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葛根清汁复合饮料配方优化

2015-06-20韦柳燕秦礼康胡秋云

中国酿造 2015年10期
关键词:苦丁茶葛根金银花

韦柳燕,秦礼康*,胡秋云,涂 鸿

(1.贵州大学 酿酒与食品工程学院,贵州 贵阳 550025;2.贵州梵净山葛根科技有限公司,贵州 铜仁 554300)

葛根(Pueraria lobota)是一种药食同源两用植物[1],富含淀粉、人体必需氨基酸、维生素和钙、铁、锌、硒等多种微量元素[2]。异黄酮类化合物是其主要活性成分[3],具有调节血液循环、降低心肌耗氧、抗肿瘤、抗氧化、降血糖、降血脂、提高免疫等多种功能[4-9]。藤茶(Ampelopsis grossedentata)含有丰富的黄酮类物质、氨基酸、活性多糖等营养功能成分[10],是一种具有清热解毒、祛风除湿、散瘀破结等功效的野生藤本植物。苦丁茶(Ilex kudingcha)为冬青科冬青属常绿乔木,含有苦丁茶素、儿茶素、熊果酸、皂甙、β-谷甾醇、咖啡碱等200多种成分,具有明目益智、抑癌防癌、保护心血管系统等多种药用价值[11]。金银花是忍冬科忍冬属植物忍冬(Lonicera japonicaThunb)的花蕾,具有抗炎解热、保肝利胆、免疫调节、止血、抗氧化等作用,其主要活性成分为绿原酸[12]。蔷薇科甜茶(Rubus suavissimusS.Lee)含有丰富的甜茶素[13]。甜茶素天然无毒、高甜低热,是一种优质的糖类代替品,可以有效的辅助治疗由于长期吃糖过量引起的肥胖、糖尿病、心血管疾病[14]。目前对葛根饮料产品的研究开发有很多,主要集中于酶解或发酵型复合饮料,如王端等[15]以葛根、核桃为原料,采用发酵和酶解工艺,研制出葛根核桃肽复合饮料;陈雷等[16]以蓝莓、葛根为原料,用果胶酶、α-淀粉酶水解法后,经调配得到风味俱佳的蓝莓葛根复合饮料;马晓珂等[17]以葛根为原料,采用协同酶解和多菌种混合发酵的方法研制出葛根醋饮料。

本研究以葛根淀粉副产物——葛根汁、贵州特色资源——藤茶、苦丁茶、金银花及甜茶为主要成分,采用正交优化试验对葛根清汁复合饮料的配方进行优化,经过科学的提取、加工,合理地进行复配,研制出一款风味良好、功效成分含量高、保健功能强的低糖饮料产品,为提高葛根、藤茶等资源的开发利用提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

葛根汁:贵州梵净山葛根科技有限公司;藤茶、苦丁茶、金银花:购于贵州贵阳太升茶叶市场;甜茶:贵州三都县健康茶科技有限公司。

果胶酶(食品级,酶活力20 000 U/g):上海蓝季科技发展有限公司;壳聚糖、β-环糊精、抗坏血酸等(均为食品级):河南金润食品添加剂有限公司;蜂蜜:贵州省贵阳市花溪区大寨村养蜂场;葛根素(纯度95.5%):中国食品药品检定研究院;硅藻土(食品级):成都华耀化工有限公司。

1.2 仪器与设备

HH-S6数显恒温水浴锅:上海梅香仪器有限公司;AR224CN电子分析天平:奥豪斯仪器(上海)有限公司;UV-7502PC紫外分光光度计:北京谱析通仪器有限责任公司;LD-Y300A高压万能粉碎机:上海顶帅电器有限公司;MLS-3708高压蒸汽灭菌锅:杭州亚旭生物科技有限公司;SHB-ⅢS循环水式多用真空泵:郑州长城科工贸有限公司;PHS-3CPH计:上海越平科学仪器有限公司;RHB32ATC型糖度计:上海力郎仪器设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 工艺要点

(1)葛根汁的处理:本试验所用葛根汁为葛根淀粉生产过程中产生的汁液,含少量淀粉。将葛根汁加热至95℃糊化,保持10 min,冷却后过滤备用。

(2)藤茶汁的制备[18]:选取洁净、干燥的藤茶,剔除老梗及杂质,粉碎过20目筛。取一定量藤茶粉,加入25倍的纯净水,于100℃水浴箱中浸提30 min,布氏漏斗过滤,第二次浸提将茶水比缩小至1∶15(g∶mL),浸提温度、时间不变,过滤合并2次滤液。分别添加壳聚糖(0.15g/100mL)、果胶酶(0.02g/100mL),将滤液澄清处理备用。

(3)苦丁茶汁的制备[19]:选取叶片完整,无病虫害、无其他异物、干燥的苦丁茶叶,粉碎过40目筛。取一定量苦丁茶粉,加入50倍的纯净水,于100℃水浴锅中浸提10 min,重复提取3次,布氏漏斗过滤。合并3次滤液备用。

(4)金银花汁的制备[20]:选取浅绿色、花朵完整、质地较佳、干燥的金银花,粉碎过40目筛。取一定量金银花粉,加入12倍的纯净水,于75℃水浴锅中浸提1 h,重复提取3次,布氏漏斗过滤,合并3次滤液。趁热向滤液加入一定比例的硅藻土,搅拌后静置冷却,布氏漏斗过滤。

(5)甜茶汁的制备[21]:选取无病虫害、干燥的甜茶叶,粉碎过40目筛。取一定量甜茶粉,加入30倍的纯净水,于80℃水浴锅中浸提30 min,重复提取2次,布氏漏斗过滤后合并两次滤液。

(6)混合调配将葛根汁、藤茶汁、苦丁茶汁、金银花汁及甜茶汁进行复合调配,确定复合汁的最佳配比。将复合汁、β-环糊精、抗坏血酸、蜂蜜在60~70℃按一定比例混合(总体积为100 mL),搅拌均匀。

(7)均质:将调配好的饮料于20 MPa、50℃条件下均质一次,保证最终产品的稳定。

(8)灌装、杀菌:上述料液过滤后立即灌装,加热脱气,封盖。将灌装的料液进行巴氏杀菌(85℃、30 min),室温下冷却,即得葛根清汁复合饮料成品。

1.3.3 正交试验设计

(1)葛根饮料复合汁最佳配比的研究

在单因素试验基础上,以复合汁感官评分为评价指标,选择葛根汁、藤茶汁、苦丁茶汁、金银花汁以及甜茶汁5因素,采用L16(45)正交试验设计优化葛根饮料复合汁配比,正交试验因素及水平见表1。

表1 复合汁配比优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for proportion of compound juice optimization

(2)葛根清汁复合饮料最佳配方的确定

在单因素试验基础上,以葛根清汁复合饮料感官评分为评价指标,选择复合汁、β-环糊精(包埋剂)、抗坏血酸(护色剂)以及蜂蜜4因素,采用L9(34)正交设计优化葛根饮料配方,正交试验因素及水平见表2。

表2 饮料配方优化正交试验因素与水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments for beverage formula optimization

1.3.4 分析评价方法

(1)感官评价

复合汁感官评分满分为100分,具体感官评分标准见表3;葛根饮料感官评分采用10位专家的加权评分[22],满分为50分,具体感官评分标准见表4。

表3 复合汁感官评分标准Table 3 Sensory evaluation standards of compound juice

表4 葛根清汁饮料感官评分标准Table 4 Sensory evaluation standards of kudzu root beverage

(2)理化指标测定

可溶性固形物:采用折光计法;总酸:参照国标GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》中第二法pH电位法测定;游离氨基酸总量:参照国标GB/T 8314—2013《茶游离氨基酸总量的测定》;茶多酚:参照国标GB/T 8313—2008《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》;儿茶素:香荚兰素比色法;咖啡碱:参照国标GB/T 8312—2013《茶咖啡碱测定》。

总黄酮含量的测定采用分光光度法:取饮料样品用体积分数10%的乙醇适当稀释数倍,取稀释样品于波长251 nm处,以参比液调零,测定样品吸光度值A[23-24]。按照葛根素标准曲线回归方程计算样品中总黄酮含量。葛根素标准曲线的绘制:精密称取5 mg葛根素标准品于25 mL容量瓶中,用体积分数为95%的乙醇溶液溶解后定容至刻度,得标准品溶液;量取标准品溶液1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL,分别置于50 mL容量瓶中,用体积分数为95%乙醇定容至刻度(体积分数为95%乙醇10mL,用水定容至100mL,为参比溶液);用参比溶液调零,在波长251 nm处检测各标准液吸光度值,以葛根素质量浓度(x)为横坐标,吸光度值(y)为纵坐标,绘制葛根素标准曲线。标准曲线回归方程为:y=0.069 2x+0.007 5,相关系数R2=0.999 8。

(3)微生物指标的测定

细菌总数:参照国标GB/T 4789.2—2010《食品微生物学检验菌落总数测定》。大肠菌群:参照国标GB/T 4789.3—2010《食品微生物学检验大肠菌群计数》。致病菌:参照国标GB/T 4789.4—2010《食品微生物学检验沙门氏菌检验》、GB/T 4789.5—2012《食品微生物学检验志贺氏菌检验》、GB/T 4789.10—2010《食品微生物学检验金黄色葡萄球菌检验》、GB/T 4789.11—2003《食品微生物学检验溶血性链球菌检验》。

2 结果与分析

2.1 葛根饮料复合汁最佳配比的研究

本试验选择葛根汁、藤茶汁、苦丁茶汁、金银花汁、甜茶汁的添加量为影响因素,以感官评分为评价指标,采用5因素4水平正交试验对葛根饮料复合汁的配比进行优化,正交试验设计及结果见表5,方差分析结果见表6。

表5 复合汁配比优化正交试验结果与分析Table 5 Results and analysis of orthogonal experiments for proportion of compound juice optimization

由表5可知,影响葛根饮料复合汁感官品质最重要的因素是葛根汁的添加量,其次是藤茶汁和甜茶汁的添加量,苦丁茶汁和金银花汁的添加量影响最小。各因素主次关系为A>B>E>C=D,最佳组合为A3B1C3D4E4。即葛根汁添加量为35%,藤茶汁添加量为2.5%,苦丁茶汁添加量为7.5%,金银花汁添加量为10%,甜茶汁添加量为10%。按此配方调配葛根饮料复合汁进行验证试验,获得产品感官评分为81分。

表6 复合汁配比优化正交试验结果方差分析Table 6 Variance analysis of orthogonal experiments results for proportion of compound juice optimization

由表6可知,葛根汁的添加量对葛根饮料复合汁的感官品质有显著影响(P<0.05),藤茶汁、苦丁茶汁、金银花汁及甜茶汁添加量对其感官品质均无显著影响。

2.2 葛根清汁复合饮料最佳配方的确定

由10名食品专业评审员对葛根清汁复合饮料的色泽、沉淀、气味、口感进行综合评分,评审结果见表7。

表7 权重评分结果Table 7 Results of weight score

由表7得出各个影响因素的权重系数:0.27、0.19、0.24、0.30。

本试验选择最佳配比复合汁、β-环糊精、抗坏血酸、蜂蜜的添加量为试验因素,以感官评分为评价指标,通过L9(34)正交试验确定葛根清汁复合饮料的最佳配方,正交试验结果见表8。

由表8可知,影响葛根清汁复合饮料感官品质最重要的因素是复合汁的添加量,其次是蜂蜜和β-环糊精的添加量,抗坏血酸的添加量影响最小。各因素主次关系为A>D>B>C,最优组合为A3B2C2D3。即复合汁100%,β-环糊精0.3 g/100 mL,抗坏血酸0.04 g/100 mL,蜂蜜5 g/100 mL。按此配方调配葛根清汁复合饮料进行验证试验,获得产品综合评分为37分。

表8 饮料配方优化正交试验结果与分析Table 8 Results and analysis of orthogonal experiments for beverage formula optimization

2.3 葛根清汁复合饮料质量指标

2.3.1 感官指标

在优化的配方条件下获得的产品具有产品特有的橙黄色、澄清透明;组织细腻、均匀、无沉淀;风味独特、葛根味突出、茶香浓郁,具有藤茶、苦丁茶、金银花、甜茶的天然风味,酸甜适口,无不良风味。

2.3.2 理化指标

葛根清汁复合饮料的理化指标如表9所示。由表9可知,葛根清汁复合饮料的pH值为5.20、可溶性固形物4.0%、总酸含量0.15%、且含多种营养物质,其总黄酮及游离氨基酸含量较为突出,分别为0.738 6 mg/mL、0.108 6 mg/mL。产品不添加蔗糖,使用天然甜茶及蜂蜜作为甜味剂,是一种低糖饮料。

表9 葛根清汁复合饮料的理化指标Table 9 Physical and chemical indexes of compound beverage of kudzu root

2.3.3 微生物指标

细菌总数≤100 CFU/mL,大肠菌群≤6 MPN/100 mL,致病菌:不得检出。

3 结论

根据感官评分为指标的配方优化正交试验结果,葛根清汁复合饮料的最佳配方为葛根汁35%,藤茶汁2.5%,苦丁茶汁7.5%,金银花汁10%,甜茶汁10%,β-环糊精0.3 g/100 mL,抗坏血酸0.04 g/100 mL,蜂蜜5 g/100 mL。根据该配方研制出的饮料产品具有葛根特有的风味,颜色呈橙黄色,澄清透明,酸甜适口,香味宜人;感官指标、理化指标及微生物指标均符合国家标准。

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