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凉粉草茶保健饮料制备工艺的研究



全 文 :!#$
凉粉草茶保健饮料制备工艺的研究
冯! 涛,刘舒文
(上海应用技术学院香料香精技术与工程学院,上海 !!#$)
摘% 要:凉粉草茶饮料的最佳配方:菊花、金银花、甘草(!&’&’)混合汁与凉粉草汁比为 ’&!,蔗糖的添加量为 #($),经
调配制成口感细腻,别具风味又富有营养价值及保健作用的凉粉草保健饮料。通过实验确定最佳工艺参数为:菊花、
金银花、甘草混合汁的提取温度为 *+,料液比为 ’&’,提取时间为 ,-./,提取所用溶剂的 01为 2($;凉粉草汁的提
取温度为 3+,料液比为 ’&2$,提取所用时间为 $-./,提取所用 45!67# 溶液浓度为 ’)。该复合茶饮料清香纯正、风
味独特、甜酸适中。
关键词:凉粉草,保健饮料,总黄酮,工艺
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中图分类号:E9!,$(!% % % % 文献标识码:K% % % % 文 章 编 号:’!8#2(!3)L8!’8L
收稿日期:!*8,8’2
作者简介:冯涛(’3,*8),男,讲师,研究方向:药食科学。
基金项目:上海市教委科技创新项目(*MN’2L)。
% % 凉粉草系唇形科植物凉粉草的全草,属一年生
草本宿根植物,又被称为仙草、仙人草、仙人冻、仙人
菜草、薪草,学名为 !#$%& ’($)*+,%# -+#.,是植物
中的天然绿色食品,在民间被广泛用于日常饮食之
中,即可作为食品又可作为药材的特殊中草药,具有
很高的营养与医药价值[’]。本论文旨在通过采用不
同工艺制作凉粉草茶饮料,并经过与其他辅料的复
配后调制成色泽宜人、香气浓郁又营养丰富的凉粉
草茶保健饮料,达到既符合新世纪人们口味,又符合
健康科学饮食要求的目的,同时也为凉粉草的深加
工及综合开发利用提供一条新途径。
9! 材料与方法
9:9! 材料与仪器
凉粉草% 福建武平农户提供,食品级;菊花、金
银花、甘草% 药圣堂(湖南)制药有限公司,食品级;
芦丁% 成都曼思特生物科技有限公司,纯度为 3*);
无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝% 国药集团化学试剂有
限公司,分析纯。
OD8’ 粉碎机 % 江苏金坛市环宇科学仪器厂;
118L数显恒温水浴锅% 上海森地科学仪器有限公司;
,$L紫外分光光度计% 上海精化科技仪器有限公司。
9:;! 测定方法
产品中总黄酮的测定方法:采用 4547! 8
D=(47#)#84571法
[!];产品各指标的检测方法:根据
PK ’3!328!# 考察饮料卫生标准[#]。
9:茶汤[菊花 Q金银花 Q甘草(!&’&’)汁&凉粉草汁 R ’&!]#
配料(白砂糖)#搅拌#过滤#混合、均质#脱气#灭菌#灌
装#冷却#成品[L]
9:=! 操作要点
’(L(’% 茶汤% 取菊花,金银花和甘草以 !&’&’(-Q -Q -)
的比例提取,再将该提取液与凉粉草提取液按 ’&!(S Q S)
混合得茶汤。
’(L(!% 配料% 取一定量白砂糖、柠檬酸、调节糖酸比[$]。
’(L(#% 过滤% 依次用 2、*、’、!目的滤袋过滤调配
液,过滤后所得产品无肉眼可见杂质[2]。
’(L(L% 混合、均质% 采用二次均质,压力为 !T?5,温度
2U,+[2]。
’(L($% 脱气% 脱气机的真空度为 ($T?5[,]。
’(L(2% 灭菌% 采用高温瞬时杀菌,杀菌温度为 ’!’+,杀
!#
表 ! 菊花、金银花、甘草提取液的提取条件的正交实验结果
实验号 #提取温度($) %料液比 &提取时间(’()) *溶剂 +, 吸光度 总黄酮(’- . !//’0)
!
1
2
3
4
5
6
7
8
9!
91
92
:
!(64)
!
!
1(7/)
1
1
2(74)
2
2
!4/;25
!4!;!2
!!4;38
!!;77/
!(!<7/)
1(!2(!!
1
2
!
1
2
!11;86
!36;14
!35;65
7;/82
!(4/)
1(5/)
2(6/)
1
2
!
2
!
1
!22;46
!34;8!
!26;4/
3;!!3
!(5;4)
1(5;/)
2(4;4)
2
!
1
1
2
!
!38;47
!14;21
!31;/7
7;/76
/;1!6
/;!8/
/;!55
/;114
/;1/8
/;!37
/;!23
/;!43
/;!4/
35;4/
4/;51
42;13
37;26
45;!5
35;5/
17;!/
3/;36
35;81
表 1 凉粉草提取液的提取条件的正交实验结果
实验号
#提取温度
($) %料液比
&提取时间
(’())
* =>1&?2
溶液浓度(@)
吸光度 总黄酮(’- . !//’0)
!
1
2
3
4
5
6
7
8
9!
91
92
:
!(74)
!
!
1(8/)
1
1
2(84)
2
2
!72;27
!81;83
!68;84
3;22/
!(!<54)
1(!<64)
2(!<74)
!
1
2
!
1
2
!77;4!
!75;!5
!7!;5/
1;2/3
!(3/)
1(4/)
2(5/)
1
2
!
2
!
1
!74;!4
!74;75
!74;15
/;125
!(/;4)
1(!)
2(!;4)
2
!
1
1
2
!
!72;83
!76;36
!73;75
!;!66
/;237
/;2/7
/;15/
/;258
/;2!7
/;165
/;241
/;188
/;146
5!;46
51;1/
48;5!
54;2/
53;/!
52;52
5!;53
48;84
47;25
菌时间为 4A[7]。
!;3;6 灌装 用耐热 BCD瓶热灌装,立即封口[8]。
!;3;7 冷却 迅速用冷水将热灌装茶饮料冷却至室温。
! 结果与分析
!#$ 菊花、金银花、甘草提取液最佳提取条件的确定
为了全面考察工艺的最佳参数条件,根据单因素实
验的结果,确定以提取温度 #、料液比 %、提取时间 &、溶
剂 +, *四因素进行正交实验设计,以测定菊花、金银
花、甘草混合提取液样品中的总黄酮含量,设计了四因
素三水平的正交实验,正交实验因素水平及结果见表 !。
由正交实验结果可得,最佳提取条件为 #1%1&1*!,
即提取温度 7/$,料水比 !为 5;4,在此条件下所得提取液的总黄酮含量为
44;!5’- . !//’0,比 #1%1&2*! 条件下所得混合液的总黄
酮含量 45;!5’- . ’0低,因此最终提取条件确定为提取
温度为 7/$,料液比为 !用溶剂的 +,为 5;4。
!#! 凉粉草提取液最佳提取条件的确定
为了全面考察工艺的最佳参数条件,根据单因素实
验的结果,确定以提取温度 #、料液比 %、提取时间 &、
=>1&?2 溶液浓度 *四因素进行正交实验设计,以测定
凉粉草提取液样品中的总黄酮含量,设计了四因素三水
平的正交实验,正交实验因素水平及结果见表 1。
由正交实验结果可得,最优水平组合 #1%!&1*1,即
提取温度为 8/$,料液比为 !<54,提取时间为 4/’(),提
取所用=>1&?2 溶液浓度为!@,在此条件下所得提取液
的总黄酮含量为 57;57’- . !//’0,是所有测试条件下最
高的,因此最终提取条件就确定为该条件。
!#% 正交实验 &’(%
()确定最佳饮料配方
根据影响产品(产品均用柠檬酸和 =>1&?2调节 +,
在 6;2 E/;4)品质及风味的主要原料凉粉草原汁 #、菊
花、金银花、甘草混合汁 %、白砂糖 &为主要因素,设计
了四因素三水平的 08(2
2)正交实验,正交实验因素水平
及结果见表 2。
表 2 饮料配方的正交实验分析
实验号
#凉粉草
原汁(’0)
%菊花、金
银花、甘草
混合汁(’0)
&白砂糖
(@)
感官指标
评分
!
1
2
3
4
5
6
7
8
9!
91
92
:
!(5/)
!
!
1(6/)
1
1
2(7/)
2
2
145
146
142
3
!(24)
1(3/)
2(34)
!
1
2
!
1
2
145
144
144
!
!(2)
1(2;4)
2(3)
1
2
!
2
!
1
147
148
138
!/
7!
75
78
82
67
75
61
8!
7/
从表 2可以看出,对饮料影响的关键性因素是 & F
!!#
表 ! 不同处理对稳定性的影响(静置一周后,翻转摇瓶观察结果)
稳定剂(#) $%$& $%’$ $%’( $%’!
明胶
羧甲基纤维素钠
海藻酸钠
少量沉淀
少量絮状物
有少量絮状物
有沉淀
有沉淀
有絮状物
有沉淀
有沉淀
有明显絮状物
较多沉淀
较多沉淀
有明显絮状物
未添加 无沉淀或絮状物,且无分层现象
表 ) 不添加稳定剂的条件下不同浓度乳化剂对乳化特性的影响
乳化剂(#) $%$& $%’$ $%’( $%’!
蔗糖脂肪酸酯 有少量絮状物 有絮状物 有明显絮状物 有明显絮状物
未添加 无沉淀或絮状物,且无分层现象
表 * 不同贮存时间溶液体系的稳定性
放置时间 观察现象
不避光保存 避光保存
吸光度
总黄酮
(+, - ’$$+.) 吸光度
总黄酮
(+, - ’$$+.)
当天 一种澄清的棕褐色液体,具有凉粉草的独特香味 $%(!/ *’%/& $%(!/ *’%/&
’周 色泽无变化,保持其特有的
香味且无絮状物或沉淀产生
$%(!’ *$%0’ $%(!( *$%1*
’月 色泽无变化,无絮状物或沉淀产生,
且能保持其特有的香味
$%(/0 )1%*& $%(!$ *$%!)
(月 色泽无明显变化,但是有些许沉淀产生,
原有香味有所变弱
$%(/$ )0%&& $%(!$ *$%!)
2 34,即白砂糖的含量是主要的影响因素,凉粉草原汁
次之,菊花、金银花、甘草混合汁最弱。根据打分结果得
出最佳配方 2(4’5(,即凉粉草茶保健饮料的最佳配方为
凉粉草原汁比菊花、金银花、甘草混合汁为 (6’时,配以
白砂糖 /%)#。
!#$ 凉粉草茶保健饮料稳定性的确定
为了突出饮料的风味,确保饮料的稳定性,通过相
关实验来确定稳定剂和乳化剂的添加量及添加条件[’$],
见表 !、表 )。
分析表 !可知,这应该是由于凉粉草本身含有一种
多糖胶,可以为饮料提供一定的稳定性,故可以不添加
任何稳定剂,通过简单过滤后溶液可以基本达到稳定的
状态,这样既节约成本,又保持了饮料原有的天然风味。
由表 )可知,由于乳化剂蔗糖脂肪酸酯的加入反而
引起了絮状物的生成,因此,说明此配方不适合添加蔗
糖脂肪酸酯。
由于此配方不添加稳定剂和乳化剂的条件下较好,
故将未添加任何添加剂的饮料用滤袋过滤后,放置’周、
’月、(月,观察溶液体系的稳定性,记录相关现象,并测
定各阶段总黄酮含量,见表 *。
由表 *可知,在不添加任何稳定剂的情况下,由于
凉粉草本身所带有的多糖胶给予体系以足够的稳定性,
且光线对凉粉草茶饮料中的黄酮破坏不是很大,饮料存
放 (个月的条件下黄酮含量变化不大。
!%$ 产品的质量标准
(%)%’ 产品的感官指标 见表 0。
表 0 产品的感官指标
项目 指标
色泽 棕褐色,均匀一致
气味
具有凉粉草自然香味,柔和,
并辅有菊花、金银花的香气
体态
透明、澄清、不分层
(允许有少量辅料沉淀)
口味 甜度适中爽口,口感协调柔和、后味绵长
(%)%( 产品的理化指标 见表 &。
表 & 产品理化指标
项目 指标
可溶性固形物(折光仪)
78(精密 78计测)
砷(以 29计)
铅(以 :;计)
铜(以 5<计)
总黄酮
)&
0%/ =$%(
>$%’+, - ?,
>$%’+, - ?,
>(%0+, - ?,
)*$+, - ’$$+.
(%)%/ 产品的卫生指标 见表 1。
表 1 产品卫生指标分析
项目 指标[/] 分析结果
细菌总数(@A< - +.)
大肠菌群(B:C- ’$$+.)
致病菌
’’$$
’*
不得检出
()
未检出
未检出
注:指肠道致病菌和致病性球菌。
&$ 结论
&’ 菊花、金银花、甘草混合最佳提取工艺参数:提取温
度取温度为 &$D,料液比为 ’6’$$,提取时间为 0$+EF,提
取所用溶剂的 78为 *%)。
&! 凉粉草(全草)最佳提取工艺参数为:提取温度为
1$D,料液比为 ’6*),提取所用时间为 )$+EF,提取所用
CG(5H/ 溶液浓度为 ’#。
&& 凉粉草茶保健饮料的最佳配方为凉粉草原汁6(菊
花、金银花、甘草混合汁)6白砂糖 I($6’$6’。制备出的凉
粉草茶饮料质地均匀,无分层现象,呈均匀的棕褐色,呈
独特、柔和的凉粉草香气并辅以菊花、金银花的清香,无
异味,酸甜适度,味美爽口。
&# 凉粉草本身所带有的多糖胶给予体系以足够的稳
定性,故无需再添加任何的稳定剂,从而保证了饮料的
纯天然风味。通过本课题的研究,得到了较为理想的凉
粉草茶保健饮料。
参考文献:
[’]冯涛,顾正彪,金征宇%凉粉草胶的研究进展[J]%中国食品
(下转第 (’) 页)
!#$
!#$ 抗疲劳实验结果
从表 ! 可以看出,灌胃天然松花粉的小鼠平均
游泳时间短于本工艺产品的,且差异显著,表明本工
艺产品比天然松花粉更能有效延长运动时间,延缓
疲劳的发生,验证了本产品具有更好的抗疲劳功效。
表 ! 抗疲劳实验结果
组别 平均时间(#$%)
天然松花粉 &’()* + ,(-’
’.’!&, &,(*/ + &0(’’12
注:12 3 ’(’/ 表示与天然松花粉组比较差异显著。
%$ 讨论
本研究使用 !456、755 等破壁添加剂对松花
粉进行研磨破壁,由于添加剂溶解度低或不溶于水,
在水中以晶体形式与粉体共存,!456 与 755 晶体
大小分别为:/ 8&*、*/ 8&’’#,与花粉粉体大小相
当,研磨过程中,晶体自身被研磨成无规则形状,增
加对粉体的摩擦力、剪切力、挤压力等多种作用力组
成的复合力场,破壁率可以达到 ))9。传统胶体磨
长时间研磨后物料产生大量的热,温度急剧升高,有
效成分遭到破坏。本工艺缩短达到合格破壁率的时
间,最大程度地保持松花粉的有效成分。
干法破壁主要采用低温高速气流粉碎技术,该
设备价格昂贵,破壁后相当比例花粉颗粒的形态改
变主要是气囊从花粉主体颗粒上破碎、分离,得到的
破壁松花粉流体特性丧失,粘附性很强[.],而花粉主
体并未完全破碎,本产品花粉主体完全破碎,内容物
完全释放,且具有良好的流动性,利于各种口服剂型
产品的开发。
市售天然及破壁松花粉极易发生霉变,本技术
由于增加酒精预处理过程,除去了粘附在粉体表面
的微尘,产品霉变及卫生指标得到明显改善,其中添
加 !456的产品抗霉变能力最强,而其他添加剂的
产品抗霉变能力有所增强,但仍然较 !456 的产品
差,这可能与松花粉在破壁过程中有效成分与 !456
发生了包合有关。
本工艺产品水溶性增强,!456作为添加剂的产
品增溶作用强,755 弱,松花粉在破壁过程中与
!456有包合物形成。
本工艺破壁的同时提高了产品的卫生指标,且
设备要求低,成本低,最大程度地保持了天然松花粉
的营养成分不被破坏,产品易保存运输,食用方便;
工序简单,易于工业化生产,不易被污染;使用 !456
或 755作为破壁添加剂,其中 !456 不仅是重要的
破壁添加剂,加速了主体花粉细胞壁破碎速度及程
度,使得营养物质完全释放,增加营养成分水溶性,
更有利于人体吸收,与天然松花粉相比,抗疲劳效果
更为显著;还可以增强破壁松花粉中营养成分的稳
定性,避免常规破壁技术中产品易氧化霉变[.]等问
题,实验结果提示松花粉在破壁的同时发生了 !456
特殊的包合作用,相关的研究正在进行中。
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