參芪復合茶的研制及其抗氧化活性研究

摘 要： 以黃芪、黨參等藥食同源藥材和綠茶為原料，通過單因素試驗、正交試驗和響應面試驗優化復合茶的配比和提取工藝，并檢測其抗氧化能力和理化指標。結果表明：復合茶的最佳配比為黃芪3.0 g、黨參5.0 g、綠茶2.0 g、枸杞0.5 g、大棗0.5 g，感官評分為90.66分;最佳提取工藝為加水量150 mL、加熱時間10 min、加熱溫度95 ℃，總黃酮和茶多酚含量分別為22.20 mg／g和30.77 mg／g;參芪復合茶的DPPH自由基清除率為84.21％，ABTS自由基清除率為93.17％，各項理化檢測結果均符合國家相關標準。該研究不僅為藥食同源新產品的開發提供了參考依據，還促進了中國傳統藥食同源文化的傳承與發展。

關鍵詞： 藥食同源;復合茶;感官評價;總黃酮;茶多酚;抗氧化活性

中圖分類號： TS 971.21"" 文獻標志碼： A ""文章編號：

2095-8730（2024）03-0050-08

黃芪為豆科植物蒙古黃芪Astragalus membranaceus （Fisch.） Bge.的干燥根，性微溫，味甘。黨參為桔梗科植物黨參Codonopsis pilosula （Franch.） Nannf.的干燥根。二者作為常用補中益氣的中藥材，在我國北方部分地區廣泛栽培，具有補氣升陽、調節脾胃、養血生津的顯著功效，常在中醫方劑中搭配使用。它們均含有大量黃酮類、多糖類、皂苷類等有效成分，在抗氧化、抗疲勞、降壓降脂、延緩衰老等方面具有協同作用［1］。研究證明，黃芪和黨參中的黃酮類物質可能是影響抗氧化活性的重要因素之一。孫宇等［2］測定了黃芪不同成分的抗氧化能力，王海娟等［3］對黨參不同部位的抗氧化作用進行研究，均發現黃酮類化合物的抗氧化活性優于其他成分。

綠茶在我國諸多茶葉種類中產量最高，發酵程度最輕，有效成分含量較高，且具有多種功效［4］。綠茶中的主要成分茶多酚在抗氧化、抗衰老、抑制動脈粥樣硬化等方面具有顯著功效［5］。

復合茶由茶葉與藥食同源藥材調配而成，具有保健功能［6］，且制備簡單、沖泡方便。然而，目前還未有關研制黃芪和黨參復合茶的報道。因黃芪、黨參味道略微甘澀，不為大眾所接受，故與同為藥食同源藥材的大棗和枸杞搭配，不僅改善口感，還能夠協同發揮抗氧化、抗疲勞、增強免疫力等作用［7］。此外，復合茶中有效成分的含量易受提取溫度、時間等因素影響。因此，本研究通過優化配比和提取工藝，研制一款參芪復合茶，并對其抗氧化能力進行測定。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃芪、黨參：山西國泰中藥股份有限公司;枸杞、大棗：山西元和堂中藥有限公司;綠茶：濟南景屹茶業有限公司。

蘆丁標準品：上海詩丹德生物技術有限公司;沒食子酸標準品、福林酚：北京索萊寶科技有限公司;1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、2，2-聯氮-雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽（ABTS）：上海麥克林生化科技有限公司;甲醇、硝酸鋁、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、無水碳酸鈉：天津市科密歐化學試劑有限公司，均為分析純。

1.2 儀器與設備

HH-6數顯恒溫水浴鍋：常州榮華儀器制造有限公司;SHB-D（Ⅲ）循環水式真空泵：鞏義市予華儀器有限責任公司;RE-52旋轉蒸發器：上海亞榮生化儀器廠;冷凍干燥機：博醫康（北京）儀器有限公司;Ultra-3660紫外可見分光光度計：北京普源精電科技有限公司;FB224自動內校電子分析天平：上海舜宇恒平科學儀器有限公司;M3-L232F變頻微波爐：廣東美的廚房電器制造有限公司。

1.3 參芪復合茶的制備

挑選潔凈、干燥、無蛀蟲或霉變的黨參、黃芪、枸杞、大棗飲片和綠茶，分別粉碎后過60目篩，過篩后的細粉混合均勻，加入一定量純凈水，在水浴鍋中恒溫加熱提取，之后使用尼龍紗布過濾2次，所得濾液合并后采用旋轉蒸發器減壓濃縮。所得濃縮液經冷凍后在真空度23 Pa、冷阱溫度-53 ℃條件下的冷凍干燥機中干燥48 h，制得干燥粉末［8］，再通過研磨、包裝、滅菌，獲得茶粉成品。

1.4 復合茶配比的確定

1.4.1 單因素試驗

通過預實驗，確定基礎配比為黃芪6 g、黨參5 g、綠茶3 g、枸杞0.5 g、大棗0.5 g。在此基礎上，分別考察黃芪（3、6、9、12、15 g）、黨參（1、3、5、7、9 g）、綠茶（1、2、3、4、5 g）的不同配比對復合茶感官品質的影響。

1.4.2 感官評分標準

將在基本提取工藝（加水量150 mL、加熱時間10 min、加熱溫度95 ℃）條件下，用不同配比的原材料制得的茶粉成品，加入10倍水沖泡后進行感官評價。由10位食品專業實驗員（男女各5位）作為感官評價實驗員，從口感、氣味、色澤、組織狀態等方面對復合茶液進行評價［9］， 評分標準見表1。

1.4.3 模糊數學評價模型的建立

1.4.3.1 因素集和評語集的建立

根據復合茶的評價指標確定因素集（U）為口感（u1）、氣味（u2）、色澤（u3）、組織狀態（u4），即U=｛u1，u2，u3，u4｝;各因素根據評價標準分為優（v1）、良（v2）、中（v3）、差（v4）四個等級，即評語集V=｛v1，v2，v3，v4｝，評語集中各等級分別賦分95、85、75、65［10］。

1.4.3.2 權重集的建立

采用用戶調查法建立權重集（X），由10位感官評價員采用0-1評分法對復合茶各因素在感官評價中的重要性進行對比打分［11-12］，權重分布見表2，即X={0.32，0.29，0.20，0.19}。

1.4.4 正交試驗設計

根據單因素實驗結果，采用正交試驗優化復合茶配比。以黃芪（A）、黨參（B）、綠茶（C）含量為考察因素，設計三因素三水平正交試驗。正交試驗設計因素及水平見表3。

1.5 提取工藝優化

1.5.1 單因素試驗

確定復合茶最佳配比后，以總黃酮含量和茶多酚含量為評價指標，分別考察加水量（140、145、150、155、160 mL）、加熱時間（8、10、12、14、16 min）和加熱溫度（80、85、90、95、100 ℃）對有效成分含量的影響。其中考察因素固定水平為加水量150 mL、加熱時間10 min、加熱溫度95 ℃。

1.5.2 響應曲面試驗

結合單因素試驗結果，對加水量（A）、加熱時間（B）、加熱溫度（C）進行考察，分別以總黃酮含量（Y1）和茶多酚含量（Y2）為響應值，經Design-Expert V8.0.6軟件分析處理設計選取最優提取工藝方案［13-14］。試驗設計見表4。

1.5.3 總黃酮含量測定

1.5.3.1 供試品溶液制備

稱取0.5 g復合茶粉加入10倍水沖泡，完全溶解后烘干至恒重，所得干膏置容量瓶中用甲醇溶解定容，作為供試品待用［15］。

1.5.3.2 蘆丁標準曲線繪制與總黃酮含量測定

采用三氯化鋁顯色法測定不同濃度對照品中總黃酮含量［16］，在波長510 nm處測定吸光度，繪制蘆丁標準曲線。以質量濃度（C）為橫坐標，吸光度（A）為縱坐標，得到蘆丁標準曲線回歸方程為A=0.006 5C+0.081 5（R2=0.996 3）。各供試品同法測定吸光度，依據回歸方程計算各樣品中總黃酮濃度，根據式（1）算出總黃酮含量。

M=C×V0.5×1 000（1）

式中：M為總黃酮含量，mg／g;C為總黃酮濃度，μg／mL;V為提取液總體積，mL。

1.5.4 茶多酚含量測定

供試品溶液制備同1.5.3.1。采用福林酚比色法測定不同濃度對照品中茶多酚含量［17］，在波長765 nm處測定吸光度，繪制沒食子酸標準曲線。以質量濃度（C）為橫坐標，吸光度（A）為縱坐標，得到沒食子酸標準曲線回歸方程為A=0.009 3C+0.113 7（R2=0.997 1）。各供試品同法測定吸光度，依據回歸方程計算各樣品中茶多酚含量，根據式（2）算出茶多酚含量。

M=C×V0.5×1 000（2）

式中：M為茶多酚含量，mg／g;C為茶多酚濃度，μg／mL;V為提取液總體積，mL。

1.6 體外抗氧化能力測定

分別稱取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g茶粉，均加入1.0 mL純水溶解后，制得濃度為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g／mL復合茶液，參照王瑩等［18］的方法測定DPPH自由基清除率，參照趙春燕等［19］的方法測定ABTS自由基清除率。

1.7 理化指標檢測

依據國家標準《固體飲料》（GB／T 29602—2013）對復合茶進行相關理化指標檢測，其中水分含量測定參照《食品安全國家標準 食品中水分的測定》（GB 5009.3—2016）的直接干燥法，蛋白質測定參照《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》（GB 5009.5—2016）的凱氏定氮法，菌落總數測定參照《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》（GB 4789.2—2022），大腸桿菌測定參照《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 大腸菌群計數》（GB 4789.3—2016），霉菌測定參照《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 霉菌和酵母計數》（GB 4789.15—2016）。

1.8 數據分析

所有實驗均重復3次，實驗結果以平均值±標準差表示。所有數據均采用SPSS 22.0進行統計分析，Origin 9.0進行繪圖，Design-Expert V8.0.6軟件進行響應曲面試驗設計及結果分析。

2 結果與分析

2.1 參芪復合茶配比的單因素結果

2.1.1 黃芪添加量對感官評分的影響

如圖1所示，參芪復合茶的感官評分隨黃芪添加量的增加呈先升后降的趨勢。當黃芪添加量小于6 g時，復合茶色澤較淡，無明顯沉淀，口感略微甘甜，但黨參的土腥味相較于黃芪的豆腥味較重，風味不協調。添加量為6 g時，感官評分最高（88.52分），茶液呈橙黃色，澄清且無明顯沉淀，茶香及藥香味協調。添加量大于6 g時，黃芪的豆腥味會明顯增強，其他原料無法掩蓋其味道，導致復合茶適口性差;此外，由于黃芪中淀粉、纖維素等易凝固的成分經過加熱提取后析出［20］，造成復合茶顏色較暗，呈深黃色，無光澤感，略顯渾濁。故黃芪添加量在后續正交試驗優化水平中設置為3、6、9 g。

2.1.2 黨參添加量對感官評分的影響

如圖2所示，復合茶的感官評分隨黨參添加量的增加先上升后下降，當黨參添加量為5 g時感官評分最高（88.47分），此時復合茶風味獨特，色澤明亮，無渾濁產生。當黨參添加量小于5 g時，復合茶無明顯黨參味道，其風味被明顯遮蓋，滋味較淡，茶液顏色為淺黃色。而添加量大于5 g時，復合茶因黨參用量增加，其口感逐漸甘澀；由于水提后有部分雜質析出，導致茶液渾濁，顏色變為深黃色，故黨參添加量在后續正交試驗優化中水平設置為3、5、7 g。

2.1.3 綠茶添加量對感官評分的影響

如圖3所示，復合茶的感官評分隨綠茶添加量的增加而先上升后下降，當綠茶添加量為2 g時，復合茶感官評分最高，為88.83分，口感柔和，有明顯藥香及綠茶清香，茶液為淺黃色，無渾濁現象。當綠茶添加量小于2 g時，綠茶用量較少，復合茶因無明顯綠茶風味，所以無法掩蓋黃芪的豆腥味，影響其口感及氣味。而綠茶添加量大于2 g后，復合茶因綠茶用量增加，茶葉苦澀味明顯加重，口感和風味均不協調，且顏色較深。因此，在后續正交試驗優化中，綠茶的添加量設置為1、2、3 g。

2.2 復合茶配比的正交試驗結果

由10位專業實驗員進行感官評價，結果如附表1所示，根據評價結果可得到每個樣品的模糊矩陣R1～R9。以正交試驗中1號實驗為例，10位實驗員對于復合茶口感評價為6人認為優、3人認為良、1人認為中，將各項票數除以投票總人數即可得到模糊矩陣R1，可得到口感u1=（0.60，0.30，0.10，0.00），同理，氣味u2=（0.70，0.20，0.10，0.00），色澤u3=（0.50，0.20，0.10，0.20），組織狀態u4=（0.60，0.10，0.10，0.20）。由此可得以下矩陣：

R1=0.600.300.100.000.700.200.100.00

0.500.200.100.200.600.100.100.20

根據模糊數學關系，按照矩陣相乘方法得到綜合評價結果B1=X×R1，再乘以不同等級相應的賦分值，即得到1號樣品的感官評分，同理可計算出S2～S9，具體計算見下式：

S1=0.320.290.200.19×

0.600.300.100.000.700.200.100.00

0.500.200.100.200.600.100.100.20

×95857565=88.53

依靠上述模糊數學方法得出各樣品感官評分，正交試驗結果如表5所示。由試驗結果可知，RAgt;RBgt;RC，表明三個因素對感官評分的影響大小為：Agt;Bgt;C，即黃芪添加量gt;黨參添加量gt;綠茶添加量，且復合茶配方的最佳組合為A1B2C2，即黃芪3.0 g、黨參5.0 g、綠茶2.0 g。經后續3次重復實驗驗證，得到復合茶最終感官評分為90.66分，在此配比條件下，復合茶口感甘甜適中、無明顯苦澀味，氣味芳香，液體澄清。故后續試驗均以此復合茶配比為基礎進行。

對正交結果進行方差分析，如附表2所示，模型中P=0.04lt;0.05，表明此模型顯著。在3個影響因素中，除黃芪添加量對感官評分有顯著影響外（Plt;0.05），黨參、綠茶添加量均對感官評分無顯著影響（Pgt;0.05）。同時三個因素對感官評分的影響大小為：Agt;Bgt;C，即黃芪添加量gt;黨參添加量gt;綠茶添加量，此結果與直觀分析結果一致。

2.3 提取工藝的單因素試驗結果

2.3.1 加水量的影響

如圖4所示，當加水量不斷增加時，復合茶中總黃酮和茶多酚含量的趨勢均為先升高后下降，這可能是由于當加水量達到150 mL時，茶液中總黃酮和茶多酚的含量達到峰值，繼續增加加水量會使其他可溶性雜質被提取出來，而這些物質可能影響總黃酮和茶多酚的溶出，導致二者提取率下降［21］，因此在后續響應面優化水平中加水量設置為145、150、155 mL。

2.3.2 加熱時間的影響

如圖5所示，當加熱時間在8～10 min范圍內，總黃酮和茶多酚含量隨加熱時間的延長不斷升高，表明在此時間段內總黃酮及茶多酚不斷溶于液體中，而之后總黃酮和茶多酚含量隨著加熱時間延長而降低，這可能是在長時間的加熱過程中其他組分逐漸溶出，進而影響總黃酮和茶多酚的溶出率，同時復合茶中部分活性物質也可能因加熱時間過長進而降解［22］。因此在后續響應面優化水平中加熱時間設置為8、10、12 min。

2.3.3 加熱溫度的影響

如圖6所示，提取過程中在較低溫度下有效成分溶出較少，

當溫度不斷上升后，隨著分子運動的加快，提取液與物質得到充分接觸，從而使總黃酮和茶多酚逐漸溶出;當加熱溫度在95 ℃時總黃酮和茶多酚含量均達到最大值;而當溫度繼續上升后，茶多酚和某些黃酮類化合物在高溫條件下不穩定，可能會受熱分解，所以含量有所下降［23-24］，因此在后續響應面優化水平中加熱溫度設置為90、95、100 ℃。

2.4 響應曲面試驗結果分析

2.4.1 響應曲面實驗結果

在單因素試驗基礎上，以加水量（A）、加熱時間（B）、加熱溫度（C）為變量，以總黃酮含量（Y1）和茶多酚含量（Y2）為響應值，進行響應面試驗，結果見表6。

2.4.2 響應曲面回歸模型分析

通過Design-Expert V8.0.6軟件對表6中所得數據進行二次多項式回歸擬合建立回歸方程并對其進行方差分析，分別建立總黃酮含量（Y1）和茶多酚（Y2）的回歸方程：Y1=22.43+0.36A+0.83B-0.18C+0.31AB+0.31AC+0.08BC-2.28A2-1.65B2-5.23C2，Y2=30.55-0.82A+2.30B-0.74C-0.20AB+1.27AC+0.48BC-7.19A2-4.79B2-2.14C2。

附表3為總黃酮含量回歸方程模型方差分析表。決定系數R2=0.970 3，F=25.39，校正系數R2adj=0.932 1，表明模型能夠預測93.21％的響應值，回歸模型中P=0.000 2lt;0.05，P失擬=0.426 3gt;0.05，表示此回歸模型顯著，且回歸模型的擬合作用效果較好，模型能正確模擬各個試驗分析點，能夠根據回歸方程進行結果分析。

附表4是茶多酚含量回歸模型方差分析表。決定系數R2=0.931 1，F=10.51，校正系數R2adj=0.842 5，表明模型能夠預測84.25％的響應值，回歸模型中P=0.002 6lt;0.05，P失擬=0.426 3gt;0.05，表示此回歸模型顯著，且回歸模型的擬合作用效果較好，模型能正確模擬各個試驗分析點，能夠根據回歸方程進行結果分析。

兩個模型均可以較為準確地估計各因素與總黃酮含量、茶多酚含量之間的關系，預測分析最佳提取工藝條件。根據附表3、附表4、附圖1分析結果可知，在所選的各因素水平中，對總黃酮含量和茶多酚含量的影響因素排序均為：加熱時間gt;加水量gt;加熱溫度，且總黃酮含量和茶多酚含量與加水量之間有顯著的交互作用（Plt;0.05）。

2.4.3 最佳提取工藝條件的確定及驗證

通過響應曲面分析，得出參芪復合茶最佳提取工藝條件為：加水量150 mL、加熱時間10.49 min、加熱溫度94.95 ℃，總黃酮和茶多酚含量的理論值分別為22.53 mg／g和30.83 mg／g。考慮到實際操作，試驗條件調整為：加水量150 mL、加熱時間10 min、加熱溫度95 ℃。后續進行3次平行驗證試驗，參芪復合茶的總黃酮含量為（22.20±1.17）mg／g，茶多酚含量為（30.77±1.09）mg／g，與理論值較接近。

2.5 抗氧化能力結果

如圖7所示。參芪復合茶的自由基清除能力與濃度之間有較明顯的依賴性。當參芪復合茶的濃度為0.5%時，自由基清除能力達到最高，DPPH和ABTS自由基清除率分別為84.21％和93.17％，表明復合茶具有一定的抗氧化能力。

2.6 理化指標及微生物檢測結果

按上述最佳工藝制備復合茶成品，其各項理化指標及微生物檢測指標均符合國家相關標準，其中水分含量為（3.59±0.32）％，蛋白質含量為（0.68±0.29）g／100 g，pH值為4.91±0.12，菌落總數為（201±16）CFU／g，未檢出大腸埃希氏菌及霉菌，且沖泡后溶解良好，色澤透亮澄清，無雜質沉淀，無其他異味。

3 結論

本試驗采用正交試驗結合模糊數學感官評價法，將黃芪、黨參、枸杞、大棗、綠茶進行調配，篩選出復合茶最佳配比;并采用單因素試驗與響應曲面法相結合的方式，以有效成分總黃酮和茶多酚為考察指標，確定復合茶最佳提取工藝。研究結果表明，最佳配方比例為黃芪3.0 g、黨參5.0 g、綠茶2.0 g、枸杞0.5 g、大棗0.5 g，最佳提取工藝參數為加水量150 mL、加熱時間10 min、加熱溫度95 ℃，在此配方與工藝條件下，復合茶液體澄清，色澤良好，口感醇厚，甘甜適中，其感官評分為90.66分，總黃酮含量為22.20 mg／g，茶多酚含量為30.77 mg／g，DPPH自由基清除率為84.21％，ABTS自由基清除率為93.17％，且各項理化及微生物指標均符合國家標準。

相較于市面傳統的黃芪、黨參沖泡茶和已有文獻研究的袋泡茶、固體飲料等產品［25-27］，本產品在改變了上述產品味道不適、沖泡不便等缺點的同時，顯著提高了總黃酮、茶多酚的含量，且口感醇厚，抗氧化作用相對顯著，為黃芪、黨參等藥食同源藥材的開發和茶葉的復合利用提供新思路。本實驗雖基于藥食同源藥材進行產品開發和體外抗氧化研究，但并未對復合茶的保健作用進行深入研究，未來將著重研究其保健功效，為其后續功能產品開發提供更多的理論依據。

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Development of Shenqi composite tea and its antioxidant activity analysis

LI Jie1，2， WEI Bingbin1，2， LI Jiahui1，2， ZHOU Jie1，2， JIANG Tao3， SUN Lin1，2

（1.Collage of Chinese Medicine and Food Engineering， Shanxi University of Chinese Medicine， Jinzhong， Shanxi 030619， China; 2.Shanxi Key Laboratory of Chinese Herbal Medicine Processing， Shanxi University of Chinese Medicine， Jinzhong， Shanxi 030619， China; 3.College of Continuing Education， Shanxi University of Chinese Medicine， Jinzhong， Shanxi 030619， China）

Abstract： Using medicine food homologous medicinal material such as Astragalus membranaceus and Codonopsis pilosula， along with green tea as raw materials， the ratio and extraction process of Shenqi composite tea were optimized through single-factor experiments， orthogonal experiments， and response surface methodology. In addition， the antioxidant capacity and physicochemical indicators of the composite tea were determined. The results showed that the optimal ratio of the composite tea was 3.0 g of Astragalus membranaceus， 5.0 g of Codonopsis pilosula， 2.0 g of green tea， 0.5 g of Lycium barbarum and 0.5 g of jujube， with the sensory score of 90.66. The optimal extraction process was 150 mL of water， heating time of 10 min， and heating temperature of 95℃. The total flavonoid and tea polyphenol contents were 22.20 mg／g and 30.77 mg／g， respectively. The DPPH scavenging rate of the composite tea was 84.21％， and the ABTS radical scavenging rate was 93.17％. All physicochemical test results complied with the relevant national standards. This study not only provides a reference for the development of new medicine food homologous products but also promotes the inheritance and development of Chinese traditional medicine food homologous culture.

Key words：

medicine food homology; composite tea; sensory evaluation; total flavonoids; tea polyphenols; antioxidant activity

（責任編輯：曹文磊）