黄精属（Polygonatum）植物系百合科多年生草本植物[1]。种类包括滇黄精（P.kingianum Coll.et Hemsl）、黄精（P.sibiricum Red）或多花黄精（P.cyrtonema Hua）。黄精的主要活性成分就是黄精多糖（rhizomapolygonatum polysaccharide）[2]。黄精多糖具有抗氧化、抗炎、抗动脉粥样硬化、抗病毒、抑制癌细胞、保肝等作用[3-4]。另外，据报道黄精化学成分还含有甾体类、三萜类、木脂素类、香豆素类、脂肪酸和脂肪族长链化合物等，具有抗衰老、抗氧化、杀菌等作用，对人体有补气养阴、益肾、健脾、润肺等功效[5-6]。
山药，为薯蓣科植物薯蓣（Dioscorea oppositaThunb.）的根茎，为药食同源之品。味甘性平，具有补脾养胃、补肾涩精、生津益肺的功效。主要含有淀粉、蛋白质等营养成分及多糖、甾醇类、尿囊素、腺苷等[7-9]多种活性成分，具有调节免疫、调整消化系统、抗氧化和抗衰老等药理作用[10-13]。山药凭借着其药食兼用，且平补三焦的特点已经成为百姓餐桌上的必备美食[14]。
本文通过对黄精、山药和枸杞3种功能性食材进行提取，然后将3种提取液进行混合调配，研制一种既具有高营养价值，又具有独特风味的天然保健型饮料，以增加黄精在食品领域的应用途径，使黄精产品更具多样性。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
九蒸九晒黄精、山药：市购；枸杞：银川雅丽茶食品有限公司。
异抗坏血酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、木瓜蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶：广东味多美食品配料有限公司。
1.2 设备
ZD-3自动电位滴定仪：上海仪电科学仪器股份有限公司；PS-40AL超声波清洗机：深圳市华深科工设备有限公司；DN-13B多功能烹饪电热锅：广州红菱电热设备有限公司；YP502N电子天平：上海天美天平仪器有限公司；DHG-9076电热恒温鼓风干燥箱：江苏省金坛市大地自动化仪器厂；HH-6数显恒温水浴锅、JJ-2万能粉碎机：常州国华电器有限公司；BS210S电子分析天平：北京赛多利斯天平有限公司；V-5000可见分光光度计：上海元析仪器有限公司；HR2104飞利浦搅拌机：珠海经济特区飞利浦家庭电器有限公司；FJ200-S高速均质器：闽测仪器设备（厦门）有限公司。
1.3 方法
1.3.1 工艺流程
1）精选九蒸九晒黄精→烘干→粉碎→过筛→超声波酶法提取→灭酶→过滤→黄精提取液→冷藏
2）山药→挑选、清洗→去皮→切片→护色→预煮→加水、打浆→均质→超声波酶解提取→灭菌→过滤→山药汁→冷藏
3）枸杞→挑选、称量→加水、护色、打浆→超声波辅助提取→灭菌→过滤→枸杞提取液→冷藏
4）取上述黄精提取液、山药提取液和枸杞提取液，按一定比例混合均匀→调配→均质→灌装→脱气→灭菌→封罐→黄精山药枸杞复合饮料
1.3.2 操作工艺要点
1）干黄精粉的制备：将黄精置于70℃烘箱烘2 h，取出置于干燥器中冷切0.5 h，取出称量后，放入粉碎机中粉碎6次、每次10 s，过40目筛，备用。
2）黄精提取液的制备：称取黄精干粉，按黄精干粉∶水=1∶35（质量比）加水，加0.2%异抗坏血酸钠，调节pH值到5.0，加入1%木瓜蛋白酶、2%纤维素酶，置于60℃、240 W超声波辅助提取60 min，80℃灭酶20 min，120目绢布过滤，取滤液，得到黄精提取液。
3）山药汁的制备：将山药清洗、去皮，称量后进行切片，置于烧杯中，按1∶5质量比加入0.2%异抗坏血酸钠溶液中，95℃水浴预煮5 min，取出冷却后在12 000 r/min条件下均质2 min，调节pH值至5.0后加入0.06 mg/mL淀粉酶，置于60℃、240 W超声波提取60 min，取出80℃灭酶20 min，120目绢布过滤，取滤液，得到山药汁。
4）枸杞提取液的制备：将新鲜干枸杞称量后放入烧杯中，按1∶20质量比加入0.2%异抗坏血酸钠溶液中，置于60℃、240 W超声波辅助提取60 min，提取液用120目绢布过滤，取滤液，得到枸杞提取液。
5）调配：采用单因素和正交试验等方法，将上述提取液按一定比例混合溶于一定水中，加入白砂糖、柠檬酸等进行调配。
1.3.3 单因素试验
分别选择黄精提取液（10%、15%、20%、25%、30%）、山药汁（10%、15%、20%、25%、30%）、枸杞提取液（3%、6%、9%、12%）、白砂糖添加量（2%、4%、6%、8%、10%）、柠檬酸添加量（0.00%、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%）5个主要因素，采用感官评价方法进行综合分析，研究各因素对复合饮料品质的影响。
1.3.4 正交试验
在单因素的基础上，选择黄精提取液、山药汁、白砂糖和柠檬酸添加量四因素，采用L9（34）进行四因素三水平正交试验，以复合饮料的感官评分为评价标准，确定最优工艺配方。L9（34）研究的因素和水平见表1。
表1 L9（34）正交试验因素水平表
Table 1 L9（34）orthogonal experimental factor level table
水平D柠檬酸添加量/%1因素A黄精提取液添加量/%B山药汁添加量/%C白砂糖添加量/%20 10 4 0.08 2 25 15 6 0.1 3 30 20 8 0.12
1.3.5 感官评价
分别从色泽、口感、滋味及气味、组织状态4个方面对黄精山药枸杞复合饮料进行感官评定，感官评价体系见表2[15-16]。
1.3.6 理化指标的测定
多糖含量：苯酚-硫酸法测定[17]；pH值：酸度计法测定；可溶性固形物含量：手持糖度计法测定；菌落总数、大肠杆菌等微生物，参照国家标准GB 4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》、GB 4789.3-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》进行测定。
表2 复合饮料的感官评价体系
Table 2 Standard of sensory evaluation of composite beverage
项目 评分标准 分值色泽（20分）21～30 10～20 0～9滋味、气味（30分）16～20 10～15 0～9口感（30分）色泽清亮，呈棕红色，均匀一致色泽不清亮，严重偏深或浅橙黄，均匀一致色泽不清亮，浑浊分层有黄精、枸杞、山药香味，酸甜适中单一物质风味过重，欠柔和，微偏甜或偏酸口感较差，偏甜或偏酸21～30 10～20 0～9组织状态（20分）香气协调，味道纯正，无异味香气基本协调，但偏向于单一物质的风味，无异味香气不协调，无清新感，有微量异味呈轻度浑浊状，均一一致，无浓稠感、无肉眼可见杂质有较重浑浊状，有少量沉淀出现，均匀度一般暗沉，沉淀现象明显，有浓稠感，不均匀14～20 10～15 0～9
1.4 数据处理
每个试验重复3次，结果标示为平均值±标准差。正交试验设计与数据分析采用Design-Expert 8.0.6软件进行处理。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果与分析
2.1.1 黄精提取液添加量对黄精山药枸杞复合饮料感官品质的影响
取山药汁20%、枸杞提取液6%、白砂糖4%、柠檬酸0.10%、复合稳定剂（0.01%羧甲基纤维素钠和0.01%海藻酸钠）时，不同黄精提取液添加量对复合饮料感官品质的影响见图1。
图1 黄精提取液添加量对复合饮料感官品质的影响
Fig.1 The sensory effect of adding Polygonatum sibiricum extract in compound beverage
由图1可知，随着黄精提取液添加量的增加，复合饮料的感官评分呈“先快速上升后缓慢降低”的趋势，当黄精提取液添加量达到25%时，复合饮料感官评分达到最佳，在该条件下，复合饮料的色泽、滋味及气味、口感和组织状态的评分均最高。因此，选择25%黄精提取液添加量为最优添加量。
2.1.2 山药汁添加量对黄精山药枸杞复合饮料感官品质的影响
取黄精提取液添加量25%、枸杞提取液6%、白砂糖4%、柠檬酸0.10%、复合稳定剂（0.01%羧甲基纤维素钠和0.01%海藻酸钠）时，不同山药汁添加量对复合饮料感官品质的影响见图2。
图2 山药汁添加量对复合饮料感官品质的影响
Fig.2 The sensory effect of adding Chinese yam juice in compound beverage
如图2所示，黄精山药枸杞复合饮料的感官评分随着山药汁添加量的增加呈缓慢上升后较快下降的趋势，当山药汁添加量达到15%时，复合饮料感官评分达到最佳，在该条件下，复合饮料的色泽、滋味及气味、口感和组织状态的评分均最高。随着山药汁的添加，复合饮料口感偏淡，山药味偏重，不利于复合饮料的综合口感。因此，选择15%山药汁添加量为最优添加量。
2.1.3 枸杞提取液添加量对黄精山药枸杞复合饮料感官品质的影响
取黄精提取液添加量25%、山药汁添加量15%、白砂糖4%、柠檬酸0.10%、复合稳定剂（0.01%羧甲基纤维素钠和0.01%海藻酸钠）时，不同枸杞提取液添加量对复合饮料感官品质的影响见图3。
图3 枸杞提取液添加量对复合饮料感官品质的影响
Fig.3 The sensory effect of adding wolfberry extract in compound beverage
如图3所示，黄精山药枸杞复合饮料的感官评分随着枸杞提取液添加量的增加呈“先上升后迅速下降”的趋势，枸杞的味道相对较浓郁，当枸杞提取液添加量达到6%时，复合饮料的色泽、滋味及气味、口感和组织状态的评分均最高，感官品质达到最佳。持续增加枸杞提取液，饮料的色泽加深、枸杞香味不断增强，口感协调性下降。因此，选择6%枸杞提取液添加量为最优添加量。
2.1.4 白砂糖添加量对黄精山药枸杞复合饮料感官品质的影响
取黄精提取液添加量25%、山药汁添加量15%、枸杞提取液6%、柠檬酸0.10%、复合稳定剂（0.01%羧甲基纤维素钠和0.01%海藻酸钠）时，不同白砂糖添加量对复合饮料感官品质的影响见图4。
图4 白砂糖添加量对复合饮料感官品质的影响
Fig.4 The sensory effect of adding white sugar in compound beverage
如图4所示，当白砂糖添加量由2%逐渐增加到6%时，复合饮料的甜度慢慢由微甜变得甜度适中、口感爽口。持续增加白砂糖，复合饮料逐渐变得过甜，影响口感的协调性。因此，选择6%白砂糖添加量为最优添加量。
2.1.5 柠檬酸添加量对黄精山药枸杞复合饮料感官品质的影响
取黄精提取液添加量25%、山药汁添加量15%、枸杞提取液6%、白砂糖6%、复合稳定剂（0.01%羧甲基纤维素钠和0.01%海藻酸钠）时，不同柠檬酸添加量对复合饮料感官品质的影响见图5。
图5 柠檬酸添加量对复合饮料感官品质的影响
Fig.5 The sensory effect of adding citric acid in compound beverage
如图5所示，当柠檬酸添加量由0%逐渐增加到0.10%时，复合饮料口感逐渐由甜、涩转向柔和，直到酸甜适中。持续增加柠檬酸，复合饮料开始往过酸转化，影响口感的协调性。因此，选择0.10%柠檬酸添加量为最优添加量。
2.2 正交试验结果与分析
正交试验设计方案及结果见表3。
表3 正交试验设计方案及结果
Table 3 Design and results of orthogonal experiments
水平因素A黄精提取液添加量B山药汁添加量C白砂糖添加量D柠檬酸添加量 感官评分1 1 1 1 1 76.6 2 1 2 2 2 80.2 3 1 3 3 3 79.7 4 2 1 2 3 82.8 5 2 2 3 1 84.5 6 2 3 1 2 83.5 7 3 1 3 2 82.4 8 3 2 1 3 78.5 9 3 3 2 1 86.8 k1 78.833 80.6 79.533 82.633 k2 83.6 81.067 83.267 82.033 k3 82.567 83.333 82.2 80.333 R 4.767 2.733 3.734 2.3因素影响主次排序 A>C>B>D最优组合条件 A2B3C2D1
由表3可知，影响黄精山药枸杞复合饮料的主次因素排列顺序为黄精提取液添加量>白砂糖添加量>山药汁添加量>柠檬酸添加量，最优组合是A2B3C2D1。即黄精提取液25%，山药汁20%，白砂糖6%，柠檬酸0.08%。对此最佳条件进行补充验证试验，得到综合评分为87.3分，大于表中的第9组试验A3B3C2D1组合综合评分。因此最终确定最优组合为A2B3C2D1，即黄精提取液25%，山药汁20%，枸杞提取液6%，白砂糖6%，柠檬酸0.08%。所得复合饮料色泽棕黄悦目、口感酸甜适口。
2.3 质量指标
2.3.1 感官指标
色泽：呈棕红色，均一悦目；口感：有黄精、枸杞、山药特有香味，酸甜适宜；气味、滋味：香气协调，味道纯正，无异味；组织状态：呈轻度浑浊状，均一一致，无浓稠感、无肉眼可见杂质。
2.3.2 理化指标
通过测定可知复合饮料pH值为4.96；可溶性固形物含量7.0%；多糖含量3.29%。
2.3.3 微生物指标
饮料微生物指标符合GB 4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》和GB 4789.3-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》要求。
3 结论
本文通过单因素试验和正交试验对黄精山药枸杞复合饮料的配方进行了研究，确定了复合饮料的最佳配方：黄精提取液20%，山药汁20%，枸杞提取液6%，白砂糖6%，柠檬酸0.08%。该复合饮料色泽棕黄、均匀悦目、酸甜适宜、黄精香气浓郁，多糖含量达3.29%。
[1] 黄瑶,石林.黄精的药理研究及其开发利用[J].华西药学杂志,2002,17(4):278-279
[2] 张庭廷,胡威,汪好芬,等.九华山黄精多糖的分离纯化及化学表征[J].食品科学,2011,32(10):48-51
[3] 夏晓凯,张庭廷,陈传平.黄精多糖的体外抗氧化作用研究[J].湖南中医杂志,2006,22(4):90-96
[4] 陆建平,张静,张艳贞.黄精多糖的功能活性及应用前景[J].食品安全质量检测学报,2013,4(1):273-278
[5] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[M].北京:中国医药科技出版社,2015
[6] Singh S K,Singh S,Verma S K,et al.A review on plants of genus Polygonatum[J].Int J Res Dev Pharm Life Sci,2013,2(3):387
[7] 袁书林.山药的化学成分和生物活性作用研究进展[J].食品研究与开发,2008,29(3):176-179
[8] 关倩倩,张文龙,杜方岭,等.山药多糖生物活性及作用机理研究进展[J].中国食物与营养,2018,24(3):11-14
[9] 景娴,江海,杜欢欢,等.我国山药研究进展[J].安徽农业科学,2016,44(15):114-117
[10]周晓薇,王静,段浩,等.铁棍山药蛋白质的分离纯化及体外抗氧化活性[J].食品科学,2011,32(9):31-35
[11]张丽梅,程永强,宋曙辉.紫山药多糖对D-半乳糖衰老模型大鼠肝、脑的影响[J].食品科学,2017,38(13):196-200
[12]邵礼梅,许世伟.山药化学成分及现代药理研究进展[J].中医药学报,2017,45(2):125-127
[13]孙洋,梅伦方.山药药理作用研究进展[J].亚太传统医药,2013,9(3):50-51
[14]马蕊,杨珂,杨惠辛,等.ICP-MS法测定山药、山药皮和零余子中19种无机元素含量[J].食品研究与开发,2017,38(24):141-146
[15]孙军涛,张智超,孟荍.红景天枸杞山楂复合饮料的研制 [J].食品研究与开发,2017,38(24):53-56
[16]张瑞宇.天然黄精橙汁复合饮料的研制[J].食品科技,2002,27(12):61-63,58
[17]方欢乐,李晓明,李秋全,等.黄精多糖的提取及抗氧化作用的研究[J].生物化工,2018,4(3):11-12,15