三七花玫瑰復(fù)合飲料的研制

梁應(yīng)忠,崔秀明,向巧,郭敏,鄒玉林,李銀飛,邵琳嬌,楊曉艷*

1(昆明理工大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,云南 昆明,650500)2(云南省三七資源可持續(xù)發(fā)展利用重點實驗室,云南 昆明,650500)

三七花是五加科人參屬植物三七(Panaxnotoginseng(Burk.)F.H.Chen)的干燥花蕾。三七距今已有400多年的使用歷史[1],在傳統(tǒng)的使用習(xí)慣中多半以三七根及剪口入藥,三七莖葉用來生產(chǎn)酒,而三七花則用來代茶飲用或者炒肉食用[2]。三七中公認(rèn)的活性成分是皂苷類成分,即三七總皂苷[3],三七花是全株三七中皂苷含量最高的部位,在一級三七花中總皂苷含量達(dá)28.48%[4]。雖然在民間一直存在食用三七花的習(xí)慣,但因為沒有相關(guān)的食品標(biāo)準(zhǔn),不能作為普通食品原料開發(fā)利用,而且三七花經(jīng)干燥處理后,易碎且不能長期儲存[5],極大限制了三七花市場的發(fā)展。經(jīng)過多年的努力,2016年云南省衛(wèi)計委正式將三七花、莖葉作為普通地方特色食品原料進(jìn)行管理[6],自此各類三七花保健產(chǎn)品相繼問世,比如三七花醋[7]、三七花苷元牙膏[8]、三七花花生酥糖[9]、三七花菠蘿夾心軟糖[10]、三七花保健硬糖[11]、三七花啤酒[12]、三七花姜茶[13]等,但用三七花研制的復(fù)合飲料產(chǎn)品卻較少,以三七花搭配玫瑰花研制的復(fù)合飲料就更少。本研究選用文山三七花、云南墨紅玫瑰搭配白砂糖、蜂蜜、檸檬酸研制一款酸甜可口、色香俱全、營養(yǎng)豐富的三七花玫瑰飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

干燥三七花,云南文山中藥材市場,經(jīng)昆明理工大學(xué)崔秀明研究員鑒定為五加科人參屬植物三七的干燥花蕾；干燥墨紅玫瑰花瓣,云南省昆明市花太美花茶店；白砂糖,云南云縣甘化有限公司；蜂蜜,云南滇云蜜語生物科技有限公司；檸檬酸,濰坊英軒實業(yè)有限公司；三七總皂苷(純度>90%),上海源葉生物科技有限公司；人參皂苷Rc、Rb1、Rb2、Rb3對照品(純度≥98%),四川省維克奇生物科技有限公司；95%(體積分?jǐn)?shù))食用乙醇,河南鑫河陽酒精有限公司；香草醛、冰乙酸、高氯酸,天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；色譜級甲醇、乙腈,德國Sigma-Aldrich公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV—2600紫外-可見分光光度計、SPD-20 A型高效液相色譜儀,日本島津公司；UPT-I-20 T優(yōu)普系列超純水器,成都超純科技有限公司；BL10-250A超聲清洗儀,上海比朗有限公司；RE-5205旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海亞榮生化儀器廠；MS-0212經(jīng)濟(jì)型磁力攪拌器,上海泰坦科技股份有限公司；BS-3型10L小型巴氏滅菌機(jī),上東商廚電器科技有限公司；pH計,梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.3 工藝流程

三七花提取液浸膏制備：

三七花粉→過50目篩→食用乙醇回流提取→抽濾→減壓濃縮濾液→浸膏。

墨紅玫瑰花提取液制備：

干燥墨紅玫瑰花瓣→研磨→水浴浸泡、超聲輔助提取→抽濾→玫瑰花提取液。

三七花玫瑰復(fù)合飲料調(diào)配：

三七花提取液浸膏、白砂糖、蜂蜜、墨紅玫瑰花提取液、檸檬酸→混合調(diào)配→均質(zhì)→密封→加熱滅菌→冷卻→飲料成品。

1.4 操作要點

1.4.1 三七花總皂苷的制備

本實驗采用乙醇回流法[14-16]對三七花中的總皂苷進(jìn)行提取,用60%(體積分?jǐn)?shù))食用乙醇進(jìn)行提取,料液比1∶14(g∶mL),提取時間1.5 h,溫度60 ℃,過濾得濾液,濾渣按上述條件重復(fù)提取1次,合并濾液濃縮成浸膏,經(jīng)比色法[17]測定所提取的三七花浸膏中三七總皂苷的含量為26.6%。

1.4.2 墨紅玫瑰花提取液制備

墨紅玫瑰花提取液制備工藝選用何菁等[18]優(yōu)化的超聲輔助水浸提法,水浴溫度65 ℃,加熱75 min,料液比1∶25(g∶mL),超聲20 min。

1.4.3 三七花玫瑰復(fù)合飲料制作

稱取三七花提取液浸膏用適量純凈飲用水超聲溶解,加入白砂糖、蜂蜜、墨紅玫瑰花提取液、檸檬酸粉,根據(jù)具體設(shè)計用純凈水補(bǔ)足復(fù)合飲料總質(zhì)量,超聲溶解10 min,磁力攪拌10 min,將飲料裝入玻璃瓶中立即封口,82 ℃殺菌30 min,立即冰水浴20 min即得三七花玫瑰復(fù)合飲料成品。

1.4.4 三七花玫瑰復(fù)合飲料配方優(yōu)化

復(fù)合飲料的主要用料是三七花提取液浸膏、白砂糖、蜂蜜、墨紅玫瑰花提取液、檸檬酸,通過單因素試驗及正交試驗設(shè)計對三七花玫瑰復(fù)合飲料配方進(jìn)行優(yōu)化,得到一個具有統(tǒng)計學(xué)意義的最佳配方組合。

1.4.4.1 復(fù)合飲料配方優(yōu)化的單因素試驗

各因素水平分別設(shè)置為三七花浸膏0.03%、0.08%、0.13%、0.18%、0.23%；白砂糖2.50%、5.00%、7.50%、10.00%、12.50%；蜂蜜1.50%、3.00%、4.50%、6.00%、7.50%；墨紅玫瑰花提取液1.50%、3.00%、4.50%、6.00%、7.50%；檸檬酸0.08%、0.10%、0.13%、0.15%、0.18%,均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。復(fù)合飲料感官評分由10名學(xué)生(5男,5女)組成的小組評價得出。

1.4.4.2 復(fù)合飲料配方優(yōu)化的正交試驗

在單因素試驗基礎(chǔ)上,選取3個因素水平設(shè)計正交試驗,為使試驗設(shè)計更加合理,將“誤差項”也作為一個因素納入試驗設(shè)計,運用軟件Minitab 15進(jìn)行L27(36)的正交試驗設(shè)計、結(jié)果分析和最佳配方預(yù)測。

1.5 感官評分方法

感官評價主要包括色澤、香味、滋味、組織狀態(tài)4個方面,評分標(biāo)準(zhǔn)及分值比例如表1所示。

表1 感官評定標(biāo)準(zhǔn)表

1.6 三七花特征皂苷的高效液相色譜分析

人參皂苷Rc、Rb1、Rb2、Rb3是三七花主要的特征性皂苷,對其含量的測定便于明確三七花玫瑰復(fù)合飲料中保健成分皂苷的含量。高效液相色譜分析條件：C18柱(5 μm,250 mm×4.6 mm)；檢測波長203 nm；柱溫30 ℃；體積流量1.0 mL/min；進(jìn)樣量20 μL；流動相0.05%磷酸水溶液(A)-乙腈(B)；洗脫程序:0～12 min,19% B；12～60 min,19%～36% B；60～75 min,36%～70% B；75～80 min,70%～100% B。分別精確稱取人參皂苷Rc、Rb1、Rb2、Rb30.8、1.1、0.7、0.5 mg,用甲醇定容至10 mL,得到混合對照品溶液,分別吸取0.1、0.3、0.5、1、1.5、2.0、2.5 mL混合對照品溶液用甲醇定容至10 mL,用于標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制,并對標(biāo)準(zhǔn)曲線方程進(jìn)行包括精密度試驗、穩(wěn)定性試驗、重復(fù)性試驗、加樣回收試驗在內(nèi)的方法學(xué)考察。

1.7 理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)測定

總酸的測定參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》;還原糖的測定參照GB/T 5009.7—2016《食品中還原糖的測定》;pH值的測定使用pH計。大腸菌群和菌落總數(shù)測定分別參照GB/T 4789.3—2016《食品微生物學(xué)檢測大腸菌群計數(shù)》和GB/T 4789.2—2016《食品微生物學(xué)檢測菌落總數(shù)測定》;微生物限量值參照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 7101—2015《飲料》。

2 結(jié)果與分析

2.1 三七花玫瑰復(fù)合飲料配方優(yōu)化

2.1.1 復(fù)合飲料配方優(yōu)化的單因素試驗

單因素試驗結(jié)果如圖1所示。結(jié)果表明三七花浸膏、墨紅玫瑰花提取液、檸檬酸存在較高評分的添加量水平,而白砂糖、蜂蜜隨添加量增加,感官評分呈上升趨勢,這可能因為在一定甜度范圍內(nèi),糖分含量越高產(chǎn)品越容易被人接受,但根據(jù)2016版《中國居民膳食指南》中每天攝糖量不超過50 g的相關(guān)建議,經(jīng)綜合考慮,白砂糖和蜂蜜的最適添加量分別選擇7.50%、6.00%,三七花浸膏、玫瑰花提取液、檸檬酸的最適添加量分別為0.08%、6.00%、0.13%。

a-三七花濃縮浸膏添加量；b-白砂糖添加量；c-蜂蜜添加量；d-玫瑰花提取液添加量；e-檸檬酸添加量

2.1.2 復(fù)合飲料配方優(yōu)化的正交試驗

在單因素試驗基礎(chǔ)上,得如表2所示的正交因素水平表,運用軟件Minitab 15進(jìn)行L27(36)正交試驗設(shè)計,結(jié)果如表3所示。

表2 正交因素水平表 單位：%

表3 正交試驗結(jié)果

續(xù)表3

對正交試驗結(jié)果進(jìn)行極差分析得表4的結(jié)果,各因素對復(fù)合飲料影響程度的順序依次為：三七花浸膏>白砂糖>玫瑰花提取液>檸檬酸>蜂蜜。

表4 正交試驗極差分析結(jié)果

對正交試驗結(jié)果進(jìn)行方差分析得表5的結(jié)果,從結(jié)果可知,選取置信水平α=0.05時,三七花浸膏、白砂糖、墨紅玫瑰花提取液、檸檬酸對復(fù)合飲料品質(zhì)的影響具有顯著性差異,而蜂蜜對其無顯著性差異。最終得到復(fù)合飲料的最佳預(yù)測組合。三七花浸膏0.03%, 白砂糖10.00%, 蜂蜜4.50%, 玫瑰花提取液7.50%, 檸檬酸0.15%.此時預(yù)測響應(yīng)值為88.088 5。

表5 感官評分的方差分析表

2.1.3 驗證試驗

按照軟件預(yù)測的三七花玫瑰復(fù)合飲料最佳配方組合進(jìn)行實際驗證,最終得87.99的感官評分與預(yù)測值僅相差0.098 5分,說明模型建立良好,復(fù)合飲料的最佳配方預(yù)測結(jié)果可靠。

2.2 三七花特征皂苷的高效液相色譜分析

4種三七花特征性人參皂苷Rc、Rb1、Rb2、Rb3的高效液相色譜分析結(jié)果如圖2所示。

a-混合對照品；b-未加熱滅菌飲料；c-加熱滅菌飲料；1-人參皂苷Rb1；2-人參皂苷Rc；3-人參皂苷Rb2；4-人參皂苷Rb3

2.2.1 方法學(xué)考察

精密度試驗。取人參皂苷Rc、Rb1、Rb2、Rb3混合對照品溶液適量,連續(xù)進(jìn)樣6次,計算峰面積。結(jié)果顯示人參皂苷Rc、Rb1、Rb2、Rb3峰面積的相對標(biāo)準(zhǔn)差(relative standard deviation,RSD)分別為2.25%、1.89%、0.83%、2.55%,儀器精密度良好。

穩(wěn)定性試驗。取三七花玫瑰復(fù)合飲料成品適量,分別于室溫下放置0、4、16、24 h后進(jìn)樣測定峰面積,Rc、Rb1、Rb2、Rb3峰面積的RSD分別為0.55%、0.24%、0.27%、0.42%。

重復(fù)性試驗。取三七花玫瑰復(fù)合飲料成品適量,平行設(shè)置6份進(jìn)行峰面積測定,結(jié)果人參皂苷Rc、Rb1、Rb2、Rb3峰面積的RSD分別為0.92%、0.66%、0.25%、1.24%。

加樣回收試驗。取一定量三七花玫瑰復(fù)合飲料成品,平行設(shè)置6份,通過已建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程初步計算出飲料中4種人參皂苷的質(zhì)量,再按質(zhì)量比1∶1加入4種人參皂苷對照品。人參皂苷Rc、Rb1、Rb2、Rb3的加樣回收率分別為98.13%、96.24%、95.61%、96.88%。

2.2.2 特征性皂苷含量測定

通過表6所示的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程對三七花玫瑰復(fù)合飲料中的4種三七花特征性人參皂苷進(jìn)行測定,結(jié)果如表7所示。高溫滅菌過程會破壞三七花中人參皂苷的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致復(fù)合飲料中保健成分人參皂苷含量降低。

表6 三七花特征性皂苷的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程

表7 復(fù)合飲料中人參皂苷含量

2.3 復(fù)合飲料理化指標(biāo)及衛(wèi)生指標(biāo)測定

三七花玫瑰復(fù)合飲料的理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)測定結(jié)果如表8所示,其中的微生物指標(biāo)限量值參照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 7101—2015《飲料》,從結(jié)果可知該飲料的微生物指標(biāo)合格。

表8 理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)測定結(jié)果

3 結(jié)論

本實驗通過單因素試驗和正交試驗對三七花玫瑰復(fù)合飲料配方進(jìn)行優(yōu)化,得到的最佳配方組合是三七花浸膏0.03%,白砂糖10.00%,蜂蜜4.50%,墨紅玫瑰花提取液7.50%,檸檬酸0.15%,用該配方配制的三七花玫瑰復(fù)合飲料成品酸甜可口,色香兼?zhèn)?。飲料成品中三七花特征性人參皂苷Rb1、Rc、Rb2、Rb3的含量分別為4.20、2.25、1.34、1.74 mg/L。

在測定三七花總皂苷(主要是原人參二醇型皂苷)提取率時,使用的對照品是三七總皂苷,其中既含原人參二醇型皂苷也含原人參三醇型皂苷,用于表征提取效果雖然是可行的,但如果選用原人參二醇組苷元作為對照品,那么提取率的測定可能會更加準(zhǔn)確。從三七花特征性皂苷含量測定結(jié)果來看,加熱滅菌的過程會破壞皂苷結(jié)構(gòu),使保健成分減少,如果能改善飲料的滅菌方式,將會較大程度地保留其中的人參皂苷。