逐倍稀释后涂布到平板上，培养后统计菌落数，按照稀释的倍数与接种量计算含菌量（平板菌落计数法），使用时将菌悬液的浓度调为6log CFU/mL。

1.5.3 体外抑菌活性测定

向培养皿中倒入琼脂培养基，凝固后使用移液枪吸取100 μL 浓度为6log CFU/mL 的菌悬液至琼脂培养基表面，用无菌涂布棒将其涂布均匀，盖好平皿，并于室温下干燥5 min，然后将浸有供试液、黄连水提液（阳性对照）和无菌蒸馏水（阴性对照）的滤纸片（直径5 mm）置于涂菌平板上，平行3 次，静置5 min。为保证准确性，均放置于37 ℃恒温恒湿培养箱下进行培养24 h 后，用游标卡尺测量抑菌圈直径大小。

1.6 数据分析

所有实验数据重复测量三次，采用IBM SPSS Statistics 26 软件对数据进行显著性分析（P＜0.05），采用Origin 2022 64 Bit 软件对数据进行作图，采用Design Expert-13 软件对响应面结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 文冠果茶粉添加量对奶茶片品质的影响

由图2 可知，随着文冠果茶粉添加量的增加，感官评分呈现先上升后下降的趋势，在文冠果茶粉添加量为5%时，感官评分最高，为82.04 分，此时奶茶片形态完整，茶香浓郁，口感柔和。因此，初步确定文冠果茶粉最佳添加量为5%。

图2 文冠果茶粉添加量对奶茶片感官品质的影响Fig.2 Effect of the amount of X.sorbifolia tea powder on the sensory quality of milk tea tablets

2.1.2 奶粉添加量对奶茶片品质的影响

由图3 可知，随着奶粉添加量增加，感官评分呈现先上升后下降的趋势，在奶粉添加量为40%时，感官评分最高为82.20 分。此时奶茶片断面结构细腻，无糊口感，咀嚼性好。因此，初步确定奶粉最佳添加量为40%。

图3 奶粉添加量对奶茶片感官品质的影响Fig.3 Effect of milk powder addition on sensory quality of milk tea tablets

2.1.3 赤藓糖醇与维生素C 质量比对奶茶片品质的影响

由图4 可知，随着赤藓糖醇和维生素C 比例的增加，感官评分呈现先上升后下降的趋势，在赤藓糖醇∶维生素C 的比例为7∶3 时，感官评分最高，为82.05 分，此时奶茶片硬度适中，入口细腻，酸甜协调。因此，初步确定赤藓糖醇∶维生素C 的最佳比例为7∶3。

图4 赤藓糖醇∶维生素C 比例对奶茶片感官品质的影响Fig.4 Effect of erythritol∶vitamin C ratio on sensory quality of milk tea tablets

2.2 响应面试验结果与分析

2.2.1 响应面试验结果与方差分析

由表3 可知，对试验数据进行二次多项式拟合，得到回归模型方程：感官评分Y=-261.076 48+32.820 00A+12.305 40B+11.965 44C-0.005 000AB+0.100 000AC+0.020 000BC-3.309 50A2-0.154 380B2-2.470 08C2。

表3 响应面试验设计及结果Table 3 Response surface experimental design and results

由表4 可知，该模型P＜0.05，表明该模型显著，试验设计合理可信；失拟项P＞0.05，不显著，表明其它未知因素对本试验结果影响较小；该模型决定系数R2=0.981 1，校正决定系数R2adj=0.988 6，两者较为接近，表明该模型拟合度良好；变异系数CV为0.482 2%，远小于10%，说明本试验准确度和可信度较高，模型拟合度好，具有统计学意义。回归模型显示，回归方程一次项C 对感官评价的影响显著，二次项A2、B2、C2对感官评价的影响极显著（P＜0.01）；而一次项A、B 及交互项AB、AC、BC 对感官评价的影响均不显著。由F值可知，各因素对文冠果奶茶片感官评分的影响主次顺序为C＞A＞B，即赤藓糖醇∶维生素C 影响最大，奶粉添加量影响最小。

表4 回归模型方差分析Table 4 Variance analysis of regression model

2.2.2 验证试验

利用Design Expert-13 软件进行优化分析，得到文冠果奶茶片的最佳配方为文冠果茶粉添加量4.88%、奶粉添加量39.46%、赤藓糖醇∶维生素C 质量比7.2∶2.8，感官评分为82.29 分。为了便于实际操作，调整配方为文冠果茶粉添加量5%、奶粉添加量40%、赤藓糖醇∶维生素C 7∶3，在此条件下重复试验3 次，感官评分为82.16 分，与理论预测值仅存在0.16%的误差，表明此条件下可制得具有文冠果茶独特风味的奶茶片。

2.3 文冠果奶茶片理化指标测定结果

由表5 可知，在最优配方下制作的文冠果奶茶片平均硬度为75.6N，成粒率≥96%，片重差异为±3.9%，脆碎度为0.2%。

表5 文冠果奶茶片理化指标测定结果Table 5 The results of the physical and chemical indexes of X.sorbifolia milk tea tablets

2.4 文冠果奶茶片微生物限量测定结果

由表6 可知，文冠果奶茶片的菌落总数、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及沙门氏菌的检出量均符合标准。

表6 文冠果奶茶片微生物测定结果Table 6 Determination results of microbial of X.sorbifolia milk tea tablets

2.5 文冠果奶茶片抑菌活性

由表7 可知，奶茶片对两种菌均产生抑菌圈，大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的抑菌圈较阳性对照小。但大肠杆菌的抑菌圈较阳性对照差异不大，金黄色葡萄球菌较阳性对照差异明显。因此，文冠果奶茶片对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有抑制效果，且对大肠杆菌的抑制效果较强。

表7 文冠果奶茶片对两种菌的抑菌圈直径Table 7 Diameter of bacteriostatic circle of X.sorbifolia milk tea tablets against two kinds of bacteria

3 结论

本研究以感官评分为指标，在单因素试验结果的基础上，通过响应面试验优化文冠果奶茶片的配方，得到最佳配方为文冠果茶粉添加量5%、奶粉添加量40%、赤藓糖醇7%、维生素C3%、麦芽糊精添加量42%、硬脂酸镁添加量3%，此配方制成的文冠果奶茶片感官评分为82.16 分。

同时对文冠果奶茶片进行理化指标测定，采用硬度、成粒率、片重差异及脆碎度作为文冠果奶茶片质量评价指标，试验得出，试验所制奶茶片，平均硬度为75.6 N，成粒率≥96%，片重差异±3.9%，脆碎度为0.2%。并进行微生物限度测定以及抑菌效果分析，微生物指标符合国标要求，奶茶片对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有抑菌效果，且对大肠杆菌抑菌效果较好。在最佳工艺下制得的文冠果奶茶片口感较好、具有文冠果茶粉独特风味，为文冠果茶的开发利用提供了一条新途径。