杜仲叶桑叶红枣复合保健饮料工艺研究

陈营军，贾 娟，王婷婷

（1.河南工业大学漯河工学院，河南漯河 462002；2.南阳师范学院化学与制药工程学院，河南南阳 473061；3.漯河职业技术学院，河南漯河 462002）

杜仲（Eucommia ulmoides）又称“四仙”“木棉”“四棉树”“榆四皮”等，是一种珍贵的药材，树皮采收周期长，一般为2～3 年，而杜仲叶比较容易获得，且其营养成分和药用成分与杜仲皮相近，可以用杜仲叶代替杜仲皮。杜仲叶主要含有绿原酸、黄酮类、木脂素和丙烯醚类化合物等活性成分，其中绿原酸含量达到1%～5.5%，与常见的绿原酸天然植物原料（金银花、咖啡豆）相比，杜仲叶价格相对低廉、来源广泛、利于储存运输，年收获量超过400 万t[1]。杜仲叶水提物具有抗菌、抗病毒、止痛、抗氧化、消炎、降脂、增强免疫力、健胃、利胆、降糖等作用[2-5]，杜仲叶药理作用具有降压、预防骨质疏松、抗肿瘤和降低血糖等[6-10]。

桑叶（Folium mori）是桑科植物桑的叶子，富含氨基酸，其中Glu、Ile、Asp、Ala 和Leu 含量较高，占比60%以上。桑叶中含有丰富的黄酮类化合物，如槲皮素、桑色素和芸香苷等。Klm[11]从桑叶醇提物中分离得到了黄酮类化合物芸香苷，并得出每100 g 干品中芦丁含量为470～2 670 mg。桑叶的挥发油组分，如异戊酸、环己烯等，具有止咳、杀菌、镇静和安神等功效。桑叶的有效成分还有多糖类、香豆素等[12]，具有预防感冒的作用，国家卫生部近几年将其列为“药食同源”食品。

红枣（Ziziphus jujubaMill.）又名红枣、干枣、枣子，富含糖、蛋白质、维生素和钙、铁、磷等矿物质。新鲜红枣中各营养素的含量为糖19%、脂肪0.2%、蛋白质1.2%、粗纤维1.6%[13]。某些鲜枣中维生素C 含量高达8～9 g/kg[13]，是苹果和桃中维生素C 含量的70～80 倍，有“维生素王”之称。此外，红枣还含有人体所需的18 种氨基酸[13]。枣不仅香甜可口，而且还含有多种活性成分，如酚类、三萜类、多糖等，具有补中益气、养血美容等作用[13]。

随着时代的进步和人们生活水平的提高，顺应社会老龄化发展趋势[14]，中老年人甚至年轻人都越来越注重身体保健。现今，以药食同源食品为原料的复合保健饮料取得了一系列的研究成果，如滕蓉[15]以玉米须和玫瑰茄为主要原料，以木糖醇和甜菊糖苷为辅料，研制出玉米须玫瑰茄复合保健饮料；田晓玲等[16]以软枣猕猴桃和银耳汁为原料，以白砂糖、黄原胶和柠檬酸为辅料，研制出具有一定功能性的软枣猕猴桃银耳复合汁饮料，丰富了复合饮料的种类。本研究采用便宜、营养且容易收集的杜仲叶、桑叶和红枣为主要原料，配以蔗糖、柠檬酸等辅料，研制出配方合理、口感细腻、营养丰富、有保健功能的复合饮料。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

杜仲叶，产地为河南省南阳市；桑叶，产地为河南省漯河市市郊；红枣，产地为新疆若羌县。

蔗糖，上海源叶生物科技有限公司；柠檬酸，日照金禾博源生化有限公司；卡拉胶、CMC，河南万邦化工科技有限公司；海藻酸钠，河北九星化工产品有限公司，以上试剂均为食品级。

1.2 仪器与设备

FW177 高速万能粉碎机，北京市永光明医疗仪器厂；HH-8 数显恒温水浴锅，金坛市杰瑞尔电器有限公司；SB-800D 超声波清洗机，宁波新芝生物科技股份有限公司；HR1876 飞利浦榨汁机，飞利浦电子香港有限公司；LXJ-IIB 低速离心机，上海安亭科学仪器厂；202-0 ES 电热恒温干燥箱，北京市永光明医疗仪器厂；FA2004电子天平，精度0.000 1 g，上海上平仪器有限公司；UV-2600 紫外可见分光光度计，上海尤尼柯仪器有限公司；751/722 比色皿，无锡新竹光学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

杜仲叶桑叶红枣复合保健饮料的工艺流程见图1。

图1 杜仲叶桑叶红枣复合保健饮料的工艺流程Fig.1 The process flow of the compound health beverage with Eucommia ulmoides leaves,mulberry leaves and red jujube

1.3.2 操作要点

（1）杜仲叶汁的制备

采摘后的新鲜杜仲叶水洗后自然晾干，然后在60 ℃烘箱中干燥4 h。干燥后的杜仲叶经粉碎后过60 目筛。以液料比35∶1（mL/g）加入纯净水，95 ℃恒温浸提50 min。杜仲叶浸提液在4 000 r/min 条件下离心10 min，收集上清液，即得杜仲叶汁，备用[13]。

（2）红枣汁的制备

将红枣用水洗去灰尘等杂质，并去除内核，切块备用。去核红枣用2 倍的水在100 ℃左右下煮制30 min 后打浆。将红枣浆置于55 ℃恒温水浴箱浸提1.5 h。浸提后的红枣通过80 目筛滤除残渣，制得红枣汁，备用[17]。

（3）桑叶汁的制备

采摘后的新鲜桑叶水洗后自然晾干，然后在50 ℃烘箱中干燥6 h。干燥后的桑叶经粉碎后过60 目筛，备用。根据桑叶粉液料比40∶1（mL/g）加入0.4%NaCl 水溶液，超声波细胞破碎25 min。95 ℃恒温浸提50 min。桑叶浸提液在4 000 r/min 条件下离心10 min，收集上清液，即得桑叶汁，备用[18]。

（4）调配、脱气、均质

将制备好的杜仲叶汁、桑叶汁和红枣汁加入蔗糖、柠檬酸，进行风味口感的调配。在杜仲叶、桑叶、红枣复合饮料中添加0.2%的复合稳定剂，复合稳定剂最优配比为卡拉胶∶海藻酸钠∶CMC=1∶2∶2，在45 ℃、真空度93.3 kPa 下进行脱气。脱气后的料液在55 ℃、20 MPa 条件下均质。

（5）杀菌冷却

将均质后的料液装到带盖的玻璃瓶中，迅速密封。在131 ℃下杀菌4 s，尽快分段冷却至35～40 ℃包装。采用常压沸水杀菌法，即100 ℃保持10 min，二次杀菌后迅速冷却至30 ℃左右，得到成品。

1.4 复合饮料单因素和正交试验

以感官评分为评价指标，分析不同用量的杜仲叶汁（5%、10%、15%、20%、25%）、桑叶汁（5%、10%、15%、20%、25%）、红枣汁（5%、10%、15%、20%、25%）、蔗糖（6%、7%、8%、9%、10%）和柠檬酸（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%）对复合饮料感官品质的影响，分别进行单因素试验，优化各自的添加量。

在单因素实验的基础上，选取杜仲叶汁、桑叶汁、红枣汁、蔗糖和柠檬酸添加量5 个因素，采用5 因素4 水平正交试验分析方法，通过感官评分优化复合饮料的制作工艺。试验因素水平设计见表1。

表1 复合保健饮料正交试验因素与水平设计Table 1 Factors and levels design of orthogonal experiment of the compound health beverage

1.5 稳定剂试验

取稳定剂（卡拉胶、海藻酸钠、CMC），分别按照表2（见下页）的比例添加到复合保健饮料中，通过感官评分得出稳定剂的最佳配比。分别向复合保健饮加入浓度0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的复合稳定剂，通过感官评分得出复合稳定剂的最佳浓度。

表2 稳定剂配比设计Table 2 Stabilizer proportioning design

1.6 测定指标与方法

1.6.1 感官评分标准

邀请20 名有经验的评价员按照评价标准进行综合评分，四个标准分别为组织状态（30 分）、口感（25 分）、风味（25 分）、色泽（20 分），满分100 分，以此确定复合饮料的配方及工艺参数。评分标准见表3[19]。

表3 感官评分标准Table 3 Sensory scoring criteria

1.6.2 理化和微生物指标检测

理化检测：可溶性固形物含量采用折光率法测定、总酸含量采用碱滴定法测定[20]。

微生物指标的测定：根据GB/T 4789—2010 测定。

1.7 数据分析

采用Excel 2010 软件进行数据整理，Origin 2017 进行绘图，SPSS 19.0 软件中单因素方差分析（ANOVA）对数据进行显著性分析；通过Design expert 8.0.6 软件对实验数据及结果进行分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 杜仲叶、桑叶、红枣提取液浓度对复合保健饮料感官品质的影响

杜仲叶、桑叶、红枣提取液浓度对复合保健饮料感官品质的影响如图2 所示。由图可知，当杜仲叶提取液15%、桑叶提取液5%、红枣提取液15%时，感官评分均最高，此时饮料香气口感协调融合。在杜仲叶浓度过低时，口感不协调，并且杜仲香气比较淡，浓度高时会有苦味；桑叶浓度为5%时口感协调，当浓度继续升高则会出现苦味；当红枣汁浓度过低时，红枣香气不够，浓度过高时，甜味太重。

图2 杜仲叶汁、桑叶汁、红枣汁添加量对复合保健饮料感官品质的影响Fig.2 Effects of E. ulmoides leaf juice,mulberry leaf juice and red jujube juice on sensory quality of compound health drink

2.1.2 蔗糖添加量对复合保健饮料感官品质的影响

如图3 所示，随着蔗糖浓度的升高，复合饮料感官评分先升高后降低，当蔗糖浓度为7%时，感官评分最高，为86 分。蔗糖浓度太低时，甜度不够且稍酸，当浓度高时甜度太大，酸甜不协调。因此，选择蔗糖浓度为7%。

图3 蔗糖添加量对复合保健饮料感官品质的影响Fig.3 Effect of sucrose supplemental level on sensory quality of compound health drink

2.1.3 柠檬酸添加量对复合保健饮料感官品质的影响

图4 显示了柠檬酸浓度对杜仲叶桑叶红枣复合保健饮料的影响。由图可知，当柠檬酸浓度为0.1%时，复合保健饮料的感官评分最高，为88 分。当柠檬酸浓度太低时，复合保健饮料的酸度不够，甜味太重；当浓度过高时，复合保健饮料的酸度太重，影响口感。因此，柠檬酸浓度选择0.1%。

图4 柠檬酸添加量对复合保健饮料感官品质的影响Fig.4 Effect of citric acid on sensory quality of compound health drink

2.2 正交试验

综合单因素试验结果，选取杜仲叶、桑叶、红枣、蔗糖和柠檬酸添加量为正交试验因素，并设计五因素四水平试验，试验结果见表4。使用DPS 19.0 软件中单因素方差分析（ANOVA）对数据进行方差分析（P＜0.05），方差结果见表5。

从表4 结果直观分析，各因素对复合饮料感官评分的影响顺序为A＞D＞B=C＞E，以得分为误差所在列进行方差分析（见表5），得出A、B、C、D、E 因素差异有统计学意义，综合考虑价格和人体的营养吸收对B 和E 因素并列值做出取舍，得出复合饮料的最佳配方为A3B1C3D2E1，即杜仲叶汁15%、桑叶汁5%、红枣汁15%、蔗糖7%、柠檬酸0.05%。经验证，该条件下得到的复合饮料的感官评分为94 分，优于其他试验组。

表4 正交试验设计及结果Table 4 Orthogonal experimental design and results

表5 方差分析表Table 5 Analysis of variance

2.3 稳定剂试验

稳定剂配比对杜仲叶桑叶红枣复合保健饮料的影响如图5 所示。由图可知，稳定剂配比在2 号即卡拉胶∶海藻酸钠∶CMC 为1∶2∶2 时，感官评分最高，为86分。2 号复合饮料中组织蛋白和稳定剂良好复配、螯合离子达到平衡和分散体系中胶体颗粒达到均匀平衡，复合饮料均匀澄清，1、5、6 号复合饮料中海藻酸钠或CMC 过多，导致组织蛋白少量沉淀、螯合离子平衡破坏和分散体系中胶体颗粒平衡不稳定出现中间分层现象；3、4 号复合饮中卡拉胶过多，导致组织蛋白大量沉淀、螯合离子平衡大量破坏和分散体系中胶体颗粒中平衡被打破，底部出现明显分层。

图5 稳定剂配比对复合保健饮料感官评分的影响Fig.5 Effect of stabilizer ratio on sensory score of compound health drink

稳定剂浓度对杜仲叶、桑叶、红枣复合保健饮料的影响如图6 所示。由图可知，复合稳定剂浓度为0.2%时，感官评分最高，为88 分。复合稳定剂浓度为0.2%时，口感协调融合，当浓度为1%时，稳定剂与饮料分子间的交联作用不强、螯合离子与蛋白质结合度不强、稳定剂的分散体系空间网状结构初步形成，但不稳定，导致口感不协调[21]；当浓度为2%时，稳定剂与饮料分子间的交联增强、螯合离子与蛋白质结合度增强、稳定剂的分散体系空间网状结构稳定使口感协调[22]；当浓度为3%、4%、5%时，分子间的交联和螯合离子结合度继续增强、分散体系空间网状结构大量形成，但口感协调下降[23]。

图6 稳定剂浓度对复合保健饮料感官评分的影响Fig.6 Effect of stabilizer concentration on sensory score of compound health drink

3 产品质量评价

3.1 感官评价

色泽：该复合保健饮料具有均匀一致、透亮的棕黄色。

口感和风味：具有杜仲、桑叶和红枣特有的香气和味道，协调性好，口感细腻柔和，无异味。

组织状态：该产品在干燥常温下保藏，允许有少量沉淀，无分层现象，流动性好。

3.2 理化指标

复合保健饮料的可溶性固形物含量为7%～10%，pH 为3.5～4.5。

3.3 微生物指标

杜仲叶桑叶红枣复合保健饮料菌落总数＜100 CFU/mL、大肠菌群≤3 MPN/100 mL、霉菌≤30 CFU/mL，酵母≤50 CFU/mL，无致病菌检出。

4 结论

以感官评分为考察指标，在单因素试验和正交试验的基础上，优化杜仲叶桑叶红枣复合保健饮料的配方，试验得出对杜仲叶桑叶红枣复合饮料感官指标的影响程度为杜仲叶添加量＞蔗糖添加量＞桑叶添加量=红枣添加量＞柠檬酸添加量；最佳配方为杜仲叶15%、桑叶5%、红枣15%、蔗糖7%、柠檬酸0.05%。以感官评分为考察指标，优化复合稳定剂配比和添加量。结果显示最优复合稳定剂配比为卡拉胶∶海藻酸钠∶CMC=1∶2∶2，复合稳定剂最优添加量为0.2%，利用此调配的复合保健饮料组织状态透明澄清，口感酸甜适中，杜仲叶、桑叶、红枣香味协调柔和，色泽为均匀黄棕色，具有很高的开发价值。