周桃英，侯應霞，舒淑芬

正交試驗優(yōu)化火龍果保健茶制作工藝研究

周桃英1，侯應霞2，舒淑芬3

（1.黃岡職業(yè)技術(shù)學院，湖北 黃岡 438002；2.湖北省農(nóng)業(yè)科技人才辦公室，湖北 武漢 430070；3.黃岡市公共檢驗檢測中心，湖北 黃岡 438000）

研制以金銀花、菊花、火龍果為原料、口感和營養(yǎng)最優(yōu)配方的火龍果保健茶。首先，用單因素試驗研究浸提火龍果的影響因素，再用正交試驗探索浸提的最佳條件，利用單因素實驗探索四個因素在配方中的影響程度，繼續(xù)使用正交實驗得出口感的最優(yōu)配方。主要利用這兩種實驗交錯研究?；瘕埞麖秃媳＝〔璧淖顑?yōu)配方。通過各種評價標準，研究各個因素對各種品質(zhì)的影響，從而確定復合保健茶飲料的最優(yōu)條件。實驗結(jié)果：火龍果保健茶感官評價的分數(shù)最高配方是：金銀花的浸提液添加量為35%，火龍果的浸提液添加量為30%，菊花的浸提液添加量為10%，蜂蜜的添加量為18%。

火龍果；金銀花；菊花；保健茶；制作工藝

本文以火龍果、菊花、金銀花為實驗的主要材料，首先，采用單因素試驗了解各個因素的取值范圍，再對其配方和各個因素的比例進行正交實驗，確定其最佳配方，然后通過添加各種添加劑完善其口感，以研究火龍果保健茶的最優(yōu)質(zhì)的配方。

金銀花也被人們叫做忍冬花，“金銀花”這一稱號出自《本草綱目》記載，因為金銀花最開始時候花的顏色為白色，后期開放一段時間，更為成熟后變?yōu)辄S色，因此得名為金銀花，屬于忍冬科忍冬屬的植物。自古時候以來，它的藥用價值都被大家廣為所熟知，在民間流傳著它的各種藥方。其藥用功效是清熱解毒為主，主治溫病發(fā)熱一系列的不適病癥。通過現(xiàn)代的各種實驗研究結(jié)果證明，金銀花對溶血性鏈球菌、金黃葡萄球菌等多種致病菌及上呼吸道感染致病病毒等有十分強的克制力，除此之外還可加強免疫力、消炎、解熱、止血[1]，所以在臨床用途中十分普及。

菊花通過人的手工摘取、快速風干、生曬蒸曬還有烘焙一系列十分復雜的步驟而制作成干菊花，沖泡后才形成了菊花茶。依據(jù)古代書籍的記載，菊花的味道入口微苦,但是回味馬上回甜，菊花能夠忍受寒冷，有一定的清熱解毒、清肝明目、消炎的保健功效。除此外，人們在日常生活中，經(jīng)常飲用菊花茶來消解暑氣、燥熱，并且價格較為便宜，在人們?nèi)粘Ｉ钪休^為受歡迎。

1 材料與設(shè)備

1.1 材料

火龍果、金銀花、菊花、蜂蜜、新鮮檸檬。

1.2 儀器

電子秤，電磁爐，不銹鋼鍋，水浴鍋，粉碎機，布氏漏斗，抽濾瓶，膠管，抽氣泵，濾紙，微波爐。

1.3 感官評定

本試驗預計邀請5名感官評定人員,組成火龍果保健茶的感官品評小組,分別對產(chǎn)品的色澤、表觀狀態(tài)、口感、組織狀態(tài)以及香氣等各個方面，綜合評價進行品評并給出相應分數(shù),所得的結(jié)果為各項得分相加，取所有打分人員分數(shù)的分均值，作為最后得分，滿分為100分,評分標準如表1。

表1 火龍果保健茶的感官質(zhì)量評價標準表

2 實驗方法

2.1 工藝流程

2.2 浸提液制備

(1)主要制備的浸提液：金銀花浸提液、菊花浸提液、火龍果浸提液，按下列步驟進行。

(2)選材：選擇近年來生長的顏色鮮亮、枝干較粗壯、無霉爛、無蟲蛀的干燥菊花和金銀花。

(3)清洗：先蕩滌中草藥中的雜質(zhì)和霉爛部分，再用干凈的水去除表面粘著的泥沙和塵土，再用手輕輕搓洗，保證藥材干凈[3]。

(4)切碎：用粉碎機將中草藥粉碎成細小的細末,有利于浸提。

(5)浸提：菊花和金銀花分別稱取，然后以固液比1：10加入水，煮沸后保溫90min完成浸提。

火龍果浸提液制備見2.4。

(6)過濾：選擇合適的篩網(wǎng)進行過濾，過濾2-3次，直到無明顯雜質(zhì)，除去藥草殘渣。

(7)定容：過濾完成后，將其倒入容量瓶，加入純水定容至100ml，使每次實驗完成后所獲得的浸提液在容量瓶內(nèi)的濃度都相差較小,并在后面所有中草藥浸提中都保持最后浸提液為100ml，盡量使其濃度差異減小，以減小誤差。

(8)脫氣：迅速加熱至95℃,用來排除提取液中的空氣和氣泡，避免后期由于氧化作用而引起色澤、風味的變動及腐爛。

(9)灌裝和壓蓋：在脫氣后應快速進行灌裝、壓蓋等操作，以避免空氣中細菌將提取液污染，造成提取液變質(zhì)。

(10)殺菌：將已經(jīng)封蓋后的瓶子放在100℃沸水中進行殺菌消毒15min，保證提取液無污染。

2.3 制備檸檬汁

選取鮮亮新鮮的優(yōu)質(zhì)檸檬，將檸檬表皮用鹽粒搓洗直至表皮干凈，然后切片、去籽，擠出檸檬果肉的果汁，切記不可擠壓過度，使檸檬皮中的水分滲出過多，也不可使籽去除不干凈產(chǎn)生苦澀味。

2.4 研究火龍果的最優(yōu)浸提

稱取火龍果樣品2g，放入三角燒瓶中,在制訂的實驗計劃下規(guī)定的液固比、溫度、時間三個不同影響因數(shù)條件進行浸提,浸提完畢后再抽濾，并且少量多次沖洗三角燒瓶和濾渣,合并所有濾液,得到火龍果浸提液。吸取一定體積浸提液,研究提取液中黃酮、多糖含量的多少，并按評分表的要求，作為評價指標對提取液進行打分，經(jīng)單因素實驗來確定各因素水平，（如表2）確定最佳浸提條件[4]。

表2 火龍果提取液單因素水平表

2.4.1 指標測定

(1)黃酮含量測定

用蘆丁的標準品繪制標準曲線，檢測波長為505nm，再由標準曲線回歸方程計算樣品中黃酮含量（mg/g）。

(2)多糖含量測定

用燥至恒重的葡萄糖繪制標準曲線，檢測波長為490nm，由標準曲線回歸方程計算樣品中多糖含量（mg/g）。以上2種成分的測定均以相應試劑為空白對照，采用紫外可見分光光度計比色。計算均按樣品的干重（將原料放置于烘干箱內(nèi)，用100℃烘干至恒重，測定其干物率）來進行。

(3)感官審評

感官品質(zhì)參考表1標準進行評分。

2.4.2 最優(yōu)浸提條件進行組合優(yōu)化的正交實驗

在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,設(shè)計選取浸提溫度、浸提時間、料液比三個影響因素，進行更進一步優(yōu)化浸提條件的正交實驗，以感官評價為實驗方案進行正交實驗（如表3）。

表3 火龍果保健茶最優(yōu)浸提條件正交實驗因素水平表

2.5 單因素試驗

在工藝條件和其他原料添加量相同的情況下，保持每一批提取液都保持相差不多的濃度下，設(shè)計4個對火龍果保健茶配方有影響的因素,即金銀花浸提液使用量、火龍果浸提液使用量、菊花浸提液以及蜂蜜添加量分別進行試驗。以100ml為定容計算值，向其中添加四個不同因素的變量，再定容至100ml，通過感官評定，分析各個因素的最佳添加量的范圍，按照表4依次改變其中一個因素的取值，對火龍果保健茶配方進行單因素實驗，按照表1的評價標準對配方進行感官評價。

表4 火龍果保健茶單因素水平

2.6 正交試驗

在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,設(shè)計選取火龍果浸提液使用量、金銀花浸提液使用量、菊花浸提液使用量、蜂蜜添加量四個實驗因素，以感官評價為實驗方案進行正交實驗，如表5。

表5 火龍果保健茶的正交實驗因素水平表

2.7 風味改良試驗

提取液配制的保健茶配比度、甜度、口感等，尚未達到最佳的口感和體驗，需要研究其配比量、酸添加量、糖類添加量等，以改善口感風味。另外,天然中草藥保健茶的苦澀感也是不能避免的,試驗通過不同的種類、不同劑量添加劑進行比照試驗,尋求火龍果保健茶最佳配方和最佳口感。

3 結(jié)果與分析

3.1 火龍果最優(yōu)浸提單因素實驗結(jié)果

通過實驗可以得到，不同浸提溫度、浸提時間、料液比對火龍果浸提的營養(yǎng)成分及保健茶品質(zhì)的影響見表6。

3.1.1 料液比

在水浴加熱的條件下，先把浸提溫度設(shè)計為100℃，浸提時間為80min，采用5個不同的料液比（1：50、1：60、1：70、1：80、1：90）進行浸提，研究不同條件下的料液比對火龍果茶提取液中多糖、黃酮以及湯色、香氣、口味的各種影響。從表6中的研究信息可知，隨著料液比的下降，火龍果茶的多糖和黃酮溶解在水中的量呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢，當料液比為1：70時，火龍果茶的黃酮溶出量最高，為43.69mg/g，極明顯高于其余料液比；多糖含量為9.11mg/g，極明顯高于料液比1：50、1：80、1：90時，與料液比1：60的差異不大；而湯色呈黃綠、明亮，顯淡姜味、較甜。湯色、香氣、味道的綜合得分最高，為88分。經(jīng)實驗數(shù)據(jù)和口感的綜合考慮，選擇1：70為火龍果提取液的最佳料液比。

3.1.2 浸提溫度

在水浴加熱的條件下，按料液比的研究結(jié)果采用1：70的條件，并設(shè)計浸提時間為80min的浸提時間下，采用5個不同的浸提溫度（60、70、80、90、100℃）來進行浸提，研究不同浸提溫度對火龍果茶提取液中黃酮和多糖，以及提取液湯色、香氣、味道的影響。從表6中的鉆研信息可知，隨著浸提溫度的升高，火龍果茶浸提液中的黃酮、多糖含量出現(xiàn)逐漸增多的變化趨勢。當浸提溫度為100℃時，火龍果浸提液的黃酮和多糖溶解在水中的量最高，分別為71.89mg/g和9.08mg/g，高于其他浸提溫度，但火龍果浸取液呈深黃色，略顯姜味，甜味重，審評分數(shù)不高（75分）；而80℃浸提液綜合評分最高，但多糖和黃酮的溶出量較低，分別為35.03mg/g和7.56mg/g，可見保健成分溶出量高，品質(zhì)不一定最佳。經(jīng)實驗數(shù)據(jù)和口感的綜合考慮，選擇90℃為火龍果提取液的最佳浸提 溫度。

表6 火龍果最優(yōu)浸提條件單因素試驗結(jié)果

3.1.3 浸提時間

在水浴加熱的條件下，經(jīng)上述實驗結(jié)果，按照實驗結(jié)果設(shè)計實驗的料液比為1：70，浸提溫度為100℃，采用5個不同浸提時間（25、45、65、85、105min），研究不同浸提時間對火龍果茶提取液中黃酮和多糖，以及提取液湯色、香氣、滋味的影響。從6中的研究信息可知，隨著浸提時間的逐漸變長，火龍果茶浸提液的黃酮和多糖溶出量呈現(xiàn)逐漸增多的變化趨勢，當浸提時間超過85min，黃酮和多糖溶解在水中的量出現(xiàn)下降，可能是因為浸提時間過長，造成多糖和黃酮類化合物中部分不穩(wěn)定成分被氧化和分解。當浸提時間為85min時，火龍果茶浸提液的黃酮溶出量最高，為83.63mg/g，極顯著高于其他設(shè)置的浸提溫度，多糖含量為11.28mg/g，極明顯高于浸提時間為25min的情況，與其他浸提時間處理差異不顯著，而湯色黃綠、明亮，略顯姜味、甘甜、生津，經(jīng)實驗數(shù)據(jù)和口感的綜合考慮，選擇85min為火龍果提取液的最佳浸提時間。

3.1.4 最優(yōu)浸提條件組合優(yōu)化的正交實驗

表7 正交實驗實驗方案及試驗結(jié)果分析

根據(jù)前面各種不同浸提條件產(chǎn)生的不同實驗結(jié)果的差異,為了獲得最優(yōu)浸提條件，為實驗設(shè)計了更優(yōu)化的正交實驗（如表3）進行正交實驗，探討火龍果的最優(yōu)浸提條件已達到浸提的最優(yōu)水平，并對實驗各類結(jié)果進行方差分析，確定最佳的配比配方（如表7）。

由表3和表7，可知影響火龍果浸提的最優(yōu)浸提條件的順序為：B＞C＞A，即浸提溫度>浸提時間>料液比?；瘕埞岬淖顑?yōu)浸提條件是：A2B2C1,即料液比1:70、浸提溫度90℃、浸提時間75min為火龍果浸提的最優(yōu)浸提條件。

3.2 保健茶配方組成單因素試驗結(jié)果

3.2.1 金銀花浸提液添加量對保健茶的影響

以100ml為一容量定值,加入菊花浸提液15%、蜂蜜5%、火龍果浸提液10%,金銀花浸提液添加量分別為10%、20%、30%、40%以及50%，再將溶液定容至100ml,進行火龍果保健茶配方研究,根據(jù)感官評定的實驗打分，依據(jù)分數(shù)結(jié)果來確定最佳的金銀花浸提液添加量。不同的金銀花浸提液添加量對產(chǎn)品感官評定結(jié)果見表8。

表8 金銀花浸提液添加量對配方的影響表

從表8中可知，30%的金銀花浸提液添加量效果最佳，所以選擇30%的添加量為正交試驗考察范圍。

3.2.2 火龍果浸提液添加量對保健茶的影響

以100ml為一容量定值，加入金銀花浸提液30%、菊花浸提液15%、蜂蜜5%,火龍果浸提液添加量分別為10%、20%、30%、40%以及50%，再將溶液定容至100ml,進行火龍果保健茶配方的研究,根據(jù)感官評定的實驗打分，依據(jù)分數(shù)結(jié)果來確定最佳的火龍果浸提液添加量。不同的火龍果浸提液添加量對產(chǎn)品感官評定結(jié)果見表9。

表9 火龍果浸提液添加量對配方的影響表

從表9中可知,30%的火龍果浸提液添加量效果最佳,所以選擇30%的添加量為正交試驗考察范圍。

3.2.3 菊花浸提液添加量對火龍果保健茶的影響

以100ml為一容量定值，加入火龍果浸提液30%、蜂蜜添加量為5%，火龍果浸提液30%，菊花浸提液添加量分別為5%、15%、25%、35%以及45%，再將溶液定容至100ml，進行火龍果保健茶配方的研究,根據(jù)感官評定的實驗打分，依據(jù)分數(shù)結(jié)果來確定最佳的菊花浸提液添加量。不同的菊花浸提液添加量對產(chǎn)品感官評定結(jié)果見表10。

表10 菊花浸提液添加量對配方的影響表

從表10中可知, 15%菊花的提取液添加量效果最佳，所以選擇15%的添加量為正交試驗考察范圍。

3.2.4 蜂蜜添加量對火龍果保健茶影響

以100ml為一容量定值,加入火龍果浸提液30%、菊花浸提液15%、火龍果浸提液30%，蜂蜜的添加量分別為5%、15%、20%、25%以及30%，再將溶液定容至100ml，進行火龍果保健茶配方研究,根據(jù)感官評定的實驗打分，依據(jù)分數(shù)結(jié)果確定最佳的蜂蜜添加量。不同添加量的產(chǎn)品感官評定結(jié)果見表11。

表11 蜂蜜添加量對配方的影響表

從表11中可知,15%的蜂蜜添加量效果最佳,所以選擇15%的添加量為正交試驗考察范圍。

3.3 正交實驗結(jié)果

根據(jù)前面各種添加量的單因素試驗結(jié)果,設(shè)計正交實驗因素的各類水平見表5，實驗分析結(jié)果見表12，并對實驗各類結(jié)果進行方差分析，確定最佳的配比配方，見表12。

由表5和表12，可知,影響最佳配方工藝的因素主次順序為:A>B>D>C,即金銀花浸提液>火龍果浸提液>菊花浸提液>蜂蜜。通過方差分析可知,配方工藝的最佳工藝條件是：A3B2C3D1,即金銀花浸提液35%、火龍果浸提液30%、菊花浸提液10%、蜂蜜18%為最佳配方。

表12 正交實驗方案及試驗結(jié)果分析

3.4 風味改良實驗結(jié)果

依據(jù)上述研究配比配方得到的最佳火龍果茶，在味道上還存在中草藥中固有的苦澀感?？酀母杏|主要是因為唾液中的蛋白質(zhì)與丹寧或多酚構(gòu)造等產(chǎn)生沉淀或聚合物，使口腔組織感受到粗糙的折皺感[5]。植物浸提液中鞣質(zhì)、類黃酮類生物堿、原花色素類等都能造成口腔的苦澀感和不適感。這些物質(zhì)也正是保健茶的功能和風味的主要構(gòu)成物質(zhì)，不能一味去強求地清除，研究實驗在預試驗的基礎(chǔ)上挑選了以白砂糖、葡萄糖調(diào)整酸比，并且添加β-環(huán)狀糊精(β-CD)、食鹽以去除其中的苦澀感。

糖酸比調(diào)整是用來調(diào)節(jié)火龍果保健茶口感調(diào)整的基礎(chǔ)與關(guān)鍵，食鹽能遮蓋住味蕾對苦味的不適感，能減少保健茶的苦感和澀感，能夠起到遮蓋中草藥苦味的作用。β-環(huán)狀糊精(β-CD)溶液清散通明，口感滑藏，無苦澀感，對黃酬起了一定的包埋作用，不僅保證了保健的功能，還改善了保健茶的醇厚感。表13是1L保健茶中添加各類添加劑的彼此相互配比實驗結(jié)果，由表可知以1L保健茶中加添加食鹽0.20g、砂糖40g、環(huán)狀糊精0.40g、檸檬酸4ml為最佳配比，可以達到最佳的口感。

表13 保健茶中添加各添加劑的相互配比試驗結(jié)果

4 結(jié)論

經(jīng)過一系列的配比研究可得，火龍果保健茶的配方為：在火龍果浸提條件為料液比1:70、浸提溫度90℃、浸提時間75min，浸提效果最好。并且在火龍果浸提液添加量30%、金銀花浸提液添加量35%、菊花浸提液添加量10%、蜂蜜浸提液添加量18%的配比條件下，火龍果保健茶感官評分和保健價值評分都比較高。根據(jù)各種添加劑的相互配比的實驗結(jié)果，可知以1L保健茶中加添加食鹽0.20g、砂糖40g、環(huán)狀糊精0.40g、檸檬酸4ml為最佳配比，此配方為最佳火龍果保健茶最佳配方。

[1]劉書紅,尹亞東.金銀花止血作用辨析[J].中國中醫(yī)急癥,2014,23(4):665-666.

[2]孔慶新,李思陽,祝冬青.火龍果保健茶的開發(fā)研究[J]. 食品研究與開發(fā),2018,39(9):66-70.

[3]李帥.新型苦瓜保健飲料的制作工藝研究[J].飲料工業(yè),2011,14(9):17-19.

[4]郭素枝,藍福勝,陳連生等.檸檬火龍果花茶 配制及保健成分浸提條件優(yōu)化[J].福建農(nóng)業(yè)學報,2015, 30(12):1193-1198.

[5]徐文鑫.系列果蔬汁飲料的研究[D].華南理工大學,2011.

TS218+.1

A

1672-1047（2022）05-0111-06

10.3969/j.issn.1672-1047.2022.05.28

2022-09-11

黃岡市科技計劃項目“非濃縮還原火龍果汁超高壓殺菌工藝研究”（XQYF2021000029）。

周桃英，女，湖北武穴人，教授，生物與農(nóng)業(yè)學院院長。研究方向：飲料加工。

[責任編輯：秦春娥]