灵芝发酵型解酒茶饮料的研制

7 1 42 0 0 8 ，V 0 1 2 9 ，N o 1 0良晶科学 技术应用 灵芝发酵型解酒茶饮料的研制 冀宏1 , 2 ，赵黎明2 ( 1 常熟理工学院，江苏常熟 2 1 5 5 0 0 ；2 天津大学，天津 3 0 0 0 7 2 ) 摘要：本研究对灵芝发酵型解酒茶饮料制备工艺条件进行了初步探索。实验结果表明，在纤维素酶加量为1 5 ( v v ) 、p H 4 5 、5 0 C 条件下处理5 h ，可以得到总黄酮含量为6 4 8 u g m l 的药质提取液；在配制好的药质培养基中 接种灵芝菌株，进行发酵培养，通过L ，( 3 ) 正交试验得到药质发酵的最佳条件为：l O L 发酵罐投料量8 0 ，培养 温度3 0 ，转轴搅拌速度2 0 0 r m i n ，培养周期1 4 4 h ；饮料勾兑的最适成分配比为药质发酵液5 0 、茶提液2 5 、 D 环化糊精1 ( w v ) 、甜味剂6 ；小鼠动物实验表明，此法制得的饮料具有明显解酒醉功能。 关键词：灵芝：药质发酵；茶饮料；解酒 S t u d yo nD e v e l o p m e n to fA n t i a l c o h o l i cT e aB e v e r a g eF e r m e n t e db yG a n o d e r n a l u c i d u m J IH o n 9 1 一，Z H A OL i r u i n 9 2 ( 1 C h a n g s h uI n s t i t u t eo fT e c h n o l o g y ，C h a n g s h u 2 15 5 0 0 ，C h i n a ；2 T i a n j i nU n i v e r s i t y 。T i a n j i n 3 0 0 0 7 2 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：U n d e r t h e c o n d i t i o n s o f c e l l u l a s ea m o u n t l 5 ( v v ) ，p H 4 5 5 0 a n d t i m e 5 1 1 t h e e x t r a c t o f m i x t u r e o f t h r e e C h i n e s e t r a d i t i o n a lm e d i c i n e s ( k u d z up o o r H o v e n i ad u l c i sT h u n ba n dv i l l o u sa m o m u mf r u i t , d r yw e i g I l tr a t i o1 ：2 ：2 ) w a so b t a i n e d , i nw h i c h 吐l et o t a lf l a v o n o i d sc o n t e n ti s6 4 8u g r m T h ee x t r a c tw a sa d d e dt of e r m e n t a t i o nm e d i u mo fG a n o d e m a u c d u n tT h ef e r m e n t a t i o n c o n d i t i o n si n10 - Lf e r m e n t e rw e r eo p t i m i z e db yL 9 ( 3 4 ) o r t h o g o n a lt e s t T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eo p t i m u me r m e n t a t i o n c o n d i t i o n sa 他a sf o l l o w s ：v o l u m eo ft h em e d i u ma d d e dw i t he x t r a c to fC h i n e s et r a d i t i o n a lm e d i c i n e s8 0 c u l t u r et e m p e r a t u r e 3 0 m i x i n gs p e P , d2 0 0r m i na n df e r m e n t a t i o nd u r a t i o n1 4 4h A n dt h eo p t i m u mf o r m u l a o f t e ab e v e r a g ei sf e r m e n t a t i o nb r o t h 5 0 ，t e ae x t r a c tl i q u i d2 5 ，D - C D1 ( w v ) a n ds u g a rs y r u p ( 4 5 B X ) 6 RW a sp r o v e dt h a tt h em i x e dt e ab e v e r a g eh a sa n d - a l c o h o l i cf u n c t i o nb yt h ea n i m a l 扯堪t K e yw o r d s ：G a n o d e r n al u c i d u m ；f e r m e n t a t i o no fm e d i u ma d d e dw i t he x t r a c to fC h i n e s et r a d t i o n a lt r a d i t i o n a lm e d i c i n e t e ab e v e r a g e ；a n t i - a l c o h o l i c 中图分类号：T S 2 7 5 2文献标识码：A文章编号：1 0 0 2 - 6 6 3 0 ( 2 0 0 8 ) 1 0 - 0 7 1 4 - 0 4 灵芝是滋补强壮、扶正固本的珍贵真菌，性平， 无毒，对多种理化及生物因素引起的肝损伤有保护作 用。大量实验证实，利用发酵工程手段获得的灵芝菌 丝体与子实体具有同等的临床效果。葛根含有的皂角苷 和异黄酮可以改善因酒精引起的新陈代谢异常，解酒护 肝效果显著。枳棂子能显著降低乙醇在血液中的浓度， 促进乙醇的清除，避免酒精中毒导致各种代谢异常。金 银花、菊花、砂仁、甘草等中草药具有清热解表、芳 香补气之功效，是茶类饮品常用的主要原料，且与葛 根同属于卫生部批准使用的“药食同源”食品原料( 卫 法监发 2 0 0 2 1 5 l 号) ，无毒副作用【2 3 1 。 本实验拟以葛根、枳棂子、砂仁为主要成分制备 药质培养基，进行灵芝菌株发酵培养，并与金银花、菊 花、p 一环化糊精等复配，制备具有解酒作用的茶饮料。 1 材料与方法 1 1 材料与试剂 灵芝( G a n o d e r m al u c i d u m ) 菌株 河北省微生物研究 所；葛根、枳棋子、砂仁、金银花、菊花、甘草 北京同仁堂药材公司：蔗糖、柠檬酸等为市售食品级。 纤维素酶( 2 0 0 0 0 U m 1 )河北省微生物研究所酶制剂 研究室；芦丁标准品中国药品生物制品检定所；其余 分析试剂均为分析纯。 1 2 培养基 液体种子培养基：玉米粉2 、麸皮2 、葡萄糖 1 、酵母膏O 5 、M g S O 0 1 、K H 2 P O 0 1 、V B I 2 0 4 0 m g L ，p H 值自然。1 2 1 下灭菌3 0 m i n 。 药质培养基：玉米粉1 、麸皮1 、葡萄糖2 、 收稿日期：2 0 0 8 0 8 1 0 作者简介：冀宏( 1 9 6 9 ) ，男，副研究员，博士，研究方向为菌物生物学及菌资源工程技术。E - m a i l ：j i h o n 9 8 8 4 8 1 2 6 c o r n 万方数据 技术应用食品斛孛 2 D ( ) 8 Z 29 N o 1 07 1 5 V B ，2 0 4 0 m g L ，将各成分溶于药质( 葛根、枳棋子、 砂仁) 提取液，p H 5 5 6 5 。1 2 1 下灭菌3 0 r a i n 。 甘草培养基：甘草( 4 0 目) 7 8 、麸皮2 0 、蔗糖 1 、硫酸钙1 、料：水= 1 ：1 2 ( w v ) ，p H 值自然。1 2 6 下灭菌9 0 m i n 。 1 3 仪器与设备 高速中药捣碎机、超声破碎仪、机械搅拌发酵 罐、数显恒温水浴锅、高速冷冻离心机、一3 0 低温 冰箱、U V 。2 5 4 0 紫外可见分光光度计、精密电子分析天 平、手持阿贝折射仪、小型不锈钢板框过滤机、胶体 磨及匀浆机等。 1 4 分析检测方法 】 总黄酮测定：三氯化铝吸光度法；灵芝多糖测 定：苯酚硫酸法；还原糖测定：D N S 比色法；生物 量测定：铜丝网法。 1 5 感官评定实验 由7 人组成的评审小组对产品进行评定，按评分参 考标准( 表1 ) 逐项计分( 1 0 分制) ，统计时去掉一个最高分 和一个最低分，以加权值逐项计算平均值。 1 6小鼠解酒功能实验 昆明小白鼠4 0 只( 体重2 0 2 5 9 ) ，雌雄各半，分别 用白酒灌喂。1 5 r a i n 后，将醉酒小白鼠随机分成两组， 每组2 0 只，实验组用灵芝茶饮料灌喂，对照组用等量 生理盐水灌喂。以翻正反射为指标，观察小白鼠解酒 情况。 1 7 工艺流程 工艺流程图见图1 。 1 7 1 操作要点 1 7 1 1 药质提取 将葛根、枳棋子、砂仁分别经高速中药捣碎机处 理，过6 0 目铜筛网后，按照l ：2 ：2 ( 重量比) 配伍组方， 料水比1 ：2 0 加入蒸馏水，分别采用热水浴法、高温高 压法、酶法对其进行浸提，测定提取液总黄酮含量， 确定最佳提取工艺。 1 7 1 2 灵芝菌株活化 将保藏的灵芝斜面菌株无菌操作接种于甘草培养 基，2 8 恒温培养1 5 2 0 d 左右，直至甘草培养基布满 葛根一1 I 枳子卜配伍组方一粉碎一酶解一加压浸提 一营养成分 I药质培养基 砂仁_ JI 灵芝菌株一甘草培养基活化一种子摇瓶一1 0 L 发酵罐一超声波破碎 l 上清液一冷冻离心一低温处理一板框过滤一高压提取 金银花1 卜提取液 菊花一 甜味剂_ 1 卜混合调配一D - C D 柠檬酸J l毪测 均质一过滤一巴氏杀菌一灌装二成品 图1 发酵型灵芝解酒茶饮料制备工艺流程 F i g 1T e c h n o l o g i c a lp r o c e s so fa n t i a l c o h o l i ct e ab e v e r a g e f e r m e n t e db yG a n o d e r m al u c i d u m 白色菌丝体。 1 7 1 3 种子摇瓶培养 制各液体培养基，三角摇瓶装液量1 0 0 m l 2 5 0 m l ，灭 菌，冷却，无菌接入甘草菌丝体，在2 8 1 下1 8 0 r m i n ，摇床培养9 6 h 。 1 7 1 4 发酵罐药质发酵 采用1 0 L 机械搅拌式发酵罐，药质培养基中接种灵 芝进行发酵( 液体种子接种量1 0 ，v v ) 。选择直接影 响发酵效果的投料量( L ) 、培养温度( ) 、转轴搅拌速度 ( r r a i n ) 和发酵周期( h ) 四个因素进行b ( 3 - ) 正交试验( 表2 ) ， 以发酵生物量( 鲜) 为指标，确定最佳发酵条件。 1 7 1 5药质发酵液处理与检测 表2药质发酵正交试验的因素和水平 T a b l e2F a c t o r sa n dl e v e l so fo r t h o g o n a lt e s to nf e r m e n t a t i o n c o n d i t i o n so fm e d i u ma d d e dw i t he x t r a c t so fC h i n e s et r a d i t i o n a l m e d i c i n e s 水平而丽蓟- 百丽丽面毋毛磊丽面盂万丽 将经胶体磨破碎的发酵液，采用功率1 2 0 0 W 超声 表1饮料评分参考标准 T a b l e1R e f e r e n c es t a n d a r dt og r a d eb e v e r a g e 竺兰竺竺竺兰! 兰二二j 三五五 二二二二二二二二二二二二二二兰兰呈釜差竺二二二二二二二二二二二二二二二j 正 色泽 2 0 红褐色浅红褐色 黄褐色 风味3 0 特有香味，浓郁有香味，较淡香味极淡，异味 口感 3 0 苦味淡，酸甜适宦有苦味，酸甜不适苦味重，偏酸或偏甜 体态 2 0 清亮透明，不分层清亮透明，微量沉淀混浊静置分层 万方数据 波细胞粉碎机，处理3 0 r a i n ；将处理液再置1 2 1 、0 5 h 高温高压提取，以充分提取菌丝体胞内有效成分；后经 板框过滤( 工作压力0 8 M P a ，滤膜孔径5I am ，流速0 5 m s ) 得滤液，将滤液静置于低温冰箱，2 4 h 后进行冷冻离心 ( 一6 ，6 0 0 0 r m i n ，5 m i n ) ，获得药质发酵上清液。分 别测定此上清液( I ) 与未添加药质成分的灵芝发酵处理液 ( I I ) 和未经灵芝发酵的药质培养基( 1 i d 总黄酮和总多糖含 量，进行比较和分析。 1 7 1 6 茶提液制备 金银花和菊花按2 ：1 ( w w ) 混合，加5 0 倍水，9 0 下浸提1 5 m i n 。浸提液四层纱布过滤，冷却后置低温冰 箱一4 过夜，冷冻离心除“茶乳凝”等沉淀物，取 上清液备用。 1 7 1 7配方设计 将上述发酵处理液与茶提液取一定比例混合，以蔗糖 制成的糖浆作甜昧剂进行勾兑、调配。由于方法1 7 1 5 获 得的上清液仍留有发酵液特殊的不良味道，而1 7 1 6 中的 茶提液则涩味较浓，故需要用包埋剂D 环化糊精( O C D ) 缓和或修饰饮料中苦、涩等不良味道，并具有护色作 用，包埋参数是6 0 、恒温3h 。在单因素试验基础 上，采用正交试验优选调配方案，以发酵提取液、茶 提液、甜味剂和D 环化糊精添加量为因素做L 9 ( 3 4 ) 正交 试验，以感官评定结果为指标，确定最佳配比。 1 7 1 8 均质、消毒、罐装 在压力为2 0 M P a 、温度为8 0 8 5 条件下，用高 压均质机处理调配液，使各配料混合均匀，并提高稳 定性，改善口感。真空抽滤法过滤后，经9 5 、1 5 r a i n 消毒后罐装。 1 8 产品检测 测定感官、卫生、理化等指标，并进行小鼠解酒 实验检验其功能。 表3饮料配方正交试验的因素和水平 T a b l e3F a c t o ma n dl e v e l so fo r t h o g o n a lt e s to nf o r m u l ao ft e a b e v e r a g e 注：甜味剂：蒸馏水I L 煮沸，加蔗糖2 k g 柠檬酸2 0 9 - 过滤t 无 色或微黄透明，浓度4 5 B X 左右：D C D ：为纯度9 7 的粉状环 糊精，是指质量百分比。 2结果与分析 2 1 药质提取工艺确定 表4不同提取方法对药质总黄酮提取的效果 T a b l e4E x t r a c t i o ne f f e c t so ft o t a lf l a v o n o i d sf r o mC h i n e s e t r a d i t i o n a lm e d i c i n e sb yd i f f e r e n tm e t h o d s 提取方法提取条件总黄酮含量( p g ，I I l l ) 如表4 所示，采用纤维素酶法提取总黄酮含量最 高，这是由于酶解作用破坏了植物药纤维组织结构而利 于有效物质成分的溶出。且酶提取作用条件温和，对 其它有效成分破坏较少，能耗低。故工艺中选择纤维 素酶法提取药质成分。 2 2 药质发酵工艺条件确定 依表2 设计的试验条件，考察各因素对1 0 L 发酵罐 药质发酵的影响，结果如表5 所示。 表5 药质发酵叫铲) 正交试验结果 T a b l e5R e s u l to fb ( 3 。) o r t h o g o n a lt e s to nf e r m e n t a t i o no f m e d i u ma d d e dw i t he x t r a c t so fC h i n e s et r a d i t i o n a lm e d i c i n e s 从极差分析可以看出，试验所设四个因素对药质发 酵的影响顺序是：B A D C ；从K 值看，以 A 2 8 3 C s D 3 组合为最佳。按此条件进行了连续三批次的发 酵罐药质发酵，平均生物量达到5 2 7 9 1 0 0 m l 。 2 3 药质发酵处理液检测结果 分别测定药质发酵处理液( I ) 与未添加药质成分的灵 芝发酵处理液( 1 1 ) 和未经灵芝发酵的药质培养基( I I I ) 总黄 副和总多糖含量，结果如表6 所示。 表6 表明，药质培养液经灵芝发酵后有效成分含量 明显提高，其中总多糖提高了6 6 ，总黄酮含量提高 了5 1 5 。说明在灵芝生长代谢的酶促转化和催化合成 作用下药质成分发生了较大变化，合成了新的有效物质 成分或增加了原有效成分的含量。同时，发酵作用还 万方数据 技术应用良品科学2 0 0 8 , V 0 1 2 9 , N o 1 07 1 7 表6总黄酮与总多糖测定结果 T a b l e6D e t e r m i n a t i o nr e s u l t so ft o t e If l a v o n o i d sa n dt o 诅I p o l y s a c c h a r i c l e s 可以使药质提取液更加醇和、均匀，全面改善和提高 其风味和质地，为以后的饮料勾兑工艺奠定基础。 2 4 饮料配方正交试验结果直观分析 囊7 饮料配方“3 ) 正交试验结果 T a b l e7R e s u l t so fL ( 3 4 ) o r t h o g o n a lt e 砒O Nf o n n u | ao ft e a b e v e r a g e 由表7 可知，各因素对饮料风味的影响顺序是：B A C D ：从K 值来看，以A ，( 药质发酵液5 0 ) 、 B ：( 茶提液2 5 ) 、C ( D C D 加l ，w v ) 、D ：( 甜味剂 6 ) 组合感官得分最高。由此得出，最佳饮料配方为 B2 A 3 CJ D 2 。 2 5 饮料解酒功能实验结果 将制备好的茶饮料依照方法I 6 中小鼠解酒实验进 行功能检测，结果如表8 所示。 襄8饮料对醉酒小鼠解酒时问的影响 T a b l e8E f f e c t so ft e ab e v e r a g e0 1 1t i m eo fs o b e n n gu po fd r u n k m i c e 注：”与对照组比较，P 0 0 1 。 可以看出，对醉闻小白鼠来说，对照组与实验组 醒酒时间有极显著差异。说明制备的灵芝发酵型茶饮料 可以缩短实验动物的醉酒时间，有明显的解酒作用 2 6饮料成品指标 2 6 1 感官指标 色泽：呈红褐色，均匀致；口感及风味：清 甜微苦，口感柔和，有茶香和轻微的醇香无异味；体 态：汁液澄清透明，无明显杂质，久置后允许少量沉 淀，摇动呈均匀状态。 2 6 2理化指标 可溶性固形物：7 ；酸度( 以柠檬酸计) ：0 0 8 9 1 0 0 m l ；总多糖2 5 5 m g 1 0 0 m l ；总黄酮5 5 u g ，m l 。 2 6 3 卫生指标 细菌总数1 0 C F U I m l ；霉菌、酵母：不得检出； 大肠菌数3 M P N 1 0 0 m l ；致病菌：不得检出。 3 结论 3 1 采用纤维素酶法浸提药质有效成分，提取液总黄 酮含量最高。浸提条件为：料水比1 ：2 0 、加酶量1 5 ( v