牛大力绿茶保健植物饮料的开发研究

赵狰 黄友琴 潘嫣丽 韦璐 唐婷 陈智理

摘要：【目的】为生产出营养丰富、功能全面、风味独特的新型保健植物饮料。【方法】以广西生产的牛大力与绿茶为主要原料，配以蔗糖、柠檬酸，通过先分别浸提后混合调配的加工工艺，经单因素和正交试验，确定牛大力绿茶保健植物饮料的最佳配方，并通过产品加速破坏试验，推算出20℃下产品保质期。【结果】试验得出的牛大力绿茶保健植物饮料色泽浅黄、酸甜适口、质地均匀、风味独特，生产500mI装牛大力绿茶保健植物饮料的最佳成分添加量为牛大力20g、绿茶3g、蔗糖25g、柠檬酸0.7g。加速破坏试验推算出20℃下产品保质期为255天。经成本核算确定牛大力绿茶保健植物饮料出厂定价为8.00元。【结论】运用浸提后混合调配的加工工艺，经单因素和正交试验可以生产出口感独特、成本低的牛大力绿茶保健植物饮料。

关键词昌牛大力;绿茶;植物饮料;配方;保质期;成本

中图分类号：Ts275.4文献标识号：A文章编号：1003-4374（2021）05-0033-10

study on Healthy Herbal Beverage of Millettia speciosa Champ. and Green Tea

Zhao Cheng，Huang You-qin，Pan Yan-li，wei Iu，Tang Ting，Chen Zhi-li     （Guangxi Agricultural Vocational University，Nanning，Guangxi 530007，China）

Abstract：【0bjective】  In  order  to  produce  the  new  health  herbal  beverage  with  rich  nutrition，comprehensive functions  and unique flavor.【Method】  with  mi11e11ia speciosa champ  and  green  tea produced in Guangxi as the main raw materials，with sucrose and citric acid，through the process of soaking mixing and blending，the best formula of healthy herbal beverage of mi11e11ia speciosa champ and green tea was determined by  single factor and  orthogonal  experiment，and through the product acceleration  destructive  test，the  shelf life  of the  product  under  20℃ was  calculated.【Result】  The healthy herbal beverage of mi11e11ia speciosa champ and green tea under the experiment has follow characteristics： light yellow color，sweet and  sour taste，uniform texture  and unique flavor. The best ingredients of 500mI healthy herbal beverage  include  as  content：  20g mi11e11ia speciosa champ，3g green tea，25g sucrose and 0.7g citricacid. Accelerated destmctive test calculated the shelf life of the productaf 20℃ is 255 days.After cost accounting，the factory price of the healthy herbal beverage of mi11e11ia speciosa champ and green tea is  8.00 yuan.【Conclusion】Applying the process of soaking mixing  and   blending，the  healthy  herbal  beverage  of mi11e11ia speciosa  champ  and  green  tea  with special taste and low cost can be produced by single factor and orthogonal test.

Key words： Mi11e11ia speciosa champ，green tea，herbal beverage，formula，shelf life，cost

牛大力，別名大力薯、牛古大力、山莲藕、金钟根、血藤、倒吊金钟等，为豆科崖豆藤属植物，美丽崖豆藤（皿i11e11iaspeciosaChamp.）[1.2]，是广西著名壮药，也是我国的特色南药和黎药。传统中医认为其具有补虚润肺、清热止咳、舒筋活络等功效。牛大力因兼具营养价值和药用价值，在我国广西、广东及海南等地长久以来被人们用作药食两用的产品。[3]

研究发现，牛大力含有多糖、生物碱、甾醇类、酮类和多种微量元素等成分，具有免疫调节[4.5]、提高亚健康机体造血功能[6]、抗疲劳[7.8]等作用，且对正常细胞安全无毒害。牛大力中含有丰富的营养成分，糖、蛋白质、维生素、氨基酸、矿物质、脂类及膳食纤维，且容易被人体消化吸收。牛大力特有的营养价值和药理功能使其成为康养保健的佳品。牛大力在广西的南宁、崇左、钦州、百色、北海、玉林、梧州、贵港、桂平等多市的区县均有种植。

绿茶营养丰富，除具有生津止渴、提神醒脑、清热解毒、强心利尿等特点外，还具有降血糖、降血脂、防血栓、防辐射、防龋齿、抗氧化、抗癌等保健功能。广西绿茶资源丰富，桂平的西山茶、横州的南山白毛茶、凌云的白毫茶、贺州的开山白毫茶、昭平的象棋云雾、桂林的毛尖茶、贵港的覃塘毛尖茶等，其中多数已成功申请为国家地理标志产品。[9]

将牛大力和绿茶两者合并开发，可以综合两者的营养和功能，改善单一风味，生产出营养丰富、功能全面、风味独特的新型保健植物饮料。可以改善牛大力传统上仅限于煲汤和制作药酒，日常使用范围狭窄，保健功效难以发挥的现实状况。饮料产品可以大大提高食用牛大力的方便程度，并增加有效食用量。

本研究选用广西合浦的牛大力和凌云的白毫茶为主要原料，探讨牛大力绿茶植物保健饮料的原辅料配比、产品质量标准、保质期、生产成本及出厂定价等内容。研制出一款色泽均匀明亮、味酸甜微苦、清爽可口、营养与功能俱佳的保健植物饮料。研究结果为牛大力、绿茶的深度开发和综合利用提供了一定的理论支持，为提高原料产业综合效益提供了有效途径。同时，药食两用资源的开发研究既符合我国中医药和民族医药资源亟待深度挖掘的需求，也符合大健康产业中"中药+养生"的发展要求。

1材料与方法

1.1材料与仪器

材料与试剂：牛大力干燥根切片（广西合浦），绿茶（广西凌云·特级雪毫）、蔗糖（市售）、纤维素酶    （50000U/g）、柠檬酸。浓硫酸、苯酚、无水乙醇、葡萄糖、硫酸亚铁、酒石酸钾钠等，以上试剂均为分析纯   （AR）。

仪器与设备：T6紫外-可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）、ZN-200微型高速粉碎机（永康市红太阳机电有限公司）、DHC-9140A电热恒温鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）、PHs-2F-3C台式数显酸度计（上海雷磁仪器厂）、T500型电子天平（常熟市双杰测试仪器厂）、EL104型分析天平〔梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司〕、TDL-40B台式离心机（上海安亭科学仪器厂）、C21-Yx0-Ls-75s11立式自动高压灭菌锅（上海博迅实业有限公司）、DNP-9270电热恒温培养箱（上海精宏实验设备有限公司）、HH-s数显恒温水浴锅   （江苏金坛实验仪器有限公司）。

1.2工艺流程

牛大力绿茶保健饮料制作的工艺流程如图1所示。

1.3操作要点

前期实验表明牛大力与绿茶的最佳提取温度不同，且牛大力中的蛋白质、生物碱等成分与绿茶中的茶多酚在高溫下易反应生成热凝固物而使饮料产生沉淀，这样不但会减少饮料的有效成分，而且还会降低饮料的感官品质。因此，牛大力绿茶保健植物饮料在加工方法上采用牛大力和绿茶先分别浸提，再经冷却后常温下混合的方式进行加工，这样既能保证两者高效提取，又能避免热凝固物形成而引起的有效成分减少和出现浑浊等不良后果。

1.3.1牛大力浸提液制备称取一定量牛大力干燥根切片，适度粉碎，加人1：20（g/mL）蒸馏水浸泡30min。加人0.8%纤维素酶，调节pH值为5.5，在45℃水浴中酶解60min，再置于100℃水浴中，浸提60min，经过滤后收集滤液。离心后取上清液，经减压蒸馏，适度浓缩到合适体积，即得到牛大力浸提液。前期实验结果表明，经此工艺浸提的牛大力，由苯酚-硫酸法测得浸提液中多糖提取率约为5%（以牛大力干燥根计）。

1.3.2绿茶茶汤制备称取一定量绿茶与85℃蒸馏水以1：30比例混合后，置于85℃水浴中浸提8min，浸提完成后趁热过滤，快速冷却至常温，得到绿茶茶汤。

1.3.3混合调配取牛大力浸提液与绿茶茶汤，在常温下混合，添加已溶解好的蔗糖、柠檬酸，再加人无菌蒸馏水补足至500mL，充分搅拌，混合均匀，最后配制成500mL牛大力绿茶保健植物饮料。

1.3.4灌装、灭菌将混合调配后的饮料迅速灌装至PET瓶中，封盖后90℃灭菌5min。灭菌完毕，快速移至冷水下冲淋使产品温度降至40℃以下，风干，贴标，即得成品。

1.4产品添加量的设置

1.4.1牛大力添加量的设定牛大力传统用法与用量为15～30g[10]，根据牛大力用药实验的最新研究成果，牛大力推荐临床拟用量0.5g/kg（生药）[11]为安全剂量，这为牛大力保健植物饮料开发提供了依据。以普通成年人体重60kg为标准，牛大力的安全用量应不高于30g，由此可见最新的毒性反应实验结果进一步证实了传统推荐用量的安全性。参考其他保健用中药通常选择临床推荐量或略低于推荐量作为日常保健用量[12]，且充分考虑安全性，日用量选择在10～30g较为合适。

以配制500mL瓶装牛大力绿茶保健植物饮料为标准，牛大力添加量分别选取10g、15g、20g、25g、30g，绿茶3g，蔗糖30g，柠檬酸0.6g，经混合调配，蒸馏水补足至500mL，以感官综合评分为依据，确定该 饮料中牛大力的添加量。

1.4.2绿茶添加量的设定为确保饮料中茶多酚含量符合GB/T21733-2008《茶饮料》的标准要求，即茶多酚≥150mg/kg，经预实验结果可初步计算出每500mL饮料中绿茶添加量应不少于1g。以配制500mL瓶装牛大力绿茶保健植物饮料为标准，绿茶添加量分别选取1g、2g、3g、4g、5g，牛大力20g，蔗糖30g，柠檬酸0.6g，经混合调配，蒸馏水补足至500mL，以感官综合评分为依据，确定该饮料中绿茶的添加量。

1.4.3蔗糖添加量的设定以配制500mL瓶装牛大力绿茶保健植物饮料为标准，蔗糖添加量分别选取10g、20g、30g、40g、50g，牛大力20g，绿茶3g，柠檬酸0.6g，经混合调配，蒸馏水补足至500mL，以感官综合评分为依据，确定该饮料中蔗糖的添加量。

1.4.4柠檬酸添加量的设定以配制500mL瓶装牛大力绿茶保健植物饮料为标准，柠檬酸添加量分别选取0.2g、0.4g、0.6g、0.8g、1.0g，牛大力20g，绿茶3g，蔗糖30g，经混合调配，蒸馏水补足至500mL，以感官综合评分为依据，确定该饮料中柠檬酸的添加量。

1.5正交试验的方法

在单因素试验基础上，将牛大力、绿茶、蔗糖、柠檬酸4因素，每一因素选定3个水平，按L9（34）设计正交试验，考察各成分不同添加量对牛大力绿茶保健植物饮料色泽、香气、滋味、质地等感官质量特征的影响，确定该饮料最佳配比。A表示牛大力添加量、B表示绿茶添加量、C表示蔗糖添加量、D表示柠檬酸添加量。

1.6感官评价标准

组织20位食品专业同学对牛大力绿茶保健植物饮料的色泽、香气、滋味、质地等感官指标进行评价，采用总分100分制法进行单独评分，评价标准详见表1。

1.7产品质量指标及标准

基于最佳感官评价结果，依据GB7101一2015《饮料》、GB/T10789—2015《饮料通则》、GB/T12143—2008《饮料通用分析方法》、GB/T31326—2014《植物饮料》等国家标准的要求，对牛大力绿茶保健植物饮料进行品质分析，确定牛大力绿茶保健植物饮料的质量指标，并制定质量标准。

1.8稳定性试验及产品保质期推算

在预试验的基础上发现，47℃下试验产品在25～30天出现与原产品显著差异，因此采取0～25天每5天检测1次，自第25天起，每天检测1次。37℃下试验产品在60～65天出现与原产品显著差异，因此采取0～50天每20天检测1次，50～60天，每5天检测1次，自第60天起，每天检测1次。按照此检测频率，对37℃、47℃保存温度下产品的感官指标、理化指标和微生物指标进行测定。按照T/CNFIA001-2017《食品保质期通用指南》标准中感官评价试验的要求，在对外观、质地、滋味、口感等质量指标考评时，需同时进行差别评价，双试验温度法试验。

将饮料成品置于高于常温的37℃和47℃恒温培养箱中进行加速破坏试验，再推算出在普通市售贮存温度20℃下产品的保质期，此操作可以缩短试验时间，降低试验成本。

2结果与分析

2.1单因素试验结果

以牛大力绿茶保健植物饮料感官评价标准为依据，考察牛大力、绿茶、蔗糖、柠檬酸各成分不同添加量对牛大力绿茶保健植物饮料色泽、香气、滋味、质地等感官质量特征的影响，以确定各成分的最佳添加量。

2.1/1牛大力添加量的确定感官综合评价结果如图2所示，当牛大力添加量为25g时，感官综合评分达到最高。牛大力味微甜略涩，气味清淡，随着添加量的增加，牛大力清新气味逐渐浓郁，协同绿茶的苦涩滋味与蔗糖的甜味趋于平衡，使饮料达到甜而不腻的最适口感，但牛大力添加量的继续增加，会加重苦涩味并产生土腥味，又因牛大力含有较多蛋白质与淀粉，会使得饮料透明度变差，均匀度下降，颜色加深，从而导致感官评分下降，故选择牛大力添加量为25g较适宜。

2/1/2绿茶添加量的确定感官综合评价结果如图3所示，当绿茶添加量为3-4g时评分较高，3g时评分略高，感官综合评分达到最高。凌云绿茶具有独特板栗香气，香气持久，滋味清爽鲜醇、微苦回甘。添加量较少时，绿茶香气不足，滋味寡淡。随着添加量的增加，绿茶香气逐渐浓郁，茶叶特有苦涩味加重，添加量达到3g时，苦味与蔗糖甜味相平衡，滋味协调。随着绿茶添加量继续增加，茶汤苦味超过甜味，清甜度感受减弱，适口性下降。同时，绿茶量的增加使饮料颜色加深，透光度变差，这可能是因茶多酚含量升高与牛大力中的蛋白质、生物碱形成的不溶性物质增加有关，导致感官评分下降明显，绿茶添加量在3g、4g时，评分非常接近达到最高，可进一步细化考察。

2.1.3蔗糖添加量的確定感官综合评价结果如图4所示，当蔗糖添加量为20g时，感官综合评分达到最高。蔗糖的加人可以平衡饮料的酸甜口感，可以改善牛大力、绿茶自身的苦涩滋味，使饮料酸甜适口，甘甜微苦，甜而不腻。蔗糖添加量偏少时，甜味不足，苦涩味突出，可接受性不高。随着添加量的增加，甜、酸、苦逐渐达到平衡，适口性最佳。继续添加蔗糖，甜味持续增强，掩盖了苦涩味，甜腻感使饮料的清爽度下降，适口性变差，故选择蔗糖添加量为20g较适宜。

2.1.4柠檬酸添加量的确定感官综合评价结果如图5所示，当柠檬酸添加量为0.6g时，感官综合评分达到最高。柠檬酸是食品工业中常用的有机酸，以其特有的清凉酸味中和了蔗糖的甜腻，使饮料酸甜清爽、细腻清新。柠檬酸添加量较少时，酸味不足，爽口性偏低。随着添加量增加，酸味与甜味趋于平衡，酸甜适口，评分最高。继续增加柠檬酸用量，酸度持续升高，掩盖了饮料的甜苦滋味，回味偏酸，增加了口腔的酸涩感，饮料清爽感下降，故选择柠檬酸添加量为0.6g较适宜。

2.2正交试验结果与分析

正交试验因素水平见表2，正交试验设计结果见表3，方差分析结果见表4。由正交试验设计结果分析可知，牛大力绿茶保健植物饮料最佳条件为A1B1C3D3，即500mL饮料各成分添加量为牛大力20g、绿茶3g、蔗糖25g、柠檬酸0.7g。由极差结果分析可知，各因素对产品的影响大小顺序依次是C3A3D3B，即蔗糖添加量3牛大力添加量3柠檬酸添加量3绿茶添加量。方差分析结果表明，牛大力、蔗糖、柠檬酸添加量对产品的综合评分影响较大。

2.3验证实验

为验证最佳配方下产品感官质量特征的稳定性，再次组织20位食品专业学生对该配方的饮料进行感官综合评分，结果如表5所示。由验证实验结果得出，在最佳条件下，牛大力绿茶保健植物饮料的平均得分为88.2分，与正交试验结果基本一致，说明该配方条件的产品感官质量特征较为稳定，产品重现性好。

2.4产品质量指标及标准

依据GB7101一2015《饮料》、GB/T10789一2015《饮料通则》、GB/T21733一2008《茶饮料》、GB/T31326一2014《植物饮料》等食品安全国家标准的要求，并结合产品特征理化指标及描述分析等方法，综合制定牛大力绿茶保健植物饮料质量指标及标准，详见表6。

2.5稳定剂用量及产品保质期

47℃加速破坏试验下饮料质量稳定性结果见表7。从表7可以看出，47℃的保存温度下，在第28天时的检测结果显示颜色、质地出现视觉可见变化，差别检验认为有显著差别的人数为13人，虽未超过临界值x0=14人，但与该值非常接近。可溶性固形物、pH值接近下限，总糖达到6.5%的下限，菌落总数、大肠菌群均有1个检样出现在（m，M]范围内。因此，在47℃下饮料成品可保存至27天，即6s（47℃）=27天。

37℃加速破坏试验下饮料质量稳定性结果见表8。从表8可以看出，37℃的保存温度下，在第63天的检测结果显示颜色、质地出现视觉可见变化，差别检验认为有差别的人数达到临界值x0=14人。可溶性固形物、pH值、总糖均已临近下限，菌落总数已处于临界值。因此，在37℃下饮料成品可保存至62天，即6s（37℃）=62天。

则温差为10℃的两个任意温度下保质期的比率Q10可通过式1算出，即Q10=2.3。

食品的市售贮存温度通常为20℃，通过计算我们可推算出该饮料在20℃下的保质期，计算过程如式2所示。

故牛大力绿茶保健植物饮料在20℃下的保质期为255天。

2.6成本核算及出厂定价

对l00瓶规格为500mL/瓶的牛大力绿茶保健植物饮料进行原料成本核算，得出每瓶牛大力绿茶保健植物饮料的原料成本约为3.5元，详见表9。如若再加上包装、运输、设备折旧、税费及其他等费用，牛大力绿茶保健植物饮料的售价应为8.00元/瓶较为适宜，详见表l0。

3小结

试验确定了500mL装牛大力绿茶保健植物饮料最佳配方为：牛大力添加量20g、绿茶添加量3g、蔗糖添加量25g、柠檬酸添加量0.7g，在20℃下产品保质期为255天。通过成本核算，确定了产品出厂定价为每瓶8.00元。生产出的牛大力绿茶保健植物饮料成品色泽浅黄有光泽、酸甜适口、质地均匀、风味独特。

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