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本文作者:孟岳成,石雙妮,陳杰
作者單位:浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院
玫瑰花是薔薇科植物玫瑰(RosarugosaThumb)的干燥花蕾[1],又稱徘徊花、筆頭花、湖花、刺玫花,是多年生灌木植物玫瑰的花蕾。在我國,玫瑰花的藥用價值很早就被認(rèn)識?!侗静菥V目拾遺》記載玫瑰“和血行血,理氣,治風(fēng)痹,噤口痢,乳癰,腫毒初起,肝胃氣痛”。據(jù)《中藥大辭典》介紹,玫瑰花具有理氣解郁,和血散淤之功能。玫瑰花作為一種藥食兩用的植物,是開發(fā)保健茶飲料的良好資源。
玫瑰花營養(yǎng)豐富,含有10多種氨基酸和多種人體必需的微量元素[2]。玫瑰花中含有黃酮、多酚、多糖等多種生物活性物質(zhì),具有一定的保健功能。曾佑煒[3]等人研究表明玫瑰花具有較強的抗氧化活性和自由基清除能力。白偉芳[4]研究了玫瑰花多糖的最佳提取條件,并發(fā)現(xiàn)玫瑰花多糖具有抗氧化活性和一定的抗腫瘤活性,玫瑰花多糖高劑量組的抑瘤率可達(dá)61.27%。周達(dá)[5]研究了玫瑰花中的黃酮類化合物的制備工藝,發(fā)現(xiàn)玫瑰花黃酮對四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病小鼠具有降血糖作用,能夠增加肝臟中抗氧化酶的活性。有研究表明玫瑰花茶是30種藥用植物中最強的抗氧化能力[6]。除了抗氧化能力,玫瑰花水浸提被報道可抗炎止痛[7]、抗菌[8],抗病毒[9],抗真菌[10]。本文以玫瑰花為原料,確定玫瑰花水浸提的最佳工藝參數(shù),并在此基礎(chǔ)上研制玫瑰花保健茶飲料。
1材料與方法
1.1材料與儀器
玫瑰花干花蕾:浙江久久紅玫瑰公司,品種為大馬哈赤,粉碎,過80目篩得玫瑰花粉;白砂糖、檸檬酸:市售食品級。DGG-9140BD電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:上海森信實驗儀器有限公司;ARA500電子天平:OhausCorp.PineBrook,NJ,USA;數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋:上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;酸度計:梅特勒-托利多儀器有限公司;SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空泵:上海亞榮生化儀器廠;低速離心機:上海安亭科學(xué)儀器廠;植物粉碎機等。
1.2玫瑰花浸提工藝
玫瑰花干花蕾→破碎→浸提→過濾→取濾液→冷卻
1.3操作要點
浸提:按照試驗設(shè)計要求,稱取一定質(zhì)量的玫瑰花粉于錐形瓶內(nèi),并添加相應(yīng)比例的水,用保鮮膜封口,然后放入水浴鍋中進(jìn)行浸提,控制水浴的溫度和時間。過濾:先用80目篩子粗濾,再用0.45μm微孔濾膜進(jìn)行抽濾。
1.4水浸出率的測定
粉碎的樣品2g,于錐形瓶中加入相應(yīng)量的水,在一定的溫度和時間條件下水浴浸提,浸提完畢后立即趁熱進(jìn)行粗濾和減壓過濾,吸取一定質(zhì)量濾液于已知質(zhì)量的干燥的稱量瓶內(nèi),置于(103±2)℃恒溫干燥箱內(nèi)烘4h(皿蓋斜置皿上),加蓋取出,于干燥器內(nèi)冷卻至室溫,稱量。經(jīng)計算得到浸出率。
1.5試驗設(shè)計
1.5.1單因素試驗分別以料液比(1:30、1:50、1:70、1:90、1:110)、溫度(55、65、75、85、95℃)、時間(15、30、60、90、120min)進(jìn)行單因素試驗,并測定各條件下的浸出率。
1.5.2響應(yīng)面試驗在單因素的基礎(chǔ)上,根據(jù)Box-Behnken中心組合試驗設(shè)計原理,以料液比、提取溫度和提取時間為自變量,以浸出率為響應(yīng)值設(shè)計3因素3水平共個17試驗點(5個中心點)的響應(yīng)面分析試驗,進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,擬合數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而得到最佳制備工藝條件。
1.6玫瑰花保健飲料的研制
1.6.1工藝流程玫瑰花浸提液→調(diào)配→灌裝→殺菌→冷卻。
1.6.2穩(wěn)定性試驗將調(diào)配好的茶飲料37℃放置30d,每隔7d觀察其顏色變化和澄清度。
2結(jié)果與討論
2.1料液比對玫瑰花浸提效果的影響
稱取一定量的玫瑰花粉末,以純凈水為提取液,分別用不同的料液比1:30、1:50、1:70、1:90、1:110,在溫度55℃時浸提15min,測定浸出率。料液比對玫瑰花浸提效果的影響如圖1所示。由圖1可知,隨著水體積的增加,浸提率呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢,當(dāng)料液比為1:50的時候,浸提率達(dá)到最大值。
2.2溫度對玫瑰花浸提效果的影響
稱取一定量的玫瑰花粉末,加入50倍純凈水,分別在不同的溫度55、65、75、85、95℃條件下,浸提15min,測定浸出率。溫度對玫瑰花浸提效果的影響如圖2所示。由圖2可知,在55~85℃之間,隨著溫度的升高,浸出率呈現(xiàn)上升趨勢,是由于溫度升高后溶劑的擴散系數(shù)增加,從而加快了提取速度、提高了提取效率。當(dāng)溫度為85℃的時候,浸出率最高。隨后溫度繼續(xù)升高,浸出率下降,可能由于較高的溫度容易引起黃酮類和多酚類等物質(zhì)降解,使得浸出率降低,從而也降低了玫瑰花的保健功效;同時溫度過高也會給操作帶來不便,所以提取溫度應(yīng)選擇在85℃為宜。
2.3時間對玫瑰花浸提效果的影響
稱取一定量的玫瑰花粉末,加入50倍純凈水,溫度55℃,分別用不同的浸提時間15、30、60、90、120min浸提,時間對玫瑰花浸提效果的影響如圖3所示。由圖3可知,隨著浸提時間的增加,浸出率呈上升趨勢。但在長時間受熱條件下,多酚類、多糖類等物質(zhì)容易被破壞分解,同時容易造成膠體、粗蛋白等浸出,易造成后渾濁,影響茶飲料的穩(wěn)定性和色澤。
2.4響應(yīng)面法對玫瑰花水浸提工藝的優(yōu)化
稱取2g玫瑰花粉末17份,在單因素的基礎(chǔ)上,對料液比、溫度、時間3因素,通過Designer-Expert軟件的BBD進(jìn)行中心點試驗設(shè)計[11],尋找最優(yōu)浸提條件。利用Design-Exper軟件進(jìn)行多元回歸擬合得到玫瑰花水浸提量對料液比、溫度、時間的二次多項回歸模型:y=386.16-9.34A+4.00B+3.35C-1.60AB-1.92AC-4.00BC-29.12A2-4.01B2-12.30C2。式中:y為浸出率;A為料液比;B為提取溫度;C為提取時間。從表3中可以看出,整體模型達(dá)極限著水平P<0.01,表明該二次方程模型比較顯著,失擬項不顯著P=0.1852。方程對試驗擬合較好,可以對不同條件下的浸提率進(jìn)行預(yù)測。其中,一次項A、B、C,二次項C2達(dá)到極顯著水平,交互項BC、二次項B2達(dá)到顯著水平。利用所建立的以玫瑰花有效成分浸提率為目標(biāo)函數(shù)的回歸方程,尋求理論上最高浸提量的提取工藝參數(shù)及相應(yīng)的浸提率。相對應(yīng)地為:料液比1:61、提取溫度89℃、提取時間62min,浸提率379.49mg/g。
3玫瑰花飲料
3.1工藝配方
在單因素的試驗基礎(chǔ)上,以浸提液添加量、糖、酸添加量為因素,通過正交試驗確定各因素的加入量。因素水平見表4,結(jié)果見表5。從表5中極差分析可知,各因素對玫瑰花茶飲料感官的影響次序為A>C>B,各因素的配方最優(yōu)組合:A2B1C1,即最佳配方是浸提液40%、糖濃度5.5%、檸檬酸0.01%。由方差分析可知,玫瑰花浸提液的加入量影響較大。這是由于玫瑰花的單寧含量最高,高達(dá)180mg/g,使用玫瑰花加工飲料時,單寧對飲料口味和顏色具有較大影響[13]。
3.2穩(wěn)定性
茶飲料放置一段時間過后,瓶底出現(xiàn)沉淀,顏色變淡,可能是由于花色苷的降解引起的。對浸提液調(diào)配之前進(jìn)行離心處理,可有效地減少沉淀量的產(chǎn)生。β-環(huán)糊精具有包埋花色素的作用,可一定程度上避免光、氧氣的破壞。添加0.02%的抗壞血酸和0.2%的β-環(huán)糊精,可以有效地減緩顏色褪去的速度。
3.3感官指標(biāo)
玫瑰花飲料色澤鮮紅,無雜質(zhì)清亮透明;玫瑰花香氣濃郁;口感純正,酸甜適口,無異味。
3.4理化指標(biāo)
總糖5.5%~6.0%,總酸(以檸檬酸計)0.01%~0.015%,多酚0.8mg/mL。
3.5衛(wèi)生指標(biāo)
細(xì)菌總數(shù)≤100cfu/mL,大腸菌群≤1MPN/mL,致病菌未檢出。
4結(jié)論
通過對玫瑰花浸提工藝的研究,考慮到最大程度提取玫瑰花的成分及保護其功能成分,研究表明浸提加水量是玫瑰花的料液比1:61、提取溫度89℃、提取時間62min,浸提率379.487mg/g。在此條件下得到的玫瑰花浸提液色澤鮮紅亮麗,口感苦澀適中,適用于調(diào)制玫瑰花茶飲料。浸提液40%、添加糖5.5%、檸檬酸0.01%、抗壞血酸0.02%和β-環(huán)糊精0.2%,得到口感舒適、色澤亮麗并有一定保健功效的玫瑰花茶飲料。