黃酒浸提福白菊活性成分工藝優(yōu)化及無(wú)醇飲品的研制

薛淑靜，肖卓,，楊德，盧琪，李露

1.湖北省農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與核能技術(shù)研究所（武漢 430000）；2.長(zhǎng)江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（荊州 434000）

福白菊（Chrysanthemum morifolium），系藥食兩用植物、湖北省道地藥材、三大名菊之一[1]。經(jīng)現(xiàn)代醫(yī)藥理證明福白菊具有消炎、明目、降壓、降脂、強(qiáng)身保護(hù)心血管的作用[2]。福白菊含有黃酮、萜類(lèi)、多糖等多種活性成分[3-4]。因其清風(fēng)散熱、清肝明目、解暑降溫等功效，常被加工成茶、飲料等產(chǎn)品。

黃酒是中國(guó)最古老的酒類(lèi)之一，與啤酒、葡萄酒并稱(chēng)世界三大古酒[5-6]。黃酒屬于低度釀造酒，又稱(chēng)為“液體蛋糕”，營(yíng)養(yǎng)豐富，同時(shí)含有多酚、類(lèi)黑精、谷胱甘肽等生理活性成分[7-9]。除了飲用，黃酒還可以炮制中藥、引藥上行、增強(qiáng)療效、矯臭去腥和增強(qiáng)有效成分的溶解度[8]。

試驗(yàn)以黃酒為溶劑浸提福白菊，以黃酮為主要指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)及二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)對(duì)提取條件原料粉碎度、料液比、提取溫度、浸提時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化，并評(píng)價(jià)提取液的抗氧化性。以此提取液為主要原料，通過(guò)感官評(píng)價(jià)和模糊數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)法研制了無(wú)醇飲品，以期為福白菊產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

福白菊，湖北麻城種植基地提供；黃酒，房縣廬陵王酒業(yè)原漿黃酒；三氯化氯（AlCl3），分析純，上海滬試公司；三水合乙酸鈉（C2H9NaO5），分析純，上海滬試公司；無(wú)水乙醇，分析純，上海滬試公司；蘆丁，HPLC≥98%，上海額葉生物科技有限公司；PBS緩沖液，pH 7.2～7.4，北京索萊寶科技有限公司；2,2-二氮-雙（3-乙基苯并噻唑-6-磺酸）銨鹽（ABTS），HPLC≥98.0%，北京索萊寶科技有限公司；羧甲基纖維素鈉（CMC），食品級(jí)；檸檬酸，食品級(jí)；白砂糖，市售。

數(shù)顯恒溫三用水箱（金壇市岸頭國(guó)瑞實(shí)驗(yàn)儀器廠）；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器；FA1104N電子天平（河南恒信儀器設(shè)備有限公司）；GL-21M湘儀離心機(jī)（湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司）；液晶超聲清洗器（昆山潔力美超聲儀器有限公司）；UT-1810紫外分光廣度系統(tǒng)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；Tecan Spark多功能酶標(biāo)儀（瑞士帝肯（TECAN）集團(tuán)公司）；KW-200型高速多功能粉碎機(jī)（浙江武義鼎藏日用金屬制品廠）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 黃酒浸提菊花工藝優(yōu)化

1.2.1.1 黃酒浸提菊花的工藝

取干燥菊花粉碎過(guò)篩，稱(chēng)取2.5 g粉末置于100 mL的錐形瓶中，加入100 mL黃酒搖勻，使用保鮮膜封口，于30 ℃、功率100 W、頻率40 Hz超聲10 min，在一定溫度下恒溫浸提一定時(shí)間后，在8000 r/min條件下離心15 min，取上清液測(cè)定黃酮提取率。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次回歸正交旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)[10]，優(yōu)化提取工藝。

1.2.1.2 黃酮的測(cè)定[11-12]

精確移取0，0.2，0.4，0.6，0.8和1.0 mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別置于10 mL具塞比色管中。各管均加入2 mL 0.1 mol/L三氯化鋁溶液和3 mL 1 mol/L乙酸鈉溶液，用60%的乙醇溶液定容至刻度，搖勻靜置15 min。在417 nm下測(cè)定吸光度，以吸光度作縱坐標(biāo)，質(zhì)量濃度作橫坐標(biāo)，得方程y=0.0347x-0.0088，回歸系數(shù)R2=0.9993。取2 mL澄清后的提取液，進(jìn)行黃酮的測(cè)定，根據(jù)式（1）進(jìn)行計(jì)算。

式中：C為浸提液中總黃酮的提取率，mg/L；A為樣品吸光度；x為標(biāo)準(zhǔn)曲線截距；B為標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率。

1.2.2 抗氧化能力

ABTS·+自由基清除能力的測(cè)定[13-14]：7 mmol/L的ABTS·+溶液和2.4 nmol/L 溶液等體積混合，在黑暗條件下保持12 h。0.1 mol/L磷酸緩沖液以1∶50（V/V）比例稀釋上述混合液，得到ABTS·+工作液，在734 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，為0.70±0.05。200 μL ABTS·+工作液與50 μL樣品混合，室溫下保持3～5 min，在734 nm波長(zhǎng)下讀取吸光度。清除ABTS·+自由基能力以每毫升提取液的Trolox當(dāng)量表示（μmol TE/mL）。

1.2.3 飲品配方優(yōu)化

1.2.3.1 福白菊無(wú)醇浸提液的制備

按照最佳工藝制備提取液，經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器分離出乙醇。

1.2.3.2 飲品配方優(yōu)化

100 mL純凈水，添加一定量的福白菊無(wú)醇浸提液、1% CMC-Na溶液、檸檬酸、白砂糖進(jìn)行調(diào)配，以感官評(píng)價(jià)和模糊數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)法[15-16]進(jìn)行配方優(yōu)化。

1.2.3.3 飲品感官評(píng)價(jià)

由10名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的評(píng)價(jià)人員根據(jù)表1進(jìn)行評(píng)分，根據(jù)預(yù)試驗(yàn)，對(duì)指標(biāo)賦予權(quán)重，分別為外觀0.3、香氣0.2、滋味0.4、風(fēng)格0.1，計(jì)算飲品感官評(píng)價(jià)得分。

表1 感官評(píng)定表

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)采用Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及作圖處理。采用IBM SPSS Statistics 19（SPSS公司，芝加哥，美國(guó)）進(jìn)行顯著性分析，p＜0.05表示差異顯著，p＞0.05表示差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 超聲預(yù)處理提取工藝單因素優(yōu)化

優(yōu)化不同粒度（0.15 mm，0.18 mm，0.28 mm，0.90 mm和整花）、料液比（1∶10，1∶20，1∶25，1∶40和1∶60 g/mL）、浸提溫度（40，50，60，70和80 ℃）和浸提時(shí)間（2，4，6，8和10 h），結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同因素對(duì)于總黃酮浸提率的影響

圖1（A）顯示，隨著粉碎粒度的減小，提取率逐步上升，粒徑小于0.18 mm后總黃酮浸提率增加緩慢，考慮過(guò)細(xì)粒度給澄清帶來(lái)一定困難，故最佳粉碎度選擇0.18 mm；圖1（B）顯示，隨著投料量的增加，料液比達(dá)到1∶25（g/mL）后總黃酮浸提率增加不明顯，故最佳料液比為1∶25（g/mL）；圖1（C）顯示，隨著浸提溫度的增加，浸提溫度達(dá)到60 ℃后總黃酮浸提率增長(zhǎng)緩慢，考慮浸提溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生褐變等不利影響，故最佳浸提溫度選擇60 ℃；圖1（D）顯示，隨著浸提時(shí)間的增加，浸提時(shí)間4 h后總黃酮浸提率增長(zhǎng)緩慢，考慮浸提時(shí)間對(duì)生產(chǎn)的影響，故最佳浸提時(shí)間選擇4 h。

2.2 二次旋轉(zhuǎn)正交組合設(shè)計(jì)優(yōu)化提取工藝

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選擇料液比、浸提溫度、浸提時(shí)間為考察因素，以總黃酮提取率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行三元二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，其因素與水平見(jiàn)表2，試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 二次旋轉(zhuǎn)正交組合設(shè)計(jì)因素水平表

表3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

使用三元二次旋轉(zhuǎn)正交組合設(shè)計(jì)編碼對(duì)單因素分析的最優(yōu)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，得到回歸方程：Y=-3950.52+79928.26X1+76.66X2+247.03X3+144.09X1X2-528.34X1X3-1.34X2X3-X12-0.63X22-16.41X32，R2=0.970。各因素間的交互作用不顯著，剔除α各因素間的顯著性水平下不顯著項(xiàng)，得到回歸方程：Y=-3889.04+86460.44X1+77.05X2+145.21X3-965966X12-63X22-16.41X32，R2=0.965。方差分析見(jiàn)表4。以黃酒作為酒基浸提藥用白菊的工藝參數(shù)中，影響總黃酮浸提率的因素按照主次排序分別為料液比＞浸提溫度＞浸提時(shí)間。

表4 方差分析表

使用Excel軟件的規(guī)劃求解功能對(duì)回歸方程進(jìn)行分析，得到最佳浸提工藝：料液比4.5∶100（g/mL）、浸提溫度61.11 ℃、浸提時(shí)間4.43 h，在最佳條件下總黃酮提取率為719.82 mg/L。通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)得出最佳浸提率為709.71 mg/L，實(shí)際測(cè)得率與理論值基本吻合，說(shuō)明該方法得到參數(shù)真實(shí)可靠，有一定實(shí)用價(jià)值。

2.3 抗氧化能力

按照優(yōu)化結(jié)果，總黃酮提取率為719.82 mg/L，可溶性固形物含量為25.2%，ABTS法測(cè)定提取液的抗氧化性，測(cè)得抗氧化能力為3.583 mmol TE/mL。

2.4 飲品配方優(yōu)化

使用單因素試驗(yàn)法優(yōu)化檸檬酸（0.025，0.050，0.100，0.250和0.500 g）、白砂糖添加量（2.5，5，10，15和20 g）、無(wú)醇原汁添加量（5，10，15，20和25 mL）和1% CMC-Na溶液添加量（5，10，15，20和30 mL）。使用1.2.3.3感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，將每個(gè)等級(jí)數(shù)除以感官評(píng)價(jià)人數(shù)，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行分析，根據(jù)加權(quán)平均原則對(duì)結(jié)果進(jìn)行賦值，求得平均值，結(jié)果見(jiàn)表5。從表5可以看出，檸檬酸最佳添加量為0.05 g，白砂糖最佳添加量為10 g，福白菊無(wú)醇浸提液為20 mL，1% CMC-Na添加量為10 mL。

表5 感官評(píng)價(jià)結(jié)果表

2.5 最佳飲料調(diào)配工藝確定及產(chǎn)品驗(yàn)證調(diào)配

根據(jù)2.4小節(jié)得出最佳飲料調(diào)配工藝比例進(jìn)行飲料調(diào)配，并進(jìn)行感官評(píng)定驗(yàn)證，評(píng)定結(jié)果符合理論數(shù)據(jù)，證明該工藝具有一定實(shí)用價(jià)值。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)和二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，確定以黃酒為酒基浸提藥用白菊的最佳工藝：粉碎度0.18 mm、料液比4.5∶100（g/mL）、浸提溫度61.11℃、浸提時(shí)間4.43 h，在最佳條件下總黃酮提取率為709.71 mg/L，提取液抗氧化還原能力為3.583 μmol TE/mL。

將福白菊浸提液分離出乙醇，并使用模糊數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)法確定最佳飲料調(diào)配工藝，配方：0.05 g的檸檬酸、10 g的白砂糖、20 mL的福白菊無(wú)醇浸提液、10 mL的1% CMC-Na溶液和100 mL的純凈水。使用以上工藝制備的飲品具有黃酒醇厚口感和菊花獨(dú)有風(fēng)味，具有一定的抗氧化性，可以為菊花和黃酒產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供應(yīng)用基礎(chǔ)。