天麻苦瓜綠茶復合飲料配方工藝優化

朱苗，田奇，王錫念，馮紹彪，何婭，劉慶慶，李剛鳳

（銅仁學院材料與化學工程學院，貴州 銅仁 554300）

天麻（Gastrodia elata），又名赤箭、合離草、神草等，主要集中在甘肅、西藏、云南、貴州、四川等地[1]。它富含多糖、天麻素、蛋白質、香莢蘭素等[2]，具有改善學習記憶、抗氧化、降血壓、增強免疫力、抗缺血缺氧、抗血凝、鎮痛等功能[3]。目前天麻主要藥用，在復合飲料方面的研究甚少。苦瓜（Momordica charantia L.）又名菩提瓜、涼瓜等，味苦性寒，具有清暑滌熱、明目解毒之功效[4]。眾多研究表明，苦瓜不僅含有糖類、蛋白質、多肽、維生素、氨基酸和礦物質等豐富的營養成分[5]，具有降低血糖、抗突變、抗病毒、抗腫瘤和增強機體免疫等功能[6-7]。綠茶在我國被譽為“國飲”。主要含有茶多酚、氨基酸、碳水化合物、礦物質等物質[8]，其中茶多酚具有多種保健和藥理作用，如抗癌、護肝、抗氧化、降血脂等[9-10]，目前已被廣泛應用于食品工業、化妝和醫藥等行業[11]。

本試驗以天麻、苦瓜和綠茶為主要原料，并添加檸檬酸、木糖醇來調節口感，實現原料在營養及風味上的互補，為天麻、苦瓜和綠茶的開發利用開辟新的途徑，同時帶動當地經濟發展。且以天麻、苦瓜和綠茶為原料研制的復合飲料還未發現相關報道，因此，本研究通過優化工藝，研制以天麻、苦瓜和綠茶為原料的具有保健作用的植物飲料[12]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

天麻：德江天麻種植基地，烘干過80目篩得到最終的天麻粉；苦瓜：市售，烘干過100目篩后放入干燥器皿中保存待用；綠茶：梵凈山綠茶，烘干過100目篩后放入干燥器皿中保存待用；木糖醇：浙江華康藥業股份有限公司；檸檬酸、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉（carboxymethylcellulose sodium ，CMC-Na）、黃原膠、果膠、卡拉膠（均為食品級）：河北萬邦化工科技有限公司。

1.2 主要儀器

MAX-A3003電子天平：深圳市無限量衡器有限公司；HH-6數顯恒溫水浴鍋：常州智博瑞儀器制造有限公司；JP-500C-6高速多功能粉碎機：永康市久品工貿有限公司；SRH-S實驗室均質機：上海世赫機電設備有限公司；WAY-2S數字阿貝折光儀：上海申光儀器儀表有限公司；SHB-Ⅲ循環水式多用真空泵：北京科偉永興儀器有限公司；ALpha-系列分光光度計：上海譜元儀器有限公司；TG16K-Ⅱ高速離心機：東旺儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 復合飲料工藝流程

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 天麻浸提液制備流程

采用熱水浸提法，將天麻粉按1∶150（g/mL）的料液比，在溫度為85℃的條件下浸提50 min，然后經初次過濾，再進行抽濾，最終制得天麻浸提液[13]。

1.3.2.2 苦瓜浸提液制備流程

采用熱水浸提法，將苦瓜粉按1∶120（g/mL）的添加量，在溫度75℃的條件下浸提30 min，然后經初次過濾，再進行抽濾，最終制得苦瓜浸提液[14]。

1.3.2.3 綠茶浸提液制備流程

采用熱水浸提法，將綠茶粉按1∶100（g/mL）的料液比在溫度75℃的條件下浸提15 min，然后經初次過濾，再進行抽濾，最終制得綠茶浸提液[13]。

1.3.2.4 復合浸提液制備流程

天麻苦瓜綠茶復合飲料的關鍵環節是確定不同主料之間的搭配比例及其適用范圍。本試驗以100 mL天麻苦瓜綠茶復合飲料為基準，選擇天麻浸提液添加量20%、苦瓜浸提液添加量為30%、綠茶浸提液添加量為35%、木糖醇添加量為6 g（其中檸檬酸的添加量固定為0.04%）作為初始添加量，然后分別設置不同的天麻、苦瓜、綠茶浸提液及木糖醇梯度，以感官評分和可溶性固形物含量為其評價依據，挑選最佳天麻浸提液、苦瓜浸提液、綠茶浸提液及木糖醇的添加量[15]。

1.3.3 天麻苦瓜綠茶復合飲料的感官評定

采取100分制，根據飲料色澤（30分）、形態（20分）、滋味（30分）和風味（20分）等，選擇10人組成評定小組，按下列評分標準對天麻苦瓜綠茶復合飲料進行綜合評分，最終取10人評分結果的平均值為試驗結果。感官檢驗項目及感官評分標準見表1[16-17]。

表1 天麻苦瓜綠茶復合飲料感官評分標準Table 1 Sensory evaluation of compound beverage with Gastrodia elata balsam pear green tea

1.3.4 單因素試驗

1.3.4.1 天麻浸提液添加量的選擇

以100 mL天麻苦瓜綠茶復合飲料為基準，選擇苦瓜浸提液添加量30%，綠茶浸提液添加量35%，木糖醇添加量6%，檸檬酸添加量0.04%為初始添加量，分別添加10%、15%、20%、25%、30%的天麻浸提液，以感官評分和可溶性固形物含量為評價依據，選擇最佳天麻浸提液添加量。

1.3.4.2 苦瓜浸提液添加量的選擇

以100 mL天麻苦瓜綠茶復合飲料為基準，選擇天麻浸提液添加量20%，綠茶浸提液添加量35%，木糖醇添加量6%，檸檬酸添加量0.04%為初始添加量，分別添加5%、10%、20%、30%、40%的苦瓜浸提液，以感官評分和可溶性固形物含量為評價依據，選擇最佳苦瓜浸提液添加量。

1.3.4.3 綠茶浸提液添加量的選擇

以100 mL天麻苦瓜綠茶復合飲料為基準，選擇天麻浸提液添加量20%，苦瓜浸提液添加量30%，木糖醇添加量6%，檸檬酸添加量0.04%為初始添加量，分別添加20%、25%、30%、35%、40%的綠茶浸提液，以感官評分和可溶性固形物含量為評價依據，選擇最佳綠茶浸提液添加量。

1.3.4.4 木糖醇添加量的選擇

以100 mL天麻苦瓜綠茶復合飲料為基準，選擇天麻浸提液添加量20%，苦瓜浸提液添加量30%，綠茶浸提液添加量35%，檸檬酸添加量0.04%為初始添加量，分別添加5%、6%、7%、8%、9%的木糖醇，以感官評分和可溶性固形物含量為其評價依據，挑選最佳木糖醇添加量。

1.3.5 正交試驗設計

在單因素試驗的基礎上，以天麻浸提液、苦瓜浸提液、綠茶浸提液、木糖醇的添加量為試驗因素，以感官評價、可溶性固形物含量為評價指標，進行L9（34）正交試驗來確定復合飲料的最佳配方，因素水平見表2。

表2 天麻苦瓜綠茶飲料正交試驗因素水平Table 2 Factors and levels of orthogonal test of compound beverage with Gastrodia elata balsam pear green tea

1.3.6 天麻苦瓜綠茶復合飲料指標的測定

1.3.6.1 總黃酮含量的測定

采用蘆丁比色法進行測定[18]。

1.3.6.2 總酸含量的測定

參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》進行測定[19]。

1.3.6.3 可溶性固形物含量的測定

參照GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》進行測定[20]。

1.4 數據處理方法

采用origin8.5.1、spss19.0對單因素和正交試驗數據進行處理與分析。

2 結果與討論

2.1 天麻浸提液添加量對復合飲料品質的影響

天麻浸提液添加量對復合飲料品質的影響見圖1。

圖1 天麻浸提液添加量對天麻苦瓜綠茶復合飲料品質的影響Fig.1 Effect of Gastrodia elata extract content on the quality of compound beverage with Gastrodia elata balsam pear green tea

由圖1可以看出，天麻浸提液的添加量在10%～15%時，天麻苦瓜綠茶復合飲料的感官評分和可溶性固形物含量呈上升趨勢，且都在15%處達到最大值，此時感官評分的最高為79分，說明此時天麻苦瓜綠茶復合飲料的色澤、形態、滋味和風味較好[21]，可溶性固形物含量的最大值為6.94%，說明此時的天麻苦瓜綠茶復合飲料濃度最大；而在15%～30%之間，其感官評分趨于下降，可溶性固形物在25%時雖略有上升，但小于其最大值。綜合考慮，選擇天麻浸提液添加量為15%。

2.2 苦瓜浸提液添加量對天麻苦瓜綠茶復合飲料品質的影響

苦瓜浸提液添加量對復合飲料品質的影響見圖2。

從圖2可以看出，苦瓜浸提液添加量在5%～20%時，天麻苦瓜綠茶復合飲料的感官評分和可溶性固形物含量呈上升趨勢，且都在20%處取得最大值，此時感官評分的最高分為78.67，說明此時的苦瓜浸提液添加量適宜，可溶性固形物含量的最大值為6.75%，說明天麻苦瓜綠茶復合飲料濃度最大；而在20%～40%之間，其感官評分分值和可溶性固形物含量都趨于下降。苦瓜味苦，添加苦瓜不能過多，所以綜合考慮選擇苦瓜浸提液的添加量為20%。

圖2 苦瓜浸提液添加量對天麻苦瓜綠茶飲料品質的影響Fig.2 Effect of balsam pear extract content on the quality of compound beverage with Gastrodia elata balsam pear green tea

2.3 綠茶浸提液添加量對天麻苦瓜綠茶復合飲料品質的影響

綠茶浸提液添加量對復合飲料品質的影響見圖3。

圖3 綠茶浸提液添加量對天麻苦瓜綠茶復合飲料品質的影響Fig.3 Effect of green tea extract content on the quality of compound beverage with Gastrodia elata balsam pear green tea

從圖3可以看出，綠茶浸提液添加量在20%～30%時，天麻苦瓜綠茶復合飲料的感官評分和可溶性固形物含量趨于上升，且都在30%處取得最大值，此時感官評分的最高分為81.33，說明天麻苦瓜綠茶復合飲料整體口感比較好；可溶性固形物含量最大值為6.90%，此時的天麻苦瓜綠茶復合飲料濃度最大；而在30%～40%之間，其感官評分和可溶性固形物含量都趨于下降。綜合考慮選擇綠茶浸提液的添加量為30%。

2.4 木糖醇添加量對天麻苦瓜綠茶復合飲料品質的影響

木糖醇添加量對復合飲料品質的影響見圖4。

從圖4可以看出，木糖醇添加量在5%～7%時，天麻苦瓜綠茶復合飲料的感官評分和可溶性固形物含量趨于上升，且都在7%處取得最大值，此時感官評分的最高分為81.33分，可溶性固形物含量的最大值為7.80%；而在7%～9%之間，其感官評分和可溶性固形物含量都呈緩慢的下降趨勢。木糖醇添加過多會使天麻苦瓜綠茶復合飲料過甜，添加過少使口感太淡，所以選擇木糖醇添加量為7%最適。

圖4 木糖醇添加量對天麻苦瓜綠茶復合飲料品質的影響Fig.4 Effect of xylitol content on the quality of compound beverage with Gastrodia elata balsam pear green tea

2.5 復合飲料優化配方正交試驗結果及方差分析

根據單因素試驗對天麻苦瓜綠茶復合飲料品質的影響，分別選擇天麻浸提液添加量（A）、苦瓜浸提液添加量（B）、綠茶浸提液添加量（C）、木糖醇添加量（D）四因素三水平，采用L9（34）正交設計對復合飲料的工藝進行優化，正交試驗結果見表3。

表3 天麻苦瓜綠茶復合飲料優化正交試驗方案及結果分析Table 3 Orthogonal test scheme and result of compound beverage with Gastrodia elata balsam pear green tea

由表3正交試驗極差分析結果可以看出，各因素之間的影響程度大小D＞A＞B＞C，即木糖醇添加量對本試驗的結果影響最大；其次是天麻浸提液添加量、苦瓜浸提液添加量；最后為綠茶浸提液添加量。以感官評分為評價標準的各因素最優水平組合為A2B1C3D3和A2B1C2D3，選擇A2B1C3D3即添加15%天麻浸提液、18%苦瓜浸提液、33%綠茶浸提液、7.5%木糖醇，以較大的綠茶添加量掩蓋天麻和苦瓜特殊的氣味，此時所制的天麻苦瓜綠茶復合飲料質量也最佳；可溶性固形物含量為評價標準的各因素最優水平組合為A2B3C3D3，即添加15%天麻浸提液、22%苦瓜浸提液、33%綠茶浸提液、7.5%木糖醇時所制的天麻苦瓜綠茶飲料質量最佳。綜上，感官評分和可溶性固形物含量的最優組合不同的地方是苦瓜的添加量，苦瓜添加量過多會使口感過苦，考慮最終以口感為主，所以選擇最優水平組合為A2B1C3D3。感官評分及可溶性固形物方差分析見表4和表5。

表4 天麻苦瓜綠茶復合飲料正交試驗方差分析（感官評分）Table 4 Variance analysis of compound beverage with Gastrodia elata balsam pear green tea（sensory score）

表5 天麻苦瓜綠茶復合飲料正交試驗方差分析（可溶性固形物含量）Table 5 Variance analysis of compound beverage with Gastrodia elata balsam pear green tea（the content of soluble solids）

從表4、表5正交試驗方差分析結果均可以看出，木糖醇的添加量對天麻苦瓜綠茶復合飲料的感官評分和可溶性固形物含量均有顯著影響。天麻浸提液添加量、苦瓜浸提液添加量、綠茶浸提液添加量對感官評分和可溶性固形物含量均沒有顯著影響。

2.6 驗證性試驗

天麻苦瓜綠茶復合飲料的最優水平組合為A2B1C3D3，即添加15%天麻浸提液、18%苦瓜浸提液、33%綠茶浸提液、7.5%木糖醇。經試驗得出感官評分為84.67，可溶性固形物含量7.93%。可以得出，該條件下得到的天麻苦瓜綠茶復合飲料口感最佳。

2.7 天麻苦瓜綠茶復合飲料的理化分析

天麻苦瓜綠茶復合飲料的總黃酮含量為34.45 mg/L，總酸度為0.756 g/kg，可溶性固形物含量為7.93%。

3 結論

本試驗以天麻、苦瓜、綠茶等為原料，經單因素試驗和正交試驗，主要研究天麻苦瓜綠茶復合飲料的配方工藝。通過正交優化試驗得到的最佳配方為15%的天麻浸提液、18%的苦瓜浸提液、33%的綠茶浸提液、7.5%的木糖醇和0.04%的檸檬酸。此配方制作的天麻苦瓜綠茶復合飲料呈淺黃綠色，汁液清澈明亮，口感醇厚，具有天麻苦瓜和綠茶混合的特殊風味。