摘 要：以茯苓為原料，通過食材燉煮、濃縮、乳酸菌發(fā)酵等工藝技術(shù)，研制一款對人體有益的茯苓乳酸菌發(fā)酵制品，并利用正交試驗(yàn)結(jié)合模糊數(shù)學(xué)綜合評價(jià)法優(yōu)化其工藝方案。結(jié)果表明，茯苓乳酸菌發(fā)酵制品感官評分影響因素的主次順序?yàn)闊踔鬁囟龋景l(fā)酵時(shí)間＞混菌比例。在燉煮溫度為90 ℃、植物乳植桿菌HM6008與副干酪乳酪桿菌HM7Z03按1∶1活菌數(shù)接種、發(fā)酵時(shí)間18 h的條件下，茯苓乳酸菌發(fā)酵制品感官評分最高，具有增強(qiáng)免疫力的功效。

關(guān)鍵詞：茯苓；乳酸菌；發(fā)酵；免疫力；藥食同源

Optimization of the Preparation Process of Poria cocos Lactic Acid Bacteria Fermented Products by Orthogonal Experiment Combined with Fuzzy Mathematics Comprehensive Evaluation Method

ZOU Zehua

（Xiamen Sci-Plus Biotech. Co.， Ltd.， Xiamen 361000， China）

Abstract： Using Poria cocos as raw material， a fermented product of Poria cocos with lactic acid bacteria was developed through processes such as stewing， concentration， and lactic acid bacteria fermentation. And use orthogonal experiments combined with fuzzy mathematical comprehensive evaluation method to optimize its process plan. The results showed that the primary and secondary order of factors affecting the sensory evaluation of fermented products by Poria cocos lactic acid bacteria was stewing temperature＞fermentation time＞mixed bacteria ratio. Under the conditions of a stewing temperature of 90 ℃， inoculation of Lactobacillus plantarum HM6008 and Lactobacillus paracasei HM7Z03 in a 1∶1 ratio of viable bacteria and fermentation time of 18 hours， the fermented products of Poria cocos lactic acid bacteria have the highest sensory score and have the effect of enhancing immunity.

Keywords： Poria cocos; lactobacillus; fermentation; immunity; medicine and food share the same origin

茯苓，又稱云苓、茯靈、松苓等，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》[1]，為多孔菌科真菌茯苓（Poria cocos）的干燥菌核。味甘、淡，性平，歸心、肺、脾、腎經(jīng)[2]。茯苓是一種十分常見且營養(yǎng)價(jià)值較高的中藥，是中華九大仙草之一，被古人稱為“四時(shí)神藥”，民間素有“一兩茯苓一兩金”的說法，享有“十方九苓”和“藥膳白銀”之譽(yù)名[3]。現(xiàn)代藥理分析表明茯苓具有抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、保護(hù)腎臟、保心、保肝及其他作用[4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020版《中華人民共和國藥典》中收錄含有茯苓的中成藥239種，茯苓作為傳統(tǒng)大宗藥材、藥食同源食藥物質(zhì)、農(nóng)產(chǎn)品、食用菌、林下特色經(jīng)濟(jì)作物等五重身份，具有十分廣闊的市場空間。

發(fā)酵是一種安全且高效的食品加工方式，利用微生物對藥食同源物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵，可顯著提高特定成分含量，進(jìn)而增強(qiáng)藥性，對于提升產(chǎn)品口感也有幫助[5-6]。本文以藥食同源物質(zhì)茯苓為主要研究對象，以正交試驗(yàn)結(jié)合模糊數(shù)學(xué)綜合評價(jià)法，優(yōu)化燉煮、濃縮、乳酸菌發(fā)酵等工藝參數(shù)，研制一款具有增強(qiáng)免疫力功效的茯苓乳酸菌發(fā)酵制品，為開發(fā)具有益生功效的藥食同源物質(zhì)茯苓中藥制劑及系列發(fā)酵食品提供理論依據(jù)和實(shí)用參考。

1 材料與方法

1.1 材料

發(fā)酵菌種，廈門和美科盛生物技術(shù)有限公司乳酸菌菌種資源庫；茯苓，福建省林下經(jīng)濟(jì)種植。

1.2 設(shè)備

電子天平，嘉興正峰智能設(shè)備有限公司；高壓蒸汽滅菌鍋，上海博迅；電磁爐，杭州九陽生活電器有限公司；電熱爐，天津市賽得利斯實(shí)驗(yàn)分析儀器制造廠；電熱恒溫培養(yǎng)箱，上虞區(qū)滬越儀器設(shè)備廠；中藥燉煮機(jī)，長沙使卓成醫(yī)療器械有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

原料挑揀清洗→配料燉煮及濃縮→發(fā)酵→滅活→干燥粉碎（或不干燥粉碎）→品測。

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）原料挑揀清洗。選取晾干、外觀均一的白茯苓作為原料，清洗晾干備用。

（2）配料燉煮及濃縮。茯苓與水按2∶5的質(zhì)量比例配制，進(jìn)行燉煮濃縮。

（3）發(fā)酵。將燉煮好的物料冷卻至（37±1）℃，接種一定比例的乳酸菌菌種，于（37±1）℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)指定時(shí)間。

（4）滅活。發(fā)酵終點(diǎn)應(yīng)及時(shí)滅活，滅活方式為105 ℃滅活30 min。

（5）干燥粉碎。滅活后的樣品可進(jìn)一步進(jìn)行干燥、粉碎等，形成粉末狀乳酸菌發(fā)酵制品；未干燥處理的為液體狀乳酸菌發(fā)酵制品。其中，干燥條件為

70 ℃減壓干燥，粉碎目數(shù)為200目。本試驗(yàn)以液體狀乳酸菌發(fā)酵制品為感官評價(jià)樣品。

1.3.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

依托廈門和美科盛生物技術(shù)有限公司微生物菌種資源庫優(yōu)勢，對乳植桿菌屬、廣布乳桿菌屬、粘液乳桿菌屬、雙歧桿菌屬、片球菌屬、鏈球菌屬、乳酪桿菌屬、乳桿菌屬、乳球菌屬等9個(gè)菌屬合計(jì)40個(gè)乳酸菌菌種進(jìn)行篩選，獲取具有增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答能力的植物乳植桿菌HM6008、副干酪乳酪桿菌HM7Z03作為發(fā)酵菌株進(jìn)行試驗(yàn)。

在單因素預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以感官評分為考察指標(biāo)，選擇茯苓燉煮溫度、混菌比例（HM6008活菌數(shù)∶HM7Z03活菌數(shù)）、發(fā)酵時(shí)間為考察因素，設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素水平見表1。

1.3.4 感官評定標(biāo)準(zhǔn)

在有感官評定經(jīng)驗(yàn)的人員中隨機(jī)抽取10名組成評定小組，按照表2標(biāo)準(zhǔn)對樣品進(jìn)行感官評價(jià)。感官評價(jià)人員要求必須身體健康，在嗅覺、味覺等方面的機(jī)能要正常，在開展感官評價(jià)工作前1 h內(nèi)禁止吸煙，避免食用口香糖等容易引起后味拖延的食物[7]。

1.3.5 模糊數(shù)學(xué)感官評價(jià)模型的建立

根據(jù)感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將茯苓乳酸菌發(fā)酵制品的色澤、香氣、口感作為評價(jià)指標(biāo)。確定模糊數(shù)學(xué)因素集U=（U1，U2，U3）；設(shè)定評語集V=（優(yōu)，良，中，差）=（90，80，70，60），根據(jù)產(chǎn)品特性及10位評委打分結(jié)果，確定權(quán)重集A=（A1，A2，A3）=（0.2，0.3，0.5），權(quán)重的總和為1。

感官評價(jià)結(jié)果記為Yi，Yi是權(quán)重A和模糊矩陣R相乘，即Yi=A×Ri，最后得分綜合模糊數(shù)學(xué)感官評分Si=Yi×V，式中Yi為茯苓乳酸菌發(fā)酵制品模糊數(shù)學(xué)感官評定結(jié)果；V為評語集。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗(yàn)結(jié)果

模糊數(shù)學(xué)綜合評價(jià)法是用精確的數(shù)學(xué)方法來處理無法用數(shù)字精確描述的模糊概念或事物的一種方法，該方法能夠很好地減少感官評價(jià)指標(biāo)間及感官評價(jià)主體間的主觀評定誤差，從而獲得更科學(xué)、更客觀的結(jié)果，在食品感官評定中被廣泛應(yīng)用[8]。

正交試驗(yàn)感官評價(jià)結(jié)果見表3，以樣品1（A1B1C1）為例，建立模糊矩陣為R1=。根據(jù)模糊數(shù)學(xué)變換原理Yi=A×Ri，對所測試樣進(jìn)行變換形成矩陣：Y1=A×R1=（0.2，0.3，0.5）×=（0.26，0.55，0.19，0）。等級賦值后得到模糊感官評分：Si=Yi×V=（0.26，0.55，0.19，0）×（90，80，70，60）=0.26×90+0.55×80+0.19×70+0×60=80.7。

同理可得樣品2～樣品9的綜合評判集與模糊感官評分，如表4所示。

由表4極差分析結(jié)果可知，燉煮溫度、發(fā)酵時(shí)間、混菌比例在不同程度上影響著茯苓乳酸菌發(fā)酵制品感官評分，影響程度為燉煮溫度（A）＞發(fā)酵時(shí)間（C）＞混菌比例（B），結(jié)合表5的方差分析結(jié)果可以看出，3因素中燉煮溫度（A）對感官綜合評分影響極顯著（P＜0.01），混菌比例和發(fā)酵時(shí)間對感官綜合評分影響顯著（P＜0.05）。茯苓乳酸菌發(fā)酵制品的最佳制備工藝方案為A2B2C1，即燉煮溫度90 ℃、HM6008與HM7Z03按1∶1活菌數(shù)比例、發(fā)酵時(shí)間18 h。

2.2 工藝驗(yàn)證

對A2B3C1及A2B2C1兩種制備工藝進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，3次平行試驗(yàn)下A2B3C1工藝的感官評分為88.0分、89.0分、88.0分，平均分88.3分，計(jì)算得RSD值為0.65%；A2B2C1工藝的感官評分為93.0分、93.0分、92.0分，平均分92.7分，計(jì)算得RSD值為0.62%。這表明優(yōu)化的茯苓乳酸菌發(fā)酵制品制備工藝重復(fù)性良好，以A2B2C1工藝制備的茯苓乳酸菌發(fā)酵制品具有一定的可行性。

3 結(jié)論與討論

本研究以藥食同源食藥物質(zhì)茯苓為原料，通過燉煮、濃縮、乳酸菌發(fā)酵、干燥粉碎等工藝技術(shù)，研制了一款茯苓乳酸菌發(fā)酵制品。以茯苓乳酸菌發(fā)酵制品免疫活性為主要評價(jià)指標(biāo)篩選獲取最適宜乳酸菌發(fā)酵菌種，再采用L9（34）正交試驗(yàn)確定了茯苓乳酸菌發(fā)酵制品最優(yōu)制備工藝為燉煮濃縮溫度90 ℃，植物乳植桿菌HM6008、副干酪乳酪桿菌HM7Z03活菌數(shù)添加比例1∶1，發(fā)酵時(shí)間18 h，制得的藥食同源茯苓乳酸菌發(fā)酵制品綜合質(zhì)量最佳。

有研究表明，利用乳酸菌對藥食同源中藥材進(jìn)行發(fā)酵，可起到提高中藥材藥效、增加人體吸收率、降低中藥材毒副作用、產(chǎn)生新的活性成分、改善中藥材口感以及節(jié)約中藥資源等有益效果[9-11]。同時(shí)，藥食同源成分的添加也能促進(jìn)乳酸菌活菌數(shù)的增長[12]。對此，團(tuán)隊(duì)成員還在進(jìn)一步摸索驗(yàn)證，同時(shí)在抗炎、抗過敏等領(lǐng)域深入研究，以期在乳酸菌+藥食同源領(lǐng)域獲取最佳的組合方式與工藝技術(shù)，助力生物制藥與功能性食品開發(fā)板塊產(chǎn)業(yè)升級，為藥食同源大健康產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展奠定扎實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

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