青钱柳无糖茶冻的研制

赵立春,钟余特,李俊秀,江婵玲,肖嵋方,杨 丹,廖夏云,*

(1.广西中医药大学药学院,广西南宁 530200;2.广西壮瑶药工程技术中心,广西南宁 530200)

青钱柳(Cyclocaryapaliurus)为胡桃科青钱柳属植物,主要分布于我国南方地区,是我国特有的保健食品资源。由于其叶中含有诸多活性物质,具有降血糖、降血脂、降血压等十分丰富的药理作用,被誉为医学界的第三棵树,黄酮类物质便是其中具有代表性的主要活性物质[1-5]。中医临床将青钱柳叶用于治疗消渴症,民间多用其作茶饮[6-8]。作为一种新资源食品,青钱柳叶极具开发价值。

青钱柳叶冲泡的茶汤具有养生功效,其气味清香,但茶汤口感不佳,苦重甘轻,且涩味持久,在人群中接受度不高[9]。目前绝大多数以青钱柳为原材料的食品开发多集中于茶类,研究点多在于其炒青杀青等制茶工艺,虽然较大程度地保留了青钱柳中的保键成分,但由于风味不佳较难得到更大的推广[9-12]。茶冻是一种呈半固体状,外观晶莹剔透,口感软滑的食品[13-15]。随着时代与科技的发展,现代人们在追求健康保健自然饮食的同时,也追求饮食的时尚感[16]。若将青钱柳合用绿茶,并制备成无糖茶冻,既可保持其茶香,又可通过添加辅料改善其不佳的味道,且绿色健康。目前,将青钱柳叶作为原料的茶冻研究尚未见报道。因此,本文旨在研制一种青钱柳无糖茶冻,能较好适应消费者的需求,使其成为一种接受程度较广的休闲小食品。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

青钱柳干燥老叶 广西钦州;绿茶 广西桂平西山;芦丁标准品(95%) 四川省维克奇生物科技有限公司;魔芋粉、卡拉胶、氯化钾 尚品精细化工有限公司;甘露醇 河南万邦实业有限公司;亚硝酸钠(NaNO2)、九水硝酸铝(Al(NO3)3)、氢氧化钠(NaOH)国药集团化学试剂有限公司。

ME204梅特勒-托利多 电子天平梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;大德DF-20流水式粉碎机 温岭市林大机械有限公司;Agilent Technologies Cary 8454 UV-Vis紫外分光光度计 美国安捷伦科技有限公司;HH-4磁力搅拌水浴锅 常州国华电器有限公司;H22-x3红外光波电陶炉 九阳股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备青钱柳无糖茶冻制备工艺流程

将青钱柳与绿茶初碎过14目筛,按照一定比例将两种碎叶混合,固定温度进行冲泡,得到青钱柳绿茶茶汤。将魔芋粉、卡拉胶和甘露醇混合后倒入蒸馏水搅拌均匀,溶胀后煮沸,得到胶浆。将茶汤按照比例倾入胶浆中,边倒边搅拌使之均匀。再按照比例取KCl,用少量热水溶解后加入胶浆中,缓慢倾倒,边倒边快速搅拌,防止KCl倾入位置出现结块现象。趁热将调制好的胶浆倒入模具中,经杀菌后冷藏至凝固,即得青钱柳无糖茶冻。

1.2.2 青钱柳混合茶配方及冲泡参数优化 结合预实验情况,以综合评分为指标,采用Box-Behnken模型进行试验设计,以优化青钱柳混合茶配方及冲泡参数,试验因素水平见表1。

表1 响应面试验因素水平Table 1 Factors and levels of response surface experiments

1.2.3 青钱柳无糖茶冻配方试验设计 根据预实验结果,按照表2设计L25(56)正交试验,以果冻的感官评分为考察指标,确定青钱柳无糖茶冻的最佳配方。

表2 青钱柳无糖茶冻配方试验因素水平表Table 2 Factors and levels table of Cyclocarya paliurus sugar free tea jelly

1.2.4 茶汤中总黄酮浓度测定方法及标准曲线的绘制 总黄酮浓度的测定参照曹燕妮等[17]的比色法进行试验。精密吸取一定体积的样品溶液置于10 mL容量瓶中,加入5%的NaNO2溶液0.3 mL,摇匀并静置6 min;再加入5%的Al(NO3)3溶液3 mL,摇匀并静置6 min;最后加入1 mol/L的NaOH溶液4 mL,摇匀并定容至刻度线,静置15 min以显色。通过紫外分光光度计在506 nm波长下测定显色样品的吸光度,再通过计算得到样品中总黄酮浓度。

另外取同样体积的样品至10 mL容量瓶中,加入5% NaNO2溶液0.3 mL,摇匀后静置12 min,再加入1 mol/L NaOH溶液4 mL,定容至刻度线,摇匀并静置15 min,以此作为空白对照以扣除茶汤本身颜色带来的误差。

精密称取芦丁标准品5.00 mg,用少量蒸馏水溶解,稀释并定容至25 mL容量瓶中,得到浓度为0.2 mg/mL的标准品溶液。精密吸取体积分别为1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、3.6 mL的标准品溶液于10 mL容量瓶中,用蒸馏水稀释并定容,配制成浓度分别为0.020、0.024、0.028、0.032、0.036、0.040、0.044、0.072 mg/mL的标准品溶液。用上述总黄酮浓度测定方法测定不同浓度标准品溶液在506 nm波长下的吸光度值。以吸光度为横坐标,标准品浓度为纵坐标绘制标准曲线,曲线方程为:y=10.367x+0.0056,R2=0.9987。

1.2.5 评分方法 本研究先优化青钱柳混合茶的配方及冲泡参数,再用混合茶茶汤作为主要原料制备茶冻,最后设计实验以优化茶冻配方。以综合评分为评价指标对青钱柳混合茶的冲泡参数进行优化。茶汤综合评分包括茶汤感官评分与茶汤总黄酮浓度得分,满分100分[18-20]。感官评分=香气得分+滋味得分+汤色得分(见表3),茶汤总黄酮得分=总黄酮浓度/总黄酮浓度最大值×100(总黄酮浓度按照1.2.4项下方法进行测定,并利用标准曲线进行计算)。综合评分=感官评分×0.7+总黄酮浓度评分×0.3。对茶冻配方的优化主要以茶冻感官评分(见表4)为指标。

表4 青钱柳无糖茶冻感官评定Table 4 Sensory evaluation of Cyclocarya paliurus sugar free tea jelly

表3 茶汤感官评定Table 3 Sensory evaluation of tea soup

1.3 数据处理

采用Design Expert 8.0进行混合茶配方及茶汤冲泡参数优化响应面试验设计、数据分析并建立二次模型,通过解析回归方程及分析响应曲面以获得最佳变量水平;采用正交设计助手V3.1对茶冻配方正交试验结果进行正交试验设计、数据分析以获得茶冻最优配方。

2 结果与分析

2.1 混合茶配方及冲泡参数优化

2.1.1 响应面回归模型的建立与分析 在预实验基础上,选取青钱柳叶占比(A)、水茶体积质量比(B)、冲泡温度(C)、冲泡时间(D)为响应曲面优化试验的四个因素,评价指标包括茶汤总黄酮得分(Y1)、感官评分(Y2)、综合评分(Y3),并按照表3进行了试验,响应曲面试验结果见表5。回归模型系数与显著性检验结果见表6,二次多项回归模型:Y3=62.32-5.72A-2.64B-0.91C-3.59D+1.73AB-0.26AC-0.36AD-1.97BC-2.10BD+3.45CD-4.70A2-4.09B2-10.94C2+0.094D2。

表5 Box-Behnken响应面试验设计及结果Table 5 Box-Behnken response surface experimental design and results

表6 回归方程的方差分析Table 6 Analysis of variance for the fitted regression equation

2.1.2 交互作用分析 根据回归方程建立响应曲面图与等高线图,考察响应面形状,分析青钱柳占比、水茶体积质量比、冲泡温度和冲泡时间对响应值茶汤综合评分的影响,结果见图1。响应曲面的坡度陡峭程度可以说明响应值随影响因素的变化情况[18]。青钱柳占比、水茶体积质量比、冲泡温度三者之间的两两交互作用对茶汤综合评分的影响均不大。此外,水茶体积质量比与冲泡温度、冲泡时间的交互作用对茶汤综合评分的影响也不大。通过图a可以看出,响应曲面坡度较陡,说明冲泡温度与冲泡时间的交互作用对茶汤的综合评分影响较为显著。

图1 两两因素交互作用对茶汤综合评分的响应曲面图及等高线Fig.1 Response surface plots and contour map of interactive effects for every two factors on the comprehensive score of tea soup

2.1.3 响应面优化茶汤冲泡工艺验证实验 通过响应面法优化后的最佳茶汤冲泡工艺为青钱柳占比46.6%,水茶体积质量比为37∶1,冲泡温度为76.42 ℃,冲泡时间为5 min,通过此工艺可获得68.02分的综合评分预测值。考虑到操作时的可行性,调整最佳茶汤冲泡工艺为青钱柳占比46.6%、水茶体积质量比37∶1、冲泡温度76 ℃。按照优化后的冲泡工艺进行验证实验,由表7可知,茶汤综合评分的均值为67.00,与综合评分理论值68.02的相对误差为-1.5%,误差较小,说明此方法可行。

表7 茶汤综合评分验证实验结果Table 7 Results of verification experiment oftea-soup comprehensive score

2.2.1 正交设计优化茶冻配方 在预实验基础上,选取茶汤添加量、复配胶配比、复配胶添加量、KCl添加量、甘露醇添加量为正交试验的五个因素,并按照表2进行了试验,试验结果与极差分析见表8所示。方差分析见表9。

由表8可知,所考查的五个因素按照对青钱柳无糖茶冻的影响大小排序为:B(复配胶配比)>C(复配胶添加量)>E(甘露醇添加量)>A(茶汤添加量)>D(KCl添加量)。综合产品的感官评分以A3B1C2D2E4效果最佳,即茶汤添加量为40%、复配胶配比为7∶3、复配胶添加量为0.8%、KCl添加量为0.1%、甘露醇添加量为12%时,该配方的茶冻色泽金黄、结构紧实、质地均匀且光滑、口感爽滑细腻、有弹性、甜度合适。

表8 正交试验结果Table 8 Results of orthogonal experiment

通过表9中的方差分析结果,各因素对茶冻感官评分的影响依次为:复配胶配比>复配胶添加量>甘露醇添加量>茶汤添加量>KCl添加量。其中复配胶配比、复配胶添加量、甘露醇添加量与茶汤添加量对配方具有显著性影响(P<0.05),而KCl添加量则无显著性影响。

表9 青钱柳无糖茶冻配方的方差分析Table 9 Analysis of variance of the formulation ofCyclocarya paliurus sugar free jelly

2.2.2 验证实验 利用响应面优化后的冲泡工艺所冲泡的茶汤按照1.2.1项下方法制备茶冻,并进行感官评价验证实验,经验证实验茶冻评分的均值为91.45±0.98。

3 结论

当混合茶中青钱柳占比为46.6%、水茶体积质量比37∶1、冲泡温度76 ℃、冲泡时间5 min时所得的茶汤即具有较高的总黄酮浓度,又具有较好的感官评价,茶汤综合评分可达到(67.00±1.48)分。通过茶冻的正交优化试验结果可知当茶汤添加量为40%、复配胶配比为7∶3、复配胶添加量为0.8%、KCl添加量为0.1%、甘露醇添加量为12%时,所制备的茶冻具有最佳外观、气味与口感,感官评分可达到(91.45±0.98)分。本研究利用绿茶对青钱柳进行矫味,制备成青钱柳-绿茶混合茶以改善青钱柳的苦涩口感,先通过Box-Behnken响应曲面模型设计试验优化了混合茶的配方及冲泡参数,获得了黄酮含量较高且感官评价良好的茶汤。再用此茶汤制备青钱柳无糖茶冻,使所制备的茶冻既保留了茶类清香又消除了青钱柳的苦涩味,同时茶汤中的总黄酮赋予了茶冻一定的养生保健功能。通过设计正交试验优化茶冻的配方,使所得茶冻具有了良好的外观与口感。