摘 要：利用蛹虫草子实体超微粉研制悬浮型固体饮料，以感官评价和冲泡后饮料黏度为标准，采用正交试验方法优化辅料添加量，得到最优配比为。蛹虫草子实体超微粉固体饮料配方最佳配方为：产品中蛹虫草子实体超微粉添加量为0.5 g，麦芽糊精添加量0.2 g，安赛蜜添加量0.05 g，柠檬酸添加量0.04 g，苹果酸添加量0.04 g，黄原胶0.06 g，CMC 0.02 g，魔芋胶0.06 g，海藻酸钠0.04 g。产品的颗粒细腻，均匀，颜色金黄，能均匀稳定的悬浮于水中，有虫草的菌香气，1 g产品用100mL水冲泡效果最佳。
关键词：蛹虫草；超微粉；固体饮料
蛹虫草被称为北冬虫夏草或北虫草，是一种寄生于鳞翅目和鞘翅目等昆虫蛹体上的大型真菌。随着科学技术的发展，其提高免疫力、抗氧化、抗肿瘤等功能活性成分已逐步被研究证实[1]，蛹虫草子实体的主要化学成分[2]和营养物质都与冬虫夏草非常相似。蛹虫草生产主要是干品和盐渍品，蛹虫草干品多用于蛹虫草多糖的提取，但因其有效成份提取工艺复杂，提取率不高而限制了蛹虫草的利用率，利用现代食品工程高新技术-超微粉技术[3-5]将蛹虫草子实体粉碎至某一粒度，使其组织细胞高度破坏，其有效成分容易被人体吸收利用，可以提高了功能性成份的利用率，达到提高蛹虫草功能成分利用率的目的。因此本实验以蛹虫草子实体为主要原料进行蛹虫草悬浮性固体饮料的研制，有利于充分利用蛹虫草资源、增加蛹虫草产品的种类、提高蛹虫草的经济价值，具有较高的理论意义和市场价值。
人工培养的蛹虫草子实体：天津东方中滨农业科技有限公司；麦芽糊精、海藻酸钠：河南领航化工产品有限公司；安赛蜜、柠檬酸、苹果酸、黄原胶、CMC、魔芋胶：北京北方霞光食品添加剂有限公司；以上原料均为食品级。
ESJ205-4型电子天平：沈阳龙腾电子称量仪器有限公司；DZF-6020型真空干燥箱：上海益恒科技有限公司；LF-1制冷器：上海思尔达科学仪器有限公司；XA-Ⅱ制冷式粉碎机：江苏省姜堰市分析仪器厂；ND7变频行星式球磨机：南京南大天尊电子有限公司；WFM超细粉碎振动磨：江南大学食品设备公司；WQS振动筛：上海精密科学仪器有限公司；SU8000扫描电子显微镜：日本日立高新技术公司；DV-Ⅲ+型流变仪：Brookfield工程实验室。
1.2.1 蛹虫草固体饮料感官评分标准
采用模糊数学的方法，直接、客观地对固体饮料粉进行感官评价，进行综合评价。感官测试时采用了类别标示法中的5点类别法，评价尺度分为一级90～99分，二级 80～89 分，三级 70～79分，四级 60～69分，五级50～59分。固体饮料感官评分表见表1。
表1 固体饮料感官评分表
Table 1 Sensory evaluation of solid beverage
因素得分一级（90～99）二级（80～89）三级（70～79）四级（60～69）五级（50～59）色泽粉末金黄色冲调后呈金黄色透明液体黄色冲调后呈黄色透明液体淡黄色冲调后呈淡黄色液体黄白色冲调后呈淡黄稍显浑浊液体白色较差冲调后无明显黄色浑浊液体形态粉粒小外形规则大小均一粉粒小外形不规则大小均一粉粒大外形不规则大小均一粉粒较大外形不规则大小均一粉粒大外形不规则大小不一有节块气味具有虫草独有的菌香气香气纯正无异味冲调后酸甜适中菌香气较淡香气纯正无异味冲调后以酸为主略带甜菌香气不纯无异味冲调后以甜为主略带酸无明显气味冲调后气味平淡无独特菌香气有异味存在冲调后酸甜比例失调
1.2.2 蛹虫草超微粉最佳配置工艺
将蛹虫草子实体在鼓风干燥箱60℃烘干，在XA-Ⅱ制冷式粉碎机中初步粉碎得到粗粉，在ND7变频行星式球磨机中微粉碎得到细粉，最后在超细粉碎振动磨中超微粉碎。用激光粒度仪分析粒度分布。用振动筛筛分得到蛹虫草超微粉。
1.2.2.1 单因素试验
1）麦芽糊精添加量的确定
分别选择 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g 麦芽糊精进行单因素试验，固定添加蛹虫草超微粉0.5 g，柠檬酸添加量为0.05 g，苹果酸添加量为0.05 g，安赛蜜添加量为0.05 g，先观察评价粉末，再用100 mL水冲泡，利用评分法得出确定麦芽糊精的最佳添加量。
2）安赛蜜添加量的确定
分别选择 0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07 g 安赛蜜量进行单因素试验，固定添加蛹虫草超微粉0.5 g，柠檬酸添加量为0.05 g，苹果酸添加量为0.05 g，麦芽糊精添加量为0.5 g，先观察粉末，再用100 mL水冲泡，利用评分法得出确定安赛蜜的最佳添加量。
3）柠檬酸添加量的确定
分别选择 0.025、0.05、0.075、0.1、0.125、0.15 g 柠檬酸进行单因素试验，固定添加蛹虫草超微粉0.5 g，安赛蜜添加量为0.05 g，苹果酸添加量为0.05 g，麦芽糊精添加量为0.5 g，先观察粉末，再用100 mL水冲泡，利用评分法得出柠檬酸最佳添加量。
4）苹果酸添加量的确定
分别选择 0.01、0.03、0.05、0.07、0.09、0.11 g 苹果酸进行单因素试验，固定添加蛹虫草超微粉0.5 g，安赛蜜添加量为0.05 g，柠檬酸添加量为0.05 g，麦芽糊精添加量为0.5 g，观察粉末之后用100 mL水进行冲泡，利用感官评分法得出苹果酸最佳添加量。
1.2.2.2 正交试验
蛹虫草超微粉固体饮料配方L9（34）正交试验因素水平见表2。
表2 配方正交试验因素水平
Table 2 Factor and levels of the orthogonal experimental of formala
因素 A麦芽糊精/g B安赛蜜/g C柠檬酸/g D苹果酸/g 1 0.2 0.04 0.04 0.04 2 0.3 0.05 0.05 0.05 3 0.4 0.06 0.06 0.06
1.2.3 蛹虫草超微粉固体饮料悬浮剂优化
1）选蛹虫草超微粉固体饮料悬浮剂种类的初步筛选
分别配制0.2%浓度的黄原胶、CMC、卡拉胶、魔芋胶、刺槐豆胶、海藻酸钠、瓜尔豆胶溶液，室温下添加0.5%超微虫草粉固体饮料优化配方，搅拌均匀后静置24 h后观察不同悬浮剂的悬浮剂性能。
2）黄原胶、CMC、魔芋胶和海藻酸钠的悬浮性能，不同添加量对饮料黏度的影响
每100 mL水中黄原胶、CMC、魔芋胶和海藻酸钠的添加量分别为 0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12 g，用流变仪检测其不同添加量对饮料黏度的影响。
3）对超微粉固体饮料的悬浮剂进行正交试验
蛹虫草超微粉固体饮料悬浮剂L9（34）正交试验因素水平见表3。
超微粉碎技术，可打破植物细胞壁，使存于细胞内的有效成分充分暴露出来，避免渗透提取过程，极大地提高有效成分的提取速率与得率[6-8]。因此试验所用原料的大小，对原料的溶解性有直接的影响，原料越小，颗粒越细其溶解效果越好，反之亦然。试验所用的蛹虫草子实体经过超微粉碎，有效的提高了产品的利用效果。
表3 悬浮剂正交试验因素水平
Table 3 Factors and levels of orthogonal experimental of suspension
因素 A黄原胶/g B CMC/g C魔芋胶/g D海藻酸钠/g 1 0.02 0.02 0.02 0.02 2 0.04 0.04 0.04 0.04 3 0.06 0.06 0.06 0.06
2.1.1 蛹虫草超微粉粒径分析结果
蛹虫草超微粉粒度分布曲线见图1，蛹虫草超微粉和普通粉的粒径比较见表4。
图1 蛹虫草超微粉粒度分布曲线
Fig.1 Particle size distribution curve of Cordyceps militaris ultra micro powder
表4 蛹虫草超微粉和普通粉的粒径比较
Table 4 Comparison of Cordyceps militaris ultra micro powder and common powder particle size
比表面积/（m2/g）普通粉 127.4 140.3 69.42 0.027超微粉 22.50 23.27 19.64 0.098样品 中位径/μm 体积平均径/μm面积平均径/μm
由图1可知，蛹虫草超微粉的粒径分布曲线，根据粒径累计分布曲线可以看出粒径分布范围在2.149μm～61.74 μm 之间，所有粒子粒径均小于 61.74 μm，粒径分布区间曲线可以看出，粒径区间在20.14μm～29.24μm所占百分比最大，为37.08%。由表4可以得出，蛹虫草子实体超微粉的大小为22.50 μm，相比于普通粉要小100 μm左右，超微粉中位径的变小，比表面积的增大，有利于溶解于水，使其中活性物质更易于溶出。
2.1.2 蛹虫草超微粉电镜扫描结果
图2、3为蛹虫草超微粉和普通粉放大500倍的电镜扫描图，可以看出与普通粉碎相比，经超微粉碎后，蛹虫草粉的粒径更均匀，细胞破壁的情况增多，有利于细胞内外物质的流通，增大了活性物质的溶出效率。
2.2.1 单因素试验
在饮料制品中，甜味剂、酸味剂添加量对饮料风味也会有很大的影响，由于蔗糖添加量过大，对固体粉的颜色影响较大，所以选用甜度较高的安赛蜜作为甜味剂，苹果酸、柠檬酸作为酸味剂，以其添加量做单因素试验，20名感官评价员采用的综合感官评价法对不同原料配比的饮料进行感官评价，根据感官评定标准表1，确定复合饮料各成分的最佳添加量。
图2 蛹虫草子实体普通粉碎x500电镜扫描图
Fig.2 Cordyceps militaris ordinary pulverization of x500 SEM image
图3 蛹虫草子实体超微粉碎x500电镜扫描图
Fig.3 Cordyceps militaris ultrafine x500 SEM image
2.2.1.1 麦芽糊精添加量的确定
麦芽糊精添加量对产品感官评分的影响见图4。
图4 麦芽糊精添加量对产品感官评分的影响
Fig.4 Influence of adding amount of dextrin on sensory score
对不同麦芽糊精添加量进行感官评价，根据其色泽、形态、气味进行打分，随着麦芽糊精添加量的增多，感官评分出现先增加后降低的趋势，当麦芽糊精添加量为0.3 g时，感官评分最高，为90.34分，继续增加其添加量，使固体饮料颜色发白，影响其色泽。
2.2.1.2 安赛蜜添加量的确定
安赛蜜添加量对产品感官评分的影响见图5。
图5 安赛蜜添加量对产品感官评分的影响
Fig.5 Influence of adding amount of acesulfame on sensory score
对不同安赛蜜添加量进行感官评价，随着安赛蜜添加量的增多，产品的分值相应提高，当安赛蜜加入量为0.05 g时，产品的感官状态达到最优，之后随着加入量的增加分值有所下降，因为过量的安赛蜜使产品的味道过于甜腻，影响了人们的喜好。
2.2.1.3 柠檬酸添加量的确定
柠檬酸添加量对产品感官评分的影响见图6。
产品的感官评分随着柠檬酸添加量的增多出现先上升后下降的趋势，当柠檬酸添加量为0.05 g产品的感官分值最大，为93.26分，造成此现象的原因是由于少量的柠檬酸可以增加产品的酸味，但过量使用使产品的酸度过大，影响其口感。
2.2.1.4 苹果酸添加量的确定
苹果酸添加量对产品感官评分的影响见图7。
由图可知，感官评分随着苹果酸含量的增多先上升，当其添加量为0.05 g时最大，之后出现下降的趋势，原因和柠檬酸的相同，都是过量导致产品的酸味过强，苹果酸和柠檬酸的配合使用，使产品的酸味更柔和。
图6 柠檬酸添加量对产品感官评分的影响
Fig.6 Influence of adding amount of citric acid on sensory score
图7 苹果酸添加量对产品感官评分的影响
Fig.7 Influence of adding amount of malic acid on sensory score
2.2.2 蛹虫草超微粉固体饮料正交试验
单因素试验结果得出麦芽糊精、安赛蜜、柠檬酸、苹果酸在各自单因素水平上的最佳添加量分别为0.3、0.05、0.05、0.05 g，结合单因素试验结果，考虑几种因素相互作用的影响，进行四因素三水平的正交试验。蛹虫草超微粉固体饮料配方L9（34）正交试验结果见表5，蛹虫草超微固体饮料正交试验方差分析见表6。
表5 配方正交试验结果
Table 5 Results of orthogonal experimental of formula
试验编号 A麦芽糊精 B安赛蜜 C柠檬酸 D苹果酸 感官评分1 1 1 1 1 90.32 2 1 2 2 2 79.01 3 1 3 3 3 83.78 4 2 1 2 3 73.92 5 2 3 1 94.04 6 2 3 1 2 79.89 2 1 3 2 68.56 8 3 2 1 3 91.98 9 3 3 2 1 86.35 K1 84.370 77.600 87.397 90.237 K2 82.617 88.343 79.760 75.820 K3 82.297 83.340 82.127 83.227极差 2.073 10.743 7.637 14.417 7 3
由极差分析和方差分析可知，所选各因素在试验范围内对饮料的感官评分有不同影响，各因素对感官评分影响的排序为D>B>C>A，其中，苹果酸含量和安赛蜜含量对超微蛹虫草固体饮料的感官有显著的影响。通过极差分析可知，最佳的超微蛹虫草粉的最佳制作工艺条件为A1B2C1D1，即蛹虫草子实体超微粉添加量为0.5 g，麦芽糊精添加量0.2 g，安赛蜜添加量0.05 g，柠檬酸添加量0.04 g，苹果酸添加量0.04 g。按A1B2C1D1条件进行3次平行试验，感官评分的平均值为95.35，高于表5中每一项试验结果，故A1B2C1D1为最佳提取工艺条件。
表6 配方正交试验方差分析
Table 6 Variance analysis of orthogonal experiment of formula
注：*表示a=0.05时具有显著性。
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性A麦芽糊精 7.475 2 1.000 19.000 B安赛蜜 173.400 2 23.197 19.000 *C柠檬酸 91.693 2 12.267 19.000 D苹果酸 311.839 2 41.718 19.000 *误差 7.47 2
2.2.3 蛹虫草超微粉固体饮料悬浮剂种类的初步筛选
1）分别配制0.2%浓度的黄原胶、CMC、卡拉胶、魔芋胶、刺槐豆胶、海藻酸钠、瓜尔豆胶溶液，室温下添加0.5%超微虫草粉固体饮料优化配方，搅拌均匀后静置24 h后观察不同悬浮剂的悬浮剂性能，结果显示：低浓度时，黄原胶、CMC、魔芋胶和海藻酸钠对蛹虫草超微粉的悬浮效果较好，尤其以黄原胶的悬浮效果最好。故后续试验中主要研究黄原胶、CMC、魔芋胶和海藻酸钠的悬浮性能，选择最佳添加量并在悬浮剂配方中考虑其配合使用。
2）不同胶添加量对黏度的影响
不同胶添加量对黏度的影响见图8。
图8 添加不同浓度的胶对产品黏度的影响
Fig.8 Effects of adding different concentrations of glue on the viscosity of product
如图8所示，相同种类的胶添加不同浓度时黏度有很大区别，黏度随着胶添加量的增加逐渐增大，当添加浓度超过0.06 g/mL时，黏度呈指数型增大；相同添加浓度的不同种类胶，黏度也不尽相同，由图可知黄原胶的黏度较好，由于饮料的黏度过大不利于饮料的口感，所以胶的添加量不宜过大，黄原胶、CMC魔芋胶与海藻酸钠的添加量选择在0.04%左右。
2.2.4 蛹虫草超微粉固体饮料悬浮剂配方优化
根据蛹虫草悬浮剂初步筛选的结果，对其进行进一步正交试验优化，得到悬浮效果更优的复合悬浮剂。超微蛹虫草固体饮料悬浮剂配方L9（34）正交试验结果见表7，方差分析见表8。
表7 悬浮剂正交试验结果
Table 7 Results of orthogonal experimental of suspension
试验编号 A黄原胶 B CMC C魔芋胶 D海藻酸钠 黏度/（mPa·s）1 1 1 1 1 2.41 2 1 2 2 2 8.42 3 1 3 3 3 10.79 4 2 1 2 3 15.94 5 2 2 3 1 28.74 6 2 3 1 2 16.34 7 3 1 3 2 51.78 8 3 2 1 3 24.45 9 3 3 2 1 41.92 K1 7.207 23.377 14.4 24.357 K2 20.34 20.537 22.093 25.513 K3 39.383 23.017 30.437 17.06极差 32.176 2.84 16.037 8.453
表8 悬浮剂正交试验方差分析
Table 8 Variance analysis of orthogonal experiment of suspension
注：*表示a=0.05时具有显著性。
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性A（黄原胶） 1 570.471 2 109.471 19 *B（CMC） 14.346 2 1 19 C（魔芋胶） 385.973 2 26.905 19 *D（海藻酸钠） 126.038 2 8.786 19误差 14.35 2
通过正交试验分析结果表明，各因素对饮料的黏度有不同的影响，其中A>C>D>B，，即黄原胶对蛹虫草超微粉固体饮料的黏度影响最大，其次为魔芋胶和海藻酸钠，CMS影响较小。综合考虑，从表中K值的大小可知，悬浮剂配方的最佳提取条件为A3B1C3D2，黄原胶0.06 g，CMC 0.02 g，魔芋胶 0.06 g，海藻酸钠 0.04 g，将所配置饮料用100 mL温水冲饮，所得感官评分为97.34分。
本试验对蛹虫草子实体超微粉固体饮的制备工艺进行了研究，通过蛹虫草超微粉粒径分析以及扫描电镜结果可知，蛹虫草子实体超微粉比于普通粉要小100 μm左右，有利于溶解于水，使其中活性物质更易于溶出。蛹虫草子实体超微粉固体饮料配方最佳配方为：产品中蛹虫草子实体超微粉添加量为0.5 g，麦芽糊精添加量0.2 g，安赛蜜添加量0.05 g，柠檬酸添加量0.04 g，苹果酸添加量 0.04 g，黄原胶 0.06 g，CMC 0.02 g，魔芋胶0.06 g，海藻酸钠0.04 g，将所得产品用100 mL温水冲饮，产品的颗粒细腻，均匀，颜色金黄，有虫草的菌香气，感官评分为97.34分。
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Study on Preparation Technique of Cordyceps Militaris Suspended Solid Beverage
Abstract：The ultra-micro powder of Cordyceps militaris was directly used to develop the suspension solid beverage.The orthogonal experiment was used to optimize the supplementary material content with the indicators of sensory evaluation and viscosity.The results indicated that the optimal amount of the raw material were 0.5 g of Cordyceps militaris ultra micro powder,0.2 g of maltodextrin,0.05 g of acesulfame,0.04 g of citric acid,0.04 g of malic acid,0.06 g of xanthan gum,0.02 g of CMC,0.06 g of konjac gum and 0.04 g of sodium alginate.The product had good quality with exquisite and uniform particles,golden in color and could stably suspend in water with fragrance of Cordyceps.The optimal ratio of product and water was 1：100(g/mL).
Key words：Cordyceps militaris；ultra micro powder；solid beverage
DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.14.017
基金项目：国家农业科技成果转化资金项目（2011GB2A100009）；天津科技大学科学研究基金资助项目（20120106）
收稿日期：2015-08-04