白茅根菊花復(fù)合飲料的研制

唐 倩，孟得艷，張 雪，楊 憲，蘭作平*

(1.重慶醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，重慶 401331；2.重慶市藥物制劑工程技術(shù)研究中心，重慶 401331；3.重慶師范大學(xué)，重慶 401331)

白茅根，又名地箭、茅草根，為禾本科植物白茅的干燥根莖[1]。廣泛分布于全國各地，為中醫(yī)傳統(tǒng)常用中藥[2-5]。始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為中品，味甘，性寒，具有涼血止血，生津止渴，清熱利尿等功效[1]。菊花，又名甘菊、藥菊等，是菊科多年生宿根草本植物菊的頭狀花序[6]。味甘、微帶苦味，性涼，無毒，入心、肺經(jīng) 。

近年來，隨著社會的快速發(fā)展，人們的生活節(jié)奏越來越快，作息、飲食經(jīng)常不規(guī)律，稍不注意各種不適癥狀就接踵而至，如眼赤腫痛、口腔潰瘍、口舌生瘡、咽喉發(fā)炎、心煩口渴、熱病傷津、消化不良等問題，在夏天尤為常見。針對生活中的這些現(xiàn)象，結(jié)合白茅根、菊花、荷葉、甘草和梨的使用價值和藥用價值，筆者擬以白茅根、菊花、梨汁、甘草、荷葉等為原輔料，通過單因素試驗和正交試驗，考察了白茅根與菊花的原料比，主原料與輔料(梨汁、甘草、荷葉)總量比，梨汁、甘草、荷葉的質(zhì)量之比，料水比，蔗糖添加量等對復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響，獲得白茅根菊花復(fù)合飲料原輔料的最佳配方。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1原料。白茅根、菊花、荷葉、甘草，購自重慶市渝中區(qū)菜園壩中藥材專業(yè)市場；山梨酸鉀，寧波王龍科技股份有限公司；白砂糖，太古白砂糖。

1.1.2儀器設(shè)備。C21-WK2102電磁爐，廣東美的生活電器制造有限公司；高速冷凍離心機(jī)，湖南湘立科學(xué)儀器有限公司；EL204-IC電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司 ；BCD-215KS冰箱，青島海爾股份有限公司；TDFJ-160型電動封罐機(jī)，杭州方南機(jī)械有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器，江陰濱江醫(yī)療設(shè)備有限公司；攪拌機(jī)，廣州美的生活電器制造有限公司。

1.2方法

1.2.1工藝流程。制備濃縮液→單因素試驗→殺菌觀察→輔料最佳濃度比的確定→正交試驗→極差分析→確定配方→滅菌→罐裝→冷卻→成品→冷藏。

1.2.2制備濃縮液。

1.2.2.1白茅根濃縮液的制備。挑選白茅根1 500 g，清洗后用1∶12 的水(即18 000 mL)浸泡40 min，再對白茅根及其浸泡液煮沸，調(diào)至小火使其微沸40 min，過濾。再對過濾后的白茅根分別按照1∶8、1∶6的比例加入(12 000、9 000 mL)水煎煮過濾，并將3次所得的濾液進(jìn)行濃縮。待濃縮液冷卻后裝入玻璃瓶中，放置冰箱2 d，使其澄清備用。

1.2.2.2菊花濃縮液的制備。挑選菊花500 g，將選好的菊花投入1∶12(6 000 mL)的水中，浸泡40 min。再對菊花及其浸泡液煮沸，調(diào)至小火使其微沸40 min，過濾。再對過濾后的菊花按照1∶12的比例加水煎煮過濾，重復(fù)2次，并將3次所得的濾液進(jìn)行濃縮。待濃縮液冷卻后裝入玻璃瓶中，放置冰箱2 d，使其澄清備用。

1.2.2.3荷葉濃縮液的制備。挑選荷葉300 g，清洗后用剪刀將荷葉剪成小塊，將處理好的荷葉投入1∶12(3 600 mL)的水中，浸泡40 min。再對荷葉及其浸泡液煮沸，調(diào)至小火使其微沸40 min，過濾。再對過濾后的荷葉按照1∶12的比例加入水進(jìn)行煎煮過濾，重復(fù)2次，并將3次所得的濾液進(jìn)行濃縮。待濃縮液冷卻后裝入玻璃瓶中，放置冰箱2 d，使其澄清備用。

1.2.2.4甘草濃縮液的制備。挑選甘草500 g并清洗，用1∶12的(6 000 mL)水浸泡40 min，再對甘草及其浸泡液煮沸，調(diào)至小火使其微沸40 min，過濾。再對過濾后的甘草分別按照1∶10、1∶8的比例加入(5 000、4 000 mL)水進(jìn)行煎煮，并將3次所得的濾液進(jìn)行濃縮。待濃縮液冷卻后裝入玻璃瓶中，放置冰箱2 d，使其澄清備用。

1.2.3單因素試驗設(shè)計。

1.2.3.1主料白茅根和菊花、荷葉、甘草3種輔料總量的質(zhì)量比對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響。各試驗組固定蔗糖添加量為7%，料水比(料包括所有原輔料的總質(zhì)量，下同)為1∶10(g/mL)，菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量之比為5∶2∶3，山梨酸鉀暫不添加的條件下，采用白茅根與輔料總質(zhì)量比為1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1，按植物復(fù)合飲料制作工藝進(jìn)行試驗，通過感官評分確定最佳的白茅根與輔料總質(zhì)量比。

1.2.3.2不同料水比對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響。各試驗組固定蔗糖添加量為7%，白茅根與輔料總質(zhì)量比為3∶1，菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量之比為5∶2∶3，山梨酸鉀暫不添加的條件下，采用料水比為1∶8、1∶9、1∶10、1∶11、1∶12(g/mL)，按植物復(fù)合飲料制作工藝進(jìn)行試驗，通過感官評分確定最佳的料水比。

1.2.3.3蔗糖添加量對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響。各試驗組固定白茅根與輔料總質(zhì)量比為3∶1，料水比為1∶10(g/mL)，菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量之比為5∶2∶3，山梨酸鉀暫不添加的條件下，采用蔗糖添加量為5%、6%、7%、8%、9%，按植物復(fù)合飲料制作工藝進(jìn)行試驗，通過感官評分確定最佳的蔗糖添加量。

1.2.3.4菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量比對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響。各試驗組固定蔗糖添加量為7%，白茅根與輔料總質(zhì)量比為3∶1，料水比為1∶10(g/mL)，山梨酸鉀暫不添加的條件下，采用菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量之比為4∶3∶3、4∶4∶2、5∶2∶3、5∶3∶2、5∶4∶1，按植物復(fù)合飲料制作工藝進(jìn)行試驗，通過感官評分確定菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量比。

1.2.4植物復(fù)合飲料感官評價。該試驗隨機(jī)挑選10位經(jīng)培訓(xùn)的食品專業(yè)的學(xué)生以感官評定的評分方法，對植物復(fù)合飲料的色澤、氣味、滋味、組織狀態(tài)進(jìn)行評定，滿分為100分，結(jié)果取平均值，感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官評價標(biāo)準(zhǔn)

1.2.5正交試驗設(shè)計。在多次單因素試驗的基礎(chǔ)上，確定影響植物復(fù)合飲料品質(zhì)的主要因素為主料白茅根和菊花、荷葉、甘草3種輔料總量的質(zhì)量比(A)、蔗糖添加量(B)、菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量比(C)、料水比(D)4個因素進(jìn)行正交試驗，采用L9(34)進(jìn)行正交試驗，通過感官評分利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析試驗數(shù)據(jù)，篩選出最佳的植物復(fù)合飲料配方。試驗設(shè)計因素、水平及編碼見表2。

表2 正交試驗因素水平設(shè)計

1.2.6模糊數(shù)學(xué)模型的建立。以正交試驗時的9組植物復(fù)合飲料為評價對象集Y，Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9分別代表表3中組別1、2、3、4、5、6、7、8、9。以組織狀態(tài)、滋味、色澤和氣味為因素集U，因素集U={組織狀態(tài)U1、滋味U2、色澤U3、氣味U4}。以優(yōu)、中、差為等級的評價結(jié)果，對應(yīng)的分值是85、75和65，評語得分集為V，V={優(yōu)，中，差}={90，80，70}。根據(jù)組織狀態(tài)、滋味、色澤和氣味在植物復(fù)合飲料感官評價中的作用，確定白茅根菊花復(fù)合飲料各感官指標(biāo)的權(quán)重為組織狀態(tài)0.30、滋味0.30、色澤0.20和氣味0.20，總和為1。權(quán)重集X={X1，X2，X3，X4}={0.30，0.30，0.20，0.20}。白茅根菊花復(fù)合飲料感官指標(biāo)綜合評判集Y=XR，其中X為權(quán)重集，R為模糊矩陣[7]。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用Excel 2010和DPS(7.5版)數(shù)據(jù)分析軟件統(tǒng)計數(shù)據(jù)和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1白茅根菊花復(fù)合飲料配方單因素試驗結(jié)果

2.1.1白茅根和輔料總量的質(zhì)量比對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響。從圖1可看出，感官評分的得分隨著白茅根比例的增加呈先增后降的趨勢，在白茅根和輔料總量的質(zhì)量比為3∶1時植物復(fù)合飲料的感官評分最高。這是由于輔料的添加對復(fù)合飲料產(chǎn)品的色澤、組織狀態(tài)等均具有一定的影響[8]，當(dāng)輔料添加量過大，則產(chǎn)品甘草味過濃，風(fēng)味欠佳，且會出現(xiàn)少量沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品感官評分低；當(dāng)輔料添加量過小時，則產(chǎn)品色澤、滋味不突出，同樣導(dǎo)致產(chǎn)品得分低。所以選擇得分最高點(diǎn)即白茅根和輔料總量的質(zhì)量比為3∶1最為合適。

圖1 白茅根和輔料總量的質(zhì)量比對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of rhizoma imperatae and accessories of the total mass ratio on sensory quality of products

2.1.2不同料水比對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響。料水比對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響見圖2。料水比直接影響產(chǎn)品的濃稠度，比值較高時，產(chǎn)品中水分偏少，濃度偏高，這樣調(diào)制出的產(chǎn)品口感較差，且會有很多產(chǎn)品中水溶性的多糖等有機(jī)物不能完全溶出，人體不能吸收，造成資源浪費(fèi)。適當(dāng)增加產(chǎn)品水分含量，料水比比值降低，這樣不僅使飲料的濃度降低，口感變好，而且能讓水溶性的多糖等有機(jī)物充分溶解，提高產(chǎn)品的營養(yǎng)價值。但隨著料水比比例的進(jìn)一步降低，產(chǎn)品濃度變得過稀，滋味平淡，感官得分降低。因此，選擇圖2中產(chǎn)品感官品質(zhì)得分的最高點(diǎn)的料水比為1∶10(g/mL)。

圖2 料水比對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of solid-liquid ratio on sensory quality of products

2.1.3蔗糖添加量對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響。蔗糖添加量主要影響產(chǎn)品的甜味，產(chǎn)品感官品質(zhì)得分隨蔗糖添加量的增加呈先增大后降低的趨勢。由圖3可知，蔗糖添加量為6%時植物復(fù)合飲料的感官得分最高。

圖3 蔗糖添加量對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of additive amount of sucrose on sensory quality of products

2.1.4菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量比對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響。菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量比對產(chǎn)品感官評分見圖4，菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量比為5∶2∶3時植物復(fù)合飲料的感官評分最高。這是由于此復(fù)合飲料的配料為菊花、荷葉、甘草等中草藥成分，其配比和用量的不同會直接影響產(chǎn)品的風(fēng)味和營養(yǎng)。甘草有股香甜味，其比例過大時中草味過濃，風(fēng)味欠佳；比例過小時，作為具中草藥藥效的飲料不能達(dá)到預(yù)期的效果。綜合比較，菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量比為5∶2∶3時最為合適。

圖4 輔料質(zhì)量比對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of the quality of the excipient on sensory quality of products

2.2白茅根菊花復(fù)合飲料配方優(yōu)化

2.2.1白茅根菊花復(fù)合飲料配方正交試驗。根據(jù)單因素試驗結(jié)果制定L9(34)正交試驗因素水平表，按配方進(jìn)行配制，選擇10名評價者按表1評價白茅根菊花復(fù)合飲料后進(jìn)行評分，結(jié)果如表3所示。

表3 正交試驗結(jié)果分析

根據(jù)R值可知，影響因素RA>RC>RD>RB，因此影響感官因素大小順序依次為白茅根和菊花、荷葉、甘草3種輔料總量的質(zhì)量比(A)、菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量比(C)、料水比(D)、蔗糖添加量(B)。直觀分析，感官評價得分最高的為A2B1C2D3，正交試驗得出的最優(yōu)組合為A1B3C1D3，綜合考慮，選取A2B1C2D3為最佳組合，即白茅根和菊花、荷葉、甘草3種輔料總量的質(zhì)量比為3∶1，菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量比5∶2∶3、料水比1∶10(g/mL)，蔗糖添加量6%。

2.2.2模糊數(shù)學(xué)模型的建立。10名評價者對正交試驗的9組白茅根菊花復(fù)合飲料進(jìn)行感官評定，所得優(yōu)中差評語數(shù)目結(jié)果統(tǒng)計見表4。

表4 白茅根菊花復(fù)合飲料感官評定統(tǒng)計

由表4可見，10名評價人員的評檢結(jié)果存在差異，據(jù)此可建立模糊矩陣。模糊評定矩陣根據(jù)評定人員的評定結(jié)果確定。即將表4中的數(shù)字除以評定人員總數(shù)(10人)，就可以得到模糊矩陣R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9，其中包含了所有的評定信息。整理成一個U×V上的模糊關(guān)系矩陣R，得到9組樣品的評價矩陣如下：

根據(jù)模糊變換原理，用矩陣乘法計算9組白茅根菊花復(fù)合飲料對各因素的綜合評判結(jié)果Y=XR(表5)。將表5中綜合評價結(jié)果分別乘以其對應(yīng)的分值(優(yōu)90分，中80分，差70分)并進(jìn)行加和，可得到每個樣品的最后總得分(表5)。

由表5可知，模糊數(shù)學(xué)評價結(jié)果顯示評分Y4最高，與正交試驗結(jié)果一致，即白茅根和菊花、荷葉、甘草3種輔料總量的質(zhì)量比為3∶1，菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量比5∶2∶3、料水比1∶10(g/mL)，蔗糖添加量6%。按此條件所配制的白茅根菊花復(fù)合飲料風(fēng)味最佳。

表5白茅根菊花復(fù)合飲料模糊數(shù)學(xué)評價結(jié)果

Table5Fuzzymathematicalevaluationresultsofrhizomaimperataeandchrysanthemumcompoundbeverage

Yj評價結(jié)果集Evaluationresultset模糊處理評價分?jǐn)?shù)Fuzzyprocessingevaluationscore∥分Y1{0.19,0.55,0.26}79.3Y2{0.08,0.65,0.27}78.1Y3{0.20,0.57,0.23}79.7Y4{0.57,0.36,0.07}85.0Y5{0.38,0.34,0.28}81.0Y6{0.33,0.41,0.26}80.7Y7{0.26,0.47,0.27}79.9Y8{0.19,0.53,0.28}79.1Y9{0.00,0.33,0.67}73.3

3 結(jié)論與討論

在白茅根菊花復(fù)合飲料配制方法研究中，通過單因素試驗、正交試驗及模糊數(shù)學(xué)評價得到最佳配方：白茅根和菊花、荷葉、甘草3種輔料總量的質(zhì)量比為3∶1，菊花∶荷葉∶甘草質(zhì)量比5∶2∶3、蔗糖添加量6%，料水比1∶10(g/mL)，即100 mL白茅根菊花復(fù)合飲料中各種材料的含量為白茅根3.0 g，菊花0.5 g，荷葉0.2 g，甘草0.3 g，蔗糖6.0 g。按此條件配制的白茅根菊花復(fù)合飲料感官評分最高，風(fēng)味最佳。

該工藝研制飲料的過程，采取的多項措施均為物理手段，盡量減少了材料的損失，很好地保留了白茅根以及其他輔料原有的風(fēng)味和營養(yǎng)成分，口味柔和純正，風(fēng)味獨(dú)特，是一款純天然無公害的保健飲料。

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