正交法金银花菊花植物凉茶饮料工艺优化研究

李宝玉

（广东农工商职业技术学院，广东广州 510507）

正交法金银花菊花植物凉茶饮料工艺优化研究

李宝玉

（广东农工商职业技术学院，广东广州 510507）

为了研发一种具有清热解渴、消食健脾的天然植物凉茶饮料，以金银花、菊花等为主要原料，采用正交试验设计，以原料生物活性成分绿原酸、总黄酮为评价指标，优化金银花菊花浸提液的提取工艺；同时以感官评分为评价指标，优化金银花菊花凉茶工艺。结果表明，金银花最佳浸提条件为提取温度75℃，浸提时间30 min，料液比1∶100；菊花最佳浸提条件为浸提时间25 min，浸提温度95℃，料液比1∶120；产品的最佳配方为金银花提取液40.0%，菊花提取液30.0%，白砂糖3.0%，柠檬酸0.015%；杀菌条件为121℃，5 min。

金银花；菊花；植物凉茶；正交试验

0 引言

凉茶起源中国广东，至今已有近190年历史。凉茶是中草药植物性饮料的通称，是指能消解人体内热的一种饮品［1］。随着人们健康养生意识增强，凉茶受到越来越多人的青睐。在我国福建、广西、江苏、浙江、香港等地区，人们有夏秋季节喝凉茶的传统习惯。现在凉茶不但南方人群喜欢饮用，我国北方地区的人们在酷热的夏季也选择凉茶作为饮料佳品。2015年，中国凉茶销售量达到3 000×104t，成为饮料行业的领头羊，同时还远销欧美等发达国家和地区，中国凉茶正以全球化、国际化和多元化模式走向全球，成为备受喜爱的大众饮品。

金银花是忍冬科植物忍冬的花蕾，在我国分布广泛，国家卫生部首批颁布的药食同源名单家族中的成员之一［2-4］。金银花富含多种生物活性成分，其中绿原酸是金银花中的主要活性成分。现代药理学分析研究证实，金银花的花、茎、叶中所含的主要活性成分为绿原酸，具有消炎抗菌、抑制肿瘤、降血压、保肝利胆、美容养颜、延缓衰老等功能［5-11］。

菊花又名甘菊、药菊等，属菊科多年生宿根草本植物。其花香气浓郁、味甘苦，具有生津止渴、清热解毒、明目降火等功效，对于胸闷烦热、头痛眩晕、目赤、疔疮、肿毒等症状有明显治疗和改善作用［12］。菊花富含黄酮类、氨基酸、维生素、挥发油、蒙花苷、刺槐苷、内酯、菊苷、木樨草素等生物活性物质，其中黄酮类化合物是其主要有效成分［13］。黄酮类化合物既有抗菌、消炎、抗突变、降压、清热解毒、镇静、利尿等作用外，又在清除活性氧自由基、抑制脂肪酶、防癌等方面效果显著［14］。

目前，有关金银花、菊花复合制成凉茶饮料研究较少。本研究依据中医理论“热者寒之，寒者热之”的养生理念［15］，选取“药食两用”［16］金银花、菊花等为主要原料，研究开发具有清热解渴、消食健脾等保健功能［17］的金银花菊花植物凉茶饮料。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

菊花、金银花、白砂糖、柠檬酸，食品级，市售；芦丁标准品、绿原酸标准品，色谱纯99.99%，北京中科质检生物技术有限公司提供；乙醇、亚硝酸钠、氢氧化钠、硝酸铝均为分析纯，蒸馏水实验室自制。

1.2 仪器与设备

UV-2800型紫外可见分光光度计，上海奥谱勒仪器有限公司产品；SC-3610型离心机，安徽中科中佳科学仪器有限公司产品；WZS32型手持式糖度计，上海天垒仪器仪表有限公司产品；THZ-82A型水浴恒温振荡器，金坛市顺华仪器有限公司产品；KX-2013T型超声波清洗仪，北京科玺时代有限公司产品；AL204型电子天平，梅特勒-托利多仪器有限公司产品；YXQ-LS-75S II型高压自动灭菌锅，上海博迅实业有限公司医疗设备厂产品；酸度计、高速打浆机、电磁炉、不锈钢锅、不锈钢刀、滤布、配料罐、瓶子；滴定管容量瓶等常规玻璃仪器若干。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

（1）菊花提取液的制备。菊花→挑选清洗→粉碎→浸提过滤→菊花提取液。

（2） 金银花提取液的制备。金银花→挑选清洗→粉碎→浸提过滤→金银花提取液。

（3）金银花菊花植物凉茶的制备。菊花提取液、金银花提取液→调配→过滤→灌装→封口→杀菌→冷却→检验→成品。

1.3.2 金银花菊花植物凉茶评价指标分析检测方法

（1）绿原酸提取率的测定。标准曲线的绘制，准确称取绿原酸标准样品10 mg，用无水乙醇定容至100 mL，分别准确移取0，1，2，3，4，5，6 mL于7个25 mL容量瓶中，用无水乙醇定容。用紫外-可见分光光度计，于波长329 nm处测定吸光度，并以吸光度为纵坐标、绿原酸质量浓度为横坐标绘制标准曲线。其标准曲线方程为：Y=0.039 1X+0.132，R2=0.999 2。

水提法金银花绿原酸溶液制备：准确称取干燥的金银花50g，依据（1）试验设计制备得到绿原酸提取溶液，然后稀释100倍，于波长329 nm处测定其吸光度，由标准曲线计算出待测样品的绿原酸提取率。

式中：C——标准曲线绿原酸质量浓度，μg/mL；

n——稀释倍数；

V——配成溶液体积，mL；

m——金银花样品的质量，g。

（2）总黄酮提取率的测定。标准曲线的绘制，精密称取15 mg芦丁标品置于50 mL容量瓶中，加入体积分数为70%乙醇定容摇匀即得标准液。精密量取已制备的对照品溶液0，0.5，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 mL分别置于10 mL容量瓶中，各加入体积分数为5%亚硝酸钠溶液0.3 mL，摇匀，放置6 min，加入体积分数为10%硝酸铝溶液0.3 mL摇匀，放置6 min，加入体积分数为4%氢氧化钠溶液4 mL，再用体积分数为30%乙醇稀释至刻度，摇匀，放置15 min，以相应的试剂溶液作参比，于510 nm处测定吸光度。以吸光度A为纵坐标、芦丁浓度C为横坐标得回归方程为Y'=-0.009 25+0.125 56X'，R2= 0.998 5，线性范围为0～8.324g/L。

水提法菊花黄酮溶液制备。准确称取干燥的菊花50g，依据（2）试验设计制备得到菊花黄酮提取溶液，然后稀释100倍，于波长510 nm处测定其吸光度，然后由标准曲线计算出待测样品的黄酮提取率。

（3）金银花菊花植物凉茶感官评分标准。以口感、气味、色泽、组织状态作为感官评定的指标，参照GB/T 31326—2014植物饮料［18］标准制定。

金银花菊花植物凉茶感官评分标准见表1。

表1 金银花菊花植物凉茶感官评分标准

1.3.3 试验设计

（1）金银花浸提条件的确定。金银花中绿原酸的提取率随浸提条件的不同而变化，在单因素试验基础上，选取影响绿原酸浸提效果的浸提温度、浸提时间、料液比3个主要因素，采用L9（34）正交试验。

金银花浸提正交试验因素与水平设计见表2。

表2 金银花浸提正交试验因素与水平设计

（2）菊花浸提条件的确定。在单因素的基础上，以菊花浸提液中的总黄酮提取率为试验指标，选取浸提时间、浸提温度、料液比3个因素，采用L9（34）正交试验。

菊花浸提正交试验因素与水平设计见表3。

表3 菊花浸提正交试验因素与水平设计

（3）金银花菊花植物凉茶饮料配方优选。在单因素试验基础上，选取影响金银花菊花植物凉茶饮料配方优化的4个因素，即金银花提取液、菊花提取液、白砂糖、柠檬酸，采用L9（34）正交试验。

金银花菊花植物凉茶饮料配方正交试验因素与水平设计见表4。

表4 金银花菊花植物凉茶饮料配方正交试验因素与水平设计/%

1.3.4 数据分析

用Microsoft Excel 2010和DPS 14.5软件进行数据的统计分析。

2 结果与分析

2.1 金银花浸提试验结果与分析

2.1.1 金银花浸提试验结果

在单因素试验基础上，选取影响金银花中活性成分绿原酸提取的浸提温度、浸提时间、料液比，以绿原酸提取率作为评价指标，选取L9（34）正交试验设计，采用DPS 14.5软件对试验数据进行极差分析，确定金银花浸提最优条件。

金银花浸提试验结果与分析见表5。

表5 金银花浸提试验结果与分析

2.1.2 金银花浸提影响因素与绿原酸提取率关系示意图

采用Excel 2010数据分析软件，画出金银花浸提影响因素与绿原酸提取率关系示意图。

金银花浸提影响因素与绿原酸提取率关系见图1。

图1 金银花浸提影响因素与绿原酸提取率关系

由表5与图1可知，各因素对金银花提取液中绿原酸提取率的影响程度依次为A＞B＞C，A1B2C2为最佳提取条件，对最佳工艺条件进行3次验证，结果显示平均绿原酸提取率为5.42%。因此，金银花浸提的最佳提取工艺确定为A1B2C2，即浸提温度75℃，浸提时间30 min，料液比1∶100。

2.2 菊花浸提试验结果与分析

2.2.1 菊花浸提试验结果

在单因素试验的基础上，以菊花浸提液中总黄酮提取率为试验指标，选取浸提时间、浸提温度、料液比3个因素，采用L9（34）正交试验设计，利用DPS 14.5软件对试验数据进行极差分析，确定菊花的最佳浸提条件。

菊花浸提试验结果与分析见表6。

表6 菊花浸提试验结果与分析

2.2.2 菊花浸提影响因素与总黄酮提取率关系示意图

采用Excel 2010数据分析软件，画出菊花浸提影响因素与总黄酮提取率关系示意图。

菊花浸提影响因素与总黄酮提取率关系见图2。

由表6与图2可知，各因素对菊花提取液中总黄酮提取率的影响程度依次为B'＞A'＞C'，A'3B'3C'3为最佳提取条件，对最佳工艺条件进行3次验证，结果显示平均总黄酮提取率为4.85%。因此，菊花浸提的最佳提取工艺确定为A'3B'3C'3，即浸提时间25 min，浸提温度95℃，料液比1∶120。

2.3 金银花菊花植物凉茶饮料配方优化试验结果与分析

2.3.1 金银花菊花植物凉茶饮料配方优化试验结果

在单因素试验的基础上，选取金银花提取液、菊花提取液、白砂糖、柠檬酸4个因素，采用L9（34）正交试验设计，利用DPS 14.5软件对试验数据进行极差分析，以确定最佳配方。

金银花菊花植物凉茶饮料配方优化试验结果与分析见表7。

图2 菊花浸提影响因素与总黄酮提取率关系

表7 金银花菊花植物凉茶饮料配方优化试验结果与分析

2.3.2 金银花菊花植物凉茶饮料配方优化与感官评价关系示意图

采用Excel 2010数据分析软件，画出金银花菊花植物凉茶饮料配方优化与感官评价关系示意图。

金银花菊花植物凉茶饮料配方优化与感官评价关系见图3。

由表7与图3可知，各因素对金银花菊花植物凉茶饮料配方优化感官评分的影响程度依次为D''＞B''＞C''＞A''，A''2B''3C''2D''2为最佳配方，对最佳配方工艺条件进行3次验证，结果显示平均感官评分为97分。因此，金银花菊花植物凉茶饮料最佳配方确定为A''2B''3C''2D''2，即金银花提取液40%，菊花提取液30%，白砂糖3%，柠檬酸0.015%。

图3 金银花菊花植物凉茶饮料配方优化与感官评价关系

2.4 金银花菊花植物凉茶饮料杀菌条件的确定

以不同杀菌温度和杀菌时间进行杀菌试验，15 d后进行感官评定。

不同杀菌条件结果见表8。

表8 不同杀菌条件结果

由表8可知，杀菌条件为121℃，5 min时，所制得的凉茶饮料色泽纯正、组织均匀，久置无分层沉淀现象，无不良风味。

3 结论

本文研究确定了金银花最佳浸提条件为浸提温度75℃，浸提时间30 min，料液比1∶100；菊花最佳浸提条件为浸提时间25 min，浸提温度95℃，料液比1∶120；产品最佳配方为金银花提取液40%，菊花提取液30%，白砂糖3%，柠檬酸0.015%。通过杀菌稳定性试验，确定了产品杀菌条件为121℃，5 min。该产品澄清透明、色泽稳定、香气浓郁、酸甜爽口，为植物纯天然凉茶增加了新的选择。

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Optimization of Honeysuckle Chrysanthemum Herbal Tea

LI Baoyu
（Guangdong AIB Polytechnic College，Guangzhou，Guangdong 510507，China）

To develop a kind with heat thirst，digestion spleen natural plant herbal tea beverage.In this paper，honeysuckle，chrysanthemum as the main raw materials，the use of orthogonal experiment design to raw material biologically active ingredient chlorogenic acid，total flavonoids index optimization honeysuckle，chrysanthemum extraction process，sensory evaluation score of chrysanthemum herbal tea honeysuckle optimization process.The results show that honeysuckle optimum extraction conditions are extraction temperature 75℃，extraction time 30 min，solid to liquid ratio of 1∶100；chrysanthemum optimum extraction conditions are：extraction time 25 min，extraction temperature of 95℃，solid to liquid ratio of 1∶120；best formula for the product honeysuckle extract 40.0%，chrysanthemum extract 30.0%，sugar 3.0%，citric acid 0.015%.Product sterilization conditions are 121℃，5 min.

honeysuckle；chrysanthemum；herbal tea；orthogonal experiment

TS275.2

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.04.011

1671-9646（2016）04a-0033-04

2016-03-08

高层次人才发展战略项目（RZGCCZ201401）。

李宝玉（1976— ），男，硕士，高级工程师、高级技师，研究方向为食品加工与食品安全。