白茅根菊花复合饮料的研制

唐 倩，孟得艳，张 雪，杨 宪，兰作平*

(1.重庆医药高等专科学校，重庆 401331；2.重庆市药物制剂工程技术研究中心，重庆 401331；3.重庆师范大学，重庆 401331)

白茅根，又名地箭、茅草根，为禾本科植物白茅的干燥根茎[1]。广泛分布于全国各地，为中医传统常用中药[2-5]。始载于《神农本草经》，列为中品，味甘，性寒，具有凉血止血，生津止渴，清热利尿等功效[1]。菊花，又名甘菊、药菊等，是菊科多年生宿根草本植物菊的头状花序[6]。味甘、微带苦味，性凉，无毒，入心、肺经 。

近年来，随着社会的快速发展，人们的生活节奏越来越快，作息、饮食经常不规律，稍不注意各种不适症状就接踵而至，如眼赤肿痛、口腔溃疡、口舌生疮、咽喉发炎、心烦口渴、热病伤津、消化不良等问题，在夏天尤为常见。针对生活中的这些现象，结合白茅根、菊花、荷叶、甘草和梨的使用价值和药用价值，笔者拟以白茅根、菊花、梨汁、甘草、荷叶等为原辅料，通过单因素试验和正交试验，考察了白茅根与菊花的原料比，主原料与辅料(梨汁、甘草、荷叶)总量比，梨汁、甘草、荷叶的质量之比，料水比，蔗糖添加量等对复合饮料感官品质的影响，获得白茅根菊花复合饮料原辅料的最佳配方。

1 材料与方法

1.1材料

1.1.1原料。白茅根、菊花、荷叶、甘草，购自重庆市渝中区菜园坝中药材专业市场；山梨酸钾，宁波王龙科技股份有限公司；白砂糖，太古白砂糖。

1.1.2仪器设备。C21-WK2102电磁炉，广东美的生活电器制造有限公司；高速冷冻离心机，湖南湘立科学仪器有限公司；EL204-IC电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司 ；BCD-215KS冰箱，青岛海尔股份有限公司；TDFJ-160型电动封罐机，杭州方南机械有限公司；立式压力蒸汽灭菌器，江阴滨江医疗设备有限公司；搅拌机，广州美的生活电器制造有限公司。

1.2方法

1.2.1工艺流程。制备浓缩液→单因素试验→杀菌观察→辅料最佳浓度比的确定→正交试验→极差分析→确定配方→灭菌→罐装→冷却→成品→冷藏。

1.2.2制备浓缩液。

1.2.2.1白茅根浓缩液的制备。挑选白茅根1 500 g，清洗后用1∶12 的水(即18 000 mL)浸泡40 min，再对白茅根及其浸泡液煮沸，调至小火使其微沸40 min，过滤。再对过滤后的白茅根分别按照1∶8、1∶6的比例加入(12 000、9 000 mL)水煎煮过滤，并将3次所得的滤液进行浓缩。待浓缩液冷却后装入玻璃瓶中，放置冰箱2 d，使其澄清备用。

1.2.2.2菊花浓缩液的制备。挑选菊花500 g，将选好的菊花投入1∶12(6 000 mL)的水中，浸泡40 min。再对菊花及其浸泡液煮沸，调至小火使其微沸40 min，过滤。再对过滤后的菊花按照1∶12的比例加水煎煮过滤，重复2次，并将3次所得的滤液进行浓缩。待浓缩液冷却后装入玻璃瓶中，放置冰箱2 d，使其澄清备用。

1.2.2.3荷叶浓缩液的制备。挑选荷叶300 g，清洗后用剪刀将荷叶剪成小块，将处理好的荷叶投入1∶12(3 600 mL)的水中，浸泡40 min。再对荷叶及其浸泡液煮沸，调至小火使其微沸40 min，过滤。再对过滤后的荷叶按照1∶12的比例加入水进行煎煮过滤，重复2次，并将3次所得的滤液进行浓缩。待浓缩液冷却后装入玻璃瓶中，放置冰箱2 d，使其澄清备用。

1.2.2.4甘草浓缩液的制备。挑选甘草500 g并清洗，用1∶12的(6 000 mL)水浸泡40 min，再对甘草及其浸泡液煮沸，调至小火使其微沸40 min，过滤。再对过滤后的甘草分别按照1∶10、1∶8的比例加入(5 000、4 000 mL)水进行煎煮，并将3次所得的滤液进行浓缩。待浓缩液冷却后装入玻璃瓶中，放置冰箱2 d，使其澄清备用。

1.2.3单因素试验设计。

1.2.3.1主料白茅根和菊花、荷叶、甘草3种辅料总量的质量比对产品感官品质的影响。各试验组固定蔗糖添加量为7%，料水比(料包括所有原辅料的总质量，下同)为1∶10(g/mL)，菊花∶荷叶∶甘草质量之比为5∶2∶3，山梨酸钾暂不添加的条件下，采用白茅根与辅料总质量比为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1，按植物复合饮料制作工艺进行试验，通过感官评分确定最佳的白茅根与辅料总质量比。

1.2.3.2不同料水比对产品感官品质的影响。各试验组固定蔗糖添加量为7%，白茅根与辅料总质量比为3∶1，菊花∶荷叶∶甘草质量之比为5∶2∶3，山梨酸钾暂不添加的条件下，采用料水比为1∶8、1∶9、1∶10、1∶11、1∶12(g/mL)，按植物复合饮料制作工艺进行试验，通过感官评分确定最佳的料水比。

1.2.3.3蔗糖添加量对产品感官品质的影响。各试验组固定白茅根与辅料总质量比为3∶1，料水比为1∶10(g/mL)，菊花∶荷叶∶甘草质量之比为5∶2∶3，山梨酸钾暂不添加的条件下，采用蔗糖添加量为5%、6%、7%、8%、9%，按植物复合饮料制作工艺进行试验，通过感官评分确定最佳的蔗糖添加量。

1.2.3.4菊花∶荷叶∶甘草质量比对产品感官品质的影响。各试验组固定蔗糖添加量为7%，白茅根与辅料总质量比为3∶1，料水比为1∶10(g/mL)，山梨酸钾暂不添加的条件下，采用菊花∶荷叶∶甘草质量之比为4∶3∶3、4∶4∶2、5∶2∶3、5∶3∶2、5∶4∶1，按植物复合饮料制作工艺进行试验，通过感官评分确定菊花∶荷叶∶甘草质量比。

1.2.4植物复合饮料感官评价。该试验随机挑选10位经培训的食品专业的学生以感官评定的评分方法，对植物复合饮料的色泽、气味、滋味、组织状态进行评定，满分为100分，结果取平均值，感官评分标准见表1。

表1 感官评价标准

1.2.5正交试验设计。在多次单因素试验的基础上，确定影响植物复合饮料品质的主要因素为主料白茅根和菊花、荷叶、甘草3种辅料总量的质量比(A)、蔗糖添加量(B)、菊花∶荷叶∶甘草质量比(C)、料水比(D)4个因素进行正交试验，采用L9(34)进行正交试验，通过感官评分利用DPS数据处理系统分析试验数据，筛选出最佳的植物复合饮料配方。试验设计因素、水平及编码见表2。

表2 正交试验因素水平设计

1.2.6模糊数学模型的建立。以正交试验时的9组植物复合饮料为评价对象集Y，Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9分别代表表3中组别1、2、3、4、5、6、7、8、9。以组织状态、滋味、色泽和气味为因素集U，因素集U={组织状态U1、滋味U2、色泽U3、气味U4}。以优、中、差为等级的评价结果，对应的分值是85、75和65，评语得分集为V，V={优，中，差}={90，80，70}。根据组织状态、滋味、色泽和气味在植物复合饮料感官评价中的作用，确定白茅根菊花复合饮料各感官指标的权重为组织状态0.30、滋味0.30、色泽0.20和气味0.20，总和为1。权重集X={X1，X2，X3，X4}={0.30，0.30，0.20，0.20}。白茅根菊花复合饮料感官指标综合评判集Y=XR，其中X为权重集，R为模糊矩阵[7]。

1.3数据统计分析采用Excel 2010和DPS(7.5版)数据分析软件统计数据和绘图。

2 结果与分析

2.1白茅根菊花复合饮料配方单因素试验结果

2.1.1白茅根和辅料总量的质量比对产品感官品质的影响。从图1可看出，感官评分的得分随着白茅根比例的增加呈先增后降的趋势，在白茅根和辅料总量的质量比为3∶1时植物复合饮料的感官评分最高。这是由于辅料的添加对复合饮料产品的色泽、组织状态等均具有一定的影响[8]，当辅料添加量过大，则产品甘草味过浓，风味欠佳，且会出现少量沉淀，导致产品感官评分低；当辅料添加量过小时，则产品色泽、滋味不突出，同样导致产品得分低。所以选择得分最高点即白茅根和辅料总量的质量比为3∶1最为合适。

图1 白茅根和辅料总量的质量比对产品感官品质的影响Fig.1 Effect of rhizoma imperatae and accessories of the total mass ratio on sensory quality of products

2.1.2不同料水比对产品感官品质的影响。料水比对产品感官品质的影响见图2。料水比直接影响产品的浓稠度，比值较高时，产品中水分偏少，浓度偏高，这样调制出的产品口感较差，且会有很多产品中水溶性的多糖等有机物不能完全溶出，人体不能吸收，造成资源浪费。适当增加产品水分含量，料水比比值降低，这样不仅使饮料的浓度降低，口感变好，而且能让水溶性的多糖等有机物充分溶解，提高产品的营养价值。但随着料水比比例的进一步降低，产品浓度变得过稀，滋味平淡，感官得分降低。因此，选择图2中产品感官品质得分的最高点的料水比为1∶10(g/mL)。

图2 料水比对产品感官品质的影响Fig.2 Effect of solid-liquid ratio on sensory quality of products

2.1.3蔗糖添加量对产品感官品质的影响。蔗糖添加量主要影响产品的甜味，产品感官品质得分随蔗糖添加量的增加呈先增大后降低的趋势。由图3可知，蔗糖添加量为6%时植物复合饮料的感官得分最高。

图3 蔗糖添加量对产品感官品质的影响Fig.3 Effect of additive amount of sucrose on sensory quality of products

2.1.4菊花∶荷叶∶甘草质量比对产品感官品质的影响。菊花∶荷叶∶甘草质量比对产品感官评分见图4，菊花∶荷叶∶甘草质量比为5∶2∶3时植物复合饮料的感官评分最高。这是由于此复合饮料的配料为菊花、荷叶、甘草等中草药成分，其配比和用量的不同会直接影响产品的风味和营养。甘草有股香甜味，其比例过大时中草味过浓，风味欠佳；比例过小时，作为具中草药药效的饮料不能达到预期的效果。综合比较，菊花∶荷叶∶甘草质量比为5∶2∶3时最为合适。

图4 辅料质量比对产品感官品质的影响Fig.4 Effect of the quality of the excipient on sensory quality of products

2.2白茅根菊花复合饮料配方优化

2.2.1白茅根菊花复合饮料配方正交试验。根据单因素试验结果制定L9(34)正交试验因素水平表，按配方进行配制，选择10名评价者按表1评价白茅根菊花复合饮料后进行评分，结果如表3所示。

表3 正交试验结果分析

根据R值可知，影响因素RA>RC>RD>RB，因此影响感官因素大小顺序依次为白茅根和菊花、荷叶、甘草3种辅料总量的质量比(A)、菊花∶荷叶∶甘草质量比(C)、料水比(D)、蔗糖添加量(B)。直观分析，感官评价得分最高的为A2B1C2D3，正交试验得出的最优组合为A1B3C1D3，综合考虑，选取A2B1C2D3为最佳组合，即白茅根和菊花、荷叶、甘草3种辅料总量的质量比为3∶1，菊花∶荷叶∶甘草质量比5∶2∶3、料水比1∶10(g/mL)，蔗糖添加量6%。

2.2.2模糊数学模型的建立。10名评价者对正交试验的9组白茅根菊花复合饮料进行感官评定，所得优中差评语数目结果统计见表4。

表4 白茅根菊花复合饮料感官评定统计

由表4可见，10名评价人员的评检结果存在差异，据此可建立模糊矩阵。模糊评定矩阵根据评定人员的评定结果确定。即将表4中的数字除以评定人员总数(10人)，就可以得到模糊矩阵R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9，其中包含了所有的评定信息。整理成一个U×V上的模糊关系矩阵R，得到9组样品的评价矩阵如下：

根据模糊变换原理，用矩阵乘法计算9组白茅根菊花复合饮料对各因素的综合评判结果Y=XR(表5)。将表5中综合评价结果分别乘以其对应的分值(优90分，中80分，差70分)并进行加和，可得到每个样品的最后总得分(表5)。

由表5可知，模糊数学评价结果显示评分Y4最高，与正交试验结果一致，即白茅根和菊花、荷叶、甘草3种辅料总量的质量比为3∶1，菊花∶荷叶∶甘草质量比5∶2∶3、料水比1∶10(g/mL)，蔗糖添加量6%。按此条件所配制的白茅根菊花复合饮料风味最佳。

表5白茅根菊花复合饮料模糊数学评价结果

Table5Fuzzymathematicalevaluationresultsofrhizomaimperataeandchrysanthemumcompoundbeverage

Yj评价结果集Evaluationresultset模糊处理评价分数Fuzzyprocessingevaluationscore∥分Y1{0.19,0.55,0.26}79.3Y2{0.08,0.65,0.27}78.1Y3{0.20,0.57,0.23}79.7Y4{0.57,0.36,0.07}85.0Y5{0.38,0.34,0.28}81.0Y6{0.33,0.41,0.26}80.7Y7{0.26,0.47,0.27}79.9Y8{0.19,0.53,0.28}79.1Y9{0.00,0.33,0.67}73.3

3 结论与讨论

在白茅根菊花复合饮料配制方法研究中，通过单因素试验、正交试验及模糊数学评价得到最佳配方：白茅根和菊花、荷叶、甘草3种辅料总量的质量比为3∶1，菊花∶荷叶∶甘草质量比5∶2∶3、蔗糖添加量6%，料水比1∶10(g/mL)，即100 mL白茅根菊花复合饮料中各种材料的含量为白茅根3.0 g，菊花0.5 g，荷叶0.2 g，甘草0.3 g，蔗糖6.0 g。按此条件配制的白茅根菊花复合饮料感官评分最高，风味最佳。

该工艺研制饮料的过程，采取的多项措施均为物理手段，尽量减少了材料的损失，很好地保留了白茅根以及其他辅料原有的风味和营养成分，口味柔和纯正，风味独特，是一款纯天然无公害的保健饮料。

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