胡学辉，谢　凡，房郁雯，何家俊，甘　李，吴金鸿，王正武，刘建华

（上海交通大学农业与生物学院，上海市食品安全工程中心，上海　200240）



一种具有α-淀粉酶抑制活性复合功能饮料的研制

胡学辉，谢凡，房郁雯，何家俊，甘李，*吴金鸿，王正武，刘建华

（上海交通大学农业与生物学院，上海市食品安全工程中心，上海200240）

摘要：以明日叶、猴头菇及丝胶为原料，提取并制备明日叶黄酮、猴头菇多糖及丝胶肽等对α-淀粉酶具有抑制活性的物质，并添加低热量的甜味剂及玫瑰花露等物质，研制具有特殊风味且适合糖尿病人饮用的功能性饮料。试验表明，添加0.15%明日叶黄酮、0.007%猴头菇多糖、0.003%丝胶肽、4%木糖醇、0.04%甜菊糖苷、0.3%柠檬酸及1.5%玫瑰花露，可制得营养丰富、口感及风味俱佳的复合功能饮料。

关键词：明日叶黄酮；猴头菇多糖；丝胶肽；α-淀粉酶抑制

0　引言

随着生活水平的提高，高糖、高脂肪的食物充斥着人们的日常饮食中，由于不合理的摄入，糖尿病患者数量逐年增多。目前，我国糖尿病患者的数量已达世界第2位［1］。近年来，由于人们对健康的愈加关注，如何提高食物的营养及药用价值已成为食品工业研究中的热点。

明日叶作为一种典型的药食同源类植物，近年来，已得到广泛的食用。研究发现，明日叶中含有大量黄酮类化合物，其中查尔酮类化合物已证实具有一定的抗糖尿病活性及α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶抑制活性［2-4］。猴头菇作为一种珍贵的药膳兼用菌，由其作为原料开发的食品深受人们喜爱。研究发现，猴头菇中的主要成分——猴头菇多糖是一种具有抗糖尿病活性的真菌多糖，亦具有一定的α-淀粉酶抑制活性［5-7］。丝胶肽，一种来源于蚕丝的新型食用蛋白资源，具有一定的α-淀粉酶抑制活性，是一种降血糖药物的主要成分，可作为药食同源类食物加以开发利用［8］。α-淀粉酶抑制剂属于糖苷水解酶抑制剂，能够有效地抑制体内淀粉酶的活性、减少食物中碳水化合物的水解和消化、阻碍人体对糖分的吸收，从而降低血糖和血脂含量水平。α-淀粉酶抑制剂在临床医学中，广泛用于防治糖尿病、高血脂、高血糖等疾病［9］。

以此3种物质为原料，调配成风味俱佳的饮品，不仅具有特殊的口感和风味，且长期饮用可防治糖尿病的发生。本文以明日叶黄酮、猴头菇多糖及丝胶肽为原料，并辅之以玫瑰花露，研制一款具有特殊风味且适合糖尿病患者饮用的复合功能饮料。

1　试验材料与方法

1.1材料与试剂

明日叶，由上海交大七宝校区实验基地提供；猴头菇，由古田县盛耳食品有限公司提供；丝胶肽，由湖州新天丝生物技术有限公司提供；玫瑰花露，由常熟玫瑰种植基地提供。柠檬酸，木糖醇及甜菊糖苷，由郑州博研生物科技有限公司提供；BCA试剂盒，由上海碧云天生物技术有限公司提供。

1.2仪器与设备

HK- 02A型手提式粉碎机，广州旭朗机械设备有限公司产品；SD- 1500型喷雾干燥机，上海沃迪自动化装备股份有限公司产品；TW- RF10型升膜式浓缩蒸发器，上海沃迪自动化装备股份有限公司产品；FD- 1- 50型冷冻干燥机，北京博康实验仪器有限公司产品；R210型旋转蒸发仪，瑞士BUCHI公司产品；Eppendorf型离心机，AG公司产品；APV1000型均质机，德国APV公司产品；TW- PT- 20T型超高温瞬时杀菌机，上海沃迪自动化装备股份有限公司产品；UV- 2802S型紫外可见分光光度计，尤尼柯（上海）仪器有限公司产品；HP6890型气象色谱仪，美国安捷伦公司产品；Sunrise- Base型光吸收酶标仪，奥地利TECAN公司产品。

1.3试验方法

1.3.1明日叶黄酮的制备［2］

上海交通大学校园内摘取新鲜明日叶6.532 kg，洗净、切碎，按1∶5料水比进行水提（65℃），提取时间为30 min。提取液在升膜式蒸发器中进行浓缩，浓缩条件为进料温度52.3℃，出料温度67.9℃，生蒸汽温度107.8℃，二次蒸汽温度66.9℃，冷却水进口温度15.3℃，冷却水出口温度29.3℃。浓缩后的样品（浓缩倍数为5倍）进行喷雾干燥，喷雾干燥条件为进风温度150℃，出风温度70℃，进料速度500 mL/h，得到粉末87.37 g，得率为1.34%。称取33.418 3 g明日叶水提物的喷干粉，加100 mL水溶解，然后加入300 mL无水乙醇（制成75%乙醇溶液），于55℃条件下搅拌提取1 h。离心（5 000 r/min，5 min，4℃），去除固体杂质。加水旋蒸（2次）去除酒精，分装到试管中后冷冻干燥，得明日叶黄酮。

1.3.2猴头菇多糖的提取［10］

取100 g过60目筛的猴头菇粉，加2 L的纯水于80℃水浴中振荡提取2 h，冷却至室温，以转速8 000 r/min离心30 min，取上清液于旋转蒸发器上进行浓缩（浓缩前Brix°为1.8，浓缩后Brix°为4.6，浓缩倍数为2.5倍），浓缩液冷冻干燥。称取9.752 3 g的猴头菇冻干粉，加150 mL水溶解，再加600 mL无水乙醇，置于- 20℃的冰箱静置2 h后去上清，剩余样品离心（5 000 r/min，5 min），沉淀加入200 mL水于65℃溶解，旋蒸浓缩（2次），冻干后得猴头菇多糖。

1.3.3丝胶肽的制备［8］

用截留分子量为3 kDa的膜进行分离，分离温度40℃，压力3.5 Bar，收集膜透过液再用升膜式浓缩蒸发器（进料温度44.0℃，出料温度41.5℃，生蒸汽温度155.5℃，二次蒸汽温度41.6℃，冷却水进口温度20.4℃，冷却水出口温度25.7℃）浓缩样品，提取液在升膜式蒸发器中进行浓缩（浓缩3倍）。浓缩后的样品进行冷冻干燥，得到粉末。称取6.142 7 g的3 kDa丝胶肽粗品，加100 mL水溶解，再加400 mL乙醇，置于- 20℃的冰箱静置2 h，旋蒸去酒精，冻干后得丝胶肽纯品。

1.3.4α-淀粉酶抑制率的测定［11］

采用DNS法。

100μL抑制剂样品+ 100 μL α-淀粉酶溶液（13 U/mL，0.02 M PBS，pH值6.8，0.006 M NaCl），于37℃条件下培养10 min。加入100 μL 1%可溶性淀粉（0.02 M PBS），于37℃条件下培养10 min。加入0.2 mL DNS试剂，沸水浴5 min终止反应，流水冷却至室温。加入1.5 mL蒸馏水稀释，于540 nm检测吸光度（移入96孔板检测）。

式中：A1，A2，A3，A4分别为540 nm处空白管、空白对照管、抑制剂管和背景对照管的吸光度。

1.3.5复合功能饮料制作工艺

复合功能性饮料的工艺流程为配料（纯净水、明日叶黄酮、猴头菇多糖、丝胶肽、木糖醇、甜菊糖苷、柠檬酸、玫瑰花露）→离心过滤（5 000 r/min，5 min）→均质（30 MPa，5 min）→脱气→超高温杀菌（132℃，5 s）→灌装（72℃）→成品。

1.3.6复合功能饮料配方设计与优化

（1）配方设计。为了确定复合功能饮料的配方，首先选用不同比例的组分及不同比例的甜味剂和酸味剂调制出简单的配方饮料200 mL，以便进一步筛选优化。

（2）糖酸比例优化。

糖酸比进行L9（34）正交试验见表1，甜酸感官评分见表2。

表1　糖酸比进行L9（34）正交试验/%

表2　甜酸感官评分

（3）饮料颜色的调配。猴头菇和丝胶添加对饮料色泽影响较小，而明日叶提取物的添加使产品产生明显的黄绿色。因此，通过分析不同添加量产生的色度值，确定适宜经济的明日叶提取物添加量。

1.3.7复合功能饮料的营养成分分析

（1）蛋白含量的测定。选用BCA试剂盒测定蛋白浓度。

（2）总黄酮含量的测定［12］。准确称取0.100 g芦丁标准品，用50%乙醇溶解并定容至100 mL。取一定量的标准液稀释至5 mL，其质量浓度分别为0，0.005，0.010，0.020，0.040，0.060，0.080，0.100 g/L的工作液，加入0.3 mL 5%的亚硝酸钠，静置6 min；再加入0.3 mL 5%硝酸铝溶液，静置6 min；再加4%的氢氧化钠溶液4 mL，静置12 min。于504 nm处测定吸光度，以芦丁质量浓度为横坐标、吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。以标准曲线（Y=6.755 8X- 0.003 6，R2=0.994 2）并用同种方法测定样品中总黄酮的含量。

（3）多糖含量的测定［13］。采用苯酚硫酸法。

1.3.8复合功能饮料风味的气相质谱分析

（1）萃取条件。萃取头型号：CAR/PDMS 75 μm；萃取温度50℃；萃取时间30 min；平衡时间10 min；解吸时间5 min。

（2）色谱条件。仪器Agilent HP6890/5973N型色谱柱：DB- 5型（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样口温度250℃；程序升温40℃保持6 min，3℃/min升至100℃，5℃/min升至230℃保持10 min；载气氦气；流量1 mL/min；进样方式，不分流进样。

（3）质谱条件。离子源EI；电离能70 eV；离子源温度230℃；四级杆温度150℃；发射电流35 μA；扫描速度1.9 scans/s；质量扫描范围50～550 amu。

（4）定量方法。加入230 mg/kg的氘代愈创木酚作为内标，采用内标法定量。

1.3.9数据统计分析

数据统计采用SPSS 16.0进行ANOVA单因素方差分析及感官评定。

2　结果与分析

2.1α-淀粉酶的抑制率

α-淀粉酶抑制率见图1。

图1　α-淀粉酶抑制率

由图1可知，提取的明日叶黄酮α-淀粉酶抑制率高达81.0%，提取的猴头菇多糖α-淀粉酶抑制率为17.5%，制备的丝胶肽α-淀粉酶抑制率为8.0%。α-淀粉酶抑制试验结果表明，本文所述方法制备的明日叶黄酮、猴头菇多糖及丝胶肽样品均表现出较好的α-淀粉酶抑制效果。

2.2复合功能饮料配方设计与优化

2.2.1复合功能饮料配方设计

复合功能饮料配方试验（200 mL）见表3。

表3　复合功能饮料配方试验（200 mL）

由表2可知，3种组分复配性能稳定、口感协调。其中，丝胶肽溶于水后呈无色；猴头菇多糖所加比例较少，溶于水后颜色较淡；明日叶黄酮呈淡黄色，对饮料颜色影响最大。添加玫瑰花露使饮料的口感更好、更协调、风味更独特，但其含量不宜超过2%，否则玫瑰花味过于浓重；玫瑰花露的含量在1.0%～1.5%味道较为适中，口感怡人。以上5种配方中，配方3较好，但糖酸比、颜色需进一步优化。

2.2.2糖酸比优化

正交试验结果见表4。

表4　正交试验结果

由表4可知，甜菊糖苷、木糖醇及柠檬酸添加量对结果的影响从大到小的因素分别为A＞C＞B。均值分析结果看出最优工艺条件为A3B2C3，即甜菊糖苷添加量0.04%，木糖醇添加量4%，柠檬酸添加量0.3%。

2.2.3产品颜色调配

不同明日叶提取物添加量对饮料色泽的影响见表5。

表5　不同明日叶提取物添加量对饮料色泽的影响

由表5可知，添加明日叶提取物能提升饮料的亮度，饮料颜色偏绿、偏黄。当添加量达到0.15%时，总色度值变化显著，因此添加0.15%明日叶提取物较为合适。

综合所述，通过配方、糖酸比及颜色优化后确定的最终配方为0.007%猴头菇多糖、0.003%丝胶肽、0.15%明日叶黄酮、4%木糖醇、0.04%甜菊糖苷、0.3%柠檬酸及1.5%的玫瑰花露。该配方所配制的复合功能饮料色泽纯正、酸甜适中，并伴有玫瑰花的清香。

2.3营养与功效成分分析

复合功能饮料产品营养与功效成分分析结果见表6。

表6　复合功能饮料产品营养与功效成分分析结果

由表6可知，经过上述工艺处理和配方优化后得到的产品中蛋白质含量为3.73 mg/mL，多糖含量为0.48 mg/mL，总黄酮含量为0.015 mg/mL。结果表明，上述方法所制得的复合功能饮料具有一定的营养价值。

2.4复合功能饮料的风味成分分析

复合功能饮料的GC- MS见图2，复合饮料风味成分GC- MS分析结果见表7。

图2　复合功能饮料的GC- MS

由图2可知，复合功能饮料中香气成分丰富，且各组分得到很好的分离。由表7可知，饮料风味以烯烃类风味为主，其中D -柠檬烯达到71.28 μg/kg，β-蒎烯达到30.23 μg/kg，萜品油烯达到2.21 μg/kg。同时产品中含有玫瑰花特征风味成员，包括芳樟醇、香茅醇、香叶醇、苯乙醇等，含量分别达到3.83，5.17，0.63，3.52 μg/kg。结果表明，玫瑰花露的添加赋予了复合功能饮料特殊的风味。

3　结论

本文所述方法制备的猴头菇多糖、丝胶肽及明日叶黄酮对α-淀粉酶均有较好的抑制作用。以此3种物质为原料配制成的饮料，经配方优化后，最佳配方为0.007%猴头菇多糖、0.003%丝胶肽、0.15%明日叶黄酮、4%木糖醇、0.04%甜菊糖苷、0.3%柠檬酸及1.5%的玫瑰花露。饮料酸甜、可口，玫瑰花露的加入又赋予了其特殊风味。目前，市场上适合糖尿病患者的饮料很少，所以此复合功能饮料具有较好的市场前景。

表7　复合功能饮料风味成分GC- MS分析结果

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Preparation of a Functional Beverage with α- amylase Inhibitory Activity

HU Xuehui，XIE Fan，FANG Yuwen，HE Jiajun，GAN Li，*WU Jinhong，WANG Zhengwu，LIU Jianhua
（Shanghai Food Security Engineering Center，College of Agriculture and Bilolgy，Shanghai Jiaotong University，Shanghai 200240，China）

Abstract：Angelica keiskei，Hericium erinaceus and sericin are used as the raw materials to extract and prepare Angelica keiskei flavones，Hericium erinaceus polysaccharides and sericin peptides with α- amylase inhibitory activity. The extracts，sugar substitutes with low calorie and rose water are used to prepare a functional beverage suited to drink by people with diabetes. The results demonstrate the composite beverage added with Angelica keiskei flavones（0.15%），Hericium erinaceus polysaccharides（0.007%），sericin peptides（0.003%），xylitol（4%），stevioside（0.04%），citric acid（0.3%）and rose water（1.5%）show abundant nutrition，good taste and flavor.

Key words：Angelica keiskei flavones；Hericium erinaceus polysaccharides；sericin peptides；α- amylase inhibition

中图分类号：TS275.4

文献标志码：A

doi：10.16693/j.cnki.1671- 9646（X）.2016.05.004

文章编号：1671- 9646（2016）05a- 0011- 05

收稿日期：2016- 03- 17

基金项目：国家自然科学基金项目（31471623，31571763）；国家博士后基金项目（2014M561477）。

作者简介：胡学辉（1976—），男，硕士，研究方向为食品安全和食品加工。

*通讯作者：吴金鸿（1978—），女，博士，副研究员，研究方向为食品安全和食品加工。