杜仲葉桑葉紅棗復(fù)合保健飲料工藝研究

陳營(yíng)軍，賈 娟，王婷婷

（1.河南工業(yè)大學(xué)漯河工學(xué)院，河南漯河 462002；2.南陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河南南陽(yáng) 473061；3.漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南漯河 462002）

杜仲（Eucommia ulmoides）又稱“四仙”“木棉”“四棉樹(shù)”“榆四皮”等，是一種珍貴的藥材，樹(shù)皮采收周期長(zhǎng)，一般為2～3 年，而杜仲葉比較容易獲得，且其營(yíng)養(yǎng)成分和藥用成分與杜仲皮相近，可以用杜仲葉代替杜仲皮。杜仲葉主要含有綠原酸、黃酮類、木脂素和丙烯醚類化合物等活性成分，其中綠原酸含量達(dá)到1%～5.5%，與常見(jiàn)的綠原酸天然植物原料（金銀花、咖啡豆）相比，杜仲葉價(jià)格相對(duì)低廉、來(lái)源廣泛、利于儲(chǔ)存運(yùn)輸，年收獲量超過(guò)400 萬(wàn)t[1]。杜仲葉水提物具有抗菌、抗病毒、止痛、抗氧化、消炎、降脂、增強(qiáng)免疫力、健胃、利膽、降糖等作用[2-5]，杜仲葉藥理作用具有降壓、預(yù)防骨質(zhì)疏松、抗腫瘤和降低血糖等[6-10]。

桑葉（Folium mori）是?？浦参锷５娜~子，富含氨基酸，其中Glu、Ile、Asp、Ala 和Leu 含量較高，占比60%以上。桑葉中含有豐富的黃酮類化合物，如槲皮素、桑色素和蕓香苷等。Klm[11]從桑葉醇提物中分離得到了黃酮類化合物蕓香苷，并得出每100 g 干品中蘆丁含量為470～2 670 mg。桑葉的揮發(fā)油組分，如異戊酸、環(huán)己烯等，具有止咳、殺菌、鎮(zhèn)靜和安神等功效。桑葉的有效成分還有多糖類、香豆素等[12]，具有預(yù)防感冒的作用，國(guó)家衛(wèi)生部近幾年將其列為“藥食同源”食品。

紅棗（Ziziphus jujubaMill.）又名紅棗、干棗、棗子，富含糖、蛋白質(zhì)、維生素和鈣、鐵、磷等礦物質(zhì)。新鮮紅棗中各營(yíng)養(yǎng)素的含量為糖19%、脂肪0.2%、蛋白質(zhì)1.2%、粗纖維1.6%[13]。某些鮮棗中維生素C 含量高達(dá)8～9 g/kg[13]，是蘋(píng)果和桃中維生素C 含量的70～80 倍，有“維生素王”之稱。此外，紅棗還含有人體所需的18 種氨基酸[13]。棗不僅香甜可口，而且還含有多種活性成分，如酚類、三萜類、多糖等，具有補(bǔ)中益氣、養(yǎng)血美容等作用[13]。

隨著時(shí)代的進(jìn)步和人們生活水平的提高，順應(yīng)社會(huì)老齡化發(fā)展趨勢(shì)[14]，中老年人甚至年輕人都越來(lái)越注重身體保健?，F(xiàn)今，以藥食同源食品為原料的復(fù)合保健飲料取得了一系列的研究成果，如滕蓉[15]以玉米須和玫瑰茄為主要原料，以木糖醇和甜菊糖苷為輔料，研制出玉米須玫瑰茄復(fù)合保健飲料；田曉玲等[16]以軟棗獼猴桃和銀耳汁為原料，以白砂糖、黃原膠和檸檬酸為輔料，研制出具有一定功能性的軟棗獼猴桃銀耳復(fù)合汁飲料，豐富了復(fù)合飲料的種類。本研究采用便宜、營(yíng)養(yǎng)且容易收集的杜仲葉、桑葉和紅棗為主要原料，配以蔗糖、檸檬酸等輔料，研制出配方合理、口感細(xì)膩、營(yíng)養(yǎng)豐富、有保健功能的復(fù)合飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

杜仲葉，產(chǎn)地為河南省南陽(yáng)市；桑葉，產(chǎn)地為河南省漯河市市郊；紅棗，產(chǎn)地為新疆若羌縣。

蔗糖，上海源葉生物科技有限公司；檸檬酸，日照金禾博源生化有限公司；卡拉膠、CMC，河南萬(wàn)邦化工科技有限公司；海藻酸鈉，河北九星化工產(chǎn)品有限公司，以上試劑均為食品級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

FW177 高速萬(wàn)能粉碎機(jī)，北京市永光明醫(yī)療儀器廠；HH-8 數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市杰瑞爾電器有限公司；SB-800D 超聲波清洗機(jī)，寧波新芝生物科技股份有限公司；HR1876 飛利浦榨汁機(jī)，飛利浦電子香港有限公司；LXJ-IIB 低速離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；202-0 ES 電熱恒溫干燥箱，北京市永光明醫(yī)療儀器廠；FA2004電子天平，精度0.000 1 g，上海上平儀器有限公司；UV-2600 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海尤尼柯儀器有限公司；751/722 比色皿，無(wú)錫新竹光學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

杜仲葉桑葉紅棗復(fù)合保健飲料的工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 杜仲葉桑葉紅棗復(fù)合保健飲料的工藝流程Fig.1 The process flow of the compound health beverage with Eucommia ulmoides leaves,mulberry leaves and red jujube

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）杜仲葉汁的制備

采摘后的新鮮杜仲葉水洗后自然晾干，然后在60 ℃烘箱中干燥4 h。干燥后的杜仲葉經(jīng)粉碎后過(guò)60 目篩。以液料比35∶1（mL/g）加入純凈水，95 ℃恒溫浸提50 min。杜仲葉浸提液在4 000 r/min 條件下離心10 min，收集上清液，即得杜仲葉汁，備用[13]。

（2）紅棗汁的制備

將紅棗用水洗去灰塵等雜質(zhì)，并去除內(nèi)核，切塊備用。去核紅棗用2 倍的水在100 ℃左右下煮制30 min 后打漿。將紅棗漿置于55 ℃恒溫水浴箱浸提1.5 h。浸提后的紅棗通過(guò)80 目篩濾除殘?jiān)?，制得紅棗汁，備用[17]。

（3）桑葉汁的制備

采摘后的新鮮桑葉水洗后自然晾干，然后在50 ℃烘箱中干燥6 h。干燥后的桑葉經(jīng)粉碎后過(guò)60 目篩，備用。根據(jù)桑葉粉液料比40∶1（mL/g）加入0.4%NaCl 水溶液，超聲波細(xì)胞破碎25 min。95 ℃恒溫浸提50 min。桑葉浸提液在4 000 r/min 條件下離心10 min，收集上清液，即得桑葉汁，備用[18]。

（4）調(diào)配、脫氣、均質(zhì)

將制備好的杜仲葉汁、桑葉汁和紅棗汁加入蔗糖、檸檬酸，進(jìn)行風(fēng)味口感的調(diào)配。在杜仲葉、桑葉、紅棗復(fù)合飲料中添加0.2%的復(fù)合穩(wěn)定劑，復(fù)合穩(wěn)定劑最優(yōu)配比為卡拉膠∶海藻酸鈉∶CMC=1∶2∶2，在45 ℃、真空度93.3 kPa 下進(jìn)行脫氣。脫氣后的料液在55 ℃、20 MPa 條件下均質(zhì)。

（5）殺菌冷卻

將均質(zhì)后的料液裝到帶蓋的玻璃瓶中，迅速密封。在131 ℃下殺菌4 s，盡快分段冷卻至35～40 ℃包裝。采用常壓沸水殺菌法，即100 ℃保持10 min，二次殺菌后迅速冷卻至30 ℃左右，得到成品。

1.4 復(fù)合飲料單因素和正交試驗(yàn)

以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析不同用量的杜仲葉汁（5%、10%、15%、20%、25%）、桑葉汁（5%、10%、15%、20%、25%）、紅棗汁（5%、10%、15%、20%、25%）、蔗糖（6%、7%、8%、9%、10%）和檸檬酸（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%）對(duì)復(fù)合飲料感官品質(zhì)的影響，分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)，優(yōu)化各自的添加量。

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取杜仲葉汁、桑葉汁、紅棗汁、蔗糖和檸檬酸添加量5 個(gè)因素，采用5 因素4 水平正交試驗(yàn)分析方法，通過(guò)感官評(píng)分優(yōu)化復(fù)合飲料的制作工藝。試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 復(fù)合保健飲料正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)Table 1 Factors and levels design of orthogonal experiment of the compound health beverage

1.5 穩(wěn)定劑試驗(yàn)

取穩(wěn)定劑（卡拉膠、海藻酸鈉、CMC），分別按照表2（見(jiàn)下頁(yè)）的比例添加到復(fù)合保健飲料中，通過(guò)感官評(píng)分得出穩(wěn)定劑的最佳配比。分別向復(fù)合保健飲加入濃度0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的復(fù)合穩(wěn)定劑，通過(guò)感官評(píng)分得出復(fù)合穩(wěn)定劑的最佳濃度。

表2 穩(wěn)定劑配比設(shè)計(jì)Table 2 Stabilizer proportioning design

1.6 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.6.1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

邀請(qǐng)20 名有經(jīng)驗(yàn)的評(píng)價(jià)員按照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合評(píng)分，四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別為組織狀態(tài)（30 分）、口感（25 分）、風(fēng)味（25 分）、色澤（20 分），滿分100 分，以此確定復(fù)合飲料的配方及工藝參數(shù)。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3[19]。

表3 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory scoring criteria

1.6.2 理化和微生物指標(biāo)檢測(cè)

理化檢測(cè)：可溶性固形物含量采用折光率法測(cè)定、總酸含量采用堿滴定法測(cè)定[20]。

微生物指標(biāo)的測(cè)定：根據(jù)GB/T 4789—2010 測(cè)定。

1.7 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，Origin 2017 進(jìn)行繪圖，SPSS 19.0 軟件中單因素方差分析（ANOVA）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析；通過(guò)Design expert 8.0.6 軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 杜仲葉、桑葉、紅棗提取液濃度對(duì)復(fù)合保健飲料感官品質(zhì)的影響

杜仲葉、桑葉、紅棗提取液濃度對(duì)復(fù)合保健飲料感官品質(zhì)的影響如圖2 所示。由圖可知，當(dāng)杜仲葉提取液15%、桑葉提取液5%、紅棗提取液15%時(shí)，感官評(píng)分均最高，此時(shí)飲料香氣口感協(xié)調(diào)融合。在杜仲葉濃度過(guò)低時(shí)，口感不協(xié)調(diào)，并且杜仲香氣比較淡，濃度高時(shí)會(huì)有苦味；桑葉濃度為5%時(shí)口感協(xié)調(diào)，當(dāng)濃度繼續(xù)升高則會(huì)出現(xiàn)苦味；當(dāng)紅棗汁濃度過(guò)低時(shí)，紅棗香氣不夠，濃度過(guò)高時(shí)，甜味太重。

圖2 杜仲葉汁、桑葉汁、紅棗汁添加量對(duì)復(fù)合保健飲料感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effects of E. ulmoides leaf juice,mulberry leaf juice and red jujube juice on sensory quality of compound health drink

2.1.2 蔗糖添加量對(duì)復(fù)合保健飲料感官品質(zhì)的影響

如圖3 所示，隨著蔗糖濃度的升高，復(fù)合飲料感官評(píng)分先升高后降低，當(dāng)蔗糖濃度為7%時(shí)，感官評(píng)分最高，為86 分。蔗糖濃度太低時(shí)，甜度不夠且稍酸，當(dāng)濃度高時(shí)甜度太大，酸甜不協(xié)調(diào)。因此，選擇蔗糖濃度為7%。

圖3 蔗糖添加量對(duì)復(fù)合保健飲料感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of sucrose supplemental level on sensory quality of compound health drink

2.1.3 檸檬酸添加量對(duì)復(fù)合保健飲料感官品質(zhì)的影響

圖4 顯示了檸檬酸濃度對(duì)杜仲葉桑葉紅棗復(fù)合保健飲料的影響。由圖可知，當(dāng)檸檬酸濃度為0.1%時(shí)，復(fù)合保健飲料的感官評(píng)分最高，為88 分。當(dāng)檸檬酸濃度太低時(shí)，復(fù)合保健飲料的酸度不夠，甜味太重；當(dāng)濃度過(guò)高時(shí)，復(fù)合保健飲料的酸度太重，影響口感。因此，檸檬酸濃度選擇0.1%。

圖4 檸檬酸添加量對(duì)復(fù)合保健飲料感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of citric acid on sensory quality of compound health drink

2.2 正交試驗(yàn)

綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取杜仲葉、桑葉、紅棗、蔗糖和檸檬酸添加量為正交試驗(yàn)因素，并設(shè)計(jì)五因素四水平試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。使用DPS 19.0 軟件中單因素方差分析（ANOVA）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（P＜0.05），方差結(jié)果見(jiàn)表5。

從表4 結(jié)果直觀分析，各因素對(duì)復(fù)合飲料感官評(píng)分的影響順序?yàn)锳＞D＞B=C＞E，以得分為誤差所在列進(jìn)行方差分析（見(jiàn)表5），得出A、B、C、D、E 因素差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，綜合考慮價(jià)格和人體的營(yíng)養(yǎng)吸收對(duì)B 和E 因素并列值做出取舍，得出復(fù)合飲料的最佳配方為A3B1C3D2E1，即杜仲葉汁15%、桑葉汁5%、紅棗汁15%、蔗糖7%、檸檬酸0.05%。經(jīng)驗(yàn)證，該條件下得到的復(fù)合飲料的感官評(píng)分為94 分，優(yōu)于其他試驗(yàn)組。

表4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 4 Orthogonal experimental design and results

表5 方差分析表Table 5 Analysis of variance

2.3 穩(wěn)定劑試驗(yàn)

穩(wěn)定劑配比對(duì)杜仲葉桑葉紅棗復(fù)合保健飲料的影響如圖5 所示。由圖可知，穩(wěn)定劑配比在2 號(hào)即卡拉膠∶海藻酸鈉∶CMC 為1∶2∶2 時(shí)，感官評(píng)分最高，為86分。2 號(hào)復(fù)合飲料中組織蛋白和穩(wěn)定劑良好復(fù)配、螯合離子達(dá)到平衡和分散體系中膠體顆粒達(dá)到均勻平衡，復(fù)合飲料均勻澄清，1、5、6 號(hào)復(fù)合飲料中海藻酸鈉或CMC 過(guò)多，導(dǎo)致組織蛋白少量沉淀、螯合離子平衡破壞和分散體系中膠體顆粒平衡不穩(wěn)定出現(xiàn)中間分層現(xiàn)象；3、4 號(hào)復(fù)合飲中卡拉膠過(guò)多，導(dǎo)致組織蛋白大量沉淀、螯合離子平衡大量破壞和分散體系中膠體顆粒中平衡被打破，底部出現(xiàn)明顯分層。

圖5 穩(wěn)定劑配比對(duì)復(fù)合保健飲料感官評(píng)分的影響Fig.5 Effect of stabilizer ratio on sensory score of compound health drink

穩(wěn)定劑濃度對(duì)杜仲葉、桑葉、紅棗復(fù)合保健飲料的影響如圖6 所示。由圖可知，復(fù)合穩(wěn)定劑濃度為0.2%時(shí)，感官評(píng)分最高，為88 分。復(fù)合穩(wěn)定劑濃度為0.2%時(shí)，口感協(xié)調(diào)融合，當(dāng)濃度為1%時(shí)，穩(wěn)定劑與飲料分子間的交聯(lián)作用不強(qiáng)、螯合離子與蛋白質(zhì)結(jié)合度不強(qiáng)、穩(wěn)定劑的分散體系空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)初步形成，但不穩(wěn)定，導(dǎo)致口感不協(xié)調(diào)[21]；當(dāng)濃度為2%時(shí)，穩(wěn)定劑與飲料分子間的交聯(lián)增強(qiáng)、螯合離子與蛋白質(zhì)結(jié)合度增強(qiáng)、穩(wěn)定劑的分散體系空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定使口感協(xié)調(diào)[22]；當(dāng)濃度為3%、4%、5%時(shí)，分子間的交聯(lián)和螯合離子結(jié)合度繼續(xù)增強(qiáng)、分散體系空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大量形成，但口感協(xié)調(diào)下降[23]。

圖6 穩(wěn)定劑濃度對(duì)復(fù)合保健飲料感官評(píng)分的影響Fig.6 Effect of stabilizer concentration on sensory score of compound health drink

3 產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)

3.1 感官評(píng)價(jià)

色澤：該復(fù)合保健飲料具有均勻一致、透亮的棕黃色。

口感和風(fēng)味：具有杜仲、桑葉和紅棗特有的香氣和味道，協(xié)調(diào)性好，口感細(xì)膩柔和，無(wú)異味。

組織狀態(tài)：該產(chǎn)品在干燥常溫下保藏，允許有少量沉淀，無(wú)分層現(xiàn)象，流動(dòng)性好。

3.2 理化指標(biāo)

復(fù)合保健飲料的可溶性固形物含量為7%～10%，pH 為3.5～4.5。

3.3 微生物指標(biāo)

杜仲葉桑葉紅棗復(fù)合保健飲料菌落總數(shù)＜100 CFU/mL、大腸菌群≤3 MPN/100 mL、霉菌≤30 CFU/mL，酵母≤50 CFU/mL，無(wú)致病菌檢出。

4 結(jié)論

以感官評(píng)分為考察指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化杜仲葉桑葉紅棗復(fù)合保健飲料的配方，試驗(yàn)得出對(duì)杜仲葉桑葉紅棗復(fù)合飲料感官指標(biāo)的影響程度為杜仲葉添加量＞蔗糖添加量＞桑葉添加量=紅棗添加量＞檸檬酸添加量；最佳配方為杜仲葉15%、桑葉5%、紅棗15%、蔗糖7%、檸檬酸0.05%。以感官評(píng)分為考察指標(biāo)，優(yōu)化復(fù)合穩(wěn)定劑配比和添加量。結(jié)果顯示最優(yōu)復(fù)合穩(wěn)定劑配比為卡拉膠∶海藻酸鈉∶CMC=1∶2∶2，復(fù)合穩(wěn)定劑最優(yōu)添加量為0.2%，利用此調(diào)配的復(fù)合保健飲料組織狀態(tài)透明澄清，口感酸甜適中，杜仲葉、桑葉、紅棗香味協(xié)調(diào)柔和，色澤為均勻黃棕色，具有很高的開(kāi)發(fā)價(jià)值。