白茅根菊花復合飲料的研制

唐 倩，孟得艷，張 雪，楊 憲，蘭作平*

(1.重慶醫藥高等專科學校，重慶 401331；2.重慶市藥物制劑工程技術研究中心，重慶 401331；3.重慶師范大學，重慶 401331)

白茅根，又名地箭、茅草根，為禾本科植物白茅的干燥根莖[1]。廣泛分布于全國各地，為中醫傳統常用中藥[2-5]。始載于《神農本草經》，列為中品，味甘，性寒，具有涼血止血，生津止渴，清熱利尿等功效[1]。菊花，又名甘菊、藥菊等，是菊科多年生宿根草本植物菊的頭狀花序[6]。味甘、微帶苦味，性涼，無毒，入心、肺經 。

近年來，隨著社會的快速發展，人們的生活節奏越來越快，作息、飲食經常不規律，稍不注意各種不適癥狀就接踵而至，如眼赤腫痛、口腔潰瘍、口舌生瘡、咽喉發炎、心煩口渴、熱病傷津、消化不良等問題，在夏天尤為常見。針對生活中的這些現象，結合白茅根、菊花、荷葉、甘草和梨的使用價值和藥用價值，筆者擬以白茅根、菊花、梨汁、甘草、荷葉等為原輔料，通過單因素試驗和正交試驗，考察了白茅根與菊花的原料比，主原料與輔料(梨汁、甘草、荷葉)總量比，梨汁、甘草、荷葉的質量之比，料水比，蔗糖添加量等對復合飲料感官品質的影響，獲得白茅根菊花復合飲料原輔料的最佳配方。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1原料。白茅根、菊花、荷葉、甘草，購自重慶市渝中區菜園壩中藥材專業市場；山梨酸鉀，寧波王龍科技股份有限公司；白砂糖，太古白砂糖。

1.1.2儀器設備。C21-WK2102電磁爐，廣東美的生活電器制造有限公司；高速冷凍離心機，湖南湘立科學儀器有限公司；EL204-IC電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司 ；BCD-215KS冰箱，青島海爾股份有限公司；TDFJ-160型電動封罐機，杭州方南機械有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器，江陰濱江醫療設備有限公司；攪拌機，廣州美的生活電器制造有限公司。

1.2方法

1.2.1工藝流程。制備濃縮液→單因素試驗→殺菌觀察→輔料最佳濃度比的確定→正交試驗→極差分析→確定配方→滅菌→罐裝→冷卻→成品→冷藏。

1.2.2制備濃縮液。

1.2.2.1白茅根濃縮液的制備。挑選白茅根1 500 g，清洗后用1∶12 的水(即18 000 mL)浸泡40 min，再對白茅根及其浸泡液煮沸，調至小火使其微沸40 min，過濾。再對過濾后的白茅根分別按照1∶8、1∶6的比例加入(12 000、9 000 mL)水煎煮過濾，并將3次所得的濾液進行濃縮。待濃縮液冷卻后裝入玻璃瓶中，放置冰箱2 d，使其澄清備用。

1.2.2.2菊花濃縮液的制備。挑選菊花500 g，將選好的菊花投入1∶12(6 000 mL)的水中，浸泡40 min。再對菊花及其浸泡液煮沸，調至小火使其微沸40 min，過濾。再對過濾后的菊花按照1∶12的比例加水煎煮過濾，重復2次，并將3次所得的濾液進行濃縮。待濃縮液冷卻后裝入玻璃瓶中，放置冰箱2 d，使其澄清備用。

1.2.2.3荷葉濃縮液的制備。挑選荷葉300 g，清洗后用剪刀將荷葉剪成小塊，將處理好的荷葉投入1∶12(3 600 mL)的水中，浸泡40 min。再對荷葉及其浸泡液煮沸，調至小火使其微沸40 min，過濾。再對過濾后的荷葉按照1∶12的比例加入水進行煎煮過濾，重復2次，并將3次所得的濾液進行濃縮。待濃縮液冷卻后裝入玻璃瓶中，放置冰箱2 d，使其澄清備用。

1.2.2.4甘草濃縮液的制備。挑選甘草500 g并清洗，用1∶12的(6 000 mL)水浸泡40 min，再對甘草及其浸泡液煮沸，調至小火使其微沸40 min，過濾。再對過濾后的甘草分別按照1∶10、1∶8的比例加入(5 000、4 000 mL)水進行煎煮，并將3次所得的濾液進行濃縮。待濃縮液冷卻后裝入玻璃瓶中，放置冰箱2 d，使其澄清備用。

1.2.3單因素試驗設計。

1.2.3.1主料白茅根和菊花、荷葉、甘草3種輔料總量的質量比對產品感官品質的影響。各試驗組固定蔗糖添加量為7%，料水比(料包括所有原輔料的總質量，下同)為1∶10(g/mL)，菊花∶荷葉∶甘草質量之比為5∶2∶3，山梨酸鉀暫不添加的條件下，采用白茅根與輔料總質量比為1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1，按植物復合飲料制作工藝進行試驗，通過感官評分確定最佳的白茅根與輔料總質量比。

1.2.3.2不同料水比對產品感官品質的影響。各試驗組固定蔗糖添加量為7%，白茅根與輔料總質量比為3∶1，菊花∶荷葉∶甘草質量之比為5∶2∶3，山梨酸鉀暫不添加的條件下，采用料水比為1∶8、1∶9、1∶10、1∶11、1∶12(g/mL)，按植物復合飲料制作工藝進行試驗，通過感官評分確定最佳的料水比。

1.2.3.3蔗糖添加量對產品感官品質的影響。各試驗組固定白茅根與輔料總質量比為3∶1，料水比為1∶10(g/mL)，菊花∶荷葉∶甘草質量之比為5∶2∶3，山梨酸鉀暫不添加的條件下，采用蔗糖添加量為5%、6%、7%、8%、9%，按植物復合飲料制作工藝進行試驗，通過感官評分確定最佳的蔗糖添加量。

1.2.3.4菊花∶荷葉∶甘草質量比對產品感官品質的影響。各試驗組固定蔗糖添加量為7%，白茅根與輔料總質量比為3∶1，料水比為1∶10(g/mL)，山梨酸鉀暫不添加的條件下，采用菊花∶荷葉∶甘草質量之比為4∶3∶3、4∶4∶2、5∶2∶3、5∶3∶2、5∶4∶1，按植物復合飲料制作工藝進行試驗，通過感官評分確定菊花∶荷葉∶甘草質量比。

1.2.4植物復合飲料感官評價。該試驗隨機挑選10位經培訓的食品專業的學生以感官評定的評分方法，對植物復合飲料的色澤、氣味、滋味、組織狀態進行評定，滿分為100分，結果取平均值，感官評分標準見表1。

表1 感官評價標準

1.2.5正交試驗設計。在多次單因素試驗的基礎上，確定影響植物復合飲料品質的主要因素為主料白茅根和菊花、荷葉、甘草3種輔料總量的質量比(A)、蔗糖添加量(B)、菊花∶荷葉∶甘草質量比(C)、料水比(D)4個因素進行正交試驗，采用L9(34)進行正交試驗，通過感官評分利用DPS數據處理系統分析試驗數據，篩選出最佳的植物復合飲料配方。試驗設計因素、水平及編碼見表2。

表2 正交試驗因素水平設計

1.2.6模糊數學模型的建立。以正交試驗時的9組植物復合飲料為評價對象集Y，Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9分別代表表3中組別1、2、3、4、5、6、7、8、9。以組織狀態、滋味、色澤和氣味為因素集U，因素集U={組織狀態U1、滋味U2、色澤U3、氣味U4}。以優、中、差為等級的評價結果，對應的分值是85、75和65，評語得分集為V，V={優，中，差}={90，80，70}。根據組織狀態、滋味、色澤和氣味在植物復合飲料感官評價中的作用，確定白茅根菊花復合飲料各感官指標的權重為組織狀態0.30、滋味0.30、色澤0.20和氣味0.20，總和為1。權重集X={X1，X2，X3，X4}={0.30，0.30，0.20，0.20}。白茅根菊花復合飲料感官指標綜合評判集Y=XR，其中X為權重集，R為模糊矩陣[7]。

1.3數據統計分析采用Excel 2010和DPS(7.5版)數據分析軟件統計數據和繪圖。

2 結果與分析

2.1白茅根菊花復合飲料配方單因素試驗結果

2.1.1白茅根和輔料總量的質量比對產品感官品質的影響。從圖1可看出，感官評分的得分隨著白茅根比例的增加呈先增后降的趨勢，在白茅根和輔料總量的質量比為3∶1時植物復合飲料的感官評分最高。這是由于輔料的添加對復合飲料產品的色澤、組織狀態等均具有一定的影響[8]，當輔料添加量過大，則產品甘草味過濃，風味欠佳，且會出現少量沉淀，導致產品感官評分低；當輔料添加量過小時，則產品色澤、滋味不突出，同樣導致產品得分低。所以選擇得分最高點即白茅根和輔料總量的質量比為3∶1最為合適。

圖1 白茅根和輔料總量的質量比對產品感官品質的影響Fig.1 Effect of rhizoma imperatae and accessories of the total mass ratio on sensory quality of products

2.1.2不同料水比對產品感官品質的影響。料水比對產品感官品質的影響見圖2。料水比直接影響產品的濃稠度，比值較高時，產品中水分偏少，濃度偏高，這樣調制出的產品口感較差，且會有很多產品中水溶性的多糖等有機物不能完全溶出，人體不能吸收，造成資源浪費。適當增加產品水分含量，料水比比值降低，這樣不僅使飲料的濃度降低，口感變好，而且能讓水溶性的多糖等有機物充分溶解，提高產品的營養價值。但隨著料水比比例的進一步降低，產品濃度變得過稀，滋味平淡，感官得分降低。因此，選擇圖2中產品感官品質得分的最高點的料水比為1∶10(g/mL)。

圖2 料水比對產品感官品質的影響Fig.2 Effect of solid-liquid ratio on sensory quality of products

2.1.3蔗糖添加量對產品感官品質的影響。蔗糖添加量主要影響產品的甜味，產品感官品質得分隨蔗糖添加量的增加呈先增大后降低的趨勢。由圖3可知，蔗糖添加量為6%時植物復合飲料的感官得分最高。

圖3 蔗糖添加量對產品感官品質的影響Fig.3 Effect of additive amount of sucrose on sensory quality of products

2.1.4菊花∶荷葉∶甘草質量比對產品感官品質的影響。菊花∶荷葉∶甘草質量比對產品感官評分見圖4，菊花∶荷葉∶甘草質量比為5∶2∶3時植物復合飲料的感官評分最高。這是由于此復合飲料的配料為菊花、荷葉、甘草等中草藥成分，其配比和用量的不同會直接影響產品的風味和營養。甘草有股香甜味，其比例過大時中草味過濃，風味欠佳；比例過小時，作為具中草藥藥效的飲料不能達到預期的效果。綜合比較，菊花∶荷葉∶甘草質量比為5∶2∶3時最為合適。

圖4 輔料質量比對產品感官品質的影響Fig.4 Effect of the quality of the excipient on sensory quality of products

2.2白茅根菊花復合飲料配方優化

2.2.1白茅根菊花復合飲料配方正交試驗。根據單因素試驗結果制定L9(34)正交試驗因素水平表，按配方進行配制，選擇10名評價者按表1評價白茅根菊花復合飲料后進行評分，結果如表3所示。

表3 正交試驗結果分析

根據R值可知，影響因素RA>RC>RD>RB，因此影響感官因素大小順序依次為白茅根和菊花、荷葉、甘草3種輔料總量的質量比(A)、菊花∶荷葉∶甘草質量比(C)、料水比(D)、蔗糖添加量(B)。直觀分析，感官評價得分最高的為A2B1C2D3，正交試驗得出的最優組合為A1B3C1D3，綜合考慮，選取A2B1C2D3為最佳組合，即白茅根和菊花、荷葉、甘草3種輔料總量的質量比為3∶1，菊花∶荷葉∶甘草質量比5∶2∶3、料水比1∶10(g/mL)，蔗糖添加量6%。

2.2.2模糊數學模型的建立。10名評價者對正交試驗的9組白茅根菊花復合飲料進行感官評定，所得優中差評語數目結果統計見表4。

表4 白茅根菊花復合飲料感官評定統計

由表4可見，10名評價人員的評檢結果存在差異，據此可建立模糊矩陣。模糊評定矩陣根據評定人員的評定結果確定。即將表4中的數字除以評定人員總數(10人)，就可以得到模糊矩陣R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9，其中包含了所有的評定信息。整理成一個U×V上的模糊關系矩陣R，得到9組樣品的評價矩陣如下：

根據模糊變換原理，用矩陣乘法計算9組白茅根菊花復合飲料對各因素的綜合評判結果Y=XR(表5)。將表5中綜合評價結果分別乘以其對應的分值(優90分，中80分，差70分)并進行加和，可得到每個樣品的最后總得分(表5)。

由表5可知，模糊數學評價結果顯示評分Y4最高，與正交試驗結果一致，即白茅根和菊花、荷葉、甘草3種輔料總量的質量比為3∶1，菊花∶荷葉∶甘草質量比5∶2∶3、料水比1∶10(g/mL)，蔗糖添加量6%。按此條件所配制的白茅根菊花復合飲料風味最佳。

表5白茅根菊花復合飲料模糊數學評價結果

Table5Fuzzymathematicalevaluationresultsofrhizomaimperataeandchrysanthemumcompoundbeverage

Yj評價結果集Evaluationresultset模糊處理評價分數Fuzzyprocessingevaluationscore∥分Y1{0.19,0.55,0.26}79.3Y2{0.08,0.65,0.27}78.1Y3{0.20,0.57,0.23}79.7Y4{0.57,0.36,0.07}85.0Y5{0.38,0.34,0.28}81.0Y6{0.33,0.41,0.26}80.7Y7{0.26,0.47,0.27}79.9Y8{0.19,0.53,0.28}79.1Y9{0.00,0.33,0.67}73.3

3 結論與討論

在白茅根菊花復合飲料配制方法研究中，通過單因素試驗、正交試驗及模糊數學評價得到最佳配方：白茅根和菊花、荷葉、甘草3種輔料總量的質量比為3∶1，菊花∶荷葉∶甘草質量比5∶2∶3、蔗糖添加量6%，料水比1∶10(g/mL)，即100 mL白茅根菊花復合飲料中各種材料的含量為白茅根3.0 g，菊花0.5 g，荷葉0.2 g，甘草0.3 g，蔗糖6.0 g。按此條件配制的白茅根菊花復合飲料感官評分最高，風味最佳。

該工藝研制飲料的過程，采取的多項措施均為物理手段，盡量減少了材料的損失，很好地保留了白茅根以及其他輔料原有的風味和營養成分，口味柔和純正，風味獨特，是一款純天然無公害的保健飲料。

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