盧朝霞,蘇秀芳*,盧珍蘭,王志存,廖建紅
(1.廣西民族師范學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院,廣西崇左 532200;2.廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院,廣西南寧 530000)
雞皮果又名細(xì)葉黃皮(Clausenaanisum-olens(Blanco)Merr),蕓香科黃皮屬植物,在中國兩廣地區(qū)(廣東、廣西)大量種植[1-2]。雞皮果含多種維生素、氨基酸、有機酸、膳食纖維以及鉀、硒等多種微量元素,此外還含有酚類和黃酮等生物活性物質(zhì)。雞皮果可調(diào)味、入藥,也可鮮食,有健脾健胃、消暑消炎、化痰止咳、祛風(fēng)除濕等功效,是調(diào)味及食用的上好的綠色健康食物。雞皮果不僅是南疆珍稀特色水果之一,也是廣西特色的食材,有“果香奇特賽榴蓮,消脂健胃壯美人”的美譽[3-4]。
綠茶是中國歷史上出現(xiàn)最早且產(chǎn)量比較豐富的一種茶類,是山茶科小喬木植物。綠茶呈自然形態(tài)、色澤呈亮綠色;使用茶樹的鮮葉或芽,經(jīng)殺青、揉捻、干燥等工藝制作而成,可保留茶葉中所含天然成分[5]。綠茶中含有許多與人體健康相關(guān)的主要成分,如茶多酚、咖啡堿、脂多糖、茶氨酸、維生素等。廣西屬于我國四大茶區(qū)中的華南茶區(qū),自古就是茶葉的發(fā)源地之一。龍州綠茶不僅是廣西壯族自治區(qū)崇左市龍州縣特產(chǎn),還是國家地理標(biāo)志產(chǎn)品。相比于其他產(chǎn)地的綠茶,龍州綠茶的酚氨值具有明顯的優(yōu)越性,飲用綠茶不僅可以提神清心、美容護膚、護齒明目還有抗衰老、抑疾病、抗癌等營養(yǎng)和藥理價值[6-9]。
當(dāng)前的新式茶飲料如雪梨白茶、陳皮烏龍茶、莓果紅茶、青梅綠茶等因其綠色、營養(yǎng)和健康化越來越受到消費者的青睞[10-11]。然而,雞皮果綠茶飲料的研發(fā)及抗氧化活性尚未有報道。將雞皮果和綠茶作研發(fā)對象,利用單因素試驗和響應(yīng)面試驗,優(yōu)化雞皮果綠茶飲料研發(fā)工藝參數(shù),探究雞皮果綠茶飲料的品質(zhì)研究及其抗氧化能力,以及雞皮果綠茶飲料對鐵氰化鉀的還原能力,有望為飲料行業(yè)研發(fā)出一款綠色健康具有特別風(fēng)味的新型飲料。
雞皮果:食品級,廣西崇左市農(nóng)貿(mào)市場;龍州綠茶:食品級,廣西南寧市桂馨茗茶葉有限公司;果葡糖漿(F60):食品級,山東香馳健源生物科技有限公司;檸檬酸:食品級,濰坊英軒實業(yè)有限公司;維生素C:食品級,黑龍江新和成生物科技有限公司;維生素E 粉:食品級,浙江醫(yī)藥股份有限公司新昌制藥廠;山梨酸鉀、苯甲酸鈉:食品級,寧波王龍科技股份有限公司;乙二胺四乙酸二鈉:食品級,廣州市安心生物制品有限公司;D-異抗壞血酸鈉:食品級,江西省上饒市德興市新崗山鎮(zhèn);二甲基二碳酸鹽(維果靈):食品級,友言生物科技有限公司;ABTS:分析純,上海麥克林化學(xué)藥品有限公司;DPPH:分析純,山東西亞化學(xué)股份有限公司;乙醇、L(+)- 抗壞血酸、三氯乙酸、鐵氰化鉀、二水磷酸氫二鈉、水楊酸、過氧化氫:分析純,成都市科隆化學(xué)藥品有限公司;硫酸亞鐵:分析純,天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司。
紫外分光光度計,UV754N,上海佑科儀器儀表有限公司;電子天平,AR124CN,奧豪斯儀器(上海)有限公司;電子秤,YP5002,上海佑科儀器儀表有限公司;離心機,TG16G,湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司;數(shù)顯恒溫水浴鍋,HWS-24,上海齊欣科學(xué)儀器有限公司;冰箱,BCD-258WDVLU1,海爾智能家股份有限公司;電磁爐,C22-RT22E01,廣東美的生活電器制造有限公司;榨汁機,GLG-L1803B,杭州樂水電子商務(wù)有限公司。
1.3.1 工藝流程及操作步驟
雞皮果綠茶飲料工藝流程見圖1。
圖1 雞皮果綠茶飲料工藝流程Fig.1 C.anisum-olens and green tea beverage technological process
1.3.2 要點介紹
(1)雞皮果汁的制備
挑選新鮮的雞皮果洗凈榨汁,將所得汁液進行過濾收集,果膠酶酶解澄清,取酶解后的雞皮果汁上清液備用。
(2)茶水的制備
將茶葉與水按1∶70 在85℃進行浸提,過濾收集備用。
(3)雞皮果綠茶飲料混合液的制備
把制備好的雞皮果汁與茶水按照1∶2 復(fù)合,配制雞皮果綠茶混合液。
(4)雞皮果綠茶飲料的制備
向配制的雞皮果綠茶混合液中加入檸檬酸和果葡糖漿進行調(diào)配,研制出雞皮果綠茶飲料。
1.3.3 雞皮果綠茶飲料感官評價
由10 名食品專業(yè)的人士進行感官評價,分別從色澤、香氣、口感、組織狀態(tài)進行感官評價,總分100 分。
表1 雞皮果-綠茶飲料的感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensual evaluation criteria for C.anisum-olens and green tea beverage
1.3.4 單因素試驗
設(shè)置不同綠茶與水比例(1∶50、1∶60、1∶70、1∶80、1∶90、1∶100)、茶葉浸提時間(1、2、3、4、5 min)、果葡糖漿添加量(2%、4%、6%、8%、10%),以感官評分為評價指標(biāo),進行單因素試驗。
1.3.5 響應(yīng)面試驗
在單因素試驗的基礎(chǔ)上,進行響應(yīng)面優(yōu)化試驗,因素及水平如表2。
表2 響應(yīng)面試驗因素表Table 2 Factors and level of response surface test
1.3.6 體外抗氧化活性的測定
(1)DPPH 自由基清除率
參考GB/T 39100—2020[13]中的方法配制DPPH 溶液并測定,DPPH 自由基的清除率利用公式(1)計算[14]。
式中,Aa為測定樣吸光值;Ac為標(biāo)準(zhǔn)樣吸光值;Ab為對照樣吸光值。
(2)羥自由基(·OH)清除率
在艾小鈺等[15]的方法上,稍作改變,以VC 為陽性對照。根據(jù)下面的公式(2)計算·OH 的清除率。
式中,Ai為飲料的吸光值;Aj為無H2O2的吸光值;A0為蒸餾水的吸光值
(3)ABTS 自由基清除率
參照GB/T 39100—2020[13]的方法制備ABTS 溶液與測定,以VC 作為對照[16]。根據(jù)下面的公式(3)計算ABTS自由基清除率。
式中,Ab為蒸餾水的吸光值;Aa為雞皮果-綠茶飲料的吸光值。
(4)鐵氰化鉀還原能力
于700 nm 波長下測定吸光度,VC 作陽性對照。參照余海忠等[17]的方法測定。
1.3.7 理化指標(biāo)測定
(1)茶多酚含量測定
參照GB/T 21733—2018[18]測定茶飲料里茶多酚的含量。
(2)糖度測定
使用手持糖度計測定雞皮果綠茶飲料的糖度。
1.3.8 貨架期試驗
向雞皮果綠茶飲料添加抗氧化劑和防腐劑進行貨架期觀察試驗。
用Origin 2021 進行數(shù)據(jù)處理。
2.1.1 茶水比對飲料口感的影響
圖2 顯示,茶水比在1∶60~1∶70 時,雞皮果綠茶飲料感官評分上升且在1∶70 時茶香馥郁且感官評分達(dá)到最高;當(dāng)茶水比大于1∶70 后,感官評分不斷下降。因此,飲料口感在茶水比為1∶70 時最優(yōu)。
圖2 茶水比對飲料口感的影響Fig.2 Effect of liquid liquid ratio on the taste of beverage
2.1.2 茶葉浸提時間對茶葉感官評分的影響
從圖3 可知,茶葉浸提時間在1~5 min 之間時,茶葉浸提效果的感官評分因浸提時間的增加出現(xiàn)先增后降的趨勢。在浸提時間為3 min 時感官評分最高且此時的茶湯亮麗均勻,大于3 min 后,感官評分開始降低。由此可知,茶葉的浸提效果在浸提時間為3 min 時最優(yōu)。
圖3 茶葉浸提時間對飲料感官的影響Fig.3 Effect of tea extraction time on the sensory perception of beverage
2.1.3 果葡糖漿添加量對飲料口感的影響
果葡糖漿對飲料的影響結(jié)果如圖4所示。由圖4 可以看出,果葡糖漿的添加量在2%~10%時,飲料的感官評分先增后降。在添加量為4%時,評分最高;果葡糖漿添加量大于4%時,因添加量過多,飲料口感甜膩,評分下降。綜上所述,果葡糖漿添加量為4%時最優(yōu)。
圖4 果葡糖漿添加量對飲料口感的影響Fig.4 The effect of high fructose corn syrup on the taste of drinks
響應(yīng)面試驗優(yōu)化試驗結(jié)果見表3。對表4 數(shù)據(jù)進行回歸擬合,得出的回歸方程為Y=94.4+1.38A+0.88B-1.5C-2AB-2.75AC+5.2BC-6.95A2-9.45B2-3.7C2。
表3 響應(yīng)面試驗設(shè)計與結(jié)果Table 3 Response surface test design and results
表4 回歸模型方差分析Table 4 Variance analysis of regression model
由表4 可知,模型P<0.000 1 極顯著,F(xiàn)=41.11>0.05,可見該模型的擬合良好。相關(guān)系數(shù)R2=0.981 4,失擬項P=0.062 5>0.05 為不顯著,表明該模型可用于分析和預(yù)測雞皮果綠茶飲料研發(fā)工藝的最佳條件[19]。對雞皮果綠茶飲料感官評分有影響的因素順序為茶水比>茶葉浸提時間>果葡糖漿添加量。
響應(yīng)面交互作用對雞皮果綠茶飲料感官評分的影響結(jié)果如圖5所示。
圖5 響應(yīng)面交互作用對雞皮果綠茶飲料感官評分的影響Fig.5 Effect of response face interaction on sensory score of C.anisum-olens green tea beverage
由圖5 可知,因素A 與B 之間的交互作用顯著,因素A 與C 間的交互作用極顯著,因素B 與C 的交互作用極其顯著。通過處理試驗數(shù)據(jù)得到回歸方程,確定雞皮果綠茶飲料的最佳研發(fā)工藝條件為茶水比為1∶66.96、茶葉浸提時間3.17 min、果葡糖漿添加量3.89%,雞皮果綠茶飲料的理論評分為94.72。將雞皮果綠茶飲料的研發(fā)參數(shù)調(diào)整為茶水比1∶70、茶葉浸提時間3 min、果葡糖漿添加量4%,經(jīng)驗證試驗,該條件下所得雞皮果綠茶飲料的感官評分為94.40,與雞皮果綠茶飲料的理論評分接近,說明該模型具有一定的可靠性。
2.3.1 DPPH 自由基的能力測定清除率
圖6 表示,飲料的IC50為21.54 mg/mL[20],且當(dāng)試驗濃度最大為100 mg/mL 時,對DPPH 自由基的清除率達(dá)到90.63%,與VC 溶液濃度為0.1 mg/mL 時對DPPH 自由基的清除率相接近。由此可知,雞皮果綠茶飲料具有清除DPPH 自由基的能力[21]。
圖6 飲料和VC 對DPPH 自由基的清除率Fig.6 Determination and comparison of beverage and VC ability to clear DPPH radicals
2.3.2 ·OH 清除率
圖7 表示,在雞皮果綠茶飲料濃度為100 mg/mL時,對·OH 的清除率為90.64%,IC50為39.03 mg/mL,與VC 溶液濃度為0.2 mg/mL 時對·OH 的清除率相近??梢?,雞皮果綠茶飲料對·OH 有較強的清除能力。
圖7 飲料和VC 對·OH 的清除率Fig.7 Ability of beverage and VC to clear·OH
2.3.3 ABTS 自由基的清除率
由圖8 知,雞皮果綠茶飲料試驗濃度在100 mg/mL時,對ABTS 自由基的清除率為98.24%,飲料的IC50為8.62 mg/mL;VC 的濃度為0.1 mg/mL 時,清除ABTS 自由基的能力達(dá)到99.59%,IC50為0.03 mg/mL;以上說明,雞皮果綠茶飲料對ABTS 自由基有較好的清除作用,且在濃度為100 mg/mL 時的清除率接近于VC 濃度0.1 mg/mL 時的清除率。
圖8 飲料和VC 對清除ABTS 自由基的能力測定及對比Fig.8 Measurement and comparison of beverage and VC capacity for ABTS free radical clearance
2.3.4 鐵氰化鉀還原能力
由圖9 可得,飲料濃度為40 mg/mL 時的吸光值較接近于VC 在濃度2 mg/mL 的吸光值;飲料濃度為100 mg/mL 時,吸光值最大為1.40。這表明,雞皮果綠茶飲料具有還原鐵氰化鉀的能力。
圖9 飲料和VC 鐵氰化鉀還原能力的對比Fig.9 Comparison of the reducing capacity of the beverage and VC potassium ferricyanide
通過試驗測得雞皮果綠茶飲料中茶多酚的含量為878 mg/kg,大于500 mg/kg,符合綠茶飲料中對茶多酚含量的規(guī)定。使用手持糖度計測得雞皮果綠茶飲料的糖度為3.4°Bx。
通過單因素和響應(yīng)面試驗,得到雞皮果綠茶飲料的最優(yōu)工藝為雞皮果汁比1∶5、果汁茶水比1∶2、茶水比1∶70、茶葉浸提溫度95 ℃、茶葉浸提時間3 min、檸檬酸添加量0.03%、果葡糖漿添加量4%。雞皮果綠茶飲料不僅具有特別風(fēng)味,還滿足了消費者對新式飲料綠色、營養(yǎng)、健康化的要求。
雞皮果綠茶飲料測定抗氧化活性試驗結(jié)果顯示,當(dāng)雞皮果綠茶飲料質(zhì)量濃度為100 mg/mL 時,DPPH 自由基、·OH 以及ABTS 自由基的去除率分別為90.63%、90.64%、98.24%,相同質(zhì)量濃度下對鐵氰化鉀還原力吸光度為1.40,雞皮果綠茶飲料對DPPH、·OH、ABTS 自由基的IC50分別為21.54、39.03、8.62 mg/mL,表明雞皮果綠茶飲料對清除DPPH 自由基、ABTS 自由基、·OH 的能力及還原鐵氰化鉀的能力顯著,具有抗氧化活性。目前,抗氧化食品已成為全球健康食品市場的一大熱門,而具備一定抗氧化活性的雞皮果綠茶飲料有著廣闊發(fā)展前景。