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        太子參羅漢果飲料生產(chǎn)工藝研究

        2022-08-10 08:40:48陳麗玲林璐遙張明亮林清強
        關(guān)鍵詞:實驗

        陳麗玲,林璐遙,張明亮,林清強

        1.福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,福建福州 350107;2.福建師范大學(xué)南方生物醫(yī)學(xué)研究中心,福建福州 350107

        太子參的功效與人參相仿,其藥用和食用都具有悠久的歷史。太子參性甘、味微苦,所含營養(yǎng)成分和化學(xué)成分賦予其豐富的營養(yǎng)價值和養(yǎng)氣益脾、生津潤肺等功效,可用于開發(fā)相關(guān)的保健品,對兒童厭食、嬰兒消化不良等具有很好的功效[1]。太子參所含營養(yǎng)成分眾多,包括多糖為主的糖苷類化合物、人體必需的多種氨基酸,以及多種微量元素等[2]。其中的氨基酸能補充人體頭發(fā)的營養(yǎng),改善膚質(zhì);單甘油酯、亞油酸等成分能改善皮膚角質(zhì)層,因此,太子參也常作為天然物質(zhì)應(yīng)用于化妝品生產(chǎn)。

        羅漢果常被稱為“神仙果”,含有多種脂肪酸、必需氨基酸、黃酮類化合物以及大量的三萜類糖苷化合物。其性涼、味甘、食用安全、無毒性[3],具有潤肺止咳、涼血滑腸、提高機體免疫功能、降血糖、保護肝臟、抗氧化、抑菌等功效,被廣泛應(yīng)用于中藥、食品加工等領(lǐng)域[4]。羅漢果具有高甜度、低熱量的特性,可作為肥胖人士或糖尿病患者的理想甜味劑;因其具有降血糖、抗癌、保肝等多種保健功能,還可用于保健品的開發(fā)[5-6]。此外,羅漢果中的抗氧化物如維生素E 等使其具有抗氧化作用,可減緩老化過程、改善皮膚等,因此也可用于化妝品生產(chǎn)。

        目前市場上太子參和羅漢果的相關(guān)產(chǎn)品較為單一,對其附加產(chǎn)品還未進行深入研究。太子參常見的產(chǎn)品有太子參茶,以粉末泡制,飲用不便。羅漢果多數(shù)作為止咳糖漿的主要成分,其他藥用價值沒有得到充分地開發(fā)應(yīng)用;煎煮飲用時,煎煮過程耗時,飲用極為不便;此外,羅漢果易碎且不易攜帶,也給其應(yīng)用帶來不便。鑒于太子參和羅漢果皆為常用的藥食兩用植物,具有鎮(zhèn)咳功效,且無功能拮抗作用,故本研究選擇以兩者為主要原料,開發(fā)一種熱量低、甜度高,便于服用的新型飲料,同時具有太子參的益氣生津、健脾消食,羅漢果的清熱潤肺、涼血滑腸功效,符合現(xiàn)代人們的飲食保健需求,可作為夏日的理想消暑飲料。

        1 材料與方法

        1.1 實驗材料

        實驗材料主要包括:羅漢果干果,購自中藥店;太子參,購自中藥店;檸檬酸、乙醚、鹽酸、乙醇、碘、碘化鉀、牛血清蛋白、酚酞,均為分析純;山梨酸鈉,食品級。

        1.2 實驗器材

        實驗所需器材主要包括:SY 系列“弘祥隆”多用途恒溫超聲提取機(北京弘祥隆生物技術(shù)有限公司),立式萬用電爐(福州市亭江醫(yī)療器械廠),HH-4 型數(shù)顯恒溫水浴鍋(國華電器有限公司),電子天平(北京塞多利斯儀器系統(tǒng)有限公司),電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司),青島海爾721 型分光光度計(上海精密科學(xué)儀器有限公司),JCFW100 粉碎機(青島聚創(chuàng)嘉恒分析儀器有限公司)。

        1.3 實驗方法

        1.3.1 制備羅漢果提取液

        (1)挑選:挑選外觀完整、無焦味的羅漢果干果;

        (2)清洗:用清水沖洗除去羅漢果干果表面的灰塵、雜質(zhì)等;

        (3)破碎:用粉碎機將清洗后的羅漢果干果粉碎成均勻的小塊;

        (4)浸提:粉碎后的羅漢果小塊加水混合,水浴浸提,獲得羅漢果粗提液;

        (5)過濾:用紗布過濾羅漢果粗提液,獲得羅漢果提取液。

        1.3.2 制備太子參提取液

        (1)挑選:挑選分枝多,個頭較大的太子參;

        (2)清洗:水洗去除太子參上的泥沙等雜質(zhì);

        (3)提取:采用超聲破碎法提取出太子參中的有效成分,獲得太子參粗提液;

        (4)過濾:用紗布過濾太子參粗提液,獲得太子參提取液。

        1.3.3 飲料調(diào)配

        按多種配比方案將羅漢果和太子參提取液進行調(diào)配。

        1.3.4 防腐

        防腐劑選取山梨酸鈉,添加比例為0.5 g/kg。

        1.3.5 殺菌

        將飲料灌裝后,100 ℃滅菌20 min。

        1.3.6 總糖測定

        取0.5 mL 飲料樣品于三角瓶中,加入10 mL 6 mol/L 的鹽酸溶液,15 mL超純水,置于沸水浴中0.5 h。取1~2 滴上述配置溶液于白瓷板上,滴加適量I-KI 溶液,觀察是否顯藍色,不顯示則表示水解完全。待樣品冷卻至室溫,滴加1 滴酚酞指示劑,用0.1 mol/L NaOH 溶液中和,直至呈微紅色即反應(yīng)完全。由于樣品含糖量偏高,樣品需稀釋后再測量。取適量水解液,用分光光度計測出其吸光度,根據(jù)公式計算出其含糖量。

        1.3.7 脂肪含量的測定

        取10 mL 樣品于燒杯中,加入10 mL 6 mol/L的鹽酸溶液,70~80℃水浴加熱50 min,反應(yīng)完全后加入10 mL 95%乙醇混合。放置冷卻至室溫,將待測液轉(zhuǎn)至量筒中,用適量乙醚潤洗。加塞并振搖量筒,打開瓶塞,排除產(chǎn)生的氣體。再次加塞靜置15 min,打開瓶塞,將粘壁脂肪用乙醚沖洗回量筒內(nèi)。靜置15 min 分離上清液,轉(zhuǎn)移至燒杯(已稱重)中。再用乙醚萃取兩遍,最后算出脂肪含量。

        1.3.8 蛋白質(zhì)含量的測定

        本實驗選用雙縮脲法。堿性溶液中,蛋白質(zhì)中肽鍵可與銅離子進行顯色反應(yīng),且顯色程度可反映蛋白質(zhì)含量,從而進行測定。參照《中華人民共和國藥典》,以牛血清蛋白做標準品,測量出相應(yīng)的吸光度,用計算軟件繪制曲線。取適量飲料樣品溶液測量其吸光度,根據(jù)公式計算其中的蛋白質(zhì)含量[1]。

        2 實驗結(jié)果

        2.1 羅漢果提取液的制備

        傳統(tǒng)法通常釆用反復(fù)煎煮的方式提取羅漢果活性成分,但長時間高溫容易導(dǎo)致羅漢果提取液被燒焦,產(chǎn)生的焦味會嚴重影響食用口感[7]。故本研究采用較為溫和的水浴提取方法,其中水浴加熱的溫度和時間是影響羅漢果提取率的兩大因素。實驗采用單因素實驗法,通過分別改變提取時間和提取溫度獲取最優(yōu)的提取調(diào)配比。

        2.1.1 提取時間對羅漢果提取液的影響

        為了考察提取時間對羅漢果提取液的影響,設(shè)定在相同的提取溫度(80 ℃)下,提取時間分別取30、40、50、60、70 min,研究提取時間對羅漢果固體溶出量的影響,結(jié)果如圖1所示。

        (3)水冷塔底部出水溫度T3由10(±2)℃降低至8(±1)℃,而且水冷塔底部出水溫度較改造前更加穩(wěn)定,從而降低冷凍機負荷,并使得冷凍機負荷跟蹤調(diào)節(jié)范圍縮小。冷凍機不啟動的情況下,空氣預(yù)冷系統(tǒng)冷卻效果也能保證空冷塔出口溫度維持在12(±2)℃,極大地降低了機組運行成本。

        由圖1 可知,在提取時間為30~50 min 時,羅漢果提取液的固體溶出量隨時間的升高而增多,當提取時間大于50 min 后,隨著提取時間的延長,羅漢果提取液的固體溶出量不會有較大變化,因此,考慮到生產(chǎn)時長、設(shè)備耗能等問題,為實現(xiàn)生產(chǎn)工藝利益最大化,確定最佳提取時間為50 min。

        2.1.2 溫度對羅漢果提取液的影響

        設(shè)定反應(yīng)溫度分別為80、90、100 ℃,提取時間50 min,通過實驗優(yōu)化反應(yīng)溫度條件。實驗結(jié)果如表1所示:

        表1 溫度對羅漢果固體溶出量的影響Table 1 Effect of temperature on the solid dissolution of Momordica grosvenorii

        由表1 可知,羅漢果提取液的固體溶出量隨提取溫度的升高而增多,因此確定100 ℃為最佳提取溫度。

        綜上所述,羅漢果提取的最佳條件為100 ℃水浴加熱50 min,此條件下的提取液呈酒紅色,并具有羅漢果獨有的濃郁芳香。

        2.2 太子參提取液的制備

        太子參為石竹科多年生草本宿根性植物的塊根,較為溫和的水浴提取法難以獲取其營養(yǎng)成分。超聲破碎法是一種適用于中藥材有效成分的提取方法,該方法不會破壞中藥材中某些具有熱不穩(wěn)定性的營養(yǎng)成分[8]。提取功率、超聲波處理時間和提取時間是影響固體溶出量的三大因素,本研究釆用正交實驗,研究提取功率(因素A)、超聲波處理時間(因素B)和提取時間(因素C)對固體溶出量的影響[9]。實驗方案、實驗結(jié)果分別如表2、表3所示。

        表2 太子參提取液正交實驗方案Table 2 Orthogonal experiment scheme of Radix pseudostellariae extract

        對表3 數(shù)據(jù)進行極差分析,結(jié)合R值(因素極差值)的大小對比可知,3 個因素的優(yōu)劣排序為:因素A >因素B >因素C。結(jié)合各因素的最佳水平可知,因素A(提取功率)第3 個水平(200 W)時最優(yōu),因素B(超聲波處理時間)第3 個水平(9 s)最優(yōu),因素C(提取時間)第1 個水平(20 min)最優(yōu)。綜合上述分析可知,最優(yōu)組合為提取功率200 W,超聲波處理時間為9 s,提取時間20 min。

        表3 太子參提取液正交實驗結(jié)果Table 3 Orthogonal experiment result of Radix pseudostellariae extract

        2.3 復(fù)合飲料調(diào)配

        根據(jù)表5 可知,按方案4 羅漢果提取液200 mL、太子參提取液100 mL 和檸檬酸0.10 g 的比例進行調(diào)配,稀釋到1 000 mL 所得的飲料具有紅酒般的色澤,羅漢果濃郁的清香與太子參的中藥氣味相協(xié)調(diào),產(chǎn)生另一種宜人的清香味,口感清爽柔和,酸度適中,滿意度高達70%,因此確定該調(diào)配比為復(fù)合飲料的最佳調(diào)配方案。

        表5 羅漢果太子參飲料調(diào)配實驗結(jié)果Table 5 Blending experiment results of Momordica grosvenorii and Radix pseudostellariae beverage

        2.4 理化指標檢測結(jié)果

        2.4.1 總糖量

        按照1.3.6 中的方法測定可得總糖量為0.22 g/L。

        2.4.2 飲料pH值

        用玻璃棒取1 滴樣品于pH 試紙上,與比色卡對比,測得太子參羅漢果飲料的pH值是4.3。

        2.4.3 脂肪含量通過強酸水解出脂肪,再通過有機溶液提取出游離脂肪,并對其進行測量[11]。根據(jù)文獻[12]算出脂肪含量為0.04 g/L。

        2.4.4 蛋白質(zhì)含量

        根據(jù)雙縮脲法,測定蛋白質(zhì)含量為2.04 g/L。

        2.5 穩(wěn)定性研究

        飲料的穩(wěn)定性與環(huán)境中的電解質(zhì)和光照的變化有關(guān),兩者在很大程度上決定著飲料的保質(zhì)期和存儲方式?,F(xiàn)以電解質(zhì)和光照為影響因素,研究該飲料的穩(wěn)定性。

        2.5.1 電解質(zhì)對飲料穩(wěn)定性的影響

        分別取0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g NaCl 加入500 mL 樣品中,檢驗電解質(zhì)對飲料的穩(wěn)定性是否有影響,結(jié)果如表6 所示。由表6 可知,強電解質(zhì)濃度的變化對飲料無明顯的影響。

        表6 電解質(zhì)對飲料穩(wěn)定性的影響Table 6 Effect of electrolytes on beverage stability

        2.5.2 光照對飲料穩(wěn)定性的影響

        各取l00 mL 飲料在見光與避光下進行對比實驗,結(jié)果如表7 所示。由表7 可知,該飲料對光線并不敏感,在一定時間內(nèi)可維持其酒紅色的色澤,穩(wěn)定性較強。

        表7 光照對樣品穩(wěn)定性的影響Table 7 Influence of illumination on sample stability

        綜上所述,環(huán)境中的電解質(zhì)、光照的變化對該飲料并無明顯影響,飲料易于保存。

        3 討論與展望

        羅漢果和太子參都具有鎮(zhèn)咳、抗氧化的相似藥理作用及功效,本研究以羅漢果和太子參為主要原料,探究其最佳提取方式及調(diào)配比,經(jīng)過浸提、調(diào)配、理化檢測、穩(wěn)定性研究等系列實驗,設(shè)計出一款含有太子參和羅漢果保健飲料。該復(fù)合飲料制備的最佳工藝條件為:羅漢果100 ℃水浴提取50 min;太子參的超聲提取功率200 W,超聲波處理9 s,提取20 min;該飲料中最優(yōu)配料添加量為羅漢果干果5 g/L、太子參5 g/L、檸檬酸0.10 g/L。

        本實驗的創(chuàng)新點如下:

        (1)傳統(tǒng)藥物提取方法為反復(fù)煎煮法,該法容易破壞太子參和羅漢果中的營養(yǎng)成分,且易影響飲品口感。本實驗采用水浴提取法,可改善傳統(tǒng)提取法的不足,提取液不會因長時間的煎煮而產(chǎn)生焦味,能較好地保留羅漢果特有的芳香氣味和色澤,適宜的提取條件也可以較好地保證所需物質(zhì)的溶出量[13]。

        (2)太子參中的營養(yǎng)物質(zhì)在溫和條件下難以溶出,本實驗使用超聲波提取可有效地提髙其提取率。由正交實驗可知,超聲提取中的提取功率對溶出量的影響最大,其次是超聲波處理時間,最后為提取時間。因此,生產(chǎn)中可通過適當?shù)靥狍{提取功率和超聲波處理時間,達到提高提取率的目的。

        (3)羅漢果特有的濃郁芳香可掩蓋太子參輕微的中藥味,故調(diào)配時不需加入芳香劑,只需加入檸檬酸調(diào)節(jié)酸度口感,即可獲得理想的飲料,使該飲料在不添加其他調(diào)味劑的情況下,仍可兼顧保健功效和口感。該飲品含有太子參中的肌-肌醇-3-甲醚和羅漢果中的皂苷V 等成分,使得其鎮(zhèn)咳效果顯著加強。從中醫(yī)學(xué)理論上講,該飲品具有生津潤肺、涼血滑腸的功效,對于食欲不振、肺燥干咳具有很好的療效,是一種理想的保健飲料,具有廣闊的市場前景。

        功能性飲品研究是目前較為熱門的研究方向,符合人民群眾對生活質(zhì)量要求提升的趨勢[14]。本研究用到兩種中藥材,羅漢果具有較好的調(diào)味效果,且營養(yǎng)豐富,可將其作為調(diào)味劑,研制更多的功能性飲料;太子參作為中藥材多以湯藥形式入藥,藥性平和[15],加工為飲品后,需求量會不斷增大,可作為一種種植價值較高的經(jīng)濟作物,有效地解決農(nóng)民收入不理想的問題。此外,在資料檢索過程中發(fā)現(xiàn)羅漢果、太子參在化妝品行業(yè)也有較多應(yīng)用,結(jié)合兩種材料研制抗衰老護膚品是另一可行的研究方向。

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