随着“健康中国2030”战略推进与药食同源理念的普及，兼具营养与保健功能的天然饮品成为市场热点。玉米须作为玉米种植的农业废弃物，被《中华人民共和国卫生部药材标准》1985 版（一部）收录为常用药材，富含黄酮类、多糖、甾醇类等多种生物活性成分，具有降血糖、调血脂、抗氧化、降血压、调节免疫等多重保健功效。菊芋则被联合国粮农组织誉为“21世纪人畜共用作物”，其块茎中的菊粉（多糖）具有调节肠道菌群、降血脂、抗疲劳等生物学功能，应用前景广阔。

目前，玉米须相关产品包括发酵酒、复合饮料、保健茶等品类，段晋娇等人、张文丽等人通过工艺优化研制出玉米须苹果、玉米须水晶梨等复合饮料；菊芋则在焙烤食品、发酵乳制品、饮料中得到广泛应用，康洁等人开发的菊芋复合固体饮料已实现工艺稳定化。然而，将玉米须与菊芋复合开发保健饮料的研究仍较为匮乏，二者的营养成分与保健功效具有协同潜力，相关制备工艺与产品价值尚未得到充分挖掘。

基于此，以玉米须和菊芋为主要原料，通过单因素试验与正交试验优化配方工艺，研制一款口感与营养俱佳的复合保健饮料。同时，分析产品总糖、黄酮、蛋白质等核心营养指标，明确其保健价值，既实现玉米须农业废弃物的资源化利用，又拓展菊芋深加工路径，为新型健康饮品开发提供技术参考，契合消费者对健康食品的需求与农业可持续发展趋势。

（一）试验材料

玉米须、菊芋，均为市售；木糖醇，浙江华康药业股份有限公司提供；柠檬酸（食品级），山东柠檬生化有限公司提供；芦丁标准品（纯度大于99%），合肥博美生物科技有限责任公司提供；葡萄糖、亚硝酸钠、硝酸铝、无水乙醇等试剂，均为分析纯。

（二）试验仪器与设备

752型紫外可见分光光度仪，上海光谱仪器有限公司产品；HH-S4型恒温水浴锅，巩义市予华仪器有限责任公司产品；PWN233ZH型千分之一天平，奥豪斯仪器有限公司产品；KDN型凯氏定氮仪，浙江托普云农科技股份有限公司产品；KQ3200DE型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司产品。

（三）试验方法

1. 玉米须菊芋复合保健饮料的制备

1）玉米须提取液的制备。

玉米须→清洗、烘干→粉碎→浸提→熬煮→过滤→玉米须提取液。

选择新鲜无霉味的玉米须，去除杂质清洗，放入电热恒温鼓风干燥机中于80 ℃下烘干8 h。再用粉碎机将烘干后的玉米须打成粉末，过80目筛，即得玉米须粉末。将玉米须粉末与水按1∶40（g∶mL）的比例混合后煮沸5 min，再于70 ℃恒温水浴锅中浸提60 min，以充分溶解玉米须中的有效成分；将混合液过滤取上清液，即玉米须提取液，备用。

2）菊芋提取液的制备。

菊芋→洗净→去皮、切片→护色→熬煮→过滤→菊芋汁。

将新鲜菊芋表面的泥土及杂质洗净并去皮切片，在质量分数为2%的柠檬酸溶液中浸泡5 min，立即捞出用清水清洗3次，按1∶2（g∶mL）的比例加入质量分数为0.5%的柠檬酸溶液，煮沸10 min，捞出加入2倍的水，用榨汁机打成浆液后，在沸水浴中浸提30 min，然后过滤得滤液，即菊芋提取液，备用。

3）玉米须菊芋复合保健饮料的制备。

玉米须提取液+菊芋提取液→混合→调配（加入柠檬酸、木糖醇）→ 装罐→灭菌→成品。

通过混合玉米须提取液和菊芋提取液，调配木糖醇和柠檬酸，按照单因素试验逐步添加，最终得到复合保健饮料。将调配好的饮料加热装罐并密封，杀菌后冷却至室温，即得成品。

2. 单因素试验

为确保制备玉米须菊芋复合保健饮料的最佳配方，选取对其感官品质影响显著的3个因素进行单因素试验，即玉米须与菊芋提取液质量比、木糖醇添加量及柠檬酸添加量。根据试验结果，确定正交试验的因素水平，最终获得最佳的玉米须菊芋复合保健饮料配方。

1）玉米须与菊芋提取液质量比对饮料感官品质的影响。在木糖醇添加量6%，柠檬酸添加量0.05%的条件下，研究玉米须与菊芋提取液质量比分别为7∶1，7∶2，7∶3，7∶4（g∶g）时，对饮料感官品质的影响。

2）木糖醇添加量对饮料感官品质的影响。按上述试验步骤，保持其余变量不变，玉米须与菊芋提取液质量比为上述步骤已经确认的最佳水平，将木糖醇添加量分别设置为5%，6%，7%，8%，在试验范围内研究木糖醇添加量对饮料感官品质的影响。

3）柠檬酸添加量对饮料感官品质的影响。其余变量均按照上述步骤已经确定的最佳水平，将柠檬酸添加量分别设置为0.04%，0.05%，0.06%，0.07%，在试验范围内研究柠檬酸添加量对饮料感官品质的影响。

3. 正交试验

通过单因素试验选定玉米须与菊芋提取液的质量比、木糖醇添加量及柠檬酸添加量这3个关键因素，采用三因素三水平正交优化试验设计后续试验。对饮料的色泽、风味、外观和口感进行评定，各项目评分范围为1~25分。最终感官评分为去除最低分和最高分后的平均值，总分为100分。

感官评分标准见表1。

4. 主要品质指标分析

1）总糖测定。根据苯酚-硫酸法^[25]对饮料中的总糖含量进行检测。

2）黄酮测定。参考欧阳香等人^[26]对黄酮的测定方法，并在此基础上稍作修改。

具体步骤如下：首先精确称取0.5 mg的芦丁标准品，将其置于10 mL的容量瓶中，以无水乙醇作为溶剂，将芦丁标准品进行超声溶解，完全溶解后稀释至刻度线，摇匀，从而得到质量浓度为0.05 mg/mL的芦丁标准品溶液。分别移取0，0.2，0.4，0.6，0.8， 1.0 mL的芦丁标准品溶液，依次置于6个带有塞子的试管中，在每个试管中加入体积分数为60%的乙醇溶液，补充至总体积为1 mL，然后按照特定的步骤进行显色反应。首先，向每个试管中加入质量分数为5%的NaNO₂溶液0.3 mL，进行摇匀处理后静置 6 min，然后同前一步处理，加入质量分数为10%的Al（NO₃）₃溶液0.3 mL，再次摇匀并静置6 min，最后加入质量分数为4%的NaOH溶液4.0 mL，并使用无水乙醇定容，摇匀后放置15 min。显色反应完成后，使用体积分数为60%的乙醇溶液作为空白对照进行调零处理，设置波长为510 nm，依次测定每个试管中的吸光度。根据测定的吸光度，以吸光度（A）为纵坐标，质量浓度（C）为横坐标，在Excel表格中绘制芦丁标准曲线，进行线性回归，得出回归方程。精密吸取3份1.0 mL质量浓度为60 mg/mL的供试品溶液置于10 mL具塞试管中，按照与芦丁标准品溶液相同的处理方法进行操作，测定3组吸光度。利用所得回归方程计算样品溶液中黄酮类成分的含量。

3）蛋白质测定。参考国标《食品中蛋白质的测定》（GB 5009.5—2016），应用凯氏定氮法进行检测。

（一）单因素试验结果

1. 玉米须与菊芋提取液质量比对玉米须菊芋复合保健饮料感官品质的影响

不同玉米须与菊芋提取液质量比对饮料感官品质的影响见图1。

由图1可知，当玉米须与菊芋提取液按7∶2的质量比添加时，复合保健饮料的感官评分最高。玉米须和菊芋提取液的添加量在影响风味的同时也会对口感和外观产生影响。添加过少的玉米须提取液会导致饮料风味清淡，过量则使风味不协调；添加过多的菊芋提取液则会导致果汁外观浑浊且色泽偏暗。因此，在生产复合保健饮料时，需要精确控制玉米须与菊芋提取液质量比，以获得最佳的口感和风味。

2. 不同木糖醇添加量对玉米须菊芋复合保健饮料感官品质的影响

不同木糖醇添加量对饮料感官品质的影响见图2。

由图2可知，当木糖醇添加量为7%时，饮料的感官评分达到最高。木糖醇作为糖的替代品，在饮料中使用更适合糖尿病患者，同时也有助于预防肥胖症。木糖醇的添加量对口感有着显著影响。添加量过少导致饮料甜味不足，口感差；添加量过多则可能使口感过重，甚至甜味过于浓烈，在研发饮料时，需要严格控制木糖醇添加量，以保持最佳口感和口味的平衡。

3. 不同柠檬酸添加量对玉米须菊芋复合保健饮料感官品质的影响

不同柠檬酸添加量对饮料感官品质的影响见图3。

由图3可知，当柠檬酸添加量为0.05%时，饮料的感官评分最佳。适量的柠檬酸能够丰富饮料的风味，但添加过少会导致甜味过于浓厚、口感欠佳；添加过多则会使味道过于偏酸，影响了玉米须和菊芋特有的风味，使口感难以接受。因此，控制柠檬酸添加量对于调整饮料口感至关重要。

（二）正交试验结果

通过单因素试验结果，选取玉米须与菊芋提取液质量比（A）、木糖醇添加量（B）和柠檬酸添加量（C）这3个因素进行三因素三水平正交优化试验。

正交试验因素与水平见表2。正交试验结果见表3。正交试验方差分析见表4。

由表3可知，各个因素对玉米须菊芋复合保健饮料影响程度由大到小依次为A>C>B，即玉米须与菊芋提取液质量比>柠檬酸添加量>木糖醇添加量。各个影响因素的最佳组合方式为A1B3C1，即玉米须与菊芋提取液质量比为7∶1.5，木糖醇添加量为7.5%，柠檬酸添加量为0.045%，此时饮料的品质最佳。

由表4可知，试验的p值均小于0.05，说明其显著性良好，置信度较高，R值具有统计学意义，符合正交试验中的要求，表明玉米须与菊芋提取液质量比、柠檬酸添加量、木糖醇添加量均对试验结果有显著影响。

（三）主要品质指标分析

1. 总糖质量浓度

以葡萄糖质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，经线性回归分析得到葡萄糖标准曲线回归方程为Y=0.005 3X+0.003 7，R2=0.997 5。测定饮料中吸光度，根据回归方程计算得饮料中总糖质量浓度为9.194 mg/100 mL。

2. 黄酮质量浓度

以芦丁质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，经线性回归分析得到芦丁标准曲线回归方程为Y= 0.749X+0.014 7，R2=0.998 6。测定饮料中吸光度，根据回归方程计算得饮料中黄酮质量浓度为0.123 mg/mL。

3. 蛋白质质量分数

根据《食品中蛋白质的测定》（GB 5009.5—2016）标准中凯氏定氮法相关计算方法，得出饮料中蛋白质质量分数为9.844 g/100 g。