劉品華,劉明研,鄭紹聰,尹翠琳,楊 芬*
(1. 曲靖師范學院化學與環(huán)境科學學院,云南 曲靖 655011;2. 廣西百色農業(yè)學校,廣西 百色 533000)
【研究意義】滇黃精(PolygonatumkingianumColl. et Hemsl)、 黃精 (PolygonatumsibiricumRed)或多花黃精(Polygonatumcyrtonema Hua)為中藥黃精的基原品種,滇黃精系僅有滇黃精一種,是黃精屬中比較原始而特化的類型[1],是云南道地品種之一,自古為藥食兼用,2012年國家衛(wèi)計委公布為食品又是藥品。傳統(tǒng)中醫(yī)藥學認為其主要功效有補氣養(yǎng)陰、健脾、潤肺、益腎,用于脾胃氣虛、體倦乏力、胃陰不足、口干食少、肺虛燥咳、撈嗽咳血、精血不足、腰膝酸軟、須發(fā)早白、內熱消渴等[1]。滇黃精不含淀粉,可溶性成分高達70 %以上[2],具有較好的抗氧化活性和吸附膽酸鹽的功效[3],適用于沖泡飲用??嗍w[Fagopyrumtataricum(L.)Gaerth]屬于蓼科(Polygonaceae)蕎麥屬(Fagopyrum),1年生雙子葉作物,耐寒、耐貧瘠、耐干旱[4],歐、美洲均有分布,中國西南山區(qū)、西北、東北、華北都有悠久的栽培歷史,為藥食兩用雜糧作物,現(xiàn)代研究認為有抗腫瘤、抗氧化、抗衰老、改善胰島功能、降低血液與肝臟膽固醇、抑制脂肪積累、防治心腦血管疾病、改善便秘,在調節(jié)血糖、保護心血管、改善微循環(huán)等方面效果顯著[5-7]。傳統(tǒng)中醫(yī)認為,苦蕎性平寒、味苦、能實腸胃、益氣力、續(xù)精神、利耳目、煉五臟渣穢[6]。近些年苦蕎及加工的食品廣泛受到消費者的青睞。甜葉菊[Steviarebaudiana(Bertoni)Hemsl.],菊科(Compositae)斯臺維亞屬多年生草本植物,原產(chǎn)于南美洲巴拉圭和巴西交界的阿曼拜山脈,當?shù)厝俗鳛樘鸩枋秤肹8]。研究表明甜葉菊含有糖苷、黃酮、綠原酸等多種化學成分[9],在抗氧化活性、抑菌、抗病毒、抗糖尿病、抗腫瘤、治療糖尿病、調節(jié)免疫等方面有著重要的作用[10]。甜葉菊苷,是一種天然甜味劑,高甜度、低熱量、可刺激胰島素分泌,抑制腸道中葡萄糖吸收,從而促進葡萄糖代謝,降低血糖[11]。中國近些年引種成功后在食品加工業(yè)得到廣泛應用?!厩叭搜芯窟M展】目前市場所售的苦蕎茶主要有以完整脫殼苦蕎粒為原料,不添加其他成分制成的全麥型苦蕎茶和以苦蕎粉和苦蕎麥麩為原料,添加黃原膠、瓜爾豆膠等成分,通過擠壓成型等工序制成的造粒型苦蕎茶[12-13]。還未見造粒型黃精苦蕎代用茶的報道及產(chǎn)品?!颈狙芯壳腥朦c】經(jīng)調研直接沖泡滇黃精飲片,長期飲用后部分人群表現(xiàn)出體熱癥狀。為此配伍性平寒的苦蕎和味甜的甜葉菊,制成方便沖泡,具有黃精、苦蕎、甜葉菊功效的一種造粒型代用茶。【擬解決的關鍵問題】在不添加黏稠劑的前提下實現(xiàn)沸水沖泡顆粒不散、湯色清亮紅潤、氣味焦香、口感微甜潤喉的產(chǎn)品是需解決的關鍵。
滇黃精,云南曲靖市煜欣農林生物科技有限公司藥材種植基地提供;苦蕎粉,馬龍縣品康農業(yè)科技有限公司提供;甜葉菊,淘寶網(wǎng)購買;a-淀粉酶 ≥3700 U·Dg-1,北京奧博星生物有限責任公司,BR;蘆丁,中國藥品生物制品檢定所,化學對照品92.5 %;硫酸、葡萄糖、苯酚等試劑均為分析純。
ZH-57型擠壓成型機,河北泛泰機械設備科技有限公司生產(chǎn); TU-1810紫外分光光度計,北京普析通用儀器有限責任公司生產(chǎn); PS-40超聲波儀,深圳市超藝達科技有限公司生產(chǎn);WHY-2往返水浴恒溫振蕩器,江蘇省金壇市大地自動化儀器廠生產(chǎn)。
1.2.1 原料預處理 鮮滇黃精洗凈后切片,80 ℃熱風烘干,粉碎,過80目篩,密封保存?zhèn)溆?。苦蕎粉過80目篩,密封保存?zhèn)溆?。甜葉菊粉碎過80目篩,放入105 ℃烘箱,烘至恒重,保存在干燥器中備用。按照GB 5009.3-2016中直接干燥法檢測滇黃精粉、苦蕎粉中水分含量。
1.2.2 工藝流程 通過預試驗探索,確定工藝流程為苦蕎粉、滇黃精粉、甜葉菊粉混合均勻→加水攪拌均勻→放置20 ~ 30 min(熟化)→擠壓成型→烘烤→冷卻→指標檢驗→成品。
1.2.3 單因素篩選 苦蕎粉、滇黃精粉和水的配比考查:取苦蕎粉100 g(按無水計,下述表述相同),滇黃精粉25 g(按無水計,下述表述相同),加入水70 g(含苦蕎粉、滇黃精粉中的水量,下述表述相同),攪拌混勻,放入擠壓機擠壓成型??疾橹笜藶閿D壓顆粒成型情況。改變滇黃精粉為50、100、150、200 g同法分別考查。改變水用量分別為80、90、100、110 g同法分別考查。
烘烤溫度與時間的考查:取苦蕎粉100 g,滇黃精粉100 g,加水80 g攪拌均勻,擠壓成型,進行烘烤。根據(jù)預試驗的情況,確定考查烘烤溫度為140、150、160、170、180、190 ℃??疾楹婵緯r間為60、90、120、150、180 min。考查指標為沸水沖泡顆粒是否完整,湯色,香氣。
甜葉菊配比的考查:取苦蕎粉100 g,滇黃精粉100 g,水80 g。同法配制5份,分別加入甜葉菊粉0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 g,攪拌均勻,擠壓形成, 170 ℃烘烤170 min??疾橹笜藶榉兴疀_泡后的滋味、湯色。
1.2.4 正交試驗篩選 在通過單因素試驗篩選配方的基礎上,進一步采用正交試驗確定優(yōu)化配方,烘烤溫度、烘烤時間對產(chǎn)品質量的關系(表1~2)。
表1 正交試驗配方Table 1 The formula of orthogonal experiment
表2 正交試驗因素與水平Table 2 The factors and levels of orthogonal experiment
1.2.5 烘烤溫度、時間對粗多糖、總黃酮、水溶性成分的影響 原料配比為苦蕎粉600 g、滇黃精粉600 g、甜葉菊粉2.4 g、水480 g,攪拌混勻,擠壓成型。分成3份,分別用溫度150、160、170 ℃烘烤。烘烤至120、140、160、180 min時混勻取出約100 g??疾橹笜藶榉兴疀_泡顆粒的完整性,湯色,粗多糖、總黃酮、水溶性成分含量。
1.2.6 評價指標及方法 擠壓顆粒成型:符合條件的應當是擠壓出料時成型完好,切粒直徑2 ~ 2.5 mm、長度4 ~ 6 mm時刀口不粘連,表面光滑,顆粒堆放高度為3 cm放置10 min 顆粒相互間不粘連,粒型完整。
沸水沖泡顆粒完整性、湯色、香氣、滋味:參照GH/T1091-2014《代用茶》標準對湯色、香氣、滋味進行感官評價。取樣品3.0 g,置于評茶杯中,加入150 mL沸水,加蓋,泡5 min后觀察顆粒是否完整,是否有散碎的顆粒,然后將茶湯瀝入評茶碗中,依次對湯色、香氣、滋味進行評價。由15人組成評議小組,整個審評過程由個人獨立完成,并填寫評價表,然后再對結果進行匯總(表3)。
表3 沸水沖泡評判標準及分值Table 3 The evaluation standards and scores of boiling water brewing
結果計算方法:將單項因子的得分與該因子的評分系數(shù)相乘,并將各個乘積值相加,即為茶樣審評的總得分。
Y=A×40%+B×25%+C×15%+D×20%
式中:Y為評分總得分;A、B、C、D為各審評因子的審評得分。
粗多糖含量參照文獻[14]進行檢測。總黃酮按照NY/T1295《蕎麥及其制品中總黃酮含量的測定》進行的檢測。水浸出物含量按照GB/T8305-2013《茶水浸出物測定》進行檢測。
1.2.7 數(shù)據(jù)處理 以150 ℃烘制160 min的粗多糖、總黃酮、水溶性成分含量為對照,采用Excel 2017進行z檢驗(雙樣本均值分析)做差異性分析。
粗多糖含量檢測精密度為3次獨立檢測結果的差值不超過平均值的10 %,結果采用3次獨立檢測的平均值。
檢測得知,備用滇黃精粉含水量為3.28 %。備用苦蕎粉含水量為13.02 %。下文中“水”包含原料中的水分含量,滇黃精粉、苦蕎粉折合為無水的質量計量。
造粒是成型代用茶的基礎,粒型對沖泡時間、感官都有影響,也直接影響烘烤的溫度和時間。選擇2 mm孔徑的模具出口造粒。
由表4可知,滇黃精的比例增加有利于黃精苦蕎茶表面光滑,但也出現(xiàn)黏刀情況。水的比例增多易出現(xiàn)黏刀,比例減少表面粗糙。黏刀和顆粒間的黏連都會影響粒型的完整。在滇黃精所占比例盡可能多的選擇下,最佳配比是苦蕎粉∶水∶滇黃精粉=100∶0.8∶50 ~ 100∶0.8∶100(質量比)。
表4 苦蕎粉100 g加入不同計量水和滇黃精粉對成型性的影響Table 4 The influence of 100 g tartary buckwheat powder with different H2O contents doped and different amounts of Polygonatum kingianum powder on molding
設計考查烘烤溫度為140 ~ 190 ℃,烘烤時間60 ~ 180 min。由表5可知,烘烤溫度、時間不但對湯色、氣味有影響,還對沖泡顆粒完整性有較大影響。烘烤溫度升高、時間增加,有利于沖泡顆粒的完整性和湯色清亮。氣味隨烘烤溫度升高、時間增長,香味增加,但180 ℃,150 min以上或190 ℃,90 min以上則產(chǎn)生糊焦味。合理烘烤條件為150 ℃,150 ~ 180 min;160 ℃,120 ~ 180 min;170℃,90 ~ 180 min;180 ℃,90 ~ 120 min;190 ℃,60 min。
表5 烘烤溫度、時間對黃精苦蕎茶感官指標的影響Table 5 The influence of baking temperature and time on the organoleptic character of Polygonatum kingianum buckwheat tea
另外通過單因素試驗考查,得知拌粉時間、熟化時間、原料預蒸對黃精苦蕎茶感官指標的影響不大。為保持拌粉后面團水分均勻、熟化時間20 ~ 30 min即可,放置時間不可過長防止蘆丁降解酶降解蘆丁[15]。
由表6可知,甜葉菊適宜使用量為0.4 ~ 0.6 g,苦蕎粉∶滇黃精粉∶水∶甜葉菊粉=100∶100∶0.8∶0.4 ~ 100∶100∶0.8∶0.6(質量比)。
表6 甜葉菊配比量的考查結果Table 6 The examination of stevia rebaudiana ratio
正交評價表中分別用沖泡后顆粒完整性、湯色、香氣、滋味單項指標得分評價,由表7得知,配料中滇黃精的配比越多,沖泡后顆粒的完整性就越差,烘烤溫度越高、時間越長沖泡后顆粒的完整性越好;配料中滇黃精配比多、烘烤溫度高、烘烤時間長則湯色、香氣就越好;黃精配比越多、烘烤時間越短滋味就越好。綜合指標得分評價表明,主要影響因素是烘烤溫度,篩選條件為烘烤溫度170 ℃,時間160 min, B配方最理想。
表7 正交試驗結果及分析Table 7 The results and analysis of orthogonal experiment
采用單因素試驗進一步考查評價烘烤溫度、時間對功能性成分和感官指標的影響,以確定最佳烘烤溫度和時間。
由表8可知,150 ℃烘烤120、140 min的產(chǎn)品沸水沖泡后顆粒不完整、湯色渾濁,為此不再做成分考查。由表9可知,烘烤時間、溫度對黃酮含量基本沒有影響,無差異性(Ρ>0.05)。烘烤溫度為170 ℃時,粗多糖、水溶性成分含量下降極顯著(Ρ<0.01),表明烘制時溫度應控制在170 ℃以內。由此得出,制作直徑2 ~ 2.5 mm、長度4 ~ 6 mm顆粒的黃精苦蕎茶最優(yōu)條件是,苦蕎粉∶滇黃精粉∶甜葉菊粉∶水=1∶1∶0.004∶0.8,烘烤溫度為160 ℃,時間為140 ~ 180 min。
表8 烘烤溫度、時間對沖泡顆粒完整性和湯色的影響Table 8 The influence of baking temperature and time on the granules integrity and the color of the soup in brewing
表9 烘烤溫度、時間對粗多糖、總黃酮、水溶性成分含量的影響Table 9 The influence of baking temperature and time on the contents of crude polysaccharides and total flavonoids and water-soluble components
預試驗結果表明,熟化時間對成型及烘烤后的指標影響很小,考慮到水分的均勻性和蘆丁的降解,時間控制在30 min內。
配料中用水量多的優(yōu)點是擠壓成型時物料壓力小,顆粒表面光滑,沖泡時可溶性成分的溶出時間短,缺點是水量過多易導致造粒后顆粒間相互黏連,烘烤后不易分離,烘烤時間相對較長。用水量少時情況相反。滇黃精干粉易吸水粘黏。預試驗表明,在滇黃精中加入少量水就會很黏,所以水量配比主要由苦蕎粉的量決定。
苦蕎粉、黃精粉中分別含揮發(fā)性成分44種[16]、46種[17],是重要的氣味特征成分。有文獻報道,全麥型苦蕎茶炒制溫度對滋味品質影響較大,差異顯著,炒制時間對苦蕎茶滋味品質的影響不顯著[18]。成型苦蕎茶烘烤對產(chǎn)品色澤、風味的影響大,溫度過高會導致湯色深褐,焦糊味重,失去苦蕎的風味,烤制溫度應控制在120 ~ 170 ℃[19]。為此設定了140 ~ 190 ℃通過感官指標評價進行了研究,確定理想溫度應當在150 ~ 170 ℃。進一步通過正交試驗篩選確定了160 ℃烘烤是較為合理的,溫度對感官指標的影響與報道的結論基本一致。
甜葉菊中糖苷類物質約占干重的 6 % ~ 8 %,其中以甜菊苷和萊鮑迪苷A含量最高,總和達到糖苷類物質總量的80 %以上[9]。甜菊糖苷的甜度約為蔗糖的200 ~ 350倍[20],是理想的天然甜味物質。感官評價甜味表明使用甜葉菊干粉是合理的選擇。
粗多糖、總黃酮分別是黃精、苦蕎的主要特征功效成分。黃精粗多糖、蕎麥黃酮具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老及防治心腦血管系統(tǒng)疾病等作用[6,21]。苦蕎總黃酮含量是甜蕎的20倍[22],主要為黃酮醇和糖苷類化合物,目前已鑒定的多達52種[23]??嗍w籽??傸S酮有較強的抗氧化活性[24],溫度高于180 ℃時,黃酮類物質含量會顯著降低(Ρ<0.05)[15]。烘烤溫度試驗結果表明150 ~ 170 ℃對總黃酮含量變化的影響不顯著,與田漢英等[15],的研究報道有相同結論。
水溶性成分是評價代用茶品質的重要指標。文獻報道炒制溫度對苦蕎茶的品質影響顯著,而時間影響不顯著[18]。試驗表明烘烤時間對水溶性成分含量影響無差異性,但烘烤溫度160 ℃以上則水溶性成分含量非常極顯著的降低,影響了品質,與報道結論相同。
烘烤的溫度和時間是決定黃精苦蕎茶感官指標及功能性成分的重要因素。烘烤溫度高、時間長,沖泡后有利于顆粒保持形狀、湯色清亮、提升香氣,但對功能性成分也會產(chǎn)生破壞。
養(yǎng)生保健造粒型黃精苦蕎茶具有黃精、苦蕎、甜葉菊功效相輔相成的功效。不添加常規(guī)成型需要的粘膠成分。通過加工工藝控制,制成沸水沖泡顆粒完整、湯色紅潤清亮、焦香持久、甜潤適口,富含粗多糖、黃酮,水溶性成分大于50 %的代用茶。適宜“三高”人群沖泡飲用。