藿香玫瑰復合飲料研制及抗運動疲勞作用研究

申 晗，李紅濤

（1.河南建筑職業技術學院，河南鄭州 450000；2.鄭州輕工業大學，河南鄭州 450000）

“運動疲勞”是高運動負荷下，機體的內環境平衡被破壞，引發的不適感。研究表明，其產生的原因可能與運動過度生成的氧化劑有關，當運動過量使得肌肉收縮加快，誘導生成的活性氧自由基與NO濃度升高，從而抑制肌原纖維的鈣敏感性，降低骨骼肌的收縮，同時血管擴張下降，血液流量降低，導致供氧不足，疲勞感加重[1-2]，因此以抗氧化性物質為主要成分研制的抗運動疲勞食品，已成為國內外食品研究的熱點。

藿香為藿香屬唇形科植物，既可入藥，也常作為烹飪調味料，其富含多糖、黃酮、揮發油等天然成分，具有緩解胃腸平滑肌痙攣、抗氧化、防衰老及增強機體免疫等功效[3-4]。艾薇等利用超聲波輔助提取的藿香葉黃酮對羥基自由基、DPPH自由基和ABTS+自由基的IC50分別為281.89、3.57和1.52 mg/L[5]；王曉林等[6]研究表明隨著藿香黃酮提取物濃度增加，羥基自由基、DPPH自由基和ABTS+自由基的清除率逐漸增大；葛亞龍等[7]采用超聲破碎與熱水浸提聯合制得的藿香多糖對羥基自由基的清除效果顯著，因此藿香提取物具有較好的抗氧化作用，同時玫瑰水提取物具有豐富的玫瑰花色素，是天然的自由基清除劑，具有清除自由基、抗氧化及抑菌等多種功能[8]。由于眾多食源性抗氧化天然物質，如多糖、黃酮、多酚、生物堿、肽類、氨基酸等，已被證實具有高度的體、內外作用相關性[9-10]，又鮮見以藿香開發的運動食品，因此本研究以其為原料，并考慮其味辛，復配玫瑰水提物，制備藿香玫瑰復合飲料，探討不同組分用量對其品質的影響，并考察其對小鼠運動疲勞的影響，從而為相關資源的利用和開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

SPF級健康雄性小鼠 100只，體質量19～25 g，喂養溫度25±2 ℃，濕度60%±10%，動物許可證號：SCXK（豫）2017-0001，河南省實驗動物中心提供；藿香 河南禹州藥材市場；玫瑰粉 西安瑞林生物科技有限公司；蔗糖、檸檬酸、羧甲基纖維素鈉、黃原膠 均為食品級，鄭州百斯特食品添加劑有限公司；苯酚、濃硫酸、亞硝酸鈉、三氯化鋁、無水乙醇、氫氧化鈉 均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司；D-葡萄糖、蘆丁標準品 中國食品藥品檢定研究院；肝糖原（LG）、肌糖原（MG）、血乳酸（BLA）、乳酸脫氫酶（LDH）檢測試劑盒 泉州九邦生物科技有限公司；試驗用水 為純化水。

搖擺式粉碎機 榮舒五金機械有限公司；FA1004C型分析天平 上海越平科學儀器有限公司；722N型紫外可見分光光度計 上海儀電科技有限公司；GJJ-2/5型高壓均質機 鋼本機械制造有限公司；CR3180型離心機 無錫百泰克生物技術有限公司；JP-720型超聲波器 深圳市潔盟清洗設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 制備工藝流程

成品 ← 滅菌 ← 均質

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 藿香提取液制備 將藿香粉碎后，過80目篩，按照料液比1:60 g/mL條件，加入60%乙醇溶液置于560 W超聲波下提取2次，每次30 min，合并提取液，過濾濃縮后揮干乙醇，再以料液比1:20 g/mL分散于水中，即得藿香提取液[7]。

1.2.2.2 玫瑰提取液制備 玫瑰花粉與水按照料液比1:40 g/mL混合均勻后，于80 ℃提取30 min后過濾，合并兩次提取液，即得玫瑰提取液[11]。

1.2.2.3 調配、均質 藿香、玫瑰提取液按一定體積比（v:v=1:2.6）混合均勻，加入4%蔗糖、0.7%檸檬酸、0.4%羧甲基纖維素鈉與0.05%黃原膠調配后，均質攪拌。

1.2.2.4 灌裝與滅菌 復合飲料均質完成后脫氣，于121 ℃下滅菌10 min，即得藿香玫瑰復合飲料。

1.2.3 復合飲料感官評價標準 采用色澤、氣味、口感與組織形態作為該復合飲料的感官評價指標，并參考其他飲料的評價細則[12-13]，制定感官評價標準，具體見表1。選擇10名飲料品質評價從業人員對不同配方制得的藿香玫瑰復合飲料進行評價，結果去掉最高分和最低分，取平均值。

表1 復合飲料感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria of the compound beverage

1.2.4 復合飲料配方優化的單因素實驗

1.2.4.1 玫瑰與藿香提取液體積比考察 固定蔗糖用量4%、檸檬酸用量0.5%、羧甲基纖維素鈉用量0.3%、黃原膠用量0.04%，考察不同玫瑰與藿香提取液體積比（1:2、1:1、2:1、3:1、4:1）對復合飲料的感官得分影響。

1.2.4.2 蔗糖用量考察 固定玫瑰與藿香提取液體積比2:1、檸檬酸用量0.5%、羧甲基纖維素鈉用量0.3%、黃原膠用量0.04%，考察不同蔗糖用量（2%、4%、6%、8%、10%）對復合飲料的感官得分影響。

1.2.4.3 檸檬酸用量考察 固定玫瑰與藿香提取液體積比2:1、蔗糖用量4%、羧甲基纖維素鈉用量0.3%、黃原膠用量0.04%，考察不同檸檬酸的用量（0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%）對復合飲料的感官得分影響。

1.2.4.4 羧甲基纖維素鈉用量考察 固定玫瑰與藿香提取液體積比2:1、蔗糖用量4%、檸檬酸用量0.5%、黃原膠用量0.04%，考察不同羧甲基纖維素鈉的用量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）對復合飲料的感官得分影響。

1.2.4.5 黃原膠用量考察 固定玫瑰與藿香提取液體積比2:1、蔗糖用量4%、檸檬酸用量0.5%、羧甲基纖維素鈉用量0.3%，考察不同黃原膠的用量（0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%）復合飲料的感官得分影響。

1.2.5 響應面試驗設計 利用Design-expert.8.0軟件中Box-Behnken模型對飲料中各影響因素進行響應面分析，確定藿香玫瑰復合飲料的最佳配方，具體考察因素、水平見表2。

表2 響應面試驗設計因素與水平Table 2 Factors and levels of response surface experiment

1.2.6 復合飲料品質分析

1.2.6.1 理化與微生物指標檢測 總酸含量：照GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》檢測[14]；離心沉淀率：量取20 mL復合飲料低速離心3000 r/min，10 min后，稱取上清液質量，計算不同樣品的離心沉淀率[15]；可溶性固形物含量：采用折光法檢測[16]；菌落總數：照GB/T 4789.10-2016《食品安全國家標準 食品微生物檢驗 菌落總數測定》檢測[17]；總大腸桿菌數：照GB/T 4789.3-2016《食品安全國家標準 食品微生物檢驗 大腸桿菌計數》檢測[18]。

1.2.6.2 總多糖含量檢測 利用苯酚-硫酸法測定復合飲料中總多糖含量[19]，經苯酚與硫酸處理后的不同濃度D-葡萄糖標準溶液（5～20 mg/mL）于480 nm波長處測定吸光度，繪制標準曲線回歸方程y=0.0329x+0.0016（r=0.9998），樣品經相同處理后，于相同波長處測得吸光度，根據回歸方程計算樣品的總多糖含量。

1.2.6.3 總黃酮含量檢測 以亞硝酸鈉-氯化鋁為顯色劑，測定復合飲料中總黃酮含量[20]，經亞硝酸鈉與氯化鋁處理后的不同濃度（2～10 mg/mL）蘆丁標準溶液于510 nm波長處測定吸光度，制得標準曲線回歸方程y=0.0613x+0.0057（r=0.9996）后于相同波長處測得吸光度，根據回歸方程計算樣品的總黃酮含量。

1.2.7 抗運動疲勞活性

1.2.7.1 動物分組與劑量設計 100只小鼠經適應性喂養7 d后，隨機平均分為對照組、空白對照組和飲料的低、中、高劑量組。其中，對照組灌胃0.85%生理鹽水15 mL/kg，空白對照組則灌胃等量的不含玫瑰與藿香提取液的飲料溶液，低、中、高劑量組根據《保健食品功能評價》的評價要求，分別按照10、20、30 mL/kg劑量灌胃，所有動物均每日灌胃1次，連續灌胃30 d，研究期間各組動物均正常喂飼與飲水[21]。

1.2.7.2 爬桿時間 末次灌胃休息30 min后，各組隨機挑選10只小鼠置于爬桿上，記錄小鼠自肌肉緊張抱緊爬桿至無力脫落的時間[22]。

1.2.7.3 體內生化指標測定 各組剩余小鼠置于泳池內游泳30 min，取出休息10 min后，于眼眶處取血離心，制取血清，利用血乳酸（BLA）與乳酸脫氫酶（LDH）試劑盒檢測各組小鼠的BLA含量和LDH活力；另取出小鼠的肝臟和小腿肌肉，利用相關試劑盒，檢測各組小鼠的肝糖原（LG）和肌糖原 （MG）含量[23]。

1.3 數據處理

試驗結果采用三次平均值±標準偏差表示，利用origin 8.5軟件作圖，并通過SPSS 19.0軟件組間方差分析。

2 結果與分析

2.1 玫瑰與藿香提取液體積比對飲料感官品質的影響

由于玫瑰、藿香提取液體積比對復合飲料色澤、氣味與口感的影響較大，因此考察不同玫瑰與藿香提取液的體積比對飲料的感官得分影響，結果見圖1。從圖1可知，伴隨玫瑰與藿香提取液的體積比增大，飲料的感官得分先增大后減小，當體積比為2:1時，感官得分最高，此時飲料色澤均一、藿香與玫瑰氣味和口感協調，而當體積比為4:1時，飲料口感偏辛，有輕微灼燒感，但當體積比為1:2時，會掩蓋藿香風味，因此確定玫瑰與藿香提取液體積比1:1、2:1、3:1作為響應面因素考察水平。

圖1 玫瑰與藿香提取液體積比對飲料感官得分的影響Fig.1 Effect of ratio of rose extract to Agastache rugosa extract on sensory scores in beverage

2.2 蔗糖用量對飲料感官品質的影響

適當添加蔗糖有利于平衡飲料中各組分的風味，提升口感，分別考察不同蔗糖用量對飲料的感官得分影響，結果見圖2。從圖2可見，隨著蔗糖用量的增多，復合飲料的感官得分呈先增大后減小趨勢，這歸因于蔗糖用量過多，不僅掩蓋部分原料風味，并造成口感發膩，因此確定蔗糖用量2%、4%、6%作為響應面因素考察水平。

圖2 蔗糖用量對飲料感官得分的影響Fig.2 Effect of amount of saccharose on sensory scores in beverage

2.3 檸檬酸用量對飲料感官品質的影響

不同檸檬酸用量對飲料的感官得分影響，結果見圖3。從圖3可見，伴隨檸檬酸添加量的增多，飲料的感官得分先升高后降低，當用量為0.5%時達到最高。這歸因于檸檬酸用量過少時，甜味和玫瑰提取液的香味突出，而添加過多使得酸味明顯，破壞其原有風味，因此確定檸檬酸用量0.3%、0.5%、0.7%作為響應面因素考察水平。

圖3 檸檬酸用量對飲料感官得分的影響Fig.3 Effect of amount of critic acid on sensory scores in beverage

2.4 羧甲基纖維素鈉用量對飲料感官品質的影響

由于藿香或玫瑰提取液中仍含有部分纖維、蛋白等雜質，因此在長期存放過程中，可能有沉淀析出，導致飲料的組織形態發生變化，因此分別考察穩定劑羧甲基纖維素鈉的不同用量對復合飲料的感官得分和離心沉淀率影響，結果見圖4。從圖4可知，當羧甲基纖維素鈉用量為0.3%時，復合飲料的感官得分達到86.7分，且離心沉淀率最小。這歸因于羧甲基纖維素鈉吸附層的靜電斥力和空間位阻可維持蛋白質膠束的穩定存在，并有一定的增稠作用，這不僅使得飲料的口感爽滑，且可降低蛋白質顆粒的沉降速度[24]，但添加過多，飲料粘度較高，“口感”得分下降明顯，因此選擇羧甲基纖維素鈉用量0.2%、0.3%、0.4%作為響應面因素考察水平。

圖4 羧甲基纖維素鈉用量對飲料感官得分和離心沉淀率的影響Fig.4 Effects of amount of sodium carboxymethylcellulose on sensory scores and centrifugal sedimentation rate in beverage

2.5 黃原膠用量對飲料的感官品質的影響

黃原膠與羧甲基纖維素鈉作為復合穩定劑，可進一步提高飲料的穩定性。從圖5可見，當黃原膠用量為0.04%時，離心沉淀率最低，但繼續添加時沉淀增多，這源于黃原膠結構中存在葡萄糖醛酸和丙酮酸等基團，使其帶負電荷，過多添加可引起蛋白質絮凝、沉淀[25]，因此選擇黃原膠用量0.02%、0.04%、0.06%作為響應面因素考察水平。

圖5 黃原膠用量對飲料感官得分和離心沉淀率的影響Fig.5 Effects of amount of xanthan gum on sensory scores and centrifugal sedimentation rate in beverage

2.6 響應面試驗結果與方差分析

采用Box-Behnken中心組合設計原理，進行五因素三水平的響應面分析試驗，考察不同影響因素對藿香玫瑰復合飲料的感官得分影響，具體方案與結果見表3。

表3 響應面試驗結果Table 3 Results of response surface experiment

通過多元回歸擬合，得到各因素水平與感官得分的二次多項回歸方程：Y=89.2-0.45A-2.55B+2.41C-0.64D+2.39E+1.83AB+4.93AC+1.25AD+0.40AE+1.00BC+0.25BD-1.07BE+3.22CD+5.67CE-1.70DE-4.39A2-9.41B2-4.90C2-1.72D2-6.13E2，并對該方程進行方差分析，結果見表4。

從表4可知，該二次多項式回歸模型具有極顯著性（P＜0.01），決定系數為0.9802，失擬項＞0.05，表明該模型方程可準確反映各因素與響應值的變化關系。從顯著性分析可知，一次項B、C、E，二次項A2、B2、C2、D2、E2，交互項AC、CD、CE對復合飲料的感官得分影響均極顯著（P＜0.01），AB、DE對復合飲料的感官得分影響顯著（P＜0.05），另各因素在考察的水平范圍內，對復合飲料的感官得分影響順序為：蔗糖用量（B）＞檸檬酸用量（C）＞黃原膠添加量（E）＞羧甲基纖維素鈉添加量（D）＞玫瑰與藿香提取液體積比（A）。

表4 響應面方差分析Table 4 Variance analysis of response surface experiment

2.7 響應曲面分析與最佳工藝驗證

圖6為不同因素的交互作用對復合飲料的感官得分影響，響應曲面越陡峭，表明該因素對感官得分的影響越大。從圖6可知，玫瑰藿香提取液體積比與蔗糖用量、羧甲基纖維素鈉用量與黃原膠用量、玫瑰藿香提取液體積比與檸檬酸用量、檸檬酸用量與羧甲基纖維素鈉用量、檸檬酸用量與黃原膠用量的交互曲面陡峭，交互作用顯著（P＜0.05，P＜0.01），且隨著各因素水平的增加，飲料的感官得分均呈先升高后下降的趨勢，而在其它交互作用的響應曲面中，感官得分隨著各因素水平的增加緩慢升高，交互作用不顯著（P＞0.05）。

通過對二次多項式回歸模型分析，確定藿香玫瑰復合飲料的最佳配方為：玫瑰與藿香提取液體積比2.62:1、蔗糖用量3.91%、檸檬酸用量0.7%、羧甲基纖維素鈉用量0.37%、黃原膠用量0.05%，理論感官得分91.4分。為便于操作，擬定配方為玫瑰與藿香提取液體積比2.6:1、蔗糖用量4%、檸檬酸用量0.7%、羧甲基纖維素鈉用量0.4%、黃原膠用量0.05%，所得飲料的實際感官得分為92.2分，表明該回歸模型的預測性好，所得藿香玫瑰復合飲料呈紅褐色，具有藿香與玫瑰的混合香味，酸甜適中，風味獨特，無明顯沉淀物。

2.8 復合飲料的品質分析結果

表5為藿香玫瑰復合飲料的品質分析結果。從表5可見，該復合飲料的總酸含量為0.62±0.07 g/100 mL，離心沉淀率僅為2.2%，表明該飲料組織均勻，無明顯沉淀，另菌落總數符合相應國標要求，且未檢出大腸桿菌。同時最佳配方制得的復合飲料中多糖含量為0.95%±0.01%，黃酮含量為0.76%±0.02%，由于多糖類化合物參與機體免疫功能調節、細胞相互識別和營養物質的運輸，而黃酮類化合物則直接捕捉、清除各種活性氧簇，激活體內抗氧化酶發揮抗氧化作用，因此可知藿香玫瑰復合飲料營養價值較高。

2.9 抗運動疲勞評價結果

2.9.1 復合飲料對小鼠爬桿時間的影響 從表6可見，與對照組小鼠的爬桿時間相較，空白對照組無顯著性差異（P＞0.05），而低、中、高劑量組則分別延長2.3、5.5和7.7 min，均有極顯著性差異（P＜0.01），表明藿香玫瑰復合飲料有助于提高機體的運動耐力，延長動物的運動時間，這與張錢偉考察毛酸漿枸杞液體營養飲料用量對小鼠的運動時間影響結果一致[26]，同時可知復合飲料中其它輔料對機體的運動耐力無明顯影響。

2.9.2 復合飲料對運動后小鼠MG、LG影響 當機體運動時，糖類物質提供能量，其在體內主要以血糖、肝糖原、肌糖原存在，當血糖消耗至一定時，肝糖原與肌糖原便開始分解，因此分別考察復合飲料對運動后不同組別小鼠的MG與LG含量影響，結果見表7。與對照組相較，空白組對照組小鼠運動后MG與LG含量雖分別提高0.04和0.33 mg/g，但無顯著性差異（P＞0.05），表明復合飲料中其它輔料不影響MG與LG體內儲量的提高，而低、中、高劑量較對照組的MG含量分別提高0.23、0.47和0.60 mg/g，LG含量分別提高1.67、2.84、4.06 mg/g均具有極顯著性差異（P＜0.01），這可能源于藿香提取液中多糖化合物能以動物多糖形式儲存于小鼠的肝臟與肌肉中，當劇烈運動時，可快速提供能量，其與王金瑞研究蕎麥銀耳復合飲料對小鼠的肝糖原含量影響結果一致[27]。

表7 不同組別小鼠運動后MG、LG含量Table 7 Contents of MG and LG of mice in different groups after exercise

2.9.3 復合飲料對運動后小鼠BLA、LDH影響 由于運動過量導致肌肉收縮加劇供氧不足，血糖發生糖酵解生成乳酸，四肢出現“酸痛”，乳酸脫氫酶可加快體內乳酸代謝，緩解運動后機體的疲勞感[28]，因此分別考察復合飲料對運動后不同組別小鼠的BLA含量與LDH活力的影響，結果見表8。與對照組相較，空白對照組小鼠運動后BLA含量下降0.6 mmol/L，LDH活力提高21.7 U/L，但無顯著性差異（P＞0.05），表明復合飲料中其它輔料對體內BLA含量與LDH活力無影響，但各劑量組小鼠的BLA含量均有顯著性下降，且LDH活性明顯提高，差異均有極顯著性（P＜0.01），這與劉文靜研究雪櫻子石榴復合飲料對運動后小鼠的乳酸含量影響結果一致[29]。

表8 不同組別小鼠運動后BLA含量與LDH活力Table 8 BLA contents and LDH activities of mice in different groups after exercise

3 結論

以藿香、玫瑰為原料，通過單因素與響應面優化試驗確定藿香玫瑰復合飲料的最佳配方為：玫瑰與藿香提取液體積比2.6:1、蔗糖用量4%、檸檬酸用量0.7%、羧甲基纖維素鈉用量0.4%、黃原膠用量0.05%，感官得分達到92.2分。該復合飲料呈紅褐色，具有藿香與玫瑰的混合香味，酸甜適中，風味獨特，靜置后無明顯沉淀物，同時其含有多糖類、黃酮類物質的含量分別為0.95%±0.01%、0.76%±0.02%，營養價值較高。動物實驗結果顯示，藿香玫瑰復合飲料有助于延長小鼠的爬桿時間，提高體內肝、肌糖原儲存量，并增強乳酸脫氫酶活力，從而加快運動生成的乳酸代謝，因此具有較好的抗運動疲勞作用。可推廣用于相關食品領域。本研究可為藿香資源的利用提供依據，并推動相關抗運動疲勞食品的開發。