蓝莓枸杞菊花复合饮料的研制
2022-09-08罗汝锋蓝泽基周静仪马永富
◎ 黄 成,罗汝锋,2,罗 进,2,蓝泽基,周静仪,马永富
(1.广东一方制药有限公司,广东 佛山 528200;2.广东省中药配方颗粒企业重点实验室,广东 佛山 528200)
随着时代的发展,生活节奏的加快,电子产品的普及,用眼过度、视力疲劳等眼睛健康问题在人们日常生活中越发凸显。根据近期教育部发布的儿童青少年视力健康情况的相关数据可以发现,2020 年全国儿童青少年总体近视率为52.7%,且近视低龄化的趋势越发突出,全国6 岁儿童平均近视率超过9%,局部地区高达19.1%[1]。因此,在日常生活中,健康用眼,科学护眼,显得尤为重要。
枸杞子益精明目,富含胡萝卜素、叶黄素、枸杞多糖、生物黄酮等生物活性成分,具有抗氧化性,对近视、视网膜损伤有一定的预防作用[2-3]。菊花平肝明目,含有丰富的黄酮类化合物、类胡萝卜素、菊花多糖等活性成分,具有抗氧化、降血糖、保护眼部新生血管、保护视网膜光损伤等作用[4-5]。决明子清热明目,其有效成分为橙黄决明素、大黄酚、决明内酯、大黄素蒽酮和决明子多糖等,具有保护视神经、抗炎、降血压、降血脂等功效[6-7]。桑叶清肝明目,富含黄酮类化合物,具有清热、凉血、明目的功效[8]。蓝莓果实含有大量花色苷、原花青素等多酚类化合物,具有抗氧化、保护视力、预防心血管疾病、抗癌等作用[9-11]。
本试验以枸杞子、菊花、决明子、桑叶为主要原料,根据中医理论,配合茯苓、金银花、桑椹等原料,辅以蓝莓汁等物料,开发一种具有缓解视觉疲劳保健功能、酸甜可口的复合饮料,符合国内市场的需要,具有广阔的市场前景。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 材料
枸杞子、菊花、决明子、茯苓、桑叶、金银花和桑椹,广东省药材公司中药饮片有限公司;蓝莓汁(Brix 40%±3%),福建绿泉食品有限公司;三氯蔗糖(食品级),盐城捷康三氯蔗糖制造有限公司;无水柠檬酸(食品级),日照金禾博源生化有限公司。
1.1.2 试剂
芦 丁 标 准 品( 纯 度91.7%,批 号100080-201811),中国食品药品检定研究院;氯仿(分析纯),广东广试试剂科技有限公司;氢氧化钠(分析纯),国药集团化学试剂有限公司;无水乙醇(分析纯),天津市永大化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
液体真空浓缩煎药机(YZN-50):北京东华原医疗设备有限责任公司;数显糖度计(CNT-95):杭州陆恒生物科技有限公司;台式低速离心机(TDL-4000C):上海安亭科学仪器厂;管式超高温杀菌机(HP-UHT-20):上海浩朋机电科技有限公司;紫外可见分光光度计(UV-2450):苏州岛津仪器有限公司;十万分之一天平(XS105DU),梅特勒-托利多。
1.3 方法
1.3.1 蓝莓枸杞菊花复合饮料工艺流程
枸杞子、菊花、决明子、茯苓、桑叶、金银花和桑椹7 味药材→药材前处理→加水提取→过滤→滤液→合并滤液→浓缩→澄清→调配(加入蓝莓汁、三氯蔗糖、柠檬酸、纯净水)→均质→灭菌→罐装→成品。
1.3.2 操作要点
(1)原料要求。挑选优质的枸杞子、菊花、决明子、茯苓、桑叶、金银花和桑椹等药食同源原料,无发霉、变质、长虫,无肉眼可见外来异物,符合《中国药典》一部相关药材项下质量要求。
(2)药材前处理。枸杞子、菊花、茯苓、桑叶、金银花和桑椹拣选除去杂质;决明子,拣选除去杂质,用文火加热炒至微鼓起、偶有开裂,有香气,取出,放凉。
(3)澄清。药材浓缩液过250 目筛网,冷却至室温后放置4 ℃冰箱中静置沉降3 ~4 h,置离心机中,3 000 r·min-1离心20 min,再取上层澄清液,作为药材提取原液。
(4)均质。将调配好的饮料,用均质机进行均质处理,均质压力为25 MPa。
(5)灭菌。均质后的饮料,用管式超高温杀菌机进行灭菌处理,灭菌温度140 ℃,灭菌时间15 s。
1.3.3 评分标准
(1)药材提取出膏率测定及评分标准。精密吸取药材提取原液10.0 mL 至已恒重的蒸发皿中,水浴蒸干得干浸膏,称重W,按照干燥失重法(《中国药典》2020 年版四部 通则0831)105 ℃干燥至恒重,计算出膏率及出膏率得分,公式如下:
式中:A为出膏率,即每100 g 药材中含有的干浸膏质量,g/100 g;W为10 mL 药材提取原液中干浸膏质量,g;V为药材提取原液总体积,mL;Wt为投料药材重量,g。
(2)药材提取总黄酮含量测定及评分标准。①对照品溶液制备。精密吸取浓度为150 μg·mL-1的芦丁标准溶液0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL 和4.0 mL,分别移入10 mL 比色管中,加入30%乙醇溶液至5 mL,各加5%亚硝酸钠溶液0.3 mL,振摇后放置5min,加入10%硝酸铝溶液0.3 mL,摇匀后放置1 h,加入 1.0 mol·L-1氢氧化钠溶液2 mL,用30%乙醇溶液定容至刻度,以零管为空白,摇匀后用1 cm 的比色皿,在510 nm 处测定吸光度,绘制芦丁含量(μg)与吸光度的标准曲线,得线性回归方程Y=1.459 5X-0.034 872 8,R2=0.999 55,说明芦丁浓度在0.007 5 ~0.060 0 mg·mL-1具有较好的线性关系。②样品溶液制备。精密吸取样品溶液3 mL,定容至50 mL,用氯仿萃取脱脂,收集下层水溶液定容至50 mL,取2 mL,用装有聚酰胺树脂粉末的柱子吸附,然后用70%的乙醇溶液洗脱,收集10 mL 溶液,然后用70%乙醇定容至25 mL,其他步骤同上,计算总黄酮含量、总黄酮提取率及总黄酮提取率得分,公式如下:
式中:X为样品总黄酮含量,g/100 g(mL);m1为依据标准曲线计算出被测液中黄酮质量,μg;m为试样的质量或体积,g 或mL;V1为待测液分取的体积,mL;V2为待测液的总体积,mL。
(3)药材提取原液感官评价标准如表1,提取感官得分计算公式如下:
表1 药材提取原液感官评分表
(4)药材提取正交试验综合评分标准。综合评分=出膏率得分+提取感官得分+总黄酮提取率得分。
1.4 药材提取条件确定
1.4.1 药材提取单因素试验
固定提取温度100 ℃,提取时间1.5 h,料水比分别选择1 ∶4、1 ∶6、1 ∶8、1 ∶10 和1 ∶12(g ∶mL),考察料水比对出膏率和总黄酮提取率的影响;固定提取温度100 ℃,料水比1 ∶10(g ∶mL),提取时间分别选择0.5 h,1.0 h、1.5 h、2.0 h 和2.5 h,考察提取时间对出膏率和总黄酮提取率的影响;固定提取时间1.5 h,料水比1 ∶10(g ∶mL),提取温度分别选择60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃和100 ℃,考察提取温度对出膏率和总黄酮提取率的影响。
1.4.2 药材提取条件正交试验
在单因素试验的基础上,选用料水比、提取时间、提取温度3个因素,3种不同水平,进行L9(34)正交试验,药材提取工艺条件正交试验因素水平见表2。
表2 药材提取正交试验设计表
1.5 复合植物饮料的配制
取上述药材提取原液,辅助蓝莓浓缩汁、三氯蔗糖、柠檬酸等原辅料,复合调配饮料。
2 结果与分析
2.1 药材提取单因素试验结果与分析
2.1.1 料水比对出膏率和总黄酮提取率的影响
如图1、图2 结果所示,随着料水比的不断增加,药材提取的出膏率和总黄酮提取率也明显增加,当料水比达到1 ∶12(g ∶mL)后,药材提取的出膏率和总黄酮提取率增加幅度趋于平缓,其原因可能是随着料水比的增加,使内外渗透压趋近稳定,可溶性成分的传质扩散趋于稳定状态,随着提取溶剂的增加,可溶性成分溶出量较少。因此,结合成本考虑,料水比选择1 ∶10 ~1 ∶14(g ∶mL)进行下一步工艺优化。
图1 料水比对出膏率的影响图
2.1.2 提取时间对出膏率和总黄酮提取率的影响
如图3、图4 结果所示,提取时间在0.5 ~2.0 h 时,随着提取时间的增加,药材提取出膏率和总黄酮提取率均快速增加,当提取时间大于2.0 h 后,药材提取出膏率的增加幅度趋于平缓,总黄酮提取率则有所下降,原因可能是随着提取时间的增加,溶剂中的可溶性成分溶出已达相对平衡状态,而提取时间过长,部分热敏性的黄酮类化合物水解,从而降低了总黄酮提取率。因此,提取时间选择1.5 ~2.5 h 进行下一步工艺优化。
2.1.3 提取温度对出膏率和总黄酮提取率的影响
如图5、图6 结果所示,随着温度的提高,药材提取的出膏率和总黄酮的提取率均快速增加,说明提取温度的升高,有利于药材提取出膏率和总黄酮提取率的提升。
图6 提取温度对总黄酮提取率的影响图
但是王蔚新等[12]研究表明,桑叶及金银花等药材在较高的温度下,容易产生苦味成分,影响产品的感官质量。因此,选择提取温度80 ~100 ℃进行下一步优化实验。
2.2 药材提取正交试验结果与分析
由表3 可知,影响药材提取综合评分的各因素主次顺序为A>B>C,最优提取组合为A3B2C3,即料水比为1 ∶14(g ∶mL),提取时间为2.0 h,提取温度100 ℃。由表4 方差分析结果可知,料水比对药材提取综合得分有极显著的影响(P<0.01),提取温度和提取时间对药材提取综合得分则无显著的影响。
表3 药材提取正交试验结果表
表4 药材提取正交试验结果方差分析表
2.3 提取正交试验结果验证
按正交试验筛选的工艺条件进行3 次确认试验,即料水比1 ∶14(g ∶mL),提取时间2.0 h,提取温度100 ℃。在该提取条件下,药材提取综合得分为98.75±0.31 分,与原正交试验结果相比相差不大,说明该工艺稳定、重复性较好。
2.4 复合植物饮品结果与分析
通过对药材提取原液、蓝莓浓缩汁、三氯蔗糖、柠檬酸和纯净水等原辅料进行复配调试,筛选出口感较佳的配比为药材提取原液添加量13.3%,蓝莓浓缩汁添加量为0.50%,三氯蔗糖添加量为0.013%,柠檬酸添加量为0.05%,纯净水添加量86.137%,按照此工艺和配方做出来的复合饮料呈浅橘红色,澄清透亮,具有蓝莓和菊花的香味,酸甜可口。
3 结论
通过对枸杞子、菊花、决明子、茯苓、桑叶、金银花和桑椹7 味药材进行提取单因素试验和正交试验,对药材提取原液的提取出膏率、感官评分以及总黄酮的提取率进行综合评分,得到最佳工艺的药材提取工艺为料水比1 ∶14(g ∶mL)、提取时间2.0 h、 提取温度100 ℃。通过对药材提取原液、蓝莓浓缩汁、三氯蔗糖、柠檬酸和纯净水等原辅料进行复配调试,筛选出口感较佳的配比为药材提取原液添加量13.3%,蓝莓浓缩汁添加量0.50%,三氯蔗糖添加量0.013%,柠檬酸添加量0.05%,纯净水添加量86.137%,按照此工艺和配方做出来的复合饮料呈浅橘红色,澄清透亮,具有蓝莓和菊花的香味,酸甜可口。