黄秋葵花饮料的研制及DPPH自由基清除能力研究

（运城职业技术学院健康学院，山西运城044000）

黄秋葵，又名羊角豆、咖啡葵，是一种一年生，药食两用型的草本植物，最早种植于非洲，目前主要广泛种植于我国的南方城市[1-3]。因其含有丰富的蛋白质、不饱和脂肪酸、多糖类、纤维素、维生素、多种微量元素等被称为“蔬菜之王”[4-5]。黄秋葵主要以鲜食嫩荚为主，其花、叶和芽也可供食用[6]。黄秋葵花呈黄色，内面基部呈紫色，花期非常短，产量很大，由于花的保鲜期很短，黄秋葵花主要用于制作花茶[7]。黄秋葵花含有丰富的营养物质，含有的黄酮是目前发现的花中含量最高的[8]，也有多种酚类物质、蛋白质、多糖以及丰富的微量元素有，具抗氧化、抗肿瘤、提高机体免疫力等多种保健功能[9-10]。目前对黄秋葵花的研究主要集中在营养成分的分析、黄酮和多酚等功能成分的提取方面，而对黄秋葵花的深度开发利用尚未见报道。

鉴于黄秋葵花丰富的资源以及较高的营养价值，本研究以黄秋葵花为主要原料，探索黄秋葵花饮料的加工工艺，以感官评价为指标进行工艺优化，对该饮料的活性物质进行分析，并以DPPH自由基清除率评价该饮料的抗氧化活性。从而研制一种新型的营养保健饮品，以满足人们对健康保健的需求，同时提高黄秋葵花的开发利用率。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

黄秋葵花：临猗县垚磊果品种植专业合作社提供；白砂糖：南京甘汁园糖业有限公司；蜂蜜：中粮山萃天然食品（北京）有限公司；柠檬酸（食品级）：潍坊英轩实业有限公司；95%乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠（均为国产分析纯）：广州金华大化学试剂有限公司；平板计数琼脂、结晶紫中性红胆盐琼脂（VRBA）、马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）：北京奥博星生物技术有限责任公司；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhy-drazyl，DPPH）、芦丁（均为标准品）：美国 Sigma公司。

120g CPA124S电子分析天平：德国赛多利斯集团；722N-分光光度计：上海菁华有限公司；TGL-16G高速台式离心机：上海安亭科学仪器厂；SHZ-28A水浴恒温振荡器：常州诺基仪器有限公司；WYT-32ATC手持糖量折光仪：福建泉州中友光学仪器有限公司；FW100高速万能粉碎机：天津泰斯特仪器有限公司。

1.2 工艺流程

1.3 操作要点

1.3.1 黄秋葵花浸提工艺研究

采用水浴浸提的方式，在预试验和单因素试验的基础上选择料液比、浸提温度、浸提时间进行L9（34）正交试验设计，将浸提液中黄酮含量作为评价指标，确定黄秋葵花浸提的最佳工艺。黄秋葵浸提工艺的正交试验设计见表1。

1.3.2 黄秋葵花饮料配方研究

将制备好的黄秋葵花浸提液与白砂糖、柠檬酸、蜂蜜，水进行调配。

1.3.2.1 黄秋葵花浸提液添加量对饮料感官评分的影响

在白砂糖添加量5%，柠檬酸添加量0.07%，蜂蜜添加量1%的条件下，考查黄秋葵花浸提液添加量分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%时对黄秋葵花饮料感官得分的影响，从而确定黄秋葵花浸提液的最佳添加量。

1.3.2.2 白砂糖添加量对饮料感官评分的影响

在黄秋葵花浸提液添加量20%，柠檬酸添加量0.07%，蜂蜜添加量1%的条件下，考察白砂糖添加量分别为3%、4%、5%、6%、7%、8%时对黄秋葵花饮料感官得分的影响，从而确定白砂糖的最佳添加量。

1.3.2.3 柠檬酸添加量对饮料感官评分的影响

在黄秋葵花浸提液添加量20%，白砂糖添加量5%，蜂蜜添加量1%的条件下，考察柠檬酸添加量分别为 0.03%、0.05%、0.07%、0.09%、0.11%、0.13%时对黄秋葵花饮料感官得分的影响，从而确定柠檬酸的最佳添加量。

1.3.2.4 蜂蜜添加量对饮料感官评分的影响

在黄秋葵花浸提液添加量20%，白砂糖添加量5%，柠檬酸添加量0.07%的条件下，考察蜂蜜添加量分别为0%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%时对黄秋葵花饮料感官得分的影响，从而确定蜂蜜的最佳添加量。

1.3.2.5 黄秋葵花饮料正交试验设计

通过对单因素试验的结果进行分析，采用正交试验，对黄秋葵花浸提液添加量、白砂糖添加量、柠檬酸添加量、蜂蜜添加量4个因素进行正交，正交设计见表2。由10名受过专业感官检验训练的品评员，从色泽、组织状态、气味及滋味三方面进行感官评价，确定最佳的调配工艺条件。感官评分标准见表3。

表2 正交设计因素水平Table 2 Independent variables and their levels used in the orthogonal design

表3 感官评分标准Table 3 Sensory evaluation criteria

1.4 检测方法

1.4.1 理化指标检测方法

可溶性固形物，采用手持折光仪法[11]；pH值测定，利用pH计进行测定；黄酮含量的测定，参考陈宝宏等[12]的测定方法，采用分光光度法，以芦丁为标准物，绘制标准曲线方程y=1.402 6x-0.085 3，R2=0.997 2，计算黄秋葵花饮料中黄酮的含量。

1.4.2 微生物检测

参照GB7101-2015《食品安全国家标准饮料》规定的方法检验。

1.5 DPPH自由基清除率的测定

参考Patrick P.McCue等的方法[13]并略作修改，采用分光光度法对DPPH自由基清除率进行测定，取2 mL待测样品与8 mL 1.0×10-4mol/L DPPH-乙醇溶液混合，振荡均匀后于暗处室温25℃下反应30 min，然后将混合样品置于离心机中，在7 000 r/min条件下离心5 min，取离心后上清液于517 nm波长处测定吸光值A样品。相同方法用2mL 95%的乙醇作空白对照测定吸光值A空白。根据下方公式计算DPPH清除率（%）：

DPPH 清除率/%=（A空白-A样品）/A空白×100

2 结果与分析

2.1 黄秋葵花浸提工艺的确定

黄秋葵花浸提工艺正交试验结果见表4，方差分析结果见表5。

表4 正交试验结果与分析Table 4 Analysis of orthogonal experiments results

续表4 正交试验结果与分析Continue table 4 Analysis of orthogonal experiments results

表5 正交试验结果方差分析Table 5 Variance analysis of orthogonal experiments results

由表4极差分析结果可知，影响黄秋葵花饮浸提的主次因素为：料液比>浸提时间>浸提温度。最优组合为 A2B2C3，即黄秋葵浸提的最佳工艺为：1 ∶60（g/mL）料液比在70℃条件下浸提30min，黄酮含量为26.89mg/g。由表5方差分析结果可知，料液比、浸提温度和浸提时间均有显著性影响。

2.2 黄秋葵花饮料配方单因素试验结果

2.2.1 黄秋葵花浸提液添加量的确定

黄秋葵花浸提液添加量对饮料感官品质的影响见图1。

图1 浸提液添加量对黄秋葵花饮料感官品质的影响Fig.1 Effect of adding amount of extract on the sensory score of oka flower beverage

从图1可以看出，不同添加量的黄秋葵花浸提液对黄秋葵花饮料的口感有一定的影响，随着浸提液添加量的增加，感官得分逐渐增加，当浸提液添加量为20%时候，感官得分最高，具有黄秋葵花特有的风味，当添加量超过20%以后，茶苦味不断增加，影响口感。因此，选择黄秋葵花浸提液的添加量为20%。

2.2.2 白砂糖添加量的确定

白砂糖添加量对黄秋葵花饮料感官品质的影响见图2。

图2 白砂糖添加量对黄秋葵花饮料感官品质的影响Fig.2 Effect of adding amount of sugar on the sensory score of oka flower beverage

从图2可以看出，随着白砂糖添加量的增加，感官得分也在不断增加，当添加量为5%时，感官得分最高，黄秋葵花饮料酸甜适口，当白砂糖添加量超过5%之后，口感过甜，感官得分不断降低，表明黄秋葵花饮料在此条件下，口感最佳。

2.2.3 柠檬酸添加量的确定

柠檬酸添加量对黄秋葵花饮料感官品质的影响见图3。

图3 柠檬酸添加量对黄秋葵花饮料感官品质的影响Fig.3 Effect of adding amount of citric acid on the sensory score of oka flower beverage

由图3可知，感官得分随着柠檬酸添加量的增加不断升高，当柠檬酸添加量为0.07%时，感官得分最高，黄秋葵花饮料口感最佳，当柠檬酸添加量低于或者高于0.07%，感官得分不高，饮料酸度不够或者过酸，均对口感有所影响。因此，选择柠檬酸的添加量为0.07%。

2.2.4 蜂蜜添加量的确定

蜂蜜添加量对黄秋葵花饮料感官品质的影响见图4。

图4 蜂蜜添加量对黄秋葵花饮料感官品质的影响Fig.4 Effect of adding amount of honey on the sensory score of oka flower beverage

由图4可知，随着蜂蜜添加量的增加，感官得分不断升高，当蜂蜜添加量为1%时，风味较好，感官得分最高，当添加量超过1%时，蜂蜜风味较浓厚，口感不适。因此，选择蜂蜜添加量为1%。

2.2.5 黄秋葵花饮料正交试验结果

黄秋葵花饮料正交试验结果见表6，正交结果方差分析见表7。

表6 正交试验结果与分析Table 6 Analysis of orthogonal experiments results

表7 正交试验结果方差分析Table 7 Variance analysis of orthogonal experiments results

由表6极差分析结果可知，影响黄秋葵花饮料感官得分的主次因素为：黄秋葵花浸提液添加量>柠檬酸添加量>白砂糖添加量>蜂蜜添加量。由极差分析结果得到最优组合为D2E3F1G3、D2E3F2G3，对其进行感官评价比较，其中D2E3F2G3感官评分较高为85。由表7方差分析结果可知，黄秋葵花浸提液添加量、白砂糖添加量和柠檬酸添加量均有显著性影响，蜂蜜添加量影响不显著。因此，最终确定黄秋葵饮料最佳加工工艺为：黄秋葵花浸提液20%，白砂糖6%，柠檬酸0.07%，蜂蜜1.5%。

2.3 黄秋葵花饮料主要质量指标

2.3.1 感官指标

色泽：呈棕红色，明亮；气味和滋味：具有黄秋葵花特有的香味，口感酸甜，浓郁；组织状态：透明度较好，均匀、无沉淀。

2.3.2 理化指标

黄秋葵花饮料理化指标测定结果见表8。

表8 黄秋葵花饮料的主要理化指标检测结果Table 8 The determination results of okra flower beverage of physicochemical indexes

2.3.3 微生物指标

黄秋葵花饮料微生物指标测定结果见表9。

表9 黄秋葵花饮料的微生物指标检测结果Table 9 The determination results of okra flower beverage of microorganism index

2.4 黄秋葵花饮料对DPPH自由基的清除能力

DPPH自由基清除能力可以作为天然抗氧化剂抗氧化活性的衡量指标[14]。本文采用分光光度法对DPPH自由基清除率进行计算，来衡量黄秋葵花饮料抗氧化活性。不同浓度黄秋葵花浸提液对DPPH自由基清除能力见图5。

图5 不同浓度黄秋葵花浸提液对DPPH自由基清除能力Fig.5 The scavenging ability of DPPH free radical in different concentrations of okra flower extract

由图5可知不同浓度的黄秋葵花浸提液对DPPH自由基均有一定的清除作用，并且随着浸提液浓度的增加清除率也随之增加，当浸提液浓度达到1 mg/mL，清除率趋于平缓。通过测定发现黄秋葵花饮料（相当于3.33 mg/mL浸提液浓度）对DPPH自由基清除率为48.15%，说明该饮料具有一定的抗氧化活性，这与李孟秋等[15]试验证明黄秋葵花水提物的抗氧化活性较好结果一致，其中黄酮类和酚类物质是黄秋葵花中清除自由基的主要物质来源[16]。

3 结论

以黄秋葵花为主要原料，结合单因素试验和正交试验，确定黄秋葵花饮料的最佳工艺为：黄秋葵花浸提液20%、白砂糖6%、柠檬酸0.07%、蜂蜜1.5%。该饮料具有黄秋葵花特有的风味、口感酸甜、色泽明亮。其中可溶性固形物含量为6.0%、pH3.24，黄酮含量为8.96 mg/100 mL，对DPPH自由基清除率达到48.15%，具有良好的抗氧化性，以此工艺加工的黄秋葵花饮料是一种营养丰富的新型保健饮品。