◎ 陳俊杰，鄧?yán)罹?，?綿，方 偉,2

（1.懷化學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，湖南 懷化 418000；2.山地生態(tài)食品精深加工湖南省普通高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗室，湖南 懷化 418008）

木姜葉柯（Lithocarpus litseifolius（Hance）Chun），又名木姜葉石櫟、甜茶、大葉稠子等，為殼斗科柯屬常綠闊葉樹種[1]，野生資源分布于秦嶺南坡以南山區(qū)，為山地常綠林的常見樹種，價值多樣，具有“樹上蟲草”的美譽(yù)[2]。2017 年原國家衛(wèi)生計生委批準(zhǔn)木姜葉柯葉片為新食品原料?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，木姜葉柯中的主要有效成分為黃酮類和酚類化合物等，具有降血壓、降血糖、抗氧化的功效[3-6]。

乳酸菌飲料因添加了常見的乳酸菌而具有獨(dú)特的風(fēng)味，且賦予食品新的營養(yǎng)價值和保健作用，是一類有發(fā)展?jié)摿Φ氖称穂7-8]。目前，市面上利用藥食兩用資源制備的乳酸菌飲料主要有紅棗富硒乳酸菌飲料、黨參乳酸菌飲料、黑枸杞乳酸菌飲料等，其風(fēng)味獨(dú)特、口感醇厚、營養(yǎng)價值豐富，充分發(fā)揮了乳酸菌飲料的優(yōu)勢[9-11]。利用木姜葉柯這一新型食品原料與乳酸菌結(jié)合制備飲料，對豐富乳類飲料市場、提升木姜葉柯的經(jīng)濟(jì)價值具有十分重要的意義。

在國家“健康中國2030”戰(zhàn)略大背景下，糖尿病、心血管疾病、肥胖等疾病越來越普遍。因此，高甜、低熱量、口感好以及綠色健康的飲料受到越來越廣泛的關(guān)注，木姜葉柯在該領(lǐng)域有著巨大的開發(fā)潛力[12-13]。本研究以木姜葉柯為主要原料，制備高甜低熱量飲品，對木姜葉柯產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)行深入探討，以期為木姜葉柯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

木姜葉柯嫩葉，湖南翱康生物科技有限公司；乳酸菌菌粉，昆山佰生優(yōu)科技有限公司；木糖醇，南京甘汁園糖業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2204B 電子天平，長沙南北旺實(shí)驗設(shè)備有限公司；LHS-250SC 恒溫恒濕培養(yǎng)箱，常州市國旺儀器制造有限公司；Scientz-10N 冷凍干燥機(jī)，湖南瑞煜科技發(fā)展有限公司；HHS-26 電熱恒溫水浴鍋，懷化科之源化玻儀器有限公司；SW-CJ-1D 無菌操作臺，上海秉越電子儀器有限公司

1.3 實(shí)驗方法

1.3.1 原材料預(yù)處理

稱取50 g 木姜葉柯嫩葉，洗凈瀝干水分，放入燒杯中，加入500 mL 水，混合均勻，靜置45 min。將燒杯置于電子萬用爐上，煮沸后慢火熬煮15 min，2 層紗布過濾，將濾液倒入1 000 mL 燒杯中，濾渣按上述方法分別加入300 mL 和400 mL 水重復(fù)實(shí)驗。將上述所有濾液集中起來用小火熬煮，濃縮至50 mL 濃稠狀態(tài)（生藥含量1 g·mL-1），于4 ℃冰箱下密封冷藏保存。乳酸菌菌粉經(jīng)發(fā)酵后凍干為淺白色粉末，備用。

1.3.2 工藝流程

木姜葉柯乳酸菌飲料的工藝流程為木姜葉柯原液→木糖醇→乳酸菌菌粉→調(diào)配→滅菌。

1.3.3 單因素實(shí)驗

以感官評分為評價標(biāo)準(zhǔn)，在同等基礎(chǔ)條件（木姜葉柯原液添加量為2%、木糖醇添加量15 g、乳酸菌菌粉添加量0.36 g ）下分別考察木姜葉柯原液添加量（1%、2%、3%、4%和5%）、木糖醇添加量（12 g、15 g、18 g、21 g 和24 g）、乳酸菌菌粉添加量（0.18 g、0.24 g、0.30 g、0.36 g 和0.42 g）對感官評分的影響。

1.3.4 響應(yīng)面實(shí)驗

以單因素實(shí)驗為基礎(chǔ)，選擇木姜葉柯原液添加量、木糖醇添加量和乳酸菌菌粉添加量這3 個因子為自變量，以感官評分作為響應(yīng)值，進(jìn)行響應(yīng)面分析，對產(chǎn)品配方進(jìn)行優(yōu)化。整合單因素實(shí)驗所得數(shù)據(jù)，使用Design-Expert 8.0.6 軟件進(jìn)行實(shí)驗設(shè)計與分析。

自然電場法布置3條剖面，分別為L2、L6、L7，與相應(yīng)的高密度剖面重合。綜合測井及井下電視鉆孔3個，分別為L6線的ZK22、ZK24、ZK26。

1.4 感官評價

請10 名食品質(zhì)量與安全專業(yè)人員組成評測組，要求評測員在評測前1 h內(nèi)及品評過程中不吸煙、不酗酒、不食辛辣等刺激性食物，對飲料的色澤、口感、組織狀態(tài)和香味4 個方面進(jìn)行評定，總分為100 分，具體評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官評價表

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗結(jié)果分析

2.1.1 木姜葉柯原液添加量對木姜葉柯乳酸菌飲料感官評分的影響

由圖1 可知，當(dāng)其他因素不變時，隨著木姜葉柯原液添加量的增多，乳酸菌飲料的感官評分出現(xiàn)了先升后降的情況。木姜葉柯原液添加量為2%時，感官評分最高。引起這一變化的主要原因是木姜葉柯原液可以給予飲料適當(dāng)?shù)幕靥穑?dāng)其濃度上升時反而會使飲料發(fā)苦，影響飲料口感；木姜葉柯原液的添加量還會影響乳酸菌飲料的色澤，當(dāng)木姜葉柯原液添加量超過2%時，乳酸菌飲料的色澤會由金黃色轉(zhuǎn)變黃褐色。因此，選擇木姜葉柯原液添加量為1%、2%和3%。

2.1.2 木糖醇添加量對木姜葉柯乳酸菌飲料感官評分的影響

由圖2 可知，當(dāng)其他因素不變時，乳酸菌飲料的感官評分隨著木糖醇添加量的升高而出現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象。木糖醇添加量為18 g 時感官評分最高。添加量超過18 g 時，感官評分明顯下降，其主要原因是木糖醇含量對乳酸菌飲料的甜度有很大影響，適量添加木糖醇能賦予乳酸菌飲料適宜的甜度；如果過量添加木糖醇，乳酸菌飲料不僅甜度太高，還會掩蓋木姜葉柯的回甜。因此，選擇木糖醇添加量為15 g、18 g 和21 g。

圖2 木糖醇添加量對木姜葉柯乳酸菌飲料感官評分的影響圖

乳酸菌菌粉添加量會影響乳酸菌的生長特性及乳酸菌飲料的黏度和酸度，進(jìn)而影響乳酸菌飲料的品質(zhì)[14]。由圖3 可知，當(dāng)其他因素不變時，乳酸菌飲料的感官評分隨著乳酸菌菌粉的增加呈先升后降的趨勢。乳酸菌菌粉添加量為0.30 g 時感官評分最高。因此，選擇乳酸菌菌粉添加量為0.24 g、0.30 g 和0.36 g。

圖3 乳酸菌菌粉添加量對木姜葉柯乳酸菌飲料感官評分的影響圖

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化實(shí)驗分析

2.2.1 響應(yīng)面法實(shí)驗結(jié)果

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選擇木姜葉柯原液添加量（A）、木糖醇添加量（B）和乳酸菌菌粉添加量（C）為自變量，感官評分為響應(yīng)值，運(yùn)用Box-Behnken 生成實(shí)驗設(shè)計因素和水平表格，見表2。響應(yīng)面設(shè)計方案及所得響應(yīng)結(jié)果見表3。

表2 Box-Behnken 實(shí)驗設(shè)計因素與水平表

表3 響應(yīng)面實(shí)驗設(shè)計及結(jié)果表

利用響應(yīng)面軟件Design-Expert 8.0.6 對表3 試驗結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，建立二次模型方程式：感官評分=85.896+2.248A+0.55B-1.409C+2.8AB+1.653AC-1.18BC-11.309A2-6.457B2-9.354C2，模型的方差分析結(jié)果見表4。

表4 回歸模型方差分析結(jié)果表

由表4 可知，p＜0.01 表示模型極顯著，失擬項p為0.172 6 ＞0.05，說明試驗該模型失擬項不顯著。由此可知，試驗?zāi)Ｐ褪诛@著且擬合度良好，試驗回歸方程的R2=0.994 9 ＞0.9，因此木姜葉柯乳酸菌飲料感官評分由木姜葉柯原液添加量、木糖醇添加量和乳酸菌菌粉添加量這三個因素決定的可能性達(dá)到99.49%，說明此回歸模型充分?jǐn)M合試驗數(shù)據(jù)，實(shí)驗值與理論值具有相關(guān)性，可以利用此回歸方程分析結(jié)果，確定木姜葉柯乳酸菌飲料的最佳工藝配方。

F值與因素對試驗結(jié)果的影響作用成正相關(guān)，F(xiàn)值越大，因素對于試驗結(jié)果的影響作用越大。由表4可知，F(xiàn)A=42.44，F(xiàn)B=2.54，F(xiàn)C=16.66，由此可知，單因素對木姜葉柯乳酸菌飲料感官評分影響大小順序為木姜葉柯原液添加量＞乳酸菌菌粉添加量＞木糖醇添加量，且木姜葉柯原液添加量（A）、木姜葉柯原液添加量和木糖醇添加量的交互項（AB）、3 個因素的二次項A2、B2、C2都是極顯著影響因素（p＜0.01）；乳酸菌菌粉添加量（C）、木姜葉柯原液添加量和乳酸菌菌粉添加量的交互項（AC）、木糖醇添加量和乳酸菌菌粉添加量的交互項（BC）為顯著影響因素（p＜0.05），木糖醇添加量（B）影響較小。

2.2.2 響應(yīng)面交互作用

3D 圖可以看出木姜葉柯原液添加量、木糖醇添加量和乳酸菌菌粉添加量這3 個因素各參數(shù)之間的相互作用對木姜葉柯乳酸菌飲料感官評價的影響，坡度凸起幅度與兩因素之間的交互作用成正相關(guān)。由圖4、圖5、圖6 可知，木姜葉柯原液添加量與木糖醇添加量的交互作用、木姜葉柯原液添加量與乳酸菌菌粉添加量的交互作用、木糖醇添加量與乳酸菌菌粉添加量的交互作用均較強(qiáng)，對木姜葉柯乳酸菌飲料的影響達(dá)到了顯著水平，且AB=0.000 7<0.05，AC=0.011 7<0.05，BC=0.046 3<0.05 均可證明3D 圖分析結(jié)果。根據(jù)分析計算，響應(yīng)面法優(yōu)化木姜葉柯乳酸菌飲料工藝條件為木姜葉柯原液添加量2%、木糖醇添加量18 g、乳酸菌菌粉添加量0.3 g。

圖4 木姜葉柯原液添加量與木糖醇添加量的交互作用對飲料感官評分的影響圖

圖5 木姜葉柯原液添加量與乳酸菌菌粉添加量的交互作用對飲料感官評分的影響圖

圖6 木糖醇添加量與乳酸菌菌粉添加量的交互作用對飲料感官評分的影響圖

2.2.3 驗證實(shí)驗

根據(jù)2.2.2 中最優(yōu)工藝條件以及實(shí)際實(shí)驗條件，在木姜葉柯乳酸菌飲料中分別添加木姜葉柯原液2%、木糖醇18 g、乳酸菌菌粉0.3 g 制作3 批樣品，進(jìn)行感官評價，感官評分分別為86.35 分、86.42 分、85.64 分，與相應(yīng)條件預(yù)測值相近。結(jié)果表明，數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確可靠，木姜葉柯乳酸菌飲料具有良好的重現(xiàn)性、可行性和可操作性。

3 結(jié)論

本文以感官評分為考察指標(biāo)，采用單因素試驗和響應(yīng)面分析方法優(yōu)化木姜葉柯乳酸菌飲料的制作工藝。結(jié)果表明，影響木姜葉柯乳酸菌飲料感官評分大小的順序為木姜葉柯原液添加量＞乳酸菌菌粉添加量＞木糖醇添加量。當(dāng)木姜葉柯原液添加量為2%、木糖醇添加量為18 g、乳酸菌菌粉添加量為0.3 g 時，木姜葉柯乳酸菌飲料的色澤金黃，口感好，組織細(xì)膩，為優(yōu)化木姜葉柯加工工藝、木姜葉柯多樣化的開發(fā)利用，木姜葉柯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了參考依據(jù)。