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金银花、绿豆皮纤维保键饮料的研制



全 文 :金银花、绿豆皮纤维保键饮料的研制
王晓英
(吉林工商学院食品工程分院,吉林长春 130062)
摘 要:以金银花、绿豆皮为主要原料,研究了金银花、绿豆皮纤维保健饮料的加工工艺,并对金银花的浸提条件进行
了研究;通过对各个因素的显著性和交互作用进行分析,并利用正交试验,得出饮料的最佳配方为:金银花提取液
30 mL/100 mL、绿豆皮纤维 8 g/100 mL、柠檬酸 0.12 g/100 mL、白砂糖 4 g/100 mL、海藻酸钠 0.15 g/100 mL、CMC-Na
0.05g/100 mL。
关键词:金银花;绿豆皮;纤维;正交试验;保键饮料
Study on Health Beverage of Honeysuckle and Mungbean skin fiber
WANG Xiao-ying
(Branch of Food Engineering ,Jilin Business and Technology College, Changchun 130062,Jilin, China)
Abstract:Using honeysuckle, mungbean skin as main raw material, studied the honeysuckle, mungbean skin
fiber health-care beverage processing technology, and studied honeysuckle extraction conditions. Rely on the
significant and interactive effects of all of the factors, and using the orthogonal test, The optimum formulation of
beverage were determined as follows: honeysuckle extract 30 mL/100 mL,mungbean fiber 8 g/100 mL, citric
acid 0.12 g/100 mL ,sugar 4 g/100 mL, sodium alginate 0.15 g/100 mL, CMC-Na0.05 g/100 mL.
Key words:honeysuckle;mungbean skin;fiber;orthogonal test;health beverage
作者简介:王晓英(1962—),女(满),副教授,学士,研究方向:食品加
工与食品检验。
食品研究与开发
Food Research And Development
2013年 5月
第 34卷第 10期
DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2013.010.017
金银花为忍冬科多年生半常绿缠绕植物忍冬的
花蕾,在我国大部分区域均有生产[1],是卫生部公布的
既是食品又是药品的物品。金银花含多种维生素、黄
酮类化合物、肌醇(Inositol)、绿原酸(Chlorogenic Acid)、
异绿原酸和皂甙,其中绿原酸和异绿原酸为主要的抗
菌成分[2],绿原酸在临床上被证明具有广谱的抗菌消
炎和杀灭病毒之作用[3]。金银花含有的黄酮类化合物,
是一种天然抗氧化剂,具有清除人体内超氧离子自由
基的生理功能,能延缓衰老,延年益寿[2]。
绿豆皮富含膳食纤维、黄酮类物质等具有生物活
性的化学成分,膳食纤维包括可溶性与不可溶性两个
部分,在体内具有重要的生理作用,是维持人体健康
必不可少的一类营养素,有报道证实绿豆的食疗保健
功能主要来自其种皮,但是在绿豆加工过程中,绿豆
皮经常只是充当饲料或者作为垃圾丢弃,造成了营养
物质的浪费[4]。
近年来,人们利用金银花和绿豆皮的保健作用,
开发了许多保健食品,如金银花茶饮料、绿豆皮金银
花茶饮料等,但利用金银花提取液和绿豆皮纤维加工
成饮料未见文献报导。本实验以金银花、绿豆皮为主
要原料,经提取、调配,应用正交试验设计,研制出一种
新型的金银花绿豆皮纤维保健饮料。
1 材料与方法
1.1 主要材料与试剂
绿豆皮:吉林省洮南市物资粮油贸易有限公司;
金银花:市售;Alcalase 碱性蛋白酶(液态,酶活为
160 000 U/mL):Novo 公司;白砂糖:市售,一级;柠檬
酸、海藻酸钠、CMC-Na、NaOH均为食品级:均为市售。
芦丁标准品:中国药品生物制品检定所;硝酸铝、亚销
酸钠:北京化学试剂有限公司,均为分析纯。
1.2 主要仪器与设备
RT-25实验室气流式超微粉碎机:北京开创同和
科技发展有限公司;TDL-40B型离心机:上海嘉鹏科
技有限公司;HH-6数显恒温水浴锅:金坛市金分仪器
责任有限公司;722-2000型分光光度计:山东高密彩
食品研发
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虹分析仪器有限公司;GJJ-0.01/60 微型实验室均质
机:上海诺尼轻工机械有限公司;BF-100植物粉碎机:
北京昌万春仪器有限公司。
1.3 工艺流程
1.4 操作要点
1.4.1 金银花提取液的制备
1.4.1.1 原料处理
挑选无霉变、无病虫害的优质金银花。用清水洗
去表面泥沙等杂质。
1.4.1.2 浸提
参照朱英等的方法[5],加 40倍量的蒸馏水常温下
浸泡 30 min,80 ℃回流提取 30 min,趁热用 4层纱布
过滤,加适量蒸馏水重复提取 1次,合并提取液。
1.4.2 绿豆皮纤维的制备
1.4.2.1 原料处理
绿豆米生产过程中脱下的绿豆皮,清水洗去表面
灰尘,晒干,植物粉碎机粉碎。
1.4.2.2 蛋白酶水解
经过蛋白酶水解后可使蛋白质生成肽或氨基酸
而溶于水,具体操作参照郭城等的方法[6],用蒸馏水配
成底物浓度质量分数 5 %的溶液,调节溶液温度 60℃、
pH 8.0,按酶与底物比 750 U/g加入碱性蛋白酶,在此
条件下水解 300 min,将溶液迅速升温到 90 ℃,持续
10 min,钝化蛋白酶。
1.4.2.3 碱处理
碱处理主要除去绿豆皮膳食纤维中残存的少量
蛋白质和脂肪。参照张洪斌等的方法[7],用质量分数为
1.0 %的氢氧化钠溶液,温度 50 ℃,液固比为绿豆皮质
量的 5倍,浸泡 9 h。
1.4.2.4 干燥
碱处理液抽滤后,渣子经水洗至中性,干燥处理
到含水 6 %~8 %[8],用气流式超微粉碎机粉碎后得绿豆
皮纤维产品。
1.4.3 混合调配
将金银花提取液、绿豆皮纤维、白砂糖、柠檬酸、复
合稳定剂等进行调配,并进行风味品评,得出最佳
配方。
1.4.4 均质
将调配好的饮料经均质机均质,压力 25 MPa,温
度 60 ℃~70 ℃[2]。保证产品的稳定性及各种成分分布
均匀。
1.4.5 灌装、灭菌
将均质后料液趁热灌装于已灭菌的消毒容器内,
封口后,100℃杀菌 15 min,迅速冷却后得到成品。
2 结果与分析
2.1 金银花提取液工艺参数
本实验以金银花中的主要功能成分总黄酮含量
为主要指标,对其有效成分提取液的制备工艺进行了
研究。参照朱英等的方法[5],设计金银花浸提试验,蒸
馏水常温下浸泡 30 min后,以浸提温度、料液比、浸提
时间为主要因素,设计了 3因素 3水平正交试验,因素
水平见表 1,正交试验结果见表 2。
由表 2得知,6号样品在试验过程中金银花总黄
酮提取率最高,其提取条件为 A2B3C1,根据方差分析可
得知最优提取条件为 A2B3C2,从极差分析可见,影响试
验的 3个因素的大小顺序为 A>B>C。为了得到最佳提
试验号
因素
A B C 金银花提取液总黄酮含量/%
1 1 1 1 0.726 0
2 1 2 2 0.775 6
3 1 3 3 0.763 0
4 2 1 2 0.798 0
5 2 2 3 0.821 0
6 2 3 1 0.830 0
7 3 1 3 0.756 0
8 3 2 1 0.810 2
9 3 3 2 0.823 0
∑K1 2.264 6 2.280 0 2.366 2
∑K2 2.449 0 2.406 8 2.396 6
∑K3 2.389 2 2.416 0 2.340 0
k1 0.754 9 0.760 0 0.788 7
k2 0.816 3 0.802 3 0.798 9
k3 0.796 4 0.805 3 0.780 0
R 0.06 0.05 0.02
优化条件 A2 B3 C2
金银花→浸提→过滤→金银花提取液
粉碎→
→混合调配→均值→灌装→灭菌
清洗干燥←绿豆皮

蛋白酶
水解
→碱处理→干燥→粉碎
表 1 金银花提取工艺参数 L9(33)试验因素水平表
Table 1 The level table of experimental factors of extraction
process parameter L9(33)of honeysuckle
水平
因素
A浸提温度/℃ B金银花∶水/(g/mL) C浸提时间/min
1 60 1 ∶ 20 20
2 80 1 ∶ 30 30
3 100 1 ∶ 40 40
表 2 金银花提取工艺参数 L9(33)正交试验结果
Table 2 The result of orthogonal experiment of extraction process
parameter L9(33)of honeysuckle
食品研发王晓英:金银花、绿豆皮纤维保键饮料的研制
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取条件,将此 2个提取条件作重复验证实验,验证试验
最佳提取条件总黄酮提取率为 0.836 0 %,高于试验设
计中的最高分组合,确定 A2B3C2为最佳提取条件,即
浸提温度为 80℃,金银花与水的比例 1 ∶ 40(g/mL),浸
提时间为 30 min。
2.2 复合稳定剂的选择
本试验产品为酸型浑浊型复合饮料,由于添加了
绿豆皮纤维,长时间放置会出现沉淀现象,因此,可添
加适量稳定剂。有些稳定剂具有协同增效的作用,在
单一稳定剂不能解决问题的情况下使用复合稳定
剂 [9]。参照李宏高等的方法[10],选择海澡酸钠与 CMC-
Na为复合稳定剂,二者的复配比例为 0.15 g/100 mL ∶
0.05 g/100 mL。
2.3 绿豆皮纤维用量对饮料感官质量的影响
绿豆皮纤维用量对饮料感官质量的影响,见表 3。
本试验对添加四种不同质量分数绿豆皮纤维的
产品感官质量从组织状态、分层情况、口感等方面进
行了分析,结果表明,添加 5 g/100 mL~10 g/100 mL绿
豆皮纤维制得的饮料质量较好。
2.4 金银花绿豆皮纤维保键饮料的复合调配
实验证明影响金银花绿豆皮纤维保键饮料感官
性状的主要因素是金银花提取液、绿豆纤维、柠檬酸、
白砂糖、稳定剂,为此针对这五种因子进行 L16(45)正
交试验确定最佳配方。参照吴晓菊等的方法[11],由 10人
独立对样品的色泽、气味、口感等各项感官指标进行
打分,取平均值为样品分,感官指标及评分标准见表
4,因素水平见表 5,正交实验结果见表 6。
由表 6可知,9号和 11号样品在试验过程中感官
指标评分较高,根据方差分析可得知优水平配方(N)
为 A3B3C4D3E2,从极差分析中可见,影响试验的 5个因
素的大小顺序是:D>A>C>E>B,为了得到最优配方,将
此 3个配方作重复实验,结果见表 7。
表 3 绿豆皮纤维用量对饮料感官质量的影响
Table 3 Influences of the usage of mungbean’s fiber on sensory
index
绿豆皮纤维的质量
分数/(g/100 mL)
感官质量
5
绿豆纤维分布均匀,口感好,稳定,长时间放
置无分层。
10
绿豆纤维分布均匀,口感好,稳定,长时间放
置无分层。
15
绿豆纤维分布均匀,口感好,稳定,长时间放
置,有分层。
20
绿豆纤维分布均匀,口感差,长时间放置分层
明显。
表 4 产品感官指标及评分标准
Table 4 Sensory index and marking criterion of products
项目 色泽(30分) 气味(30分) 口感(40分)
优 浅黄绿色,色泽均
匀(26分~30分)
金银花的清香协调、
浓郁(26分~30分)
甜味适中,协调,爽口
(36分~40分)
良 黄褐色,色泽稍暗
(21分~25分)
风味一般
(21分~25分)
甜味较好,较协调,口
感粗糙(31分~35分)
差 黄褐色,色泽较暗
(20分以下)
风味较差
(20分以下)
过甜或过淡,口感粗
糙(31分以下)
表 5 L16(45)正交试验因素水平
Table 5 Factors’level of L16(45)orthogonal test


因素
A金银花
提取液/
(mL/100 mL)
B绿豆皮
纤维/
(g/100 mL)
C柠檬酸/
(g/100 mL)
D白砂糖/
(g/100 mL)
E海藻酸钠:
CMC-Na/
(g/100 mL)
1 20 4 0.08 2 0.15 ∶ 0.05
2 25 6 0.10 4 0.10 ∶ 0.10
3 30 8 0.12 6 0.05 ∶ 0.15
4 35 10 0.15 8 0 ∶ 0.20
表 6 金银花绿豆皮纤维保健饮料配方 L16(45)正交试验结果分析
Table 6 Analysis on the result of L16(45)orthogonal test on
beverage consisting of honeysuckle and mungbeans fiber
试验号 A B C D E 感官指标综合评分
1 A1 B2 C3 D2 E3 87
2 A2 B4 C1 D2 E2 90
3 A3 B4 C3 D3 E4 89
4 A4 B2 C1 D3 E1 86
5 A1 B3 C1 D4 E4 76
6 A2 B1 C3 D4 E1 79
7 A3 B1 C1 D1 E3 87
8 A4 B3 C3 D1 E2 85
9 A1 B1 C4 D3 E2 91
10 A2 B3 C2 D3 E3 86
11 A3 B3 C4 D2 E1 93
12 A4 B1 C2 D2 E4 80
13 A1 B4 C2 D1 E1 83
14 A2 B2 C4 D1 E4 89
15 A3 B2 C2 D4 E2 77
16 A4 B4 C4 D4 E3 72
∑K1 337 337 339 344 341
∑K2 344 339 326 350 343
∑K3 346 340 340 352 332
∑K4 323 334 345 304 334
K1 84.25 84.25 84.75 86.00 85.25
K2 86.00 84.75 81.50 87.75 85.75
K3 86.50 85.00 85.00 88.00 83.00
K4 80.75 83.50 86.25 76.00 83.50
R 5.75 1.5 4.75 12.00 2.75
优化条件 A3 B3 C4 D3 E2
王晓英:金银花、绿豆皮纤维保键饮料的研制食品研发
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由表 7可知,通过重复实验,11号样品感官综合
评分最高,因此,选择 11 号样品为最佳配方,即
A3B3C4D2E1,即金银花提取液 30 mL/100 mL、绿豆皮纤
维 8 g/100 mL、柠檬酸 0.12 g/100 mL、白砂糖 4 g/100 mL、
海藻酸钠 0.15 g/100 mL、CMC-Na0.05 g/100 mL。
2.5 产品质量要求
2.5.1 感官指标
色泽:浅黄绿色,均匀一致;
滋味和气味:具有金银花特有的香气,酸甜适口、
柔和、清爽;
组织状态:无分层和明显沉淀现象,流动性好,保
质期为 6个月。
2.5.2 理化指标
可溶性固形物(%)>6.5 %;总酸(柠檬酸计):
0.10 %~0.15 %;膳食纤维≥6.0 g/100 mL(GB/T5009.88-
2008);黄酮类化合物含量≥150 mg/100 mL(三氯化铝
比色法)。
2.5.3 微生物指标
符合GB2759.1-2003的规定。菌落总数≤100CFU/
mL;大肠菌群≤6 MPN/100 mL;致病菌不得检出。
3 结论
1)通过正交试验得最佳配方:金银花提取液
30 mL/100 mL、绿豆皮纤维 8 g/100 mL、柠檬酸 0.12 g/
100 mL、白砂糖 4 g/100 mL、海藻酸钠 0.15 g/100 mL、
CMC-Na0.05 g/100 mL组成最佳配方。由本配方研制
的保键饮料,较好地保留了金银花原有的风味和功能
性成分,口味柔和、清爽,风味独特,是一种天然的保键
饮料。
2)为充分利用金银花有效成分,采用浸泡提取相
结合的方法,提高黄酮类化合物的提取率。
3)通过对绿豆皮纤维的再利用,变废为宝,为绿豆
的综合利用提供了一条有效途径。
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收稿日期:2012-09-24
表 7 金银花绿豆皮纤维保健饮料配方调配重复实验
Table 7 Validation results for optimal beverage formulation
感官指标综合评分
87
90
85
A B C D E
9 A1 B1 C4 D3 E2
11 A3 B3 C4 D2 E1
N A3 B3 C4 D3 E2
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