李安，袁小卓，孫亞茹，田昌義，吳德智*

（貴州理工學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心，貴州貴陽(yáng)550001）

響應(yīng)面法優(yōu)選黃精發(fā)酵功能飲料的工藝和配方

李安，袁小卓，孫亞茹，田昌義，吳德智*

（貴州理工學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心，貴州貴陽(yáng)550001）

以滇黃精為主要原料，研制具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及保健功能的黃精發(fā)酵功能飲料。以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)和Box-Behnken響應(yīng)面法分別對(duì)發(fā)酵工藝及飲料的配方及進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，黃精發(fā)酵功能飲料的最佳的發(fā)酵制備工藝為發(fā)酵溫度42℃，發(fā)酵時(shí)間17 h，液料比14∶1（mL∶g），保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bugaicus）∶嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）配比1∶1，接種量5.0%，黃精發(fā)酵漿感官評(píng)分為93.27分；黃精發(fā)酵功能飲料配方為黃精發(fā)酵漿15%、檸檬酸0.7%、白砂糖10%、復(fù)合穩(wěn)定劑0.6%。在此最佳條件下，黃精發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分為90.21分，產(chǎn)品質(zhì)地均勻、香氣協(xié)調(diào)、口感細(xì)膩。

黃精；發(fā)酵飲料；工藝；配方；Box-Behnken試驗(yàn)

黃精（Rhizoma polygonatum）為百合科黃精屬植物滇黃精、黃精或多花黃精的干燥根莖。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為黃精味甘性平，具有補(bǔ)中益氣、健脾潤(rùn)肺，益腎強(qiáng)骨的功效[1]，其主要含有黃精皂苷、煙酸、糖類、醌類、氨基酸及微量元素等多種成分，具有延緩衰老、增強(qiáng)免疫功能、調(diào)血脂、降血糖、抗腫瘤等多種藥理作用[2]。國(guó)內(nèi)外對(duì)黃精在營(yíng)養(yǎng)保健、中老年疾病預(yù)防等方面的增值化產(chǎn)品已成為熱點(diǎn)，市場(chǎng)上已出現(xiàn)膠囊、顆粒、糖漿、茶、面膜等產(chǎn)品，但關(guān)于黃精果汁發(fā)酵飲料的研究還較為缺乏[3-4]。發(fā)酵飲料是通過(guò)菌種發(fā)酵后調(diào)配的酒精含量在1%vol以下的飲料[5]，其中含有大量的益生菌，不僅能改善食品的風(fēng)味、品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)，延長(zhǎng)保質(zhì)期，還具有調(diào)節(jié)腸道菌群平衡、抗腫瘤、降低膽固醇、防治便秘、延緩衰老等重要的生理作用[6-7]。隨著人們對(duì)飲食結(jié)構(gòu)及飲食習(xí)慣向營(yíng)養(yǎng)保健方面轉(zhuǎn)化，發(fā)酵功能性飲料產(chǎn)品將不斷涌現(xiàn)，市場(chǎng)將蓬勃發(fā)展[8]。

本研究以滇黃精為主要原料，采用嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）和保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bugaicus）混合發(fā)酵，研制黃精發(fā)酵功能飲料，通過(guò)單因素及Box-Behnken響應(yīng)曲面試驗(yàn)分別對(duì)黃精發(fā)酵功能飲料的發(fā)酵工藝及配方進(jìn)行優(yōu)化，為發(fā)酵功能飲料的研究與開發(fā)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

滇黃精：云南綠生藥業(yè)有限公司；保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bugaicus）、嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）：南京益生源生物科技有限公司；福林酚試劑：南京奧多福尼生物科技有限公司；瓊脂、羧甲基纖維素鈉（carboxymethyl cellulose-Na，CMC-Na）、黃原膠：河南中偌生物科技有限公司；無(wú)水乙醇：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TDZS-WS型離心機(jī)：濟(jì)南福的機(jī)械有限公司；280A型手提式高壓滅菌鍋：上海上天精密儀器有限公司；LHS-250SC恒溫培養(yǎng)箱：上海析域儀器設(shè)備有限公司；FA1004B電子天平：上海越平科學(xué)儀器有限公司；Scientz-150高壓均質(zhì)機(jī)：寧波新芝生物科技股份有限公司；JJ-2型高速組織粉碎機(jī)：金壇市天竟實(shí)驗(yàn)儀器廠；WZ113手持糖度計(jì)：北京萬(wàn)成北增精密儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 發(fā)酵劑的制備

將1∶1的嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌混合，于37℃、10%的脫脂乳100 mL中活化2次，加入50 mL黃精汁（黃精粉末與蒸餾水料液比為1∶50（g∶mL））和10%的脫脂乳50mL，37℃培養(yǎng)至凝乳2次，再在90 mL黃精汁和10%的脫脂乳10 mL混合液37℃下培養(yǎng)至凝乳，無(wú)菌水制備菌懸液，保持乳酸菌數(shù)在107～108CFU/mL即為發(fā)酵劑。

1.3.2 黃精發(fā)酵功能飲料的制備

滇黃精洗凈后用90℃熱水燙2 min，迅速冷卻至室溫。組織搗碎機(jī)進(jìn)行破碎，按實(shí)驗(yàn)要求將黃精和水按照一定的料液比打漿，混合料液在45 MPa下均質(zhì)15 min，得黃精果漿。以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，按1∶1接入保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌，按實(shí)驗(yàn)要求的接種量、發(fā)酵時(shí)間、料液比進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后于4℃條件下后熟24h，得黃精發(fā)酵漿。再將黃精發(fā)酵漿、檸檬酸、白砂糖按實(shí)驗(yàn)要求的比例進(jìn)行混合后，根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加入0.6%復(fù)合穩(wěn)定劑（瓊脂∶CMC-Na∶黃原膠為1∶3∶2）進(jìn)行調(diào)配，在60℃、25 MPa下均質(zhì)1 h。均質(zhì)后110℃滅菌30 min，即得黃精發(fā)酵功能飲料[9]。

1.3.3 黃精發(fā)酵漿的發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)

本試驗(yàn)針對(duì)發(fā)酵時(shí)間（5 h、10 h、15 h、20 h、25 h）、液料比（5∶1、10∶1、15∶1、20∶1、25∶1（mL∶g）、接種量（2%、3%、4%、5%、6%）3個(gè)因素，保持其中2個(gè)變量固定不變，對(duì)另1個(gè)變量進(jìn)行單因素試驗(yàn)，以黃精發(fā)酵漿的感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察發(fā)酵時(shí)間、液料比及接種量對(duì)黃精發(fā)酵漿的感官品質(zhì)的影響。

1.3.4 Box-Behnken響應(yīng)曲面法優(yōu)化黃精發(fā)酵漿發(fā)酵工藝

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取發(fā)酵時(shí)間（A）、液料比（B）、接種量（C）3個(gè)因素，采用Design-Expert 8.0.6設(shè)計(jì)的Box-Behnken試驗(yàn)，以黃精發(fā)酵漿感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化提取工藝參數(shù)，Box-Behnken試驗(yàn)因素與水平如表1所示。1.3.5黃精發(fā)酵功能飲料的配方優(yōu)化單因素試驗(yàn)

表1 發(fā)酵工藝優(yōu)化Box-Behnken試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of Box-Behnken experiments for fermentation technology optimization

本實(shí)驗(yàn)針對(duì)黃精發(fā)酵漿（5%、10%、15%、20%、25%）、檸檬酸（0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%）、白砂糖（3%、6%、9%、12%、15%）添加量3個(gè)因素，保持其中2個(gè)變量固定不變，對(duì)另1個(gè)變量進(jìn)行單因素試驗(yàn)，以黃精發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察黃精發(fā)酵漿、檸檬酸及白砂糖添加量對(duì)黃精發(fā)酵功能飲料的感官品質(zhì)的影響。

1.3.6 響應(yīng)曲面優(yōu)化黃精發(fā)酵功能飲料配方

以黃精發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，在配方優(yōu)化的單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取黃精發(fā)酵漿（A）、檸檬酸（B）、白砂糖（C）3個(gè)對(duì)發(fā)酵飲料感官評(píng)分影響較大的因素。采用Design-Expert 8.0.6軟件設(shè)計(jì)的Box-Behnken試驗(yàn)，試驗(yàn)因素與水平見表2。

表2 飲料配方優(yōu)化Box-Behnken試驗(yàn)因素與水平Table 2 Factors and levels of Box-Behnken experiments for beverage formula optimization

1.3.7 理化指標(biāo)的測(cè)定方法

乳酸菌總數(shù)測(cè)定按照國(guó)標(biāo)GB 4789.35—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)》中的乳酸菌平板計(jì)數(shù)法；可溶性固形物測(cè)定采用折光法；pH值測(cè)定采用酸度計(jì)；總糖含量測(cè)定采用手持測(cè)糖儀；總黃酮含量測(cè)定采用紫外分光光度法。

采用10名符合感官評(píng)定的人員（無(wú)特殊口味偏好）進(jìn)行感官評(píng)定，采用百分制分別對(duì)黃精發(fā)酵漿及黃精發(fā)酵飲料進(jìn)行感官評(píng)分[10-11]，滿分均為100分，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分別見表3、表4。

表3 黃精發(fā)酵漿的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation standards of fermentedRhizoma polygonatumpulp

表4 黃精發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Sensory evaluation standards of fermentedRhizoma polygonatumfunctional beverage

1.3.9 統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)測(cè)定3次平行、取平均值，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，采用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃精發(fā)酵漿的發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)

發(fā)酵時(shí)間、液料比及接種量對(duì)黃精發(fā)酵漿感官評(píng)分的影響，結(jié)果見圖1。

由圖1a可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，黃精發(fā)酵漿的感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為15 h時(shí)，感官評(píng)分最高（89.27分）。發(fā)酵時(shí)間降低或延長(zhǎng)，都會(huì)因酸甜不協(xié)調(diào)而影響口感，且發(fā)酵時(shí)間的增加，微生物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少以及次生代謝產(chǎn)物阻礙菌體生長(zhǎng)所致。因此選定10～20 h為響應(yīng)面設(shè)計(jì)的水平。

由圖1b可知，隨著液料比的增加，黃精發(fā)酵漿的感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢(shì)。當(dāng)液料比為15∶1（mL∶g）時(shí)，感官評(píng)分最高（90.17分）。當(dāng)液料比＜15∶1（mL∶g），飲料濃稠度過(guò)大，不適宜發(fā)酵且口感不佳；當(dāng)液料比＞15∶1（mL∶g），黃精香氣不足，溶液清稀且不穩(wěn)定，營(yíng)養(yǎng)含量少乳酸菌生長(zhǎng)發(fā)酵緩慢。因此選定液料比10∶1～20∶1（mL∶g）為響應(yīng)面設(shè)計(jì)的水平范圍。

2.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上，應(yīng)運(yùn)用新技術(shù)、新理念、新設(shè)備等予以建立、提升、完善和創(chuàng)新。應(yīng)重視以下幾種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的實(shí)施與管理。

由圖1c可知，隨著接種量的增加，感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)接種量為4%時(shí)，感官評(píng)分最高（89.27分）。主要是因?yàn)楫?dāng)接種量不足時(shí)發(fā)酵劑不足以使黃精完全發(fā)酵，發(fā)酵漿組織不均勻，分層，有物質(zhì)析出；當(dāng)接種量過(guò)大時(shí)前期的反應(yīng)消耗過(guò)多能量，不足以使反應(yīng)持續(xù)，依據(jù)影響發(fā)酵漿品質(zhì)。因此選定4%～6%為響應(yīng)面設(shè)計(jì)的水平。

圖1 發(fā)酵時(shí)間（a）、液料比（b）和接種量（c）對(duì)黃精發(fā)酵漿感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of fermentation time(a),liquid-solid ratio(b)and inoculum(c)on sensory quality of fermentedRhizoma polygonatumpulp

2.2 Box-Behnken響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)優(yōu)化黃精發(fā)酵漿發(fā)酵工藝

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以黃精發(fā)酵漿感官評(píng)分（Y）為響應(yīng)值，選取發(fā)酵時(shí)間（A）、液料比（B）、接種量（C）為影響因素，進(jìn)行3因素3水平響應(yīng)面試驗(yàn)分析，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表5，回歸模型方差分析結(jié)果見表6。

采用Design-Expert 8.0.6提供的Box-Behnken試驗(yàn)，對(duì)各因素進(jìn)行擬合，得到多元回歸方程為：

由表6可知，該模型方程有顯著性影響（P＜0.000 1），失擬項(xiàng)不顯著（P=0.660 3＞0.05），說(shuō)明在本試驗(yàn)條件下，該回歸模型所考察的因素足以反映試驗(yàn)中各提取工藝參數(shù)對(duì)黃精發(fā)酵漿感官評(píng)分的影響。判定系數(shù)R2=0.981 8， R2adj=0.958 4，說(shuō)明回歸模型與試驗(yàn)值擬合均較好，可用于黃精發(fā)酵漿的理論推測(cè)和分析，各因素影響大小依次為發(fā)酵時(shí)間＞接種量＞液料比。由F檢驗(yàn)可知，一次項(xiàng)中發(fā)酵時(shí)間與接種量對(duì)黃精發(fā)酵漿的感官評(píng)分具有極顯著影響（P＜0.01），交互項(xiàng)中發(fā)酵時(shí)間與液料比、液料比與接種量之間的交互作用對(duì)黃精發(fā)酵漿的感官評(píng)分具有顯著影響（P＜0.05），在二次項(xiàng)中發(fā)酵時(shí)間對(duì)黃精發(fā)酵漿的感官評(píng)分具有極顯著影響（P＜0.01）；液料比對(duì)黃精發(fā)酵漿的感官評(píng)分具有顯著影響（P＜0.05）；其他因素影響不顯著（P＞0.05）。

由Design-Expert8.0.6軟件處理得到各因素交互作用的響應(yīng)面及等高線見圖2。由圖2可知，發(fā)酵時(shí)間與液料比、液料比與接種量曲面相對(duì)來(lái)說(shuō)比較陡一些，說(shuō)明交互作用對(duì)發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分具有顯著影響；而發(fā)酵時(shí)間與接種量曲面相對(duì)較平緩，說(shuō)明交互作用對(duì)發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分影響較小。

表5 發(fā)酵工藝優(yōu)化Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 5 Design and results of Box-Behnken experiments for fermentation technology optimization

表6 發(fā)酵工藝優(yōu)化回歸模型方差分析Table 6 Variance analysis of regression model for fermentation technology optimization

圖2 發(fā)酵時(shí)間、液料比和接種量交互作用對(duì)黃精發(fā)酵漿感官品質(zhì)影響的響應(yīng)面及等高線Fig.2 Response surface plots and contour line of effects of interaction between fermentation time,liquid-solid ratio and inoculum on sensory quality of fermentedRhizoma polygonatumpulp

由Design-Expert 8.0.6軟件得出黃精發(fā)酵漿的最佳工藝參數(shù)是發(fā)酵時(shí)間16.85 h，液料比13.63∶1（mL∶g），接種量4.97%，黃精發(fā)酵漿的感官評(píng)分的預(yù)測(cè)值為93分。為便于生產(chǎn)實(shí)際需求，將黃精發(fā)酵漿的最佳工藝參數(shù)修改為發(fā)酵時(shí)間17 h，液料比14∶1（mL∶g），接種量5.0%，進(jìn)一步驗(yàn)證試驗(yàn)，得出的黃精發(fā)酵漿的感官評(píng)分為93.27分。該值與預(yù)測(cè)值比較近，證明了該方法的可行性。

2.3 黃精發(fā)酵功能飲料配方優(yōu)化單因素試驗(yàn)

由圖3a可知，隨著黃精發(fā)酵漿添加量的增加，發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分出現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)精發(fā)酵漿添加量為15%時(shí)，感官評(píng)分最高（89.77分）。繼續(xù)增加黃精發(fā)酵漿，由于黃精本身的澀味，添加量過(guò)大飲料苦澀過(guò)大而影響口感。因此選擇黃精發(fā)酵漿添加量為10%～20%。

由圖3b可知，隨著檸檬酸添加量的增加，黃精發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分先升高后下降的趨勢(shì)。當(dāng)檸檬酸添加量為1%時(shí)，感官評(píng)分最高（89.56分）。檸檬酸添加量過(guò)多或不足，發(fā)酵飲料的口感出現(xiàn)酸甜不一的現(xiàn)象[12]。因此選擇檸檬酸添加量為0.5%～1.5%。

由圖3c可知，隨著白砂糖添加量的增加，黃精發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分呈現(xiàn)先升高后下降再穩(wěn)定在一定水平的趨勢(shì)。當(dāng)白砂糖添加量為9%時(shí)，感官評(píng)分維持最高（89.31分）。要是由于白砂糖量的增加會(huì)使飲料的滲透壓增大，從而抑制微生物發(fā)酵，使得飲料酸度呈下降，pH值升高，以及過(guò)甜而影響口感[13]。因此選擇白砂糖添加量為6%～12%。

圖3 不同黃精發(fā)酵漿（a）、檸檬酸（b）及白砂糖（c）添加量對(duì)黃精發(fā)酵功能飲料感官評(píng)分的影響Fig.3 Effects of different fermentedRhizoma polygonatumpulp(a),citric acid(b)and sugar(c)addition on sensory score of fermentedRhizoma polygonatumfunctional beverage

2.4 響應(yīng)曲面法優(yōu)化發(fā)酵功能飲料配方

以黃精發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分（Y）為響應(yīng)值，在配方優(yōu)化的單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取黃精發(fā)酵漿（A）、檸檬酸（B）、白砂糖（C）添加量為影響因素。Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表7，回歸模型方差分析見表8。

表7 飲料配方優(yōu)化Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 7 Design and results of Box-Behnken experiments for beverage formula optimization

采用Design-Expert 8.0.6提供的Box-Behnken試驗(yàn)，對(duì)各因素進(jìn)行擬合，得到多元回歸方程為：

由表8可知，該實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ头匠田@著（P＜0.000 1），失擬項(xiàng)不顯著（P=0.073 1＞0.05），在本試驗(yàn)條件下，此回歸模型所考察的因素足以反映各成分對(duì)發(fā)酵功能飲料口感的影響，判定系數(shù)R2=0.982 3，R2adj=0.959 5，說(shuō)明回歸模型與試驗(yàn)值擬合較好，可用于發(fā)酵功能飲料感官評(píng)分的理論推測(cè)和分析，各因素影響大小依次為白砂糖添加量＞黃精發(fā)酵漿添加量＞檸檬酸添加量。由F檢驗(yàn)可知，一次項(xiàng)中白砂糖添加量與黃精發(fā)酵漿添加量對(duì)發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分具有極顯著影響（P＜0.01），交互項(xiàng)中黃精發(fā)酵漿與檸檬酸添加量、黃精發(fā)酵漿與白砂糖添加量之間的交互作用對(duì)發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分具有顯著影響（P＜0.05），在二次項(xiàng)中白砂糖、黃精發(fā)酵漿、檸檬酸添加量對(duì)發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分具有極顯著影響（P＜0.01）；其他因素之間交互作用不顯著（P＞0.05）。

表8 飲料配方優(yōu)化回歸模型方差分析Table 8 Variance analysis of regression model for beverage formula optimization

由Design-Expert 8.0.6軟件處理得到各因素交互作用的響應(yīng)面及等高線見圖4。由圖4可知，黃精發(fā)酵漿與檸檬酸添加量、黃精發(fā)酵漿與白砂糖添加量曲面相對(duì)來(lái)說(shuō)比較陡一些，說(shuō)明交互作用對(duì)發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分具有顯著影響；而檸檬酸與白砂糖曲面相對(duì)較平緩，說(shuō)明交互作用對(duì)發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分影響較小。

圖4 黃精發(fā)酵漿、檸檬酸及白砂糖添加量交互作用對(duì)黃精發(fā)酵功能飲料感官評(píng)分影響的響應(yīng)面及等高線Fig.4 Response surface plots and contour line of effects of interaction between fermentedRhizoma polygonatumpulp,citric acid and sugar addition on sensory quality of fermentedRhizoma polygonatumfunctional beverage

由Design-Expert8.0.6軟件得出黃精發(fā)酵功能飲料最優(yōu)配方為：黃精發(fā)酵漿15.33%、白砂糖10.22%、檸檬酸0.74%，復(fù)合穩(wěn)定劑為0.6%，感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為89.52分。為便于生產(chǎn)實(shí)際操作，將配方修改為黃精發(fā)酵漿15%、白砂糖10%、檸檬酸0.7%，復(fù)合穩(wěn)定劑為0.6%，選取該組合做進(jìn)一步的驗(yàn)證試驗(yàn)，得出黃精發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分為90.21分。為與預(yù)測(cè)值相近，證明了該方法的可行性。

2.5 黃精發(fā)酵功能飲料質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.5.1 感官指標(biāo)

色澤：呈淡黃色，色澤均一穩(wěn)定，有較好的光澤度，口感純正，酸甜適中，無(wú)異味，細(xì)膩，流動(dòng)性好；滋味：有黃精氣味和發(fā)酵風(fēng)味。

2.5.2 理化指標(biāo)

滴定酸度：92.22°T；總糖：8.21 g/100 g；活菌數(shù)對(duì)數(shù)值：9.21 lg（CFU/g）；pH值為3.9；可溶性固形物6.2%（20℃）；總黃酮含量：0.278 g/L。黃精發(fā)酵功能飲料的微生物指標(biāo)符合國(guó)標(biāo)GB/T 31121—2014《果蔬汁類及其飲料》[14]。

2.5.3 微生物指標(biāo)

由表9可知，黃精發(fā)酵功能飲料的微生物指標(biāo)符合國(guó)標(biāo)GB 16321—2003《乳酸菌飲料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[15]。

表9 黃精發(fā)酵功能飲料的微生物指標(biāo)Table 9 Microorganism indexes of fermentedRhizoma polygonatum functional beverage

3 結(jié)論

以滇黃精為主要原料，利用菌種發(fā)酵，研制具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及保健功能的黃精發(fā)酵功能飲料。結(jié)果黃精發(fā)酵功能飲料的最佳的發(fā)酵制備工藝為發(fā)酵溫度42℃，發(fā)酵時(shí)間17 h，液料比14∶1（mL∶g），接種量5.0%，黃精發(fā)酵漿感官評(píng)分為93.27分，發(fā)酵飲料配方為黃精發(fā)酵漿15%、檸檬酸0.7%、白砂糖10%、復(fù)合穩(wěn)定劑為0.6%，得出的黃精發(fā)酵功能飲料的感官評(píng)分為90.21分。在此條件下制備的飲料工藝穩(wěn)定可行，產(chǎn)品質(zhì)地均勻、香氣協(xié)調(diào)、口感細(xì)膩，為發(fā)酵功能飲料的研究提供一定的參考。

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Optimization of technology and formula of fermentedPolygonatum kingianumfunctional beverage by response surface method

LI An,YUAN Xiaozhuo,SUN Yaru,TIAN Changyi,WU Dezhi*
(Innovation and Entrepreneurship Center,Guizhou Institute of Technology,Guiyang 550001,China)

UsingPolygonatum kingianumas main raw material,a fermented beverage with nutritional value and healthcare function was developed. Using sensory evaluation score as evaluation index,the fermentation technology and formula was optimized by single factor experiment and Box-Behnken response surface methodology.Results showed that the optimized fermentation parameters were fermentation temperature 42℃,time 17 h, liquid-solid ratio 14∶1(ml∶g),Lactobacillus bugaicusandStreptococcus thermophilusratio 1∶1,inoculum 5.0%.The sensory evaluation score of the beverage was 93.27.The optimized formula was fermentedP.kingianumpulp 15%,citric acid 0.7%,sugar 10%and compound stabilizer 0.6%.Under the optimal conditions,the sensory score of the functional beverage was 90.21,the product texture was uniform,the aroma was coordinated and the taste was delicate.

Rhizoma polygonatum;fermented beverage;technology;formula;Box-Behnken experiments

TS252.54

0254-5071（2017）06-0187-06

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.06.039

2017-05-27

國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（201614440047）；貴陽(yáng)市科技局“創(chuàng)客空間”項(xiàng)目（筑科合同[20151001]2-7號(hào)）

李安（1989-），女，講師，碩士，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物提取與保健食品開發(fā)。

*通訊作者：吳德智（1983-），男，副教授，博士，研究方向?yàn)槭称放c藥品研究與開發(fā)。