太子参罗汉果饮料生产工艺研究

陈丽玲，林璐遥，张明亮，林清强

1.福建师范大学生命科学学院，福建福州 350107；2.福建师范大学南方生物医学研究中心，福建福州 350107

太子参的功效与人参相仿，其药用和食用都具有悠久的历史。太子参性甘、味微苦，所含营养成分和化学成分赋予其丰富的营养价值和养气益脾、生津润肺等功效，可用于开发相关的保健品，对儿童厌食、婴儿消化不良等具有很好的功效［1］。太子参所含营养成分众多，包括多糖为主的糖苷类化合物、人体必需的多种氨基酸，以及多种微量元素等［2］。其中的氨基酸能补充人体头发的营养，改善肤质；单甘油酯、亚油酸等成分能改善皮肤角质层，因此，太子参也常作为天然物质应用于化妆品生产。

罗汉果常被称为“神仙果”，含有多种脂肪酸、必需氨基酸、黄酮类化合物以及大量的三萜类糖苷化合物。其性凉、味甘、食用安全、无毒性［3］，具有润肺止咳、凉血滑肠、提高机体免疫功能、降血糖、保护肝脏、抗氧化、抑菌等功效，被广泛应用于中药、食品加工等领域［4］。罗汉果具有高甜度、低热量的特性，可作为肥胖人士或糖尿病患者的理想甜味剂；因其具有降血糖、抗癌、保肝等多种保健功能，还可用于保健品的开发［5-6］。此外，罗汉果中的抗氧化物如维生素E 等使其具有抗氧化作用，可减缓老化过程、改善皮肤等，因此也可用于化妆品生产。

目前市场上太子参和罗汉果的相关产品较为单一，对其附加产品还未进行深入研究。太子参常见的产品有太子参茶，以粉末泡制，饮用不便。罗汉果多数作为止咳糖浆的主要成分，其他药用价值没有得到充分地开发应用；煎煮饮用时，煎煮过程耗时，饮用极为不便；此外，罗汉果易碎且不易携带，也给其应用带来不便。鉴于太子参和罗汉果皆为常用的药食两用植物，具有镇咳功效，且无功能拮抗作用，故本研究选择以两者为主要原料，开发一种热量低、甜度高，便于服用的新型饮料，同时具有太子参的益气生津、健脾消食，罗汉果的清热润肺、凉血滑肠功效，符合现代人们的饮食保健需求，可作为夏日的理想消暑饮料。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验材料主要包括：罗汉果干果，购自中药店；太子参，购自中药店；柠檬酸、乙醚、盐酸、乙醇、碘、碘化钾、牛血清蛋白、酚酞，均为分析纯；山梨酸钠，食品级。

1.2 实验器材

实验所需器材主要包括：SY 系列“弘祥隆”多用途恒温超声提取机（北京弘祥隆生物技术有限公司），立式万用电炉（福州市亭江医疗器械厂），HH-4 型数显恒温水浴锅（国华电器有限公司），电子天平（北京塞多利斯仪器系统有限公司），电热鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司），青岛海尔721 型分光光度计（上海精密科学仪器有限公司），JCFW100 粉碎机（青岛聚创嘉恒分析仪器有限公司）。

1.3 实验方法

1.3.1 制备罗汉果提取液

（1）挑选：挑选外观完整、无焦味的罗汉果干果；

（2）清洗：用清水冲洗除去罗汉果干果表面的灰尘、杂质等；

（3）破碎：用粉碎机将清洗后的罗汉果干果粉碎成均匀的小块；

（4）浸提：粉碎后的罗汉果小块加水混合，水浴浸提，获得罗汉果粗提液；

（5）过滤：用纱布过滤罗汉果粗提液，获得罗汉果提取液。

1.3.2 制备太子参提取液

（1）挑选：挑选分枝多，个头较大的太子参；

（2）清洗：水洗去除太子参上的泥沙等杂质；

（3）提取：采用超声破碎法提取出太子参中的有效成分，获得太子参粗提液；

（4）过滤：用纱布过滤太子参粗提液，获得太子参提取液。

1.3.3 饮料调配

按多种配比方案将罗汉果和太子参提取液进行调配。

1.3.4 防腐

防腐剂选取山梨酸钠，添加比例为0.5 g/kg。

1.3.5 杀菌

将饮料灌装后，100 ℃灭菌20 min。

1.3.6 总糖测定

取0.5 mL 饮料样品于三角瓶中，加入10 mL 6 mol/L 的盐酸溶液，15 mL超纯水，置于沸水浴中0.5 h。取1～2 滴上述配置溶液于白瓷板上，滴加适量I-KI 溶液，观察是否显蓝色，不显示则表示水解完全。待样品冷却至室温，滴加1 滴酚酞指示剂，用0.1 mol/L NaOH 溶液中和，直至呈微红色即反应完全。由于样品含糖量偏高，样品需稀释后再测量。取适量水解液，用分光光度计测出其吸光度，根据公式计算出其含糖量。

1.3.7 脂肪含量的测定

取10 mL 样品于烧杯中，加入10 mL 6 mol/L的盐酸溶液，70～80℃水浴加热50 min，反应完全后加入10 mL 95%乙醇混合。放置冷却至室温，将待测液转至量筒中，用适量乙醚润洗。加塞并振摇量筒，打开瓶塞，排除产生的气体。再次加塞静置15 min，打开瓶塞，将粘壁脂肪用乙醚冲洗回量筒内。静置15 min 分离上清液，转移至烧杯（已称重）中。再用乙醚萃取两遍，最后算出脂肪含量。

1.3.8 蛋白质含量的测定

本实验选用双缩脲法。碱性溶液中，蛋白质中肽键可与铜离子进行显色反应，且显色程度可反映蛋白质含量，从而进行测定。参照《中华人民共和国药典》，以牛血清蛋白做标准品，测量出相应的吸光度，用计算软件绘制曲线。取适量饮料样品溶液测量其吸光度，根据公式计算其中的蛋白质含量［1］。

2 实验结果

2.1 罗汉果提取液的制备

传统法通常釆用反复煎煮的方式提取罗汉果活性成分，但长时间高温容易导致罗汉果提取液被烧焦，产生的焦味会严重影响食用口感［7］。故本研究采用较为温和的水浴提取方法，其中水浴加热的温度和时间是影响罗汉果提取率的两大因素。实验采用单因素实验法，通过分别改变提取时间和提取温度获取最优的提取调配比。

2.1.1 提取时间对罗汉果提取液的影响

为了考察提取时间对罗汉果提取液的影响，设定在相同的提取温度（80 ℃）下，提取时间分别取30、40、50、60、70 min，研究提取时间对罗汉果固体溶出量的影响，结果如图1所示。

（3）水冷塔底部出水温度T3由10（±2）℃降低至8（±1）℃，而且水冷塔底部出水温度较改造前更加稳定，从而降低冷冻机负荷，并使得冷冻机负荷跟踪调节范围缩小。冷冻机不启动的情况下，空气预冷系统冷却效果也能保证空冷塔出口温度维持在12（±2）℃，极大地降低了机组运行成本。

由图1 可知，在提取时间为30~50 min 时，罗汉果提取液的固体溶出量随时间的升高而增多，当提取时间大于50 min 后，随着提取时间的延长，罗汉果提取液的固体溶出量不会有较大变化，因此，考虑到生产时长、设备耗能等问题，为实现生产工艺利益最大化，确定最佳提取时间为50 min。

2.1.2 温度对罗汉果提取液的影响

设定反应温度分别为80、90、100 ℃，提取时间50 min，通过实验优化反应温度条件。实验结果如表1所示：

表1 温度对罗汉果固体溶出量的影响Table 1 Effect of temperature on the solid dissolution of Momordica grosvenorii

由表1 可知，罗汉果提取液的固体溶出量随提取温度的升高而增多，因此确定100 ℃为最佳提取温度。

综上所述，罗汉果提取的最佳条件为100 ℃水浴加热50 min，此条件下的提取液呈酒红色，并具有罗汉果独有的浓郁芳香。

2.2 太子参提取液的制备

太子参为石竹科多年生草本宿根性植物的块根，较为温和的水浴提取法难以获取其营养成分。超声破碎法是一种适用于中药材有效成分的提取方法，该方法不会破坏中药材中某些具有热不稳定性的营养成分［8］。提取功率、超声波处理时间和提取时间是影响固体溶出量的三大因素，本研究釆用正交实验，研究提取功率（因素A）、超声波处理时间（因素B）和提取时间（因素C）对固体溶出量的影响［9］。实验方案、实验结果分别如表2、表3所示。

表2 太子参提取液正交实验方案Table 2 Orthogonal experiment scheme of Radix pseudostellariae extract

对表3 数据进行极差分析，结合R值（因素极差值）的大小对比可知，3 个因素的优劣排序为：因素A ＞因素B ＞因素C。结合各因素的最佳水平可知，因素A（提取功率）第3 个水平（200 W）时最优，因素B（超声波处理时间）第3 个水平（9 s）最优，因素C（提取时间）第1 个水平（20 min）最优。综合上述分析可知，最优组合为提取功率200 W，超声波处理时间为9 s，提取时间20 min。

表3 太子参提取液正交实验结果Table 3 Orthogonal experiment result of Radix pseudostellariae extract

2.3 复合饮料调配

根据表5 可知，按方案4 罗汉果提取液200 mL、太子参提取液100 mL 和柠檬酸0.10 g 的比例进行调配，稀释到1 000 mL 所得的饮料具有红酒般的色泽，罗汉果浓郁的清香与太子参的中药气味相协调，产生另一种宜人的清香味，口感清爽柔和，酸度适中，满意度高达70%，因此确定该调配比为复合饮料的最佳调配方案。

表5 罗汉果太子参饮料调配实验结果Table 5 Blending experiment results of Momordica grosvenorii and Radix pseudostellariae beverage

2.4 理化指标检测结果

2.4.1 总糖量

按照1.3.6 中的方法测定可得总糖量为0.22 g/L。

2.4.2 饮料pH值

用玻璃棒取1 滴样品于pH 试纸上，与比色卡对比，测得太子参罗汉果饮料的pH值是4.3。

2.4.3 脂肪含量通过强酸水解出脂肪，再通过有机溶液提取出游离脂肪，并对其进行测量［11］。根据文献［12］算出脂肪含量为0.04 g/L。

2.4.4 蛋白质含量

根据双缩脲法，测定蛋白质含量为2.04 g/L。

2.5 稳定性研究

饮料的稳定性与环境中的电解质和光照的变化有关，两者在很大程度上决定着饮料的保质期和存储方式。现以电解质和光照为影响因素，研究该饮料的稳定性。

2.5.1 电解质对饮料稳定性的影响

分别取0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g NaCl 加入500 mL 样品中，检验电解质对饮料的稳定性是否有影响，结果如表6 所示。由表6 可知，强电解质浓度的变化对饮料无明显的影响。

表6 电解质对饮料稳定性的影响Table 6 Effect of electrolytes on beverage stability

2.5.2 光照对饮料稳定性的影响

各取l00 mL 饮料在见光与避光下进行对比实验，结果如表7 所示。由表7 可知，该饮料对光线并不敏感，在一定时间内可维持其酒红色的色泽，稳定性较强。

表7 光照对样品稳定性的影响Table 7 Influence of illumination on sample stability

综上所述，环境中的电解质、光照的变化对该饮料并无明显影响，饮料易于保存。

3 讨论与展望

罗汉果和太子参都具有镇咳、抗氧化的相似药理作用及功效，本研究以罗汉果和太子参为主要原料，探究其最佳提取方式及调配比，经过浸提、调配、理化检测、稳定性研究等系列实验，设计出一款含有太子参和罗汉果保健饮料。该复合饮料制备的最佳工艺条件为：罗汉果100 ℃水浴提取50 min；太子参的超声提取功率200 W，超声波处理9 s，提取20 min；该饮料中最优配料添加量为罗汉果干果5 g/L、太子参5 g/L、柠檬酸0.10 g/L。

本实验的创新点如下：

（1）传统药物提取方法为反复煎煮法，该法容易破坏太子参和罗汉果中的营养成分，且易影响饮品口感。本实验采用水浴提取法，可改善传统提取法的不足，提取液不会因长时间的煎煮而产生焦味，能较好地保留罗汉果特有的芳香气味和色泽，适宜的提取条件也可以较好地保证所需物质的溶出量［13］。

（2）太子参中的营养物质在温和条件下难以溶出，本实验使用超声波提取可有效地提髙其提取率。由正交实验可知，超声提取中的提取功率对溶出量的影响最大，其次是超声波处理时间，最后为提取时间。因此，生产中可通过适当地提髙提取功率和超声波处理时间，达到提高提取率的目的。

（3）罗汉果特有的浓郁芳香可掩盖太子参轻微的中药味，故调配时不需加入芳香剂，只需加入柠檬酸调节酸度口感，即可获得理想的饮料，使该饮料在不添加其他调味剂的情况下，仍可兼顾保健功效和口感。该饮品含有太子参中的肌-肌醇-3-甲醚和罗汉果中的皂苷V 等成分，使得其镇咳效果显著加强。从中医学理论上讲，该饮品具有生津润肺、凉血滑肠的功效，对于食欲不振、肺燥干咳具有很好的疗效，是一种理想的保健饮料，具有广阔的市场前景。

功能性饮品研究是目前较为热门的研究方向，符合人民群众对生活质量要求提升的趋势［14］。本研究用到两种中药材，罗汉果具有较好的调味效果，且营养丰富，可将其作为调味剂，研制更多的功能性饮料；太子参作为中药材多以汤药形式入药，药性平和［15］，加工为饮品后，需求量会不断增大，可作为一种种植价值较高的经济作物，有效地解决农民收入不理想的问题。此外，在资料检索过程中发现罗汉果、太子参在化妆品行业也有较多应用，结合两种材料研制抗衰老护肤品是另一可行的研究方向。