本文是一篇医药学论文，本研究选择牛蒡干切片为原料，通过酶解和发酵两种工艺对其进行深加工，研制速溶牛蒡茶和发酵牛蒡茶。
1前言
1.1牛蒡及其营养与药用价值
1.1.1牛蒡简介
牛蒡（Arctium lappa Linn），又名为白肌人参、东洋萝卜、东洋参，为菊科（Compositae）管状花亚科（Carduoideae）牛蒡属（Arctium）二年生药食兼用的草本植物，具有极高的营养价值和多种保健功效，在我国已有悠久历史（Zhang et al.,2019；Zhang et al.,2020；李玲玉等，2020）。2011年，我国卫生与计划生育委员会将其列入“新食品原料”名单（徐孝梁，2015）。在日本，牛蒡作为一种高档蔬菜，被列入国民每日必备蔬菜目录，享有“国菜”美誉（秦军伟等，2011）。
牛蒡根是牛蒡的主要食用区域，其皮部呈黑褐色，有皱纹，内部为黄白色，味微苦（耿广宇，2019）。牛蒡根富含蛋白质、多糖、可溶性纤维素、挥发油、钙、铁和维生素C、B6等营养成分（Zhang et al.,2021；梁玮等，2022）；具有利尿、滋补、强身、抗衰老、抗氧化、抗糖尿病、保肝护肝等多种保健功效（El-Kott et al.,2015；Namdar etal.,2017；Rodriguez et al.,2018）。
牛蒡适宜生活在土层深厚疏松、湿润有机质含量高、光照时间长的区域，虽喜温暖气候条件，但也具有耐寒耐热的特点，在-20℃仍可生存（刘春林等，2018）。牛蒡易存活、适应能力强、耐盐碱，在我国种植面积广泛，主要集中在江苏、山东、安徽、湖北等区域，其中，江苏徐州的种植覆盖面积可达1万公顷，山东潍坊约为0.67万公顷（Munarin et al.,2010；伏卉等，2014；寇娟妮，2019）。栽培的牛蒡品种以从日本等国家引入为主，包括白肌旱生、柳川理想等（朱姗姗等，2022）。2000年以来，徐州市蔬菜科学研究所将国产野生牛蒡与日本柳川理想进行有性杂交，培育出表皮金黄、产量高的国内牛蒡新品种“新林1号”，也成为主要种植品种之一。
1.2牛蒡茶开发利用现状
随着人们对牛蒡营养价值和功能特性认识的增强，牛蒡研究利用能力的提升，现阶段许多牛蒡产品被开发生产，如牛蒡茶、牛蒡营养酒、牛蒡糕点、腌制品等，其中，尤以牛蒡茶品居多（Moro et al.,2021）。当前，牛蒡茶可分为传统牛蒡茶、发酵牛蒡茶、牛蒡速溶茶、牛蒡饮料等几个大类。
1.2.1传统牛蒡茶
传统牛蒡茶一般以新鲜牛蒡为原料，经去除杂质，洗净泥沙，斜切成片后护色，最后干燥包装得到的产品。现阶段，干燥方式主要有微波干燥和高温烘烤，其原理均是使原料高温下快速失水。此类牛蒡茶具有制作简单、成本低廉和方便携带等优势，成为我国牛蒡茶市场的主流产品。但传统牛蒡茶浸泡时营养浸出较少，并且由于长时间高温烘烤，其营养物质容易破坏和流失，使牛蒡茶在饮食时难以发挥其营养价值和药用功效。同时，传统牛蒡茶口感发涩，草药味较浓，难以满足消费者的需求。当前有关于传统牛蒡茶的研究主要集中在加工工艺优化，降低营养物质流失等方面。董玉玮等以新鲜牛蒡为原料，研究预热温度、加热温度和时间对黄酮含量的影响，结果表明低温、短时的条件可钝化酶活性，减少黄酮破坏，保证牛蒡茶品质，同时，少量黄酮氧化后生成色素物质，使牛蒡茶呈现金黄色，改善了茶汤色泽（董玉玮等，2021）。
2材料与方法
2.1实验材料
2.1.1原料来源
市售牛蒡干切片，徐州智科食品有限公司提供。大红灵芝、赤灵芝、平菇菌种购自味之源菌业。
2.1.2主要实验试剂
纤维素酶（5×105 U/g）、木聚糖酶（1×105 U/g）、酸性蛋白酶（8×105 U/g）购自泰安信得利生物工程有限公司；淀粉酶（2×103 U/g）购自浙江一诺生物科技。牛血清蛋白、考马斯亮蓝、ABTS购自北京索莱宝科技有限公司。DPPH购自福州飞净生物科技有限公司。邻菲罗琳、蒽酮购自国药集团化学试剂有限公司。邻苯三酚购自天津市巴斯夫化工贸易有限公司。浓硫酸购自莱阳市康德化工有限公司。葡萄糖、无水乙醇、丙酮、磷酸、苯酚、硫酸亚铁、H2O2、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、过硫酸钾、氢氧化钾购自天津市凯通化学试剂有限公司。食品级碳酸钙购自麦恩食品科技有限公司。食品级葡萄糖购自于山东华义玉米科技有限公司。
2.2实验仪器
3结果与分析.............................22
3.1复合酶解法制备速溶牛蒡茶........................................22
3.1.1 Mixture Design试验结果与分析.......................22
3.1.2 Box-Behnken试验结果与分析..........................23
4讨论...............................46
4.1酶解法在牛蒡有效成分提取中的应用..............................46
4.2灵芝-牛蒡双向固态发酵的优势..........................46
4.3发酵牛蒡茶和速溶牛蒡茶中营养成分变化.................................47
5结论..................................49
4讨论
4.1酶解法在牛蒡有效成分提取中的应用
酶解法是提取原料中可溶性成分的一种高效方式，相比于热解法、酸碱法，其具有条件温和、高效、成本低、无污染等优势，现已成为提高营养物质浸出率、增加可溶性成分的主要方式（Yang et al.,2021）。酶解法可分为单一酶和复合酶，现有研究表明复合酶提取率显著高于单一酶（Wang et al.,2013；Zhang et al.,2018）。本研究以市售牛蒡干切片为原料，其富含纤维素、蛋白质和碳水化合物等多种成分，化学组成和结构较复杂，因此，采用纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶和酸性蛋白酶多酶协同提取其营养成分。通过Mixture Design试验快速筛选出最佳的酶配方为纤维素酶45.3%、淀粉酶54.7%，这与牛蒡主要成分是纤维素和碳水化合物相符（Wang et al.,2019）。但与牛蒡富含蛋白质成分相违背，主要原因是酶解在中性条件下进行，酸性蛋白酶活性低或者牛蒡蛋白分子内部无酸性蛋白的酶切位点，这与牛蒡用碱性蛋白酶和中性蛋白酶提取营养成分一致（寇娟妮，2019）。
酶解条件如温度、时间等因素会影响酶活性及其稳定性，进而直接关系到营养物质提取率，因此，酶解工艺条件的优化也是研究的重点之一。本研究通过Box-Behnken试验得出最佳酶解条件为酶解温度57.8℃、酶解时间56.1 min、酶底比0.982%。与单一纤维素酶的酶解条件相比，酶解时间缩短一倍，酶用量也大幅度减少（董玉玮等；2021），这说明复合酶在提高提取率的同时显著提高酶解效率，这一结论能为今后酶提取工艺研究提供理论参考。
5结论
（1）牛蒡酶解工艺优化
复合酶最佳配方为纤维素酶45.3%、淀粉酶54.7%，最佳酶解条件为酶解时间56.1min、酶解温度57.8℃、酶底比0.982%，在此条件下牛蒡酶解物的总收率、蛋白得率和多糖得率分别为47.96%、38.08%和3.25%。
（2）速溶牛蒡茶配方优化
速溶牛蒡茶最佳配方为牛蒡粉0.4 g、葡萄糖1.2 g，感官评分达到最高值86.4。产品的溶解时
间为0.74 min、稳定性K=0、溶解性达到98.37%。
（3）发酵牛蒡茶生产工艺研究
最佳固体发酵条件为大红灵芝作为发酵菌种，固液比1:3、碳酸钙为1%、液态接种，此条件下菌丝生长速度为1.38 cm/d，7-8 d就可完成发酵工艺。发酵完成后，取出发酵物，进行均质、填模和干燥，即可获得发酵牛蒡茶成品。
（4）不同深加工方式对牛蒡茶营养成分和抗氧化活性的影响
与市售牛蒡干切片相比，发酵牛蒡茶中可溶性蛋白、粗纤维和可溶性膳食纤维含量显著提升，可溶性糖、脂肪和蛋白质含量有所降低；牛蒡酶解物干粉中蛋白质、可溶性蛋白、可溶性糖含量和可溶性膳食纤维含量显著提高，脂肪、粗纤维含量急剧下降。市售牛蒡干切片、发酵牛蒡茶、牛蒡酶解物干粉及酶解液均具有较强的DPPH·、ABTS+·、O2-·和·OH，大小排序为酶解液>牛蒡酶解物干粉>市售牛蒡干切片>发酵牛蒡茶。
（5）不同深加工方式对牛蒡茶产品感官、理化及微生物指标分析
所研制出的两种茶产品与市售牛蒡干切片相比感官评分显著提高。产品浸泡或溶解后色泽均一透亮，能满足不同人群需求，并且各种理化和微生物指标检测值均在国标规定的限量值标准内。
参考文献（略）
