蓝莓花黄酮饮料的配方优化
2015-02-28迟恩忠杜传来
迟恩忠，王 丽，杜传来，杨 锋
( 安徽科技学院 食品药品学院，安徽 凤阳 233100)
蓝莓花黄酮饮料的配方优化
迟恩忠，王 丽*，杜传来，杨 锋
( 安徽科技学院 食品药品学院，安徽 凤阳 233100)
目的：研究蓝莓花饮料配方。方法：采用水浸提法提取蓝莓花中的黄酮类物质，以浸提液、白砂糖、柠檬酸、抗坏血酸为主要原料，调配蓝莓花饮料；采用单因素试验和正交试验对蓝莓花黄酮的水浸提工艺和蓝莓花饮料的配方进行了优化；结果：蓝莓花黄酮的最佳浸提工艺为：料液比1 ∶80，浸提时间2.5h，浸提温度100℃，粉碎粒度80目；饮料的最佳配方为100mL饮料中浸提液添加量50mL，白砂糖10g，柠檬酸0.05g，抗坏血酸0.04g；结论：此配方调配的蓝莓花饮料的总黄酮含量为11mg/100mL。
蓝莓花;黄酮;饮料;配方
蓝莓，又称越橘，是一种多年生落叶或常绿灌木，属杜鹃花科。在栽培学上，蓝莓属小浆果类果树[1]，低灌木，矮脚野生，颗粒小，含丰富花青素，其花、叶、果实中含多种营养成分和药用成分，富含鞣质、黄酮、花青素、酚类等多种有益成分[2]。其保健功能在食品领域和医药领域的作用日渐突出，现在已经被联合国粮农组织列为人类五大健康食品之一，堪称“世界第三代水果之王”[3]。
蓝莓是含抗氧化和清除自由基物质很高的水果[4]，蓝莓的抗氧化性主要归因于黄酮类物质[5]。大量研究证明黄酮类物质能预防和减缓心脑血管系统的疾病[6-7]。通过对蓝莓花的成分分析发现蓝莓花中含有大量对人体有益的黄酮类物质[8]。
本文利用水浸取法提取蓝莓花中黄酮类物质，利用浸提液调配蓝莓花饮料，旨在开发饮料新品种，进一步挖掘蓝莓潜在的保健和药用价值，提高蓝莓的经济效益和附加值。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
原料：采摘疏花期新鲜的蓝莓花；辅料：白砂糖、食用柠檬酸、抗坏血酸；试剂：芦丁为标准品，乙醇、醋酸、醋酸钠、三氯化铝均为分析纯。
1.2 仪器与设备
RT-02A型高速全能粉碎机(北京开创同和科技发展有限公司)；AL204电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司)；DK-S28型电热恒温水浴锅(上海精宏实验设备有限公司)；722型可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司)；101c-3B型数显电热鼓风干燥箱(上海市实验仪器总厂)。
1.3 方法
1.3.1 工艺流程：蓝莓花→清洗→烘干→粉碎→提取→合并提取液→静置澄清→过滤→澄清液→风味调配→灭菌→成品。
1.3.2 操作要点
1.3.2.1 原料选择 蓝莓花采摘后的花瓣经挑选、用水快速洗涤后于50℃干燥箱中进行烘干、粉碎、备用。
1.3.2.2 浸提蓝莓花黄酮 利用水浸提工艺[8]提取蓝莓花中的黄酮类物质。
1.3.2.3 风味的调配 将浸提液澄清、过滤，按配方要求添加浸提液、柠檬酸、白砂糖、抗坏血酸，混合搅拌均匀。
1.3.2.4 杀菌、冷却 灌装后置于恒温水浴锅杀菌，85～90℃，保温1～2min进行杀菌，自然冷却。
1.3.3 蓝莓花黄酮浸提条件优化方法
1.3.3.1 料液比选择实验 准确称取1g粉碎不过筛的蓝莓花，选取浸提料液比1 ∶30、1 ∶40、1 ∶50、1 ∶60、1 ∶70、1 ∶80，在80℃水浴锅中浸提2h，测定总黄酮含量。
1.3.3.2 浸提时间选择实验 准确称取1g粉碎不过筛的蓝莓花，料液比为1 ∶70，在80℃水浴锅中浸提，分别浸提时间1、1.5、2、2.5、3、3.5h，测定总黄酮含量。
1.3.3.3 浸提温度选择实验 准确称取1g粉碎不过筛的蓝莓花，在浸提料液比为1 ∶70，分别在60、70、80、90、100℃浸提时间为3h，测定总黄酮含量。
1.3.3.4 粉碎粒度选择实验 准确称取1g粉碎后不过筛、过40、60、80、100目筛的蓝莓花，料液比为1:70，100℃的水浴锅中浸提3h，测定总黄酮含量。
在上述单因素试验基础上，进行四因素三水平的正交试验优化蓝莓花黄酮的浸提条件。
1.3.4 蓝莓花黄酮饮料配方优化方法
1.3.4.1 浸提液添加量选择实验 100mL饮料中浸提液分别为30、40、50、60、70mL，添加白砂糖10g、柠檬酸0.06g、抗坏血酸0.045g调配饮料，进行感官评分。
1.3.4.2 白砂糖添加量选择实验 100mL饮料中白砂糖的添加量分别为8、9、10、11、12g，添加浸提液40mL、柠檬酸0.06g、抗坏血酸0.045g调配饮料，进行感官评分。
1.3.4.3 柠檬酸添加量选择实验 100mL饮料中柠檬酸的添加量分别为0.04、0.05、0.06、0.07、0.08g，添加浸提液40mL、白砂糖9g、抗坏血酸0.045g调配饮料，进行感官评分。
1.3.4.4 抗坏血酸添加量选择实验 100mL饮料中抗坏血酸的添加量分别为0.035、0.040、0.045、0.050、0.055g，添加浸提液40mL、白砂糖9g、柠檬酸0.05g、抗坏血酸0.045g调配饮料，进行感官评分。
在上述单因素试验基础上，进行四因素三水平的正交试验优化蓝莓花黄酮饮料的配方。
1.3.5 总黄酮的测定
1.3.5.1 总黄酮的标准工作曲线的绘制 准确称取10mg芦丁(105℃烘干至恒重)，置于100mL容量瓶中，以50%乙醇溶解定容(即芦丁浓度为0.1mg/mL)，准确吸取0.0mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL、6.0mL分别置于25mL具塞试管中，加入1.5%AlCl3 8mL和醋酸-醋酸钠的缓冲液(pH 5.5)4mL，并用50%乙醇水溶液定容至刻度，摇匀，静置0.5h。以0号管作参比，在波长415nm处测定各溶液的吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。
1.3.5.2 样品中总黄酮的测定 吸取样品溶液4mL置于25mL具塞试管中，以下的操作按1.3.5.1进行，按照标准曲线计算样液中总黄酮浓度，并换算为每g蓝莓花提取的黄酮质量。
1.3.6 感官检验方法 参照国家标准GB 19302—2010中所列的检验项目，选择15人作为评价小组，从蓝莓花保健饮料的颜色(20分)、组织状态(20分)、气味(30分)、滋味(30分)4个方面进行感官评分，评分标准见表1。
表1 感官评价标准
2 结果
2.1 总黄酮标准曲线
采用线性回归法得到吸光度与芦丁浓度之间的回归方程为y=29.1x+0.0124，相关系数R=0.9999，其中y是分光光度计测得的吸光度，x是芦丁浓度(mg/mL)。
2.2 蓝莓花浸提条件的选择
2.2.1 单因素试验结果 单因素试验表明浸提时随着水量的增加，浸提液中总黄酮的含量呈先增加而后又下降的趋势，在料液比为1 ∶70时黄酮含量达到最高；随着浸提时间的增加，总黄酮的含量呈先增加、后稳定、最后下降的趋势，浸提时间为3h时黄酮含量达到最高；随着浸提温度的升高浸提液中总黄酮的含量增加，温度在100℃时总黄酮的含量最高；过100目筛时浸提液中总黄酮含量最高。
2.2.2 正交试验结果 在单因素试验基础上，选择料液比、浸提时间、浸提温度、粉碎粒度4个因素，进行L9(34)正交试验[9]，因素水平表见表2，影响因素的正交试验结果见表3。由表3正交试验极差分析结果显示影响蓝莓花总黄酮浸提工艺的因素为：粉碎粒度(D)>料液比(A)>浸提时间(B)>浸提温度(C)，最佳浸提工艺条件为A3B2C2D2，即浸提料液比1 ∶80、浸提时间3h、浸提温度95℃、粉碎粒度80目。
由正交试验结果的分析可以得出A3B2C2D2为最佳浸提条件，与正交试验中测得的最大值组合A3B1C3D2不一致，通过验证试验比较其测定结果。由表4可得出正交试验中最大的测量值优于优化组合测定的结果。所以，蓝莓花黄酮浸提工艺的最佳组合为A3B1C3D2，即浸提料液比1 ∶80、浸提时间2.5h、浸提温度100℃、粉碎粒度80目。
表2 正交试验因素水平表
表3 正交试验结果
表4 验证试验结果
2.3 蓝莓花黄酮饮料配方的优化
2.3.1 单因素试验结果 单因素试验表明随着浸提液的增加感官评分先升高后下降，浸提液的添加量为40mL时感官评分最高；白砂糖的含量为9g时，甜度适口，感官评分最高；柠檬酸的含量为0.05g时，酸度适中，感官评分最高；抗坏血酸的含量为0.045g时，感官评分最高。
2.3.2 正交试验结果 在以上单因素试验基础上，进行四因素三水平的正交试验，因素水平表见表5，正交试验的结果见表6。由表6可知，不同的处理对蓝莓花饮料色泽、口感、气味、组织状态等的影响不同，由表可以看出四个因素影响饮料品质的主次次序为：浸提液添加量(A)>白砂糖添加量(B)>柠檬酸添加量(C)>抗坏血酸添加量(D)，蓝莓花饮料的最佳配方是A3B3C3D1。
由正交试验结果分析可知A3B3C3D1为最佳饮料工艺配方，与正交试验中的测得最大值的组合A3B3C2D1，不一致，做验证试验比较其测得的结果。由表7可知正交试验9优于优化组合的测定结果。因此，蓝莓花黄酮饮料配方的最优组合为A3B3C3D1，即100mL饮料中浸提液含量50mL、白砂糖10g、柠檬酸0.050g、抗坏血酸0.040g。在此配方下蓝莓花饮料的总黄酮含量为11mg/100mL。
表5 正交试验因素水平表
表6 正交试验结果
表7 验证试验结果
3 结论
蓝莓花黄酮浸提的最佳条件为：浸提料液比1 ∶80，粉碎粒度100目，浸提时间2.5h，浸提温度80℃。蓝莓花黄酮饮料的最优配方为：100mL饮料中浸提液50mL，白砂糖10g，柠檬酸0.050g，抗氧化剂0.040g。该配方下蓝莓花黄酮饮料的总黄酮含量为11mg/100mL。
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(责任编辑：马世堂)
The Formula Optimization of Blueberry Flower Flavonoids Beverage
CHI En-zhong，WANG Li*，DU Chuan-lai，YANG Feng
(College of Food and Drug, Anhui Science and Techology University, Fengyang 233100, China)
Objective: The formula optimization of blueberry flower flavonoids beverage. Method:The flavonoids were extracted from blueberry flowers using water. Then the blueberry flower beverage was prepared using the flavonoids extraction, sugar, citric acid and ascorbic acid. Results: Single factor experiment and orthogonal experiment were used to optimize the extracted process of blueberry flower flavonoids and the formula of blueberry flower beverage. Results: The results showed that the optimal extraction process was material to solver 1 ∶80, extracted time 2.5 h, extracted temperature 100℃, pulverized fineness 80 mesh. In 100ml beverage, the best formula was the flavonoids extraction 50mL, sugar 10g, citric acid 0.05g, ascorbic acid 0.04g. Conclusion: Under the best formula of beverage, the total flavonoids constituent was 11mg/100ml.
Blue berry flower; Total flavonoids; Beverage; Formula
2015-06-30
安徽省科技重大专项(15CZZ03105)；凤阳县科技计划项目(201518)。
迟恩忠 (1970-)，男，山东省蓬莱市人，在读硕士研究生，主要从事农产品加工与贮藏研究。*通讯作者：王丽，副教授，E-mail:wangli7742@126.com。
TS255.4
A
1673-8772(2015)06-0101-06
