蒲公英枸杞紅棗復合保健飲料的工藝研制

賈 娟，馬川蘭，李亞鵬，翟雪靜

（1.河南工業大學漯河工學院，河南漯河 462002；2.漯河職業技術學院，河南漯河 462002）

蒲公英（Taraxacum mongolicumHand-Mazz）又名黃花地丁、黃花苗、黃花三七、婆婆丁等，為菊科多年生草本植物，屬于藥食同源草本植物。蒲公英含有人體多種必需氨基酸和礦物質（Ca、P、Fe）等營養成分，此外，蒲公英還含有黃酮[1]、多糖、萜類[2]等重要的活性成分，具有降血糖[3]、抗炎[4]、降血脂、抗腫瘤、抗癌等功效[5-6]。紅棗（Ziziphus jujube）又稱中華大棗，是鼠李科棗屬植物棗的果實。紅棗具有較高的食用價值和藥用價值，富含糖類、蛋白質、氨基酸、膳食纖維、維生素C 和礦物質等[7]，此外還含有酚類、三萜類、生物堿、黃酮類和甾醇等多種生物活性物質[8]，具有提高人體免疫力、預防心血管疾病、養血安神、美容養顏、抗過敏和抗衰老等藥理作用[9]。枸杞（Lycium barbarum）為我國傳統的藥食兩用植物，含有多種維生素（胡蘿卜素、核黃素、煙酸、維生素C）、礦物質[10]和多糖[11]等，具有滋補氣血、抗疲勞[12]、抗衰老[13]、調節免疫[14]、預防心血管疾病等功效。

隨著生活水平的提高，人們越來越重視食品的保健功能，當前，以藥食同源為原料的復合保健型飲料已經取得了一系列的研究成果，如徐琳[10]以黃芪提取物、枸杞提取物為主要原料，添加山梨醇、濃縮獼猴桃汁、黃原膠等輔料，研制出了一款黃芪枸杞復合飲料；林小暉[15]以桑葚果、干枸杞子、炒制決明子提取液為原料，添加輔料，研制出了具有緩解視疲勞的桑葚枸杞決明子保健飲料。本研究以蒲公英為主要原料，探索了蒲公英黃酮的最佳提取工藝，并添加紅棗和枸杞，調配出風味獨特具有一定功能的復合飲料，為蒲公英、紅棗、枸杞等物質的進一步開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蒲公英，8 月中旬采自漯河市郊；紅棗，新疆灰棗；枸杞，寧夏特級。

檸檬酸，日照金禾博源生化有限公司；CMC，河南萬邦化工科技有限公司；果膠酶，北京索萊寶科技有限公司，以上均為食品級。亞硝酸鈉、氫氧化鈉，天津市科密歐化學試劑有限公司；硝酸鋁，廣東西隴化工廠；無水乙醇，開封市芳晶化學試劑有限公司，以上均為分析純。蘆丁，色譜純，純度≥98%，北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設備

LXJ-IIB 型低速離心機，上海安亭科學儀器廠；FW177 型高速萬能粉碎機、202 型電熱恒溫干燥箱，北京市永光明醫療儀器廠；FA2004 型電子天平，上海上平儀器有限公司；UV-2006 型分光光度計，尤尼柯（上海）儀器有限公司；北京市永光明醫療儀器廠；751/722 型比色皿，無錫新竹光學儀器有限公司；DK-98-ⅡA 電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；LDZX-40ZZ 型立式自動電熱壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫療器械廠；CYB系列實驗室高壓均質機，上海華東高壓均質機廠；PHS-3C 精密pH 計，上海精密科學儀器有限公司；HR1832 飛利浦榨汁機，飛利浦投資有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

蒲公英紅棗枸杞復合保健飲料的工藝流程見圖1。

圖1 蒲公英紅棗枸杞復合保健飲料的工藝流程Fig.1 The process flow of the compound health beverage

1.3.2 操作要點

（1）蒲公英汁的制備

預處理：采摘后的新鮮蒲公英水洗后自然晾干，然后在60 ℃烘箱中干燥4 h。

粉碎：干燥后的蒲公英經粉碎后過60 目篩，備用。

浸提：根據蒲公英的浸提工藝參數進行。

離心：蒲公英浸提液在4 000 r/min 條件下離心10 min，收集上清液，即得蒲公英汁，備用。

（2）紅棗汁的制備

預處理：將紅棗用水洗去灰塵等雜質，并去除內核，切塊備用。

煮制：去核紅棗用2 倍的水在100 ℃左右下煮制30 min 后打漿。

浸提：將漿體置于55 ℃恒溫水浴箱中保溫，加入0.6 g/L 的果膠酶浸提1.5 h[16]。

過濾：將浸提后的紅棗通過80 目篩濾除殘渣，制得紅棗汁，備用。

（3）枸杞浸提液的制備

預處理：將枸杞用清水洗去灰塵等雜質，65 ℃烘箱中干燥8 h[17]。

粉碎：干燥后的枸杞粉碎，過80 目篩，備用。

浸提：將枸杞粉以料液比1∶20（g/mL）的比例加入純凈水，80 ℃恒溫水浴浸提30 min[18]。

離心：枸杞浸提液在5 000 r/min 條件下離心10 min，收集上清液，殘渣重復提取2 次，合并上清液，備用。

（4）復合飲料制備

混合調配：經過試驗分析確定復合汁中蒲公英浸提液的最佳添加比例，加入一定量的紅棗汁、枸杞汁、蔗糖、檸檬酸進行風味口感調配。

脫氣：在蒲公英紅棗枸杞復合飲料中添加0.1%的穩定劑羧甲基纖維素鈉（CMC），在45 ℃、真空度為93.3 kPa條件下進行脫氣。

均質：脫氣后的料液在55 ℃、20 MPa 條件下均質。

殺菌冷卻：將排氣后的料液裝到帶蓋的玻璃瓶中，迅速密封。在131℃下殺菌4s，盡快分段冷卻至35～40℃，即得成品。

二次殺菌與冷卻：采用常壓沸水殺菌法，即100 ℃保持10 min，二次殺菌后迅速冷卻至30 ℃左右，得到成品。

1.4 蒲公英水提工藝的優化

1.4.1 單因素實驗

以蒲公英黃酮得率為評價指標，分別以液料比、提取溫度、提取時間為變量進行單因素實驗。稱取蒲公英粉末1 g，以液料比10∶1、20∶1、30∶1、40∶1、50∶1（mL/g）比例加入純凈水，在80 ℃恒溫水浴中浸提40 min，重復兩次，離心過濾合并濾液，計算總黃酮得率。在液料比為30∶1 條件下，加入去離子水，提取溫度分別設置為50、60、70、80、90 ℃，重復提取2 次，離心過濾合并濾液，計算總黃酮得率。在液料比為30∶1 條件下，加入去離子水，在80 ℃恒溫水浴分別浸提20、30、40、50、60 min，重復提取2 次，離心過濾合并濾液，計算總黃酮的得率[19]。

1.4.2 響應面實驗

在單因素實驗的基礎上，以液料比（A）、提取溫度（B）、提取時間（C）為考察因素，以總黃酮得率為響應值，利用Box-Behnken 模型優化提取條件并進行方差分析，實驗設計見表1。

表1 蒲公英中總黃酮提取條件的響應面因素水平設計Table 1 Factors and levels design of response surface for extraction conditions of total flavonoids from dandelion

1.4.3 蒲公英中總黃酮的測定方法

樣品的預處理：蒲公英用清水洗去灰塵等雜質，55 ℃烘干至恒質量，粉碎過80 目篩備用。

標準曲線的繪制：稱取0.02 g 蘆丁標準品于100 mL的容量瓶中，用60%乙醇稀釋至刻度。吸取蘆丁標準溶液0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL 于比色管中，分別加入0.30 mL 的5%亞硝酸鈉溶液，搖勻放置6 min，再加入10%硝酸鋁溶液0.30 mL，搖勻放置6 min，加入1 mol/L 氫氧化鈉溶液4.00 mL，最后用30%乙醇定容至刻度，搖勻放置15 min 后，以10 mL、30%乙醇溶液為空白對照，在波長510 nm 處測吸光值。以蘆丁質量濃度（c）為橫坐標，以吸光度值（A）為縱坐標，繪制蘆丁標準曲線，得到蘆丁標準曲線的回歸方程為y=0.0024x+0.004（R2=0.9995）。

蒲公英中總黃酮的測定：準確稱取1.000 g 蒲公英樣品粉末于100 mL 三角瓶中，加入一定量一定濃度的乙醇，超聲提取后以4 000 r/min 離心20 min，取上清液作為待測液。取0.5 mL 待測溶液按上述方法測定樣品的吸光度，根據標準曲線得到蘆丁的濃度，再計算蒲公英中總黃酮的得率。

1.5 混合汁調配的單因素及正交實驗

1.5.1 混合汁調配的單因素實驗

以感官評分為指標，分析不同用量的蒲公英浸提液（5%、10%、15%、20%、25%）、紅棗汁（10%、12%、14%、16%、18%）、枸杞汁（5%、6%、7%、8%、9%）、蔗糖（5%、6%、7%、8%、9%）和檸檬酸（0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%）對復合飲料的影響，優化各自的添加量。

1.5.2 混合汁調配的正交實驗

在單因素實驗的基礎上，選取蒲公英、枸杞汁、紅棗汁、蔗糖和檸檬酸5 個因素，采用5 因素4 水平正交試驗分析方法，通過感官評分優化復合飲料的最優工藝。試驗設計見表2。

表2 蒲公英、紅棗、枸杞復合飲料的正交實驗水平設計Table 2 Factors and levels design of single factor test of the compound health beverage

1.6 檢測指標與方法

1.6.1 感官評價

邀請20 名有經驗的評價員按照評價標準進行綜合評分，四個標準分別為組織狀態（30 分）、口感（25 分）、風味（25 分）、色澤（20 分），滿分100 分，以確定復合飲料的配方及工藝參數。評分標準見表3[20]。

表3 復合飲料感官評價標準Table 3 Standard of sensory evaluation of the compound healthy beverage

1.6.2 理化和微生物檢測

理化檢測：可溶性固形物采用折光率法測定、總糖采用還原糖法測定、總酸采用堿滴定法測定[21]。

微生物指標的測定：根據GB/T4789—2010 進行檢測。

1.7 數據處理

采用Excel 2010 軟件進行數據整理，Origin 2017 進行繪圖，SPSS 19.0 軟件中單因素方差分析（ANOVA）對數據進行顯著性分析；通過Design-expert 8.0.6 軟件對實驗數據及結果進行分析。

2 結果與分析

2.1 單因素對蒲公英黃酮得率的影響

2.1.1 液料比對蒲公英黃酮得率的影響

由圖2 可以看出，在液料比為10∶1～30∶1（mL/g）時，黃酮得率逐漸上升，在30∶1（mL/g）時達到最大值，為2.39%，隨著液料比的繼續增加，黃酮得率下降，液料比為50∶1 時，黃酮得率下降至2.22%。因此，選擇液料比為30∶1 較合適。

圖2 液料比對蒲公英黃酮得率的影響Fig.2 Effect of liquid material ratio on the yield of flavonoids in dandelion

2.1.2 提取溫度對蒲公英黃酮得率的影響

由圖3 可以看出，在提取溫度為50～80 ℃時，黃酮得率逐漸上升，在80 ℃達到最大，為2.58%，隨著提取溫度繼續升高，黃酮得率下降，而當提取溫度為90 ℃時，黃酮得率下降至2.51%?？赡苁且驗樘崛囟冗^低，分子熱運動慢，不利于黃酮溶出；而溫度過高，黃酮易分解，造成得率降低。因此，超聲溫度選擇80 ℃比較合適。

圖3 提取溫度對蒲公英黃酮得率的影響Fig.3 Effect of extraction temperature on the yield of flavonoids in dandelion

2.1.3 提取時間對蒲公英黃酮得率的影響

由圖4 可以看出，隨著提取時間的延長，黃酮得率大幅上升，在50 min 時達到最大值，為2.63%，隨著時間的延長，黃酮得率下降，提取時間為60 min 時，黃酮得率下降至2.34%。提取時間過短，植物細胞破碎不完全，造成提取的黃酮得率低；提取時間過長，產生的熱效應可能造成黃酮的氧化，從而使黃酮得率降低。因此，超聲波時間選擇50 min 比較合適。

圖4 提取時間對蒲公英黃酮得率的影響Fig.4 Effect of extraction time on the yield of flavonoids in dandelion

2.2 蒲公英總黃酮提取條件響應面優化試驗

在確定3 種因素適宜范圍后，選用初始液料比（A）、提取溫度（B）、提取時間（C）三個因素為自變量，黃酮得率為因變量，利用BOX-Behnken 設計原理對蒲公英中總黃酮提取條件進行優化，響應面試驗結果見表4。

利用Design-expert 8.0.6 軟件對表3 進行數據分析，得到黃酮得率（Y）與自變量液料比（A）、提取溫度（B）、提取時間（C）的二次回歸方程為Y=2.70+0.011A+0.090 B+0.10C+0.100AB+0.078AC+0.12BC-0.44A2-0.26B2-0.37C2，對此模型進行方差分析，結果如表5 所示。

對以上響應面回歸模型進行方差分析，結果見表4，建立的數學模型，回歸模型的F=80.237，P＜0.000 1 表明蒲公英總黃酮得率與三個因素之間的回歸方程極顯著。因變量與所考察自變量之間的線性關系顯著（R2=0.990 4），調整確定系數說明可解釋97.81%相應值的變化，模型失擬項0.826 8＞0.1，不顯著，擬合程度好，表示單因素試驗結果和數學模型模擬良好。表5（見下頁）中的一次項B、C，交互項AB、BC 和二次項A2、B2、C2的值均小于0.01，達到極顯著水平，說明它們對響應值影響極大，且考察的因素對響應值的影響不是簡單的線性關系。由F值大小可知，影響因素的主次順序是C＞B＞A。

表4 蒲公英總黃酮提取條件的響應面試驗結果Table 4 Resultsof response surface for extraction conditions of total flavonoids from dandelion

表5 蒲公英總黃酮提取條件回歸模型方差分析Table 5 Variance analysis on extraction conditions of total flavonoids from dandelion

根據得到的回歸模型，預測得到水提蒲公英中黃酮的最佳工藝條件為液料比30.55∶1（mL/g），提取溫度82.26 ℃，提取時間51.84 min，此時蒲公英總黃酮理論得率可達2.716 09%。結合實際情況將最佳提取工藝條件修改為液料比為31∶1（mL/g）、提取溫度為83 ℃，提取時間為52 min，并在此條件下進行3 次驗證試驗，結果蒲公英總黃酮平均得率為2.78%，實際值與理論值的誤差僅為0.06%，證明了該試驗模型合理，優化的提取工藝切實可行，適用于蒲公英總黃酮的提取。

2.3 各因素對復合飲料感官品質的影響

2.3.1 蒲公英提取液添加量對復合飲料感官品質影響

由圖5 可知，隨著蒲公英提取液添加量的增加，復合飲料的感官評分也在增加，當蒲公英提取液添加量為15%時，感官評分最高，此時的復合飲料組織細膩均勻，口感細膩，酸甜協調，柔和適宜，無不良氣味。但是隨著蒲公英添加量的增加，氣味過于濃郁，掩蓋了復合飲料的風味，因此，蒲公英提取液的添加量確定為15%。

圖5 蒲公英提取液添加量對復合飲料感官品質的影響Fig.5 Effect of addition amount of dandelion extract on sensory quality of compound beverage

2.3.2 紅棗汁添加量對復合飲料感官品質的影響

由圖6 可知，在紅棗汁添加量為10%～16%時，感官評分逐漸增加，在16%達到最高值，隨著紅棗的添加量增加，感官評分逐漸下降，故紅棗的添加量確定為16%。

圖6 紅棗汁添加量對復合飲料感官的影響Fig.6 Effect of jujube juice addition on sensory quality of compound beverage

2.3.3 枸杞汁添加量對復合飲料感官品質的影響

由圖7 可知，隨著枸杞汁添加量的增加，感官評分大幅的上升，在8%時達到最高值（90 分），再增加枸杞添加量感官評分反而下降，因此，枸杞汁的添加量確定為8%。

圖7 枸杞汁添加量對復合飲料感官品質的影響Fig.7 Effect of lycium barbarum juice addition on sensory quality of compound beverage

2.3.4 蔗糖添加量對復合飲料的感官影響

由圖8 可知，蔗糖添加量在5%～7%時，感官評分逐漸增加，在蔗糖添加量為7%感官評分最高，此時的復合飲料酸甜協調，具有蒲公英、紅棗和枸杞的風味，因此蔗糖添加量選擇7%。

圖8 蔗糖添加量對復合飲料感官品質的影響Fig.8 Effects of sucrose addition on sensory quality of compound beverage

2.3.5 檸檬酸添加量對復合飲料感官品質的影響

由圖9 可知，檸檬酸添加量在0.01%～0.02%時，感官評分逐漸增加，在檸檬酸添加量為0.02%時，感官評分最高，此時的復合飲料酸甜協調，具有蒲公英、紅棗和枸杞的風味，因此選擇檸檬酸添加量為0.02%。

圖9 檸檬酸添加量對復合飲料感官評分的影響Fig.9 Effects of citric acid addition on sensory evaluation of compound beverage

2.4 蒲公英紅棗枸杞復合飲料的最佳配方確定

從表6、7 可知，影響蒲公英紅棗枸杞復合飲料品質的大小順序為A′＞C′＞D′＞B′＞E′，即蒲公英添加量＞枸杞添加量＞蔗糖添加量＞紅棗添加量＞檸檬酸添加量，其中蒲公英添加量是極顯著因子，而紅棗添加量、枸杞添加量、蔗糖添加量都是顯著因子。蒲公英紅棗枸杞復合飲料的最佳配方A′3B′1C′3D′2E′1，即當蒲公英、紅棗、枸杞、蔗糖和檸檬酸的添加量分別為15%、12%、7%、7%和0.01%時，復合飲料的感官評價最好。經驗證實驗，結果表明該配方的感官評價為95 分，均優于其他試驗組。

表6 蒲公英紅棗枸杞復合飲料的正交試驗結果及分析Table 6 Resultsof orthogonal test of compound beverage

表7 蒲公英、紅棗、枸杞復合飲料方差分析Table 7 Analysis of variance of compound beverages

3 產品質量指標

3.1 感官指標

色澤：該復合飲料具有均勻一致、透亮的淺黃色。

口感和風味：具有蒲公英、紅棗和枸杞特有的香氣和味道，協調性好，口感細膩柔和，無異味。

組織狀態：該產品在干燥常溫下保藏，允許有少量沉淀，無分層現象，組織均一，流動性好。

3.2 理化指標

復合飲料的可溶性固形物含量為10%～12%，pH 為4.0～6.0。

3.3 微生物指標

復合飲料細菌總數≤100 CFU/mL；大腸桿菌≤3 MPN/100 mL；霉菌≤30 CFU/mL，酵母≤50 CFU/mL，無致病菌檢出。

4 結論

本試驗采用蒲公英為主要原料，以蒲公英中的總黃酮提取率為指標，通過單因素試驗，考查了液料比、提取溫度、提取時間對總黃酮的影響，并通過響應面法優化提取工藝。通過回歸模型預測得到水提法輔助提取蒲公英中總黃酮的最佳工藝條件為液料比31∶1（mL/g）、提取溫度83 ℃，提取時間52 min，此時總黃酮提取率可達2.78%，優化得到的工藝合理可行，為蒲公英的充分提取以及應用提供了理論依據。

采用單因素和正交實驗優化了蒲公英紅棗枸杞復合飲料配方工藝。試驗得出對蒲公英紅棗枸杞復合飲料感官指標的影響程度為蒲公英添加量＞枸杞添加量＞蔗糖添加量＞紅棗添加量＞檸檬酸添加量；蒲公英紅棗枸杞復合飲料的最佳配方為蒲公英添加量15%、紅棗添加量12%、枸杞添加量7%、蔗糖添加量7%、檸檬酸添加量0.01%，此時產品感官評價最好，色澤均勻、酸甜適度、風味獨特、協調性好。