袁林祥

（湖南中医药大学药学院，湖南长沙 410208）

黄精为百合科黄精属多年生草本植物，归脾、肺、肾经，具有健脾润肺、益气养阴之功效。《本草经疏》 记载太阳之草名黄精，饵之可以长生，《本草纲目》记载常服黄精可延年益寿[1]。现代研究表明，黄精含有黄酮、多糖、氨基酸、甾体皂苷、生物碱等有效成分[2-3]，其功效包括调节血脂血糖[4-6]、抗衰老[7-9]、抗肿瘤[10]、调节免疫力[11]等多种生理功能，是一种具有多功能的药食同源资源。

酵素是指利用乳酸菌、酵母菌等有益菌株对果蔬、药食同源中药等植物进行发酵，而含有一定活性物质的产品[12-13]。经过发酵后的产品可进一步增加其功效，降低副作用或产生其他活性物质[14-15]。随着经济的发展及健康意识的加强，人们的饮食观念从“吃饱”“吃好”逐渐转为“吃得营养”“吃得健康”。利用药食同源植物资源，开发具有一定保健作用的新产品成为一种趋势。

以黄精为主要原料，超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）为指标，通过单因素试验正交试验优化黄精酵素饮料的发酵工艺，旨在探寻黄精酵素饮料的最适发酵工艺，为黄精的综合利用和开发提供新途径。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黄精，市售；酵母，安琪酵母股份有限公司提供；邻苯三酚、过二硫酸钾、维C、乙二胺四乙酸二钠（均为分析纯），国药集团化学试剂有限公司提供；蒸馏水为实验室自制。

1.2 仪器与设备

ATY124 型电子天平，日本岛津仪器有限公司产品；HH-6S 型恒温水浴锅，巩义中天仪器科技有限公司产品；UV1900 型双光束紫外可见分光光度计，上海佑科仪器仪表有限公司产品；ST3100 型pH 计，奥豪斯仪器（常州）有限公司产品；PAC-101 型数显糖度仪，杭州陆恒生物科技有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

黄精→蒸制→浸泡→提取→过滤→接种发酵→检测→成品。

1.3.2 黄精酵素产品品质的确定方法

利用单因素试验和正交试验对发酵工艺进行研究，以发酵终点的SOD 酶活力为评价指标，确定产品品质。采用邻苯三酚自氧化法测定黄精酵素饮料样品的SOD 酶活力[16-17]。

1.3.3 单因素试验

将初始糖质量分数（按Brix 值计）（14%，18%，22%，26%，30%）、料液比（1∶60，1∶70，1∶80，1∶90，1∶100）、发酵时间（16，24，32，40，48 h）、酵母质量分数（1%，2%，3%，4%，5%）设置为单因素，研究以上几个因素对黄精酵素发酵终点SOD 活力的影响，确定最佳的单因素水平。

1.3.4 正交试验

依据上述所测得各单因素的试验结果，选取糖质量分数、料液比、发酵时间、酵母质量分数4 个因素各3 水平，以黄精酵素发酵终点SOD 酶活力作为指标，进行正交试验。

发酵工艺优化正交因素与水平设计见表1。

表1 发酵工艺优化正交因素与水平设计

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 糖质量分数对SOD 值的影响

糖质量分数对SOD 值的影响见图1。

图1 糖质量分数对SOD 值的影响

由图1 可知，黄精酵素饮料SOD 值随糖质量分数的增加先上升后下降。当糖质量分数（Brix）26%时，达最高点，当糖质量分数（Brix）＞26%时，SOD 值有所下降。因此选取Brix 为22%，26%，30%此3 个初始糖度水平进行正交试验。

2.1.2 黄精料液比对SOD 值的影响

黄精料液比对SOD 值的影响见图2。

图2 黄精料液比对SOD 值的影响

由图2 可知，黄精酵素饮料SOD 值随料液比的增加先上升后下降。当黄精料液比为1∶80 时，达最高点；当黄精料液比大于1∶80 时，SOD 值有所下降。因此，选取1∶70，1∶80，1∶90 此3 个初始料液比水平进行正交试验。

2.1.3 发酵时间对SOD 值的影响

发酵时间对SOD 值的影响见图3。

图3 发酵时间对SOD 值的影响

由图3 可知，黄精酵素饮料SOD 值随发酵时间的增加先上升后下降。当发酵时间为24 h 时，达最高点；当黄精发酵时间大于24 h 时，SOD 值有所下降。因此选取16，24，32 h 此3 个初始发酵时间水平进行正交试验。

2.1.4 酵母质量分数对SOD 值的影响

酵母质量分数对SOD 值的影响见图4。

图4 酵母质量分数对SOD 值的影响

由图4 可知，黄精酵素饮料SOD 值随发酵质量分数的增加先上升后下降。当发酵质量分数为3%时，达最高点，当酵母质量分数大于3%时，SOD 值有所下降。因此选取2%，3%，4%此3 个初始发酵质量分数水平进行正交试验。

2.2 正交试验结果

根据单因素试验结果，按正交试验设计，选取初始糖质量分数Brix（22%，26%，30%）、料液比（1∶70，1∶80，1∶90）、发酵时间（16，24，32 h）及酵母质量分数（2%，3%，4%）进行试验。

黄精饮料酵素发酵L9（34）正交试验结果见表2。

表2 黄精饮料酵素发酵L9（34）正交试验结果

由表2 可知，黄精酵素发酵的糖质量分数（A）、料液比（B）、发酵时间（C）及酵母质量分数（D）4 个因素的极差（R）表现为RC＞RA＞RD＞RB，即影响黄精酵素发酵的主次影响因素依次为发酵时间、糖质量分数、酵母质量分数、料液比。得到最优组合为A3B1C2D3，即黄精酵素的最佳发酵工艺为糖初始质量分数（Brix）30%，料液比1∶70，发酵时间24 h，酵母质量分数4%。

2.3 产品质量标准

2.3.1 感官指标

所制备的黄精酵素组织形态均匀、澄清透明，色泽呈紫红色，有黄精特有的香气。

2.3.2 理化指标

最优工艺产品的pH 值为4.89，可溶性固形物为12%。

2.3.3 微生物指标符合GB7 101—2015《食品安全国家标准饮料》。微生物指标及结果见表3。

表3 微生物指标及结果

3 结论

以黄精为原料，SOD 酶活力为指标，通过单因素试验研究了初始糖度、料液比、发酵时间、酵母质量分数4 个因素对黄精酵素饮料的SOD 值的影响，单因素试验及正交试验优化了黄精酵素饮料的发酵工艺。优化后的黄精酵素饮料的发酵工艺为初始糖度（Brix）30%，料液比1∶70，发酵时间24 h，酵母质量分数4%。发酵后的黄精酵素饮料色泽红亮鲜艳、透明澄清，有黄精特有香气。该研究为黄精酵素的进一步开发提供了参考，丰富了黄精产品的加工种类。