1河北省农林科学院遗传生理研究所,河北 石家庄 050051 2河北省农林科学院经济作物研究所,河北 石家庄 050051
摘要:以连翘叶为原料,以可溶性固形物得率为考察指标筛选连翘叶提取工艺;以感官评分为标准确定连翘叶饮品配方及制备工艺。确定连翘叶提取工艺为:超声辅助提取,超声功率800 W、提取温度60℃、溶剂用量8倍量,提取时间60min,提取次数2次,在此工艺条件下可溶性固形物得率为27.4%;以连翘叶提取液10%、三氯蔗糖0.75%、柠檬酸0.06%、白砂糖2%,稳定剂(羧甲基纤维素钠:黄原胶:海藻酸钠3:1:2) 0.15%为连翘叶饮品配方,在此条件下制备的连翘叶饮品具有口感好、溶液澄清等特点。
关键词:连翘叶;可溶性固形物含量;饮品;制备工艺
连翘作为传统中草药具有清热解毒、抗氧化,降血糖等多种功效,连翘果为连翘的常规入药部位[1-4]。研究发现,连翘叶中的连翘苷、连翘脂苷含量远高于连翘果[5-6],但目前关于连翘叶的加工利用较少,资源浪费,本研究通过制定连翘叶饮品配方,制定提取、浓缩、干燥及成型工艺,优化相关工艺参数,制备连翘叶饮品,从而提高连翘叶产品附加值,实现资源的综合利用。
1 材料
1.1仪器与设备
JK-IX 手持式糖度计(北京精凯达仪器有限公司);752PC型紫外光可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司);恒温水浴锅(上海福玛实验设备有限公司);TN型提取浓缩机组(无锡市旺盛机械厂);GLP型高速离心喷雾干燥机(无锡市旺盛机械厂);干法制粒机(张家港市开创机械制造有限公司)。
1.2 实验材料
连翘叶(2019年9月购自平顺县君品农产品开发有限公司);白砂糖、柠檬酸、三氯蔗糖(河南华森食品配料有限公司);羧甲基纤维素钠、黄原胶、海藻酸钠(山东萍聚生物科技有限公司)。
2 方法
2.1 提取工艺研究
本研究采用超声辅助提取法制备连翘叶提取液,以可溶性固形物得率(以下简称得率)为指标,分别考察提取温度、料液比、超声功率、提取时间和提取次数对得率的影响,优化提取工艺。
采用手持式糖度计测定样品中可溶性固形物含量,按式(1)计算得率,
得率(%)=C×W1 /W2×100% 式(1)
式中C为可溶性固形物含量,W1为药材提取液体积,W2为药材质量。
2.1.1温度对得率的影响
在料液比为1:8、超声功率为1000 W的条件下提取60 min,提取温度分别为30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃,测定可溶性固形物含量,计算得率。
2.1.2料液比对得率的影响
设定提取温度为60℃、提取功率为1000 W,分别在料液比为1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:12的条件下提取60 min,测定可溶性固形物含量,分别计算得率。
2.1.3超声功率对得率的影响
设定提取温度为60℃,料液比为1:8,在超声功率分别为400 W、600 W、800 W、1000 W、1200 W条件下提取60 min,测定可溶性固形物含量,计算得率。
2.1.4提取时间对得率的影响
设定提取温度为60℃,料液比为1:8,功率为800W,然后分别提取10 min、20 min、30 min、60 min、90 min、120 min,测定可溶性固形物含量,计算得率。
2.1.5提取次数对得率的影响
设定提取温度为60℃,料液比为1:8,功率为800W,提取时间60 min,在相同试验条件下提取4次,每次提取完后测定可溶性固形物含量,分别计算累积得率。
2.2制备工艺研究
连翘叶饮品的制备过程主要包括过滤、调配、脱气、灭菌及灌装等步骤,其中连翘叶饮品的口感、组织状态对产品的感官评价具有重要影响,本研究重点从上述两方面展开研究。
2.2.1感官评价标准
由经过专业培训的20人对连翘叶饮品进行感官评定,评分项目包括色泽、气味、滋味和组织形态4个方面,连翘叶饮品感官评分标准如表1所示[7]:
表1 连翘叶饮品感官评分标准
因子 | 品质特点 | 评分 |
香气 | 香气纯正自然 | 5~6 分 |
香气较明显 | 3~4 分 | |
香气不明显 | 0~3 分 | |
色泽 | 颜色深浅适中,淡黄色,有光泽 | 6~8 分 |
颜色较浅或较深 | 3~5 分 | |
颜色浅或深,呈基本无色或褐色 | 0~2 分 | |
滋味 | 甜度适宜,甘凉清爽 | 6~8 分 |
酸甜较适宜,口感平淡 | 3~5 分 | |
甜味较淡或过重 | 0~2 分 | |
组织状态 | 组织状态均一,澄清透亮,无明显肉眼可见悬浮物或沉淀 | 6~8 分 |
组织状态较为均一,较澄清,无明显的沉淀、分层现象 | 3~5 分 | |
组织状态较不均一,较浑浊,有明显的沉淀、分层现象 | 0~2分 |
2.2.2连翘叶饮品口感优化
以感官评价为标准,在单因素试验基础上,优化连翘叶比例(v/v)、三氯蔗糖添加量(w/v)、柠檬酸添加量(w/v)、复合稳定剂添加量(w/v)4因素对连翘叶饮品口感的影响
2.2.3连翘叶饮品组织状态优化
选用羧甲基纤维素钠、黄原胶和海藻酸钠进行复配,以黏度、透光率、沉淀量和排队评分法为评价指标,优化羧甲基纤维素钠添加量(w/v)、黄原胶添加量(w/v)、海藻酸钠添加量(w/v)配比。以感官评价指标为标准,考察复合稳定剂添加量分别为0.1%、0.15%、0.2%时,连翘叶饮品的组织状态。
3 结果
3.1 提取工艺研究
3.1.1温度对得率的影响
在一定范围内,随着提取温度的升高,溶剂的渗透性增强,有利于可溶性固形物溶出,得率随温度的升高而升高,当温度超过60℃时,变化趋势不再明显(P>0.05),综合考虑设定60℃为提取温度。
3.1.2料液比对得率的影响
随料液比的增加,提取液浓度差逐渐增大,固形物溶解度提高,得率随之提高,当料液比达1:8时,固形物在溶剂中的扩散达到平衡,得率增加缓慢(P>0.05),故设定料液比为1:8。
3.1.3超声功率对得率的影响
随超声功率的增加,细胞内物质不断溶解释放,得率迅速增加,当功率增加至800W时增速放缓(P>0.05),故设定功率为800W。
3.1.4提取时间对得率的影响
得率随提取时间的增加而增加,提取时间60 min后得率变化不再显著(P>0.05),故提取时间可选择60 min。
3.1.5提取次数对得率的影响
得率随提取次数的增加而增加,提取2次后变化不再明显(P>0.05),从节约能源和缩短生产时间角度综合考虑设定提取次数为2次。
3.2制备工艺研究
3.2.1连翘叶饮品口感优化
由表2、3可知,影响连翘叶饮品感官评分各因素主次顺序为连翘叶提取液添加量、白砂糖添加量、柠檬酸添加量和三氯蔗糖添加量,各主次指标最高水平组成较优工艺条件为A2B3C2D2,即连翘叶提取液10%、三氯蔗糖0.75%、柠檬酸添加量0.06%、白砂糖添加量2%。
表2连翘叶饮品口感优化正交试验因素水平表
水平 | 因素 | |||
A连翘叶提取液(%) | B三氯蔗糖(%) | C柠檬酸(%) | D白砂糖(% ) | |
1 | 5 | 0.25 | 0.04 | 1 |
2 | 10 | 0.50 | 0.06 | 2 |
3 | 15 | 0.75 | 0.08 | 3 |
表3连翘叶饮品口感优化结果
试验号 | A | B | C | D | 香气 /分 | 色泽 /分 | 滋味 /分 | 组织状态/分 | 总分 |
1 | 5 | 0.25 | 0.04 | 1 | 4.35 | 6.34 | 7.22 | 8.97 | 26.88 |
2 | 5 | 0.50 | 0.06 | 2 | 5.22 | 6.54 | 7.15 | 9.13 | 28.04 |
3 | 5 | 0.75 | 0.08 | 3 | 5.14 | 6.73 | 7.61 | 7.78 | 27.26 |
4 | 10 | 0.25 | 0.06 | 2 | 4.17 | 6.81 | 7.31 | 9.28 | 27.57 |
5 | 10 | 0.50 | 0.08 | 1 | 4.31 | 6.69 | 7.08 | 8.89 | 26.97 |
6 | 10 | 0.75 | 0.04 | 3 | 5.16 | 7.17 | 7.13 | 8.22 | 27.68 |
7 | 20 | 0.25 | 0.08 | 3 | 3.47 | 7.13 | 7.25 | 9.39 | 27.24 |
8 | 20 | 0.50 | 0.04 | 2 | 4.34 | 6.98 | 7.38 | 8.19 | 26.89 |
9 | 20 | 0.75 | 0.06 | 1 | 5.02 | 7.49 | 7.15 | 8.04 | 27.70 |
K1 | 27.39 | 27.23 | 27.15 | 27.18 | |||||
K2 | 27.81 | 27.30 | 27.65 | 27.77 | |||||
K3 | 27.28 | 27.55 | 27.16 | 27.24 | |||||
R | 0.62 | 0.32 | 0.42 | 0.47 |
2.2.3连翘叶饮品组织状态优化
以黏度、透光率、沉淀量和排队评分法为评价指标,优化筛选稳定剂种类及用量,研究结果显示羧甲基纤维素钠:黄原胶:海藻酸钠为3:1:2,添加量为0.15%时,连翘叶饮品组织状态较为稳定。
表4复合稳定剂正交试验因素水平表
水平 | 因素 | ||
A羧甲基纤维素钠(%) | B黄原胶(%) | C海藻酸钠(%) | |
1 | 0.03 | 0.01 | 0.01 01 |
2 | 0.04 | 0.02 | 0.02 |
3 | 0.05 | 0.03 | 0.03 |
表5复合稳定剂优化正交试验结果
试验号 | 羧甲基纤维素钠/% | 黄原胶/% | 海藻酸钠/% | 黏度(mPa/s) | 透光率/% | 沉淀量 | 排队评分法得分 |
1 | 0.03 | 0.01 | 0.01 | 2.42 | 90.06 | + | 25.00 |
2 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 3.53 | 89.12 | - | 24.49 |
3 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 5.57 | 85.30 | + | 5.63 |
4 | 0.04 | 0.01 | 0.02 | 3.21 | 89.26 | + | 20.8 |
5 | 0.04 | 0.02 | 0.03 | 4.07 | 86.19 | ++ | 6.62 |
6 | 0.04 | 0.03 | 0.01 | 5.16 | 85.60 | + | 6.30 |
7 | 0.05 | 0.01 | 0.03 | 3.71 | 89.51 | - | 24.74 |
8 | 0.05 | 0.02 | 0.01 | 4.01 | 87.43 | + | 14.42 |
9 | 0.05 | 0.03 | 0.02 | 5.61 | 86.61 | - | 12.94 |
K1 | 55.12 | 70.54 | 45.72 | ||||
K2 | 33.72 | 45.53 | 58.23 | ||||
K3 | 52.1 | 24.87 | 36.99 | ||||
R | 21.4 | 45.67 | 21.24 |
表6连翘叶饮品组织状态优化结果(x±s, n=20)
复合稳定剂添加量 | 0.1% | 0.15% | 0.2% |
感官评价结果 | 25.67±1.12 | 28.45±1.34 | 26.94±1.25 |
4 结论
本研究确定了连翘叶饮品的配方及制备工艺,连翘叶提取工艺为提取温度60℃、料液比1:8、超声功率800 W、提取时间60 min,提取2次;饮品制备工艺为连翘叶提取液10%、三氯蔗糖0.75%、柠檬酸添加量0.06%、白砂糖添加量2%,稳定剂添加量0.15%,饮品评分为(27.87±1.31)分。上述工艺操作简便,适合工业化生产,同时制备的连翘叶饮品具有口感好、溶液澄清等特点。
参考文献:
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基金项目:河北省中药材产业体系项目(HBCT2018060206)