鼠曲草黃酮飲料的研制

余 姣，劉美婷，劉玲瓏，王詩逸，劉 皓

（湖南食品藥品職業學院食品學院，湖南 長沙 410208）

鼠曲草（Gnaphlium affineD. Don）為菊科鼠曲草屬一年生草本植物，別名清明菜、佛耳草、追骨風，是一種具有濃郁民族特色的野生植物資源[1]。鼠曲草富含黃酮類化合物、萜類化合物、氨基酸、揮發油、植物甾醇、生物堿，此外還含有鈣、鎂、鉀等多種礦物質，具有顯著的抑菌、抗炎、護肝及抗氧化等功效[2-3]。Roh 等[4]研究發現，鼠曲草能通過抑制MAPK 介導的轉錄激酶活性來抑制RAW264.7 細胞的炎癥反應。Li 等[5]研究表明，鼠曲草具有良好的抗氧化能力，能顯著降低氧化損傷小鼠肝組織的丙二醛水平。鼠曲草屬植物資源豐富，具有多種生物活性，除了醫藥價值，在營養保健、化妝品、生物農藥等方面也有一定的應用價值[6]。陳加蓓等[7]和石青浩等[8]以乙醇為提取溶劑提取鼠曲草中的總黃酮，并分析其抗氧化活性。目前用水作為溶劑提取鼠曲草中總黃酮的研究相對較少。朱小琳等[9]以鼠曲草為原料制作鼠曲草糕，潘明等[10]利用鼠曲草的提取液和糯米聯合發酵研制出保健米酒，王世寬等[11]研發了鼠曲草保健茶，Gao等[12]制備了一種鼠曲草新型酸奶，但單獨用鼠曲草為原料制作飲料的研究鮮有報道。本研究以鼠曲草為試材，篩選鼠曲草黃酮的水浸提工藝及其飲料的配方，以期為鼠曲草的進一步綜合加工利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

鼠曲草，采摘自江西省新干縣麥斜鎮；蘆丁標準品（純度≥98%），成都德斯特生物技術有限公司；白砂糖，廣西糖業集團柳興制糖有限公司；檸檬酸、羧甲基纖維素鈉，河南中辰生物科技有限公司；氫氧化鈉、硝酸鋁、亞硝酸鈉、乙醇均為分析純。

1.1.2 儀器與設備

FA3104N 電子天平，上海菁海儀器有限公司；FW100 高速萬能粉碎機，WGL-125B 電熱鼓風干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司；MK-HJ1508電熱水壺，廣東美的生活電器制造有限公司；L3-LJ150榨汁機，九陽股份有限公司；XMTD-7000 電熱恒溫水浴鍋，天津天泰儀器有限公司；7200 型可見分光光度計，尤尼柯（上海）儀器有限公司；WZS 手持式折射儀，上海儀電物理光學儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

鼠曲草→清洗→烘干→粉碎→浸泡→提取→過濾→澄清液→調配→灌裝→殺菌→封口→冷卻→成品

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 原料預處理

新采摘的鼠曲草經挑選、清水洗凈后于60 ℃左右的電熱鼓風干燥箱中烘干至恒重，粉碎后用真空密封袋保存，備用。

1.2.2.2 鼠曲草中黃酮類物質的提取

按水浸提工藝，先選擇適宜的料液比，浸泡一段時間，然后在一定的浸提溫度和提取時間下提取鼠曲草中的黃酮類物質。

1.2.2.3 飲料調配

濾紙過濾浸提后的濾液即為鼠曲草水提液，按一定的工藝配方添加鼠曲草水提液、白砂糖、檸檬酸和羧甲基纖維素鈉進行調配，攪拌均勻。

1.2.2.4 殺菌、冷卻

調配后的飲料裝瓶后在100 ℃水浴鍋中滅菌20 min，再置于室溫下自然冷卻，標注日期并貼上標簽[13]。

1.2.3 鼠曲草黃酮提取條件的篩選

1.2.3.1 料液比的篩選

準確稱取1 g（精確到0.000 1 g）粉碎后的鼠曲草，固定浸泡時間45 min，浸提溫度70 ℃，提取時間2 h，考察不同料液比（1∶110、1∶120、1∶130、1∶140、1∶150（g/mL））對鼠曲草黃酮提取量的影響，篩選適宜的料液比。

1.2.3.2 浸泡時間的篩選

準確稱取1 g（精確到0.000 1 g）粉碎后的鼠曲草，固定料液比1∶140（g/mL），浸提溫度70 ℃，提取時間2 h，考察不同浸泡時間（15、30、45、60、75 min）對鼠曲草黃酮提取量的影響，篩選適宜的浸泡時間。

1.2.3.3 提取時間的篩選

準確稱取1 g（精確到0.000 1 g）粉碎后的鼠曲草，固定料液比1∶140（g/mL），浸泡時間45 min，浸提溫度70 ℃，考察不同提取時間（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h）對鼠曲草黃酮提取量的影響，篩選適宜的提取時間。

1.2.3.4 浸提溫度的篩選

準確稱取1 g（精確到0.000 1 g）粉碎后的鼠曲草，固定料液比1∶140（g/mL），浸泡時間45 min，提取時間2 h，考察不同浸提溫度（60、70、80、90、100 ℃）對鼠曲草黃酮提取量的影響，篩選適宜的浸提溫度。

1.2.3.5 正交試驗設計

在單因素試驗結果的基礎上，以料液比、浸泡時間、提取時間及浸提溫度為主要影響因素，以鼠曲草黃酮提取量為考察指標，進行L9(34)正交試驗，正交試驗的因素水平如表1所示。

表1 鼠曲草黃酮提取正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test of flavonoids extraction from G.affine D.Don

1.2.4 鼠曲草黃酮飲料配方優化的試驗設計

1.2.4.1 鼠曲草水提液添加量的篩選

以100 mL 飲料計，固定白砂糖添加量8 g，檸檬酸添加量0.05 g，羧甲基纖維素鈉添加量0.1 g，不足部分以水補足，研究鼠曲草水提液添加量（20、30、40、50、60 mL）對飲料感官品質的影響，篩選適宜的鼠曲草水提液添加量。

1.2.4.2 白砂糖添加量的篩選

以100 mL 飲料計，固定鼠曲草水提液添加量40 mL，檸檬酸添加量0.05 g，羧甲基纖維素鈉添加量0.1 g，不足部分以水補足，研究白砂糖添加量（6、7、8、9、10 g）對飲料感官品質的影響，篩選適宜的白砂糖添加量。

1.2.4.3 檸檬酸添加量的篩選

以100 mL飲料計，固定鼠曲草水提液添加量40 mL，白砂糖添加量8 g，羧甲基纖維素鈉添加量0.1 g，不足部分以水補足，研究檸檬酸添加量（0.03、0.04、0.05、0.06、0.07 g）對飲料感官品質的影響，篩選適宜的檸檬酸添加量。

1.2.4.4 羧甲基纖維素鈉添加量的篩選

以100 mL飲料計，固定鼠曲草水提液添加量40 mL，白砂糖添加量8 g，檸檬酸添加量0.05 g，不足部分以水補足，研究羧甲基纖維素鈉添加量（0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 g）對飲料感官品質的影響，篩選適宜的羧甲基纖維素鈉添加量。

1.2.4.5 鼠曲草黃酮飲料配方優化正交試驗設計

根據單因素試驗的結果，以鼠曲草水提液添加量、白砂糖添加量、檸檬酸添加量及羧甲基纖維素鈉添加量為主要影響因素，以鼠曲草黃酮飲料感官評分為考察指標，進行L9(34)正交試驗，正交試驗因素水平如表2所示。

表2 鼠曲草黃酮飲料配方優化正交試驗因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test of formula optimization of G.affine D.Don flavonoid beverage

1.2.5 測定項目與方法

1.2.5.1 黃酮提取量

參考王麗等[14]的方法進行測定。配制蘆丁標準溶液（0.1 mg/mL），采用比色法制作標準曲線，得到吸光度y與蘆丁質量x（mg）之間的回歸方程為：y=1.354 3x+0.001 1，決定系數R2=0.999 9。準確吸取樣品溶液4 mL，按上述比色法進行測定，計算鼠曲草中黃酮提取量。

1.2.5.2 感官品質評定

為了直觀地比較單因素試驗和正交試驗產品的感官品質，選20名成員，分別從鼠曲草黃酮飲料的色澤（20 分）、組織形態（20 分）、氣味（20 分）、滋味（40分）4 個評價項目進行感官評分[15]，結果取平均值，感官評價標準見表3。

表3 鼠曲草黃酮飲料感官品質評價標準Table 3 Sensory quality evaluation standard of G.affine D.Don flavonoid beverage

1.2.5.3 可溶性固形物含量

使用手持式折射儀測定飲料的可溶性固形物含量，判斷飲料的品質。

1.2.6 數據處理

采用Microsoft Excel 2019 軟件對數據進行統計與分析。

2 結果與分析

2.1 鼠曲草黃酮類物質提取條件的選擇

2.1.1 單因素試驗結果

2.1.1.1 料液比對黃酮提取量的影響

如圖1所示，隨著水添加量的增加，鼠曲草黃酮提取量逐漸增加，當料液比為1∶140（g/mL）時，鼠曲草黃酮提取量最高，這是由于水添加量過少，鼠曲草黃酮浸提不完全，增加溶劑有助于黃酮類物質的滲出。當料液比為1∶150（g/mL）時，黃酮提取量反而減少，這是由于此時能溶解的黃酮類物質基本已全部溶出。因此，選取料液比1∶130、1∶140、1∶150（g/mL）作為正交因素的考察水平。

圖1 料液比對鼠曲草黃酮提取量的影響Fig.1 Effect of solid-liquid ratio on extraction of flavonoids from G.affine D.Don

2.1.1.2 浸泡時間對鼠曲草黃酮提取量的影響

由圖2 可見，隨著浸泡時間的延長，鼠曲草黃酮提取量先下降后上升再略有下降，45 min之后逐漸趨于平緩，這可能是由于浸泡45 min 時鼠曲草中的黃酮類物質基本已經浸提出來。因此，選取浸泡時間30、45、60 min作為正交因素的考察水平。

圖2 浸泡時間對鼠曲草黃酮提取量的影響Fig.2 Effect of soaking time on extraction of flavonoids from G.affine D.Don

2.1.1.3 提取時間對鼠曲草黃酮提取量的影響

如圖3 所示，鼠曲草黃酮提取量在提取時間為1.0～1.5 h 時先下降，可能是由于提取1.5 h 時雜質溶出較多，也可能由于試驗環境等造成，提取1.5～2.0 h時再上升，提取2.0 h 后繼續下降，直至趨于平緩，可能由于提取時間過長，黃酮類物質在水中的溶解已經達到飽和。因此，選取提取時間1.5、2.0、2.5 h作為正交因素的考察水平。

圖3 提取時間對鼠曲草黃酮提取量的影響Fig.3 Effect of extraction time on extraction of flavonoids from G.affine D.Don

2.1.1.4 浸提溫度對鼠曲草黃酮提取量的影響

由圖4 可見，在浸提溫度為60～70 ℃時，鼠曲草中黃酮提取量顯著上升，70～90 ℃時上升緩慢，90～100 ℃急劇下降，這可能是由于超過90 ℃后，過高的溫度使黃酮類物質的結構被破壞所致。因此，選取浸提溫度80、90、100 ℃作為正交因素的考察水平。

圖4 浸提溫度對鼠曲草黃酮提取量的影響Fig.4 Effect of extraction temperature on extraction of flavonoids from G.affine D.Don

2.1.2 正交試驗結果

如表4所示，影響鼠曲草黃酮浸提工藝各因素的主次排序為：浸泡時間（B）＞提取時間（C）＞料液比（A）＞浸提溫度（D），最佳浸提工藝組合為A1B1C3D1。正交試驗結果中的最佳提取工藝組合為A3B1C3D2，進行驗證試驗比較其測定結果，確定最終的最佳工藝組合。按照正交試驗篩選的組合A1B1C3D1進行鼠曲草黃酮的浸提，其黃酮提取量為14.250 mg/g，高于A3B1C3D2（14.180 mg/g）。因此，鼠曲草黃酮的最佳浸提工藝組合為A1B1C3D1，即料液比1∶130（g/mL），浸泡時間30 min，提取時間2.5 h，浸提溫度80 ℃。

表4 鼠曲草黃酮提取正交試驗結果Table 4 Results of orthogonal test of flavonoids extraction from G.affine D.Don

2.2 鼠曲草黃酮飲料配方的優化

2.2.1 單因素試驗結果

2.2.1.1 鼠曲草水提液添加量對飲料感官品質的影響

由圖5 可知，隨著鼠曲草水提液添加量的增加，鼠曲草黃酮飲料的感官評分先升高后下降，在水提液添加量為40 mL 時最高，添加量少于40 mL 時，鼠曲草的清香味不明顯。添加量超過40 mL時，鼠曲草的味道過于濃郁，飲料整體口感不協調。因此，選取鼠曲草水提液添加量30、40、50 mL 作為正交因素考察水平。

圖5 鼠曲草水提液添加量對飲料感官品質的影響Fig.5 Effect of G.affine D.Don extraction addition on sensoryquality of beverage

2.2.1.2 白砂糖添加量對飲料感官品質的影響

如圖6所示，白砂糖添加量為8 g時，鼠曲草黃酮飲料感官評分最高，飲料的甜度適宜，使人樂于接受。添加太少，整體甜味不充分，口感較差；添加過多，飲料的甜味會明顯掩蓋鼠曲草特有的風味。因此，選取白砂糖添加量7、8、9 g作為正交因素考察水平。

圖6 白砂糖添加量對飲料感官品質的影響Fig.6 Effect of white granulated sugar addition on sensoryquality of beverage

2.2.1.3 檸檬酸添加量對飲料感官品質的影響

由圖7可見，檸檬酸添加量為0.05 g時，鼠曲草黃酮飲料的感官評分最高，添加量過少，則飲料缺乏柔和的口感。添加量超過0.05 g時，飲料的整體風味偏酸，難以感受到其他重要風味，達不到酸甜可口的效果。因此，選取檸檬酸添加量0.04、0.05、0.06 g 作為正交因素考察水平。

圖7 檸檬酸添加量對飲料感官品質的影響Fig.7 Effect of citric acid addition on sensory quality of beverage

2.2.1.4 羧甲基纖維素鈉添加量對飲料感官品質的影響

如圖8 所示，當羧甲基纖維素鈉添加量為0.10 g時，鼠曲草黃酮飲料的感官評分最高，添加量太少，則飲料流動性一般。添加量多于0.10 g時，飲料不但黏度增大，流動性變差，并且給人以不適的口感。因此，選取羧甲基纖維素鈉添加量0.05、0.10、0.15 g 作為正交因素考察水平。

圖8 羧甲基纖維素鈉添加量對飲料感官品質的影響Fig.8 Effect of sodium carboxymethyl cellulose addition on sensory quality of beverage

2.2.2 鼠曲草黃酮飲料配方優化正交試驗結果

如表5所示，影響鼠曲草黃酮飲料感官品質的各因素主次排序為：白砂糖添加量（F）＞水提液添加量（E）＞檸檬酸添加量（G）＞羧甲基纖維素鈉添加量（H），最佳工藝配方組合為E2F3G2H1。在正交試驗各組合中E3F3G2H1的感官評分最高，進行驗證試驗以確定最終的最佳配方組合。按照E2F3G2H1的工藝配方制備鼠曲草黃酮飲料，其感官評分為81.20 分，高于組合E3F3G2H1。說明E2F3G2H1為最佳配方，即在100 mL 飲料中，鼠曲草水提液添加量40 mL，白砂糖添加量9 g，檸檬酸添加量0.05 g，羧甲基纖維素鈉添加量0.05 g。按照該配方制備的鼠曲草黃酮飲料呈青綠色，味道純正、酸甜適口，黃酮提取量為6.56 mg/100 mL。

表5 鼠曲草黃酮飲料配方優化正交試驗結果Table 5 Results of orthogonal test of formula optimization of G.affine D.Don flavonoid beverage

2.3 飲料可溶性固形物含量

經測定，鼠曲草黃酮飲料的可溶性固形物含量為8.39%，符合GB/T 31121—2014[16]中的規定。

3 結論

本研究在單因素試驗的基礎上，通過正交試驗分別對鼠曲草黃酮水浸提工藝及鼠曲草黃酮飲料配方進行了系統研究，確定了鼠曲草黃酮的最佳浸提工藝為：浸提料液比1∶130（g/mL），浸泡時間30 min，提取時間2.5 h，浸提溫度80 ℃；鼠曲草黃酮飲料的最佳配方為：以100 mL 飲料計，鼠曲草水提液添加量40 mL，白砂糖添加量9 g，檸檬酸添加量0.05 g，羧甲基纖維素鈉添加量0.05 g。按此配方制備飲料的可溶性固形物含量為8.39%，黃酮提取量為6.56 mg/100 mL。該產品制作工藝簡單，成本低廉，并且具有一定的保健價值，應用前景廣闊，為今后鼠曲草的進一步開發利用提供了新思路。