混料設(shè)計優(yōu)化芪健藥茶的工藝配方與品質(zhì)研究

高外毛，康東坤，孟祥龍，史俊芳，馬存根，劉建春1,*

1. 山西中醫(yī)藥大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)研究中心，國家中醫(yī)藥管理局多發(fā)性硬化益氣活血重點研究室（晉中 030619）；2. 山西中醫(yī)藥大學(xué)（晉中 030619）；3. 山西大同大學(xué)腦科學(xué)研究所，中樞神經(jīng)炎癥變性疾病新藥創(chuàng)制省市共建山西省重點實驗室培育基地（大同 037009）

隨著現(xiàn)代社會生活壓力加大，越來越多的人處于亞健康狀態(tài)，同時人口老齡化急速發(fā)展，退行性疾病必然越來越多[1-2]。藥茶作為保健食品，在防治疾病方面具有較多優(yōu)勢?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》中記載：“茶茗久服，令人有力、悅志?！彼幉璧闹饕煞譃閭鹘y(tǒng)中藥材，具有多種保健功能，攜帶方便，已成為一種引領(lǐng)潮流的新型健康食品[3]。但市場上許多藥茶僅將原材料切制或粉碎，開水沖泡后有效成分很難析出，難以達(dá)到養(yǎng)生保健的效果。因此，試驗在中醫(yī)藥理論指導(dǎo)下，以傳統(tǒng)紅茶為基礎(chǔ)，加入經(jīng)加工處理的黃芪、黨參與麥芽，輔以β-環(huán)狀糊精、低聚果糖，通過應(yīng)用D-Optional混料設(shè)計優(yōu)化藥茶工藝配方，并測定其有效成分黨參炔苷、總黃酮與茶多酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，研制一款具有良好保健功能的藥茶，旨在為黨參和黃芪等中藥在藥茶中的開發(fā)應(yīng)用提供借鑒與參考，同時為其規(guī)模化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

YZ-111732黨參炔苷、YZ-100080蘆丁、YZ-110877兒茶素（均為色譜純，北京索萊寶科技有限公司）；甲醇、乙腈（均為色譜純，德國Merck公司）；亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀（均為分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）；黃芪、黨參、麥芽（北京同仁堂有限公司）；正山小種（廈門茶業(yè)進(jìn)出口有限公司）；低聚果糖、β-環(huán)狀糊精（河南萬邦實業(yè)有限公司）。

2695型高效液相色譜系統(tǒng)（美國Waters公司）；Cary-50可見紫外分光光度計（美國Varian公司）；BSA233S型電子天平（德國賽多利斯科學(xué)儀器公司）；5840型離心機(jī)（德國Eppendorf公司）；JCLW-650CT多用途恒溫超聲波提取機(jī)（青島聚創(chuàng)環(huán)保有限公司）；GRX-12A型電熱干燥箱（上海森信實驗儀器有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 基本工藝路線

1.2.2 操作要點

稱取藥材（黃芪、黨參與麥芽各等分），加入原藥材總質(zhì)量10倍的水，浸泡30 min。大火煮沸后，改小火煎煮1 h，過濾后得藥液。再向鍋內(nèi)加入原藥材總質(zhì)量8倍的水，沸后小火煎煮40 min，過濾。將2次藥液合并小火濃縮，溫度控制在60～75 ℃[4]，至藥液呈稠膏狀，用筷子蘸取浸膏拉絲即可，收膏備用。

將煎煮過濾后的中藥藥渣用電熱干燥箱60 ℃干燥過夜，切成直徑約3 mm大小的顆粒，過篩，保留備用。

在浸膏中加入相當(dāng)于原藥材總質(zhì)量1.25%的β-環(huán)狀糊精，加入干燥后的藥渣，攪拌均勻，置于電熱干燥箱60 ℃干燥3 h，冷卻后混入適量藥渣，保證中藥提取顆粒總質(zhì)量為原藥材的1/2，得到中藥提取顆粒。

將正山小種、中藥提取顆粒、低聚果糖按比例稱其質(zhì)量，混合均勻，用茶袋包裝封口，得到成品。

1.2.3 混料設(shè)計

在前期預(yù)試驗的基礎(chǔ)上，確定每包藥茶總質(zhì)量為4 g，配方中正山小種比例為總質(zhì)量的40%～60%，中藥提取顆粒為30%～50%，低聚果糖為0～10%。以感官評價為優(yōu)化指標(biāo)，應(yīng)用軟件Design-Expert中混料設(shè)計（mixture）D-Optional法對藥茶配方進(jìn)行優(yōu)化，確定其最佳比例。

1.2.4 感官評價

參考GB/T24690—2018《袋泡茶》[5]，結(jié)合藥茶特點修改制成感官評價表（表1）。邀請食品專業(yè)學(xué)生（5男5女）組成評定小組，從氣味、色澤、滋味3個方面進(jìn)行評分。每包藥茶用200 mL（90 ℃）純凈水沖泡，5 min后品嘗打分。

表1 感官評價表

1.3 HPLC法測定黨參炔苷炔苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)

1.3.1 色譜條件

色譜柱WATO54275（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動相為乙腈（A）-0.1%甲酸水溶液（B）。梯度洗脫程序：0～10 min，5%～10% A；10～30 min，10%～20% A；30～40 min，20%～30% A；40～50 min，30%～45% A；50～60 min（45%～85% A）。流速1.0 mL/min；柱溫25 ℃；檢測波長267 nm；進(jìn)樣量10 μL[6]。

1.3.2 供試品溶液制備

稱取0.366 g待測藥茶，置具塞錐形瓶中，加入20 mL甲醇溶解，稱其質(zhì)量，在70 ℃恒溫水浴超聲50 min，用甲醇補(bǔ)足減失的質(zhì)量，搖勻，用0.45 μm微孔濾膜濾過，取續(xù)濾液，得到供試品溶液。

1.3.3 對照品溶液制備

精密稱取5 mg黨參炔苷對照品，置于10 mL容量瓶中，加甲醇溶解，定容，經(jīng)0.45 μm微孔濾膜濾過，得質(zhì)量濃度為0.5 mg/mL黨參炔苷對照品溶液。

1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精密吸取1，2，4，6和8 mL對照品溶液，進(jìn)樣，分別置于10 mL量瓶中，用甲醇溶液定容至刻度，按1.3.1項下色譜條件分別進(jìn)樣測定，以進(jìn)樣濃度（X）為橫坐標(biāo)，峰面積（Y）為縱坐標(biāo)來繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并進(jìn)行回歸分析。

1.3.5 方法學(xué)考察

取適量供試品或?qū)φ掌啡芤?，進(jìn)行精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性、加樣回收率試驗考察，計算各組分峰面積與SRSD值。

1.3.6 樣品含量測定

待測樣品按1.3.2方法制備供試品溶液，1.3.1項下色譜條件進(jìn)樣檢測，記錄峰面積，計算含量。

1.4 總黃酮含量測定

1.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精密稱取10 mg蘆丁，置于50 mL容量瓶中，用甲醇溶解，并定容至刻度，搖勻，得到質(zhì)量濃度0.2 mg/mL的對照品溶液。準(zhǔn)確量取1.00，1.50，2.00，3.50和4.00 mL蘆丁對照品溶液，依次加入5只10 mL容量瓶中，每只容量瓶加入0.3 mL 5%亞硝酸鈉，6 min后加入0.3 mL 10%硝酸鋁，6 min后加入4 mL 4%氫氧化鈉，加純水定容至10 mL，搖勻，靜置，得不同濃度對照品溶液，并作為空白對照，在511 nm波長處測定其吸光度。以濃度（C）為橫坐標(biāo)，吸光度（A）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[7]。

1.4.2 樣品含量測定

待測供試品溶液在波長511 nm處測定吸光度，代入回歸方程計算總黃酮含量。

1.5 茶多酚的含量測定

1.5.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精密稱定1 mg兒茶素對照品，置于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解，并定容至刻度，搖勻，得到質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL的對照品溶液。準(zhǔn)確量取0.20，0.40，0.60，0.80和1.00 mL對照品溶液，依次加入5只10 mL容量瓶中，每只容量瓶加入2 mL酒石酸亞鐵溶液，6 mL pH 7.5的磷酸緩沖液，搖勻，靜置，得不同濃度的對照品溶液。以甲醇水作為空白對照，置可見紫外分光光度計于540 nm波長進(jìn)行檢測，以濃度（C）為橫坐標(biāo)，吸光度（A）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[8]。

1.5.2 樣品含量測定

待測供試品溶液顯色后測定吸光度，代入回歸方程得到茶多酚含量。

1.6 統(tǒng)計分析

混料設(shè)計分析采用Design-Expert 11.1.0.1軟件；數(shù)據(jù)分析采用Excel 2010及SPSS 21.0統(tǒng)計軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 混料設(shè)計結(jié)果與分析

2.1.1 混料設(shè)計結(jié)果

混料設(shè)計結(jié)果見表2。依據(jù)Design-Expert軟件對藥茶的感官評價和配方工藝進(jìn)行回歸擬合，得到以感官評價為指標(biāo)的回歸模型：Y=80.66A+75.70B-40.86C+8.98AB+133.23AC+125.89BC。

表2 混料設(shè)計結(jié)果

2.1.2 顯著性與方差分析

根據(jù)軟件中D-Optional法，得到的回歸模型方差分析（表3）。表中二次項模型呈相關(guān)性極顯著（p＜0.01），方程失擬項p值為0.1784，說明失擬項差異不顯著（p＞0.05），該模型可用于反映感官評價與各因素之間的關(guān)系[9]。判定系數(shù)R2=0.9688，Radj2=0.949 4，說明模型與實際結(jié)果的擬合性較好。對感官評價達(dá)到極顯著水平（p＜0.01）的交互項有AC、BC。

表3 顯著性檢驗與方差分析

2.1.3 各因素分析與討論

利用Design-Expert軟件，根據(jù)不同因素對芪健藥茶的感官評價影響，得到響應(yīng)面分析。根據(jù)等高線形狀可知，等高線越趨近于橢圓，則表示交互作用越強(qiáng)[10]。從曲面的陡峭程度也可以判斷各因素對感官評價影響程度。由圖1可看出，正山小種、中藥提取顆粒與低聚果糖三者交互的等高線圖呈現(xiàn)橢圓形，影響顯著，交互作用強(qiáng)，對感官評價影響較大。低聚果糖添加比例不變時，感官評價評分隨著正山小種添加增長呈現(xiàn)先升高再降低趨勢，隨著中藥提取顆粒添加比例增加而增加，中藥提取顆粒添加量50%時，評分最高。

圖1 各因素對感官評價的影響

2.1.4 最佳配比結(jié)果確定與驗證試驗

通過混料設(shè)計得到芪健藥茶最佳配方：正山小種44.530%、中藥提取顆粒46.105%、低聚果糖9.365%。在此比例下，感官評價理論得分為81.238分。對該配方進(jìn)行優(yōu)化：正山小種44.5%、中藥提取顆粒46.1%、低聚果糖9.4%。對優(yōu)化后的配方進(jìn)行驗證試驗，平均感官評價評分為82.7分，配方優(yōu)化后的藥茶感官評價分?jǐn)?shù)略高于理論得分，兩者誤差1.462分，試驗結(jié)果與理論分析結(jié)果相似，試驗結(jié)果可信。

2.2 有效成分測定結(jié)果與分析

2.2.1 黨參炔苷測定結(jié)果

通過利用乙腈-甲酸作為流動相進(jìn)行梯度洗脫，流速為1.0 mL/min，可快速有效分離黨參炔苷，結(jié)果見圖2。在該色譜條件下，黨參炔苷與其他雜峰分離良好，該色譜條件適用于藥茶中黨參炔苷的檢測方法。

圖2 黨參炔苷含量測定

以峰面積對進(jìn)樣濃度進(jìn)行回歸分析，得到回歸方程：Y=168.93X+8.821 3（R2=0.999 6）。結(jié)果表明黨參炔苷在0.050～0.314 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。從表4可以看出，儀器精密度良好，供試品溶液在12 h內(nèi)穩(wěn)定，該方法具有較好的重復(fù)性及準(zhǔn)確度。最終測得藥茶中黨參炔苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.663 23±0.233 3 mg/g。

表4 方法學(xué)考察（n=6）

2.2.2 總黃酮測定結(jié)果

以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程：Y=5.857 5X+0.128 6（R2=0.999 7）。結(jié)果表明蘆丁質(zhì)量濃度在0.021～ 0.082 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，該方法精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性及準(zhǔn)確度良好。最終測定藥茶中總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.514 9±0.022 3 mg/g。

2.2.3 茶多酚測定結(jié)果

以兒茶素標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程：Y=77.2X-0.099 2（R2=0.999 5）。結(jié)果表明兒茶素質(zhì)量濃度在0.002～ 0.013 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，該方法精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性及準(zhǔn)確度良好。最終測定藥茶中茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.374 3±0.001 7 mg/g。

3 討論與結(jié)論

通過混料設(shè)計試驗分析得到芪健藥茶最佳工藝配方：正山小種44.5%，中藥提取顆粒46.1%，低聚果糖9.4%。在此配方比例下，芪健藥茶湯色金紅透亮，口感醇厚，香氣馥郁，感官評價可達(dá)82.7分。測定其有效成分，黨參炔苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.66 mg/g、總黃酮為7.51 mg/g、茶多酚為2.37 mg/g。

黃芪含有皂苷、多糖、黃酮等成分，其中以黃酮類化合物最為常見[11-12]。黨參主要含有生物堿類、聚炔類、黃酮類活性成分[13]。研究表明，黃芪與黨參具有提高免疫、抗氧化、延緩衰老等功效[14]。正山小種富含茶多酚和茶多糖等抗氧化成分，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，預(yù)防肥胖[15-17]。低聚果糖能改善藥茶口感，調(diào)節(jié)腸道菌群，被廣泛用于嬰幼兒保健食品[18]。β-環(huán)狀糊精作為中藥提取顆粒包合劑，能防止有效成分在烘烤干燥過程中受熱分解，增加藥物穩(wěn)定性，延長保存時間[19]。

與市面上的沖泡型藥茶相比，試驗研制的藥茶消除了黃芪、黨參直接泡水而帶來的土腥味[20]，提高有效成分在水中的析出，茶湯清亮，視覺效果好，飲服適口，對人體有著良好的保健作用。