葉文峰，涂明鋒，高貴艷，關(guān)愛(ài)國(guó)

1. 宜春學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院（宜春 336000）；2. 江西科技職業(yè)學(xué)院（南昌 330200）

黃精（Polygonatum sibiricum）是百合科黃精屬植物，有黃精、滇黃精和多花黃精之分[1]，俗稱為“仙人余糧”、“老虎姜”、“救命草”和“雞頭黃精”等，是藥食同源的食物，始載于《名醫(yī)筆錄》[2]。黃精的主要化學(xué)成分有多糖、甾體皂苷、蒽醌、生物堿[3]等，具有降血糖、降血脂、抗衰老[4]、抗炎、抗腫瘤、抗骨質(zhì)疏松[5]、抗動(dòng)脈粥樣硬化[6]、抗疲勞[7]等作用及功效。近年來(lái)，由于黃精具有良好的功能作用，以其為主要原料的相關(guān)產(chǎn)品研究成為熱點(diǎn)，其市場(chǎng)前景非常廣闊。

羅漢果（Momordica grosvenori）為葫蘆科屬多生宿根草質(zhì)藤本植物，被人們譽(yù)為“神仙果”，羅漢果的果實(shí)，又名漢果、拉汗果、青皮果、假苦瓜等。羅漢果既可生吃，又可烘干保存，是一種風(fēng)味獨(dú)特的干果，其果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，含有豐富的葡萄糖、果糖及多種維生素等。中醫(yī)藥學(xué)研究者認(rèn)為，羅漢果味甘，酸，性涼，有清熱涼血，生津止渴，嫩膚益顏等[8]功效，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)羅漢果具有降血糖、輔助治療糖尿病的作用，還有抗衰老，抗癌及益膚美容降血脂及減肥的作用[9]，羅漢果用途廣泛，逐漸被人們所關(guān)注和利用，具有良好的發(fā)展前景。

黃精、羅漢果作為藥食兩用的原料，在食品上的應(yīng)用比較廣泛，已有人研究了黃精保健黃酒，黃精酸奶、黃精橙汁復(fù)合飲料、黃精米酒保健飲料等產(chǎn)品[10-13]。羅漢果制品有干果、果精、果露等，還可作為調(diào)味品用于燉品、煲湯以及糕點(diǎn)、糖果和餅干[14]等食品的制作黃精羅漢果復(fù)合飲料的報(bào)道還較少見(jiàn)，試驗(yàn)在黃精提取物中添加天然甜味劑羅漢果制成飲料，順應(yīng)飲料向天然和保健方向發(fā)展的趨勢(shì)。

1 儀器與材料

1.1 主要儀器與設(shè)備

RC 900旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海越眾儀器設(shè)備有限公司；722-100分光光度計(jì)，上海天普分析儀器有限公司；202-A型數(shù)電熱恒溫干燥箱，上海陽(yáng)光實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；HB-6水浴鍋，常州億通分析儀器制造有限公司；CS-1000粉碎機(jī)，上海新諾儀器廠；1 400 ℃高溫爐烘箱，深圳中達(dá)電爐廠。

1.2 試驗(yàn)原料

黃精：新鮮飽滿、棕黃色、無(wú)損壞。羅漢果：外殼完好無(wú)損、無(wú)異味。以上材料均購(gòu)于宜春市老百姓大藥房。

檸檬酸（濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司）、β-環(huán)糊精（河南華悅化工產(chǎn)品有限公司）、山梨酸鉀（山東昆達(dá)生物科技有限公司），食品級(jí)，符合國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

2 黃精飲料的生產(chǎn)工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 黃精飲料的生產(chǎn)工藝流程

2.2 試驗(yàn)操作要點(diǎn)

2.2.1 黃精提取液的制備

將新鮮生黃精洗凈，切片，晾干，并稱取一定量樣品，按料液比1︰10（g/mL）加入水，煮沸10 min，趁熱過(guò)濾，以防冷卻過(guò)后因黏稠度過(guò)大不易過(guò)濾，得到黃精提取液。

2.2.2 羅漢果提取液的制備

將去皮的干羅漢果按料液比1︰10（g/mL）加入水，煮沸5 min，趁熱過(guò)濾，得到羅漢果提取物。

2.2.3 調(diào)配飲料

將黃精提取液、羅漢果提取液和檸檬酸溶液按一定量的比例混合，調(diào)配出口感適當(dāng)?shù)娘嬃?，并進(jìn)行風(fēng)味評(píng)價(jià)。

2.2.4 裝罐，殺菌，成品

將調(diào)配好的黃精天然飲料裝入玻璃罐，密封，在100 ℃下滅菌20 min，制成成品。

2.3 飲料調(diào)配單因素試驗(yàn)

影響黃精天然飲料風(fēng)味的因素為黃精提取液、羅漢果提取液、檸檬酸，確定其中任意2個(gè)因素，改變1個(gè)變量，以感官評(píng)價(jià)為參考指標(biāo)進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

2.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取每個(gè)因素的3個(gè)水平，進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，調(diào)配出黃精天然飲料的最佳配方比例。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 感官評(píng)價(jià)指標(biāo)與試驗(yàn)方法

將調(diào)配好的飲料邀請(qǐng)20位學(xué)生（男女各半），按感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 黃精天然飲料的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3.1.1 羅漢果提取液對(duì)黃精天然飲料的影響及結(jié)果

在黃精提取液比例為40%、檸檬酸含量為0.04%的條件下，分別添加20%，25%，30%，35%和40%羅漢果提取液進(jìn)行單因素試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，羅漢果提取液對(duì)黃精天然飲料的風(fēng)味影響，以30%的比例最適宜，比例過(guò)高會(huì)導(dǎo)致黃精飲料的甜味過(guò)高，口感較差，若比例過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致黃精飲料所特有的獨(dú)特風(fēng)味受到影響。

表2 羅漢果提取液對(duì)黃精天然飲料風(fēng)味的影響

3.1.2 檸檬酸的含量對(duì)黃精天然飲料的影響及結(jié)果

當(dāng)羅漢果的添加量為30%、黃精添加量為40%時(shí)，選取0.03%，0.04%，0.05%，0.06%和0.07%檸檬酸進(jìn)行單因素試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3得出：檸檬酸含量0.04%最好，若檸檬酸含量偏高或者偏低，會(huì)直接影響黃精飲料的口感與獨(dú)特的風(fēng)味，消費(fèi)者不易接受。

表3 檸檬酸對(duì)黃精天然飲料的影響

3.1.3 黃精提取液對(duì)黃精天然飲料風(fēng)味的影響及結(jié)果

當(dāng)羅漢果提取液為30%、檸檬酸含量為0.04%時(shí)，選取25%，30%，35%，40%和45%黃精提取液進(jìn)行單因素試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4得出：當(dāng)羅漢果提取液為30%、檸檬酸含量為0.04%時(shí)，黃精提取液最佳含量為40%。若黃精提取液含量偏高或偏低，會(huì)直接影響相應(yīng)的黃精天然飲料的口感與風(fēng)味。

表4 黃精提取液對(duì)黃精天然飲料的影響

3.2 黃精天然飲料配方的優(yōu)選

為了使配制飲料具有良好的口感、風(fēng)味、色澤和穩(wěn)定性，在以羅漢果提取液、檸檬酸、黃精提取液三個(gè)單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)尋找飲料的最佳配方。

3.2.1 響應(yīng)面（Box-Behnken）試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)結(jié)果

采用響應(yīng)面（Box-Behnken）優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以黃精提取液、羅漢果提取液、檸檬酸為自變量，以黃精天然飲料的感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值繪制響應(yīng)面，分析出黃精飲料的最佳配方。響應(yīng)面（Box-Behnken）試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分別見(jiàn)表5和表6，響應(yīng)面二次回歸方程方差及顯著性分析見(jiàn)表7。

由表7中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次項(xiàng)回歸擬合，得到以感官評(píng)價(jià)（Y）為響應(yīng)值，以黃精提取液（A）、羅漢果提取液（B）、檸檬酸（C）為編碼自變量的二次項(xiàng)回歸方程：Y=96.94+2.31A-0.90B-1.14C-2.15AB-0.48AC-0.35BC-4.81A2-4.43B2-4.36C2。

因此，響應(yīng)面二次回歸方差及顯著性分析結(jié)果（模型的Prob＞F項(xiàng)值小于0.000 1）說(shuō)明該方程模型級(jí)為顯著，而失擬項(xiàng)（Lack of it）檢驗(yàn)為不顯著，則說(shuō)明該方程對(duì)試驗(yàn)擬合性較好。

3.2.2 響應(yīng)面曲面分析與結(jié)果

應(yīng)用多元二次回歸方程擬合表7的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，該方程可推算出試驗(yàn)因素在響應(yīng)面曲面中所覆蓋的區(qū)域并進(jìn)行初步篩選因素的最佳取值范圍，根據(jù)多元二次回歸方程模型分別做出試驗(yàn)因素間交互作用的3-D響應(yīng)曲面和等高線（見(jiàn)圖1～圖3）以評(píng)價(jià)羅漢果提取液與黃精提取液、羅漢果提取液與檸檬酸、黃精提取液與檸檬酸之間因素作用試驗(yàn)評(píng)分的影響。

從圖1中可以看出，當(dāng)檸檬酸在一定條件下，各影響因素在一定區(qū)域內(nèi)，試驗(yàn)感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)隨黃精提取液和羅漢果提取液的改變而呈現(xiàn)由上升再降低的趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)黃精天然飲料感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)獲得最高值存在于響應(yīng)面曲面的最頂部，口感細(xì)膩，顏色清亮、狀態(tài)具有穩(wěn)定性。

從圖2中可以看出，當(dāng)黃精在一定條件下，各影響因素在一定區(qū)域內(nèi)，試驗(yàn)感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)隨檸檬酸和羅漢果提取液的改變而呈現(xiàn)由上升再降低的趨勢(shì)，黃精天然飲料感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)獲得最高值存在于響應(yīng)面曲面的最頂部，口感細(xì)膩，其飲料具有天然性的風(fēng)味。

從圖3中可以看出，當(dāng)羅漢果在一定條件下，各影響因素在一定區(qū)域內(nèi)，試驗(yàn)感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)隨黃精提取液和羅漢果提取液的改變而呈現(xiàn)由上升再降低的趨勢(shì)，黃精天然飲料感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)獲得最高值存在于響應(yīng)面曲面的最頂部，口感細(xì)膩，風(fēng)味最佳。

因此從響應(yīng)面二次回歸方程方差及顯著性分析得出黃精飲料最佳配方比例：黃精提取液41.42%，羅漢果提取液29.17%，檸檬酸0.04%。以此配方制得的飲料感官評(píng)價(jià)最高分?jǐn)?shù)為97.42分，且A2B2C2的數(shù)值p均小于0.001，對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響極為顯著。為了便于實(shí)際操作，取整處理，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，將最佳飲料配方修正為：黃精提取液41%，羅漢果提取液30%，檸檬酸0.04%。因黃精有一定的苦澀味，需添加0.5%的β-環(huán)糊精以掩蓋其不良風(fēng)味。

表5 Box-Behnken試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

表6 試驗(yàn)分析方案及結(jié)果

表7 響應(yīng)面二次回歸方程方差及顯著性分析

4 飲料殺菌及保存條件的選擇

食品殺菌技術(shù)主要有熱殺菌和非熱殺菌，該試驗(yàn)主要用熱殺菌的方式對(duì)飲料進(jìn)行殺菌試驗(yàn)，來(lái)選取最佳殺菌條件，結(jié)果見(jiàn)表8。如表8所示，300 mL飲料在殺菌溫度100 ℃，時(shí)間20 min條件下，殺菌效果最好，品質(zhì)較穩(wěn)定。

圖1 黃精提取液與羅漢果提取液的試驗(yàn)評(píng)分等高線圖和響應(yīng)面曲面

圖2 羅漢果提取液與檸檬酸的試驗(yàn)評(píng)分等高線圖和響應(yīng)面曲面

表8 飲料殺菌條件和品質(zhì)

5 驗(yàn)證試驗(yàn)

為了驗(yàn)證黃精天然飲料的最佳比例可行性，用上述飲料最優(yōu)比例為條件，現(xiàn)進(jìn)行3組平行試驗(yàn)，對(duì)3組飲料分別進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表9。評(píng)價(jià)結(jié)果表明：3組試驗(yàn)分?jǐn)?shù)有一定的重復(fù)性，且接近于黃精天然飲料的最佳比例：黃精提取液41%，羅漢果提取液30%，檸檬酸0.04%。在此配方下制作的黃精飲料，其理論感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為97，預(yù)測(cè)的感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為96.67，且與理論預(yù)測(cè)值相相對(duì)誤差僅為0.33。因此，由該驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果可知，采用響應(yīng)面法優(yōu)化得到的最優(yōu)配方制成的黃精天然飲料，具有一定的真實(shí)性和重現(xiàn)性。

表9 平行試驗(yàn)感官評(píng)分 分

6 結(jié)論

通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)確定黃精天然飲料的最佳配方：黃精41%，羅漢果30%，檸檬酸0.04%，β-環(huán)糊精0.5%。調(diào)配好的飲料在100 ℃下滅菌20 min，制得的黃精天然飲料呈淡橙黃色，有光澤，入口酸甜適宜，有清爽細(xì)膩和特殊的香味，是一種含有天然甜味劑的低熱量飲料，具有良好的發(fā)展前景。