蒲公英枸杞红枣复合保健饮料的工艺研制

贾 娟，马川兰，李亚鹏，翟雪静

（1.河南工业大学漯河工学院，河南漯河 462002；2.漯河职业技术学院，河南漯河 462002）

蒲公英（Taraxacum mongolicumHand-Mazz）又名黄花地丁、黄花苗、黄花三七、婆婆丁等，为菊科多年生草本植物，属于药食同源草本植物。蒲公英含有人体多种必需氨基酸和矿物质（Ca、P、Fe）等营养成分，此外，蒲公英还含有黄酮[1]、多糖、萜类[2]等重要的活性成分，具有降血糖[3]、抗炎[4]、降血脂、抗肿瘤、抗癌等功效[5-6]。红枣（Ziziphus jujube）又称中华大枣，是鼠李科枣属植物枣的果实。红枣具有较高的食用价值和药用价值，富含糖类、蛋白质、氨基酸、膳食纤维、维生素C 和矿物质等[7]，此外还含有酚类、三萜类、生物碱、黄酮类和甾醇等多种生物活性物质[8]，具有提高人体免疫力、预防心血管疾病、养血安神、美容养颜、抗过敏和抗衰老等药理作用[9]。枸杞（Lycium barbarum）为我国传统的药食两用植物，含有多种维生素（胡萝卜素、核黄素、烟酸、维生素C）、矿物质[10]和多糖[11]等，具有滋补气血、抗疲劳[12]、抗衰老[13]、调节免疫[14]、预防心血管疾病等功效。

随着生活水平的提高，人们越来越重视食品的保健功能，当前，以药食同源为原料的复合保健型饮料已经取得了一系列的研究成果，如徐琳[10]以黄芪提取物、枸杞提取物为主要原料，添加山梨醇、浓缩猕猴桃汁、黄原胶等辅料，研制出了一款黄芪枸杞复合饮料；林小晖[15]以桑葚果、干枸杞子、炒制决明子提取液为原料，添加辅料，研制出了具有缓解视疲劳的桑葚枸杞决明子保健饮料。本研究以蒲公英为主要原料，探索了蒲公英黄酮的最佳提取工艺，并添加红枣和枸杞，调配出风味独特具有一定功能的复合饮料，为蒲公英、红枣、枸杞等物质的进一步开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蒲公英，8 月中旬采自漯河市郊；红枣，新疆灰枣；枸杞，宁夏特级。

柠檬酸，日照金禾博源生化有限公司；CMC，河南万邦化工科技有限公司；果胶酶，北京索莱宝科技有限公司，以上均为食品级。亚硝酸钠、氢氧化钠，天津市科密欧化学试剂有限公司；硝酸铝，广东西陇化工厂；无水乙醇，开封市芳晶化学试剂有限公司，以上均为分析纯。芦丁，色谱纯，纯度≥98%，北京索莱宝科技有限公司。

1.2 仪器与设备

LXJ-IIB 型低速离心机，上海安亭科学仪器厂；FW177 型高速万能粉碎机、202 型电热恒温干燥箱，北京市永光明医疗仪器厂；FA2004 型电子天平，上海上平仪器有限公司；UV-2006 型分光光度计，尤尼柯（上海）仪器有限公司；北京市永光明医疗仪器厂；751/722 型比色皿，无锡新竹光学仪器有限公司；DK-98-ⅡA 电热恒温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司；LDZX-40ZZ 型立式自动电热压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂；CYB系列实验室高压均质机，上海华东高压均质机厂；PHS-3C 精密pH 计，上海精密科学仪器有限公司；HR1832 飞利浦榨汁机，飞利浦投资有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

蒲公英红枣枸杞复合保健饮料的工艺流程见图1。

图1 蒲公英红枣枸杞复合保健饮料的工艺流程Fig.1 The process flow of the compound health beverage

1.3.2 操作要点

（1）蒲公英汁的制备

预处理：采摘后的新鲜蒲公英水洗后自然晾干，然后在60 ℃烘箱中干燥4 h。

粉碎：干燥后的蒲公英经粉碎后过60 目筛，备用。

浸提：根据蒲公英的浸提工艺参数进行。

离心：蒲公英浸提液在4 000 r/min 条件下离心10 min，收集上清液，即得蒲公英汁，备用。

（2）红枣汁的制备

预处理：将红枣用水洗去灰尘等杂质，并去除内核，切块备用。

煮制：去核红枣用2 倍的水在100 ℃左右下煮制30 min 后打浆。

浸提：将浆体置于55 ℃恒温水浴箱中保温，加入0.6 g/L 的果胶酶浸提1.5 h[16]。

过滤：将浸提后的红枣通过80 目筛滤除残渣，制得红枣汁，备用。

（3）枸杞浸提液的制备

预处理：将枸杞用清水洗去灰尘等杂质，65 ℃烘箱中干燥8 h[17]。

粉碎：干燥后的枸杞粉碎，过80 目筛，备用。

浸提：将枸杞粉以料液比1∶20（g/mL）的比例加入纯净水，80 ℃恒温水浴浸提30 min[18]。

离心：枸杞浸提液在5 000 r/min 条件下离心10 min，收集上清液，残渣重复提取2 次，合并上清液，备用。

（4）复合饮料制备

混合调配：经过试验分析确定复合汁中蒲公英浸提液的最佳添加比例，加入一定量的红枣汁、枸杞汁、蔗糖、柠檬酸进行风味口感调配。

脱气：在蒲公英红枣枸杞复合饮料中添加0.1%的稳定剂羧甲基纤维素钠（CMC），在45 ℃、真空度为93.3 kPa条件下进行脱气。

均质：脱气后的料液在55 ℃、20 MPa 条件下均质。

杀菌冷却：将排气后的料液装到带盖的玻璃瓶中，迅速密封。在131℃下杀菌4s，尽快分段冷却至35～40℃，即得成品。

二次杀菌与冷却：采用常压沸水杀菌法，即100 ℃保持10 min，二次杀菌后迅速冷却至30 ℃左右，得到成品。

1.4 蒲公英水提工艺的优化

1.4.1 单因素实验

以蒲公英黄酮得率为评价指标，分别以液料比、提取温度、提取时间为变量进行单因素实验。称取蒲公英粉末1 g，以液料比10∶1、20∶1、30∶1、40∶1、50∶1（mL/g）比例加入纯净水，在80 ℃恒温水浴中浸提40 min，重复两次，离心过滤合并滤液，计算总黄酮得率。在液料比为30∶1 条件下，加入去离子水，提取温度分别设置为50、60、70、80、90 ℃，重复提取2 次，离心过滤合并滤液，计算总黄酮得率。在液料比为30∶1 条件下，加入去离子水，在80 ℃恒温水浴分别浸提20、30、40、50、60 min，重复提取2 次，离心过滤合并滤液，计算总黄酮的得率[19]。

1.4.2 响应面实验

在单因素实验的基础上，以液料比（A）、提取温度（B）、提取时间（C）为考察因素，以总黄酮得率为响应值，利用Box-Behnken 模型优化提取条件并进行方差分析，实验设计见表1。

表1 蒲公英中总黄酮提取条件的响应面因素水平设计Table 1 Factors and levels design of response surface for extraction conditions of total flavonoids from dandelion

1.4.3 蒲公英中总黄酮的测定方法

样品的预处理：蒲公英用清水洗去灰尘等杂质，55 ℃烘干至恒质量，粉碎过80 目筛备用。

标准曲线的绘制：称取0.02 g 芦丁标准品于100 mL的容量瓶中，用60%乙醇稀释至刻度。吸取芦丁标准溶液0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL 于比色管中，分别加入0.30 mL 的5%亚硝酸钠溶液，摇匀放置6 min，再加入10%硝酸铝溶液0.30 mL，摇匀放置6 min，加入1 mol/L 氢氧化钠溶液4.00 mL，最后用30%乙醇定容至刻度，摇匀放置15 min 后，以10 mL、30%乙醇溶液为空白对照，在波长510 nm 处测吸光值。以芦丁质量浓度（c）为横坐标，以吸光度值（A）为纵坐标，绘制芦丁标准曲线，得到芦丁标准曲线的回归方程为y=0.0024x+0.004（R2=0.9995）。

蒲公英中总黄酮的测定：准确称取1.000 g 蒲公英样品粉末于100 mL 三角瓶中，加入一定量一定浓度的乙醇，超声提取后以4 000 r/min 离心20 min，取上清液作为待测液。取0.5 mL 待测溶液按上述方法测定样品的吸光度，根据标准曲线得到芦丁的浓度，再计算蒲公英中总黄酮的得率。

1.5 混合汁调配的单因素及正交实验

1.5.1 混合汁调配的单因素实验

以感官评分为指标，分析不同用量的蒲公英浸提液（5%、10%、15%、20%、25%）、红枣汁（10%、12%、14%、16%、18%）、枸杞汁（5%、6%、7%、8%、9%）、蔗糖（5%、6%、7%、8%、9%）和柠檬酸（0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%）对复合饮料的影响，优化各自的添加量。

1.5.2 混合汁调配的正交实验

在单因素实验的基础上，选取蒲公英、枸杞汁、红枣汁、蔗糖和柠檬酸5 个因素，采用5 因素4 水平正交试验分析方法，通过感官评分优化复合饮料的最优工艺。试验设计见表2。

表2 蒲公英、红枣、枸杞复合饮料的正交实验水平设计Table 2 Factors and levels design of single factor test of the compound health beverage

1.6 检测指标与方法

1.6.1 感官评价

邀请20 名有经验的评价员按照评价标准进行综合评分，四个标准分别为组织状态（30 分）、口感（25 分）、风味（25 分）、色泽（20 分），满分100 分，以确定复合饮料的配方及工艺参数。评分标准见表3[20]。

表3 复合饮料感官评价标准Table 3 Standard of sensory evaluation of the compound healthy beverage

1.6.2 理化和微生物检测

理化检测：可溶性固形物采用折光率法测定、总糖采用还原糖法测定、总酸采用碱滴定法测定[21]。

微生物指标的测定：根据GB/T4789—2010 进行检测。

1.7 数据处理

采用Excel 2010 软件进行数据整理，Origin 2017 进行绘图，SPSS 19.0 软件中单因素方差分析（ANOVA）对数据进行显著性分析；通过Design-expert 8.0.6 软件对实验数据及结果进行分析。

2 结果与分析

2.1 单因素对蒲公英黄酮得率的影响

2.1.1 液料比对蒲公英黄酮得率的影响

由图2 可以看出，在液料比为10∶1～30∶1（mL/g）时，黄酮得率逐渐上升，在30∶1（mL/g）时达到最大值，为2.39%，随着液料比的继续增加，黄酮得率下降，液料比为50∶1 时，黄酮得率下降至2.22%。因此，选择液料比为30∶1 较合适。

图2 液料比对蒲公英黄酮得率的影响Fig.2 Effect of liquid material ratio on the yield of flavonoids in dandelion

2.1.2 提取温度对蒲公英黄酮得率的影响

由图3 可以看出，在提取温度为50～80 ℃时，黄酮得率逐渐上升，在80 ℃达到最大，为2.58%，随着提取温度继续升高，黄酮得率下降，而当提取温度为90 ℃时，黄酮得率下降至2.51%。可能是因为提取温度过低，分子热运动慢，不利于黄酮溶出；而温度过高，黄酮易分解，造成得率降低。因此，超声温度选择80 ℃比较合适。

图3 提取温度对蒲公英黄酮得率的影响Fig.3 Effect of extraction temperature on the yield of flavonoids in dandelion

2.1.3 提取时间对蒲公英黄酮得率的影响

由图4 可以看出，随着提取时间的延长，黄酮得率大幅上升，在50 min 时达到最大值，为2.63%，随着时间的延长，黄酮得率下降，提取时间为60 min 时，黄酮得率下降至2.34%。提取时间过短，植物细胞破碎不完全，造成提取的黄酮得率低；提取时间过长，产生的热效应可能造成黄酮的氧化，从而使黄酮得率降低。因此，超声波时间选择50 min 比较合适。

图4 提取时间对蒲公英黄酮得率的影响Fig.4 Effect of extraction time on the yield of flavonoids in dandelion

2.2 蒲公英总黄酮提取条件响应面优化试验

在确定3 种因素适宜范围后，选用初始液料比（A）、提取温度（B）、提取时间（C）三个因素为自变量，黄酮得率为因变量，利用BOX-Behnken 设计原理对蒲公英中总黄酮提取条件进行优化，响应面试验结果见表4。

利用Design-expert 8.0.6 软件对表3 进行数据分析，得到黄酮得率（Y）与自变量液料比（A）、提取温度（B）、提取时间（C）的二次回归方程为Y=2.70+0.011A+0.090 B+0.10C+0.100AB+0.078AC+0.12BC-0.44A2-0.26B2-0.37C2，对此模型进行方差分析，结果如表5 所示。

对以上响应面回归模型进行方差分析，结果见表4，建立的数学模型，回归模型的F=80.237，P＜0.000 1 表明蒲公英总黄酮得率与三个因素之间的回归方程极显著。因变量与所考察自变量之间的线性关系显著（R2=0.990 4），调整确定系数说明可解释97.81%相应值的变化，模型失拟项0.826 8＞0.1，不显著，拟合程度好，表示单因素试验结果和数学模型模拟良好。表5（见下页）中的一次项B、C，交互项AB、BC 和二次项A2、B2、C2的值均小于0.01，达到极显著水平，说明它们对响应值影响极大，且考察的因素对响应值的影响不是简单的线性关系。由F值大小可知，影响因素的主次顺序是C＞B＞A。

表4 蒲公英总黄酮提取条件的响应面试验结果Table 4 Resultsof response surface for extraction conditions of total flavonoids from dandelion

表5 蒲公英总黄酮提取条件回归模型方差分析Table 5 Variance analysis on extraction conditions of total flavonoids from dandelion

根据得到的回归模型，预测得到水提蒲公英中黄酮的最佳工艺条件为液料比30.55∶1（mL/g），提取温度82.26 ℃，提取时间51.84 min，此时蒲公英总黄酮理论得率可达2.716 09%。结合实际情况将最佳提取工艺条件修改为液料比为31∶1（mL/g）、提取温度为83 ℃，提取时间为52 min，并在此条件下进行3 次验证试验，结果蒲公英总黄酮平均得率为2.78%，实际值与理论值的误差仅为0.06%，证明了该试验模型合理，优化的提取工艺切实可行，适用于蒲公英总黄酮的提取。

2.3 各因素对复合饮料感官品质的影响

2.3.1 蒲公英提取液添加量对复合饮料感官品质影响

由图5 可知，随着蒲公英提取液添加量的增加，复合饮料的感官评分也在增加，当蒲公英提取液添加量为15%时，感官评分最高，此时的复合饮料组织细腻均匀，口感细腻，酸甜协调，柔和适宜，无不良气味。但是随着蒲公英添加量的增加，气味过于浓郁，掩盖了复合饮料的风味，因此，蒲公英提取液的添加量确定为15%。

图5 蒲公英提取液添加量对复合饮料感官品质的影响Fig.5 Effect of addition amount of dandelion extract on sensory quality of compound beverage

2.3.2 红枣汁添加量对复合饮料感官品质的影响

由图6 可知，在红枣汁添加量为10%～16%时，感官评分逐渐增加，在16%达到最高值，随着红枣的添加量增加，感官评分逐渐下降，故红枣的添加量确定为16%。

图6 红枣汁添加量对复合饮料感官的影响Fig.6 Effect of jujube juice addition on sensory quality of compound beverage

2.3.3 枸杞汁添加量对复合饮料感官品质的影响

由图7 可知，随着枸杞汁添加量的增加，感官评分大幅的上升，在8%时达到最高值（90 分），再增加枸杞添加量感官评分反而下降，因此，枸杞汁的添加量确定为8%。

图7 枸杞汁添加量对复合饮料感官品质的影响Fig.7 Effect of lycium barbarum juice addition on sensory quality of compound beverage

2.3.4 蔗糖添加量对复合饮料的感官影响

由图8 可知，蔗糖添加量在5%～7%时，感官评分逐渐增加，在蔗糖添加量为7%感官评分最高，此时的复合饮料酸甜协调，具有蒲公英、红枣和枸杞的风味，因此蔗糖添加量选择7%。

图8 蔗糖添加量对复合饮料感官品质的影响Fig.8 Effects of sucrose addition on sensory quality of compound beverage

2.3.5 柠檬酸添加量对复合饮料感官品质的影响

由图9 可知，柠檬酸添加量在0.01%～0.02%时，感官评分逐渐增加，在柠檬酸添加量为0.02%时，感官评分最高，此时的复合饮料酸甜协调，具有蒲公英、红枣和枸杞的风味，因此选择柠檬酸添加量为0.02%。

图9 柠檬酸添加量对复合饮料感官评分的影响Fig.9 Effects of citric acid addition on sensory evaluation of compound beverage

2.4 蒲公英红枣枸杞复合饮料的最佳配方确定

从表6、7 可知，影响蒲公英红枣枸杞复合饮料品质的大小顺序为A′＞C′＞D′＞B′＞E′，即蒲公英添加量＞枸杞添加量＞蔗糖添加量＞红枣添加量＞柠檬酸添加量，其中蒲公英添加量是极显著因子，而红枣添加量、枸杞添加量、蔗糖添加量都是显著因子。蒲公英红枣枸杞复合饮料的最佳配方A′3B′1C′3D′2E′1，即当蒲公英、红枣、枸杞、蔗糖和柠檬酸的添加量分别为15%、12%、7%、7%和0.01%时，复合饮料的感官评价最好。经验证实验，结果表明该配方的感官评价为95 分，均优于其他试验组。

表6 蒲公英红枣枸杞复合饮料的正交试验结果及分析Table 6 Resultsof orthogonal test of compound beverage

表7 蒲公英、红枣、枸杞复合饮料方差分析Table 7 Analysis of variance of compound beverages

3 产品质量指标

3.1 感官指标

色泽：该复合饮料具有均匀一致、透亮的浅黄色。

口感和风味：具有蒲公英、红枣和枸杞特有的香气和味道，协调性好，口感细腻柔和，无异味。

组织状态：该产品在干燥常温下保藏，允许有少量沉淀，无分层现象，组织均一，流动性好。

3.2 理化指标

复合饮料的可溶性固形物含量为10%～12%，pH 为4.0～6.0。

3.3 微生物指标

复合饮料细菌总数≤100 CFU/mL；大肠杆菌≤3 MPN/100 mL；霉菌≤30 CFU/mL，酵母≤50 CFU/mL，无致病菌检出。

4 结论

本试验采用蒲公英为主要原料，以蒲公英中的总黄酮提取率为指标，通过单因素试验，考查了液料比、提取温度、提取时间对总黄酮的影响，并通过响应面法优化提取工艺。通过回归模型预测得到水提法辅助提取蒲公英中总黄酮的最佳工艺条件为液料比31∶1（mL/g）、提取温度83 ℃，提取时间52 min，此时总黄酮提取率可达2.78%，优化得到的工艺合理可行，为蒲公英的充分提取以及应用提供了理论依据。

采用单因素和正交实验优化了蒲公英红枣枸杞复合饮料配方工艺。试验得出对蒲公英红枣枸杞复合饮料感官指标的影响程度为蒲公英添加量＞枸杞添加量＞蔗糖添加量＞红枣添加量＞柠檬酸添加量；蒲公英红枣枸杞复合饮料的最佳配方为蒲公英添加量15%、红枣添加量12%、枸杞添加量7%、蔗糖添加量7%、柠檬酸添加量0.01%，此时产品感官评价最好，色泽均匀、酸甜适度、风味独特、协调性好。