超声波辅助浸提制备牡丹花茶饮料的工艺配方优化研究.pdf

保鲜与加工Storage and Process2023，23（0）：00-00加工研究超声波辅助浸提制备牡丹花茶饮料的工艺配方优化研究张会均1,2，欧阳晚秋1,*，唐春红1,2,*（1.重庆工商大学环境与资源学院，重庆400067；2.重庆市特色农产品加工储运工程技术研究中心，重庆400067）摘要：采用单因素试验和正交试验对超声波辅助浸提制备牡丹花茶饮料的工艺配方进行优化。结果表明，牡丹花茶饮料最佳制备工艺条件为：料水比1 20（g/mL），超声波浸提功率180 W，浸提时间30 min，浸提温度70。牡丹花茶饮料最优配方为：超声波浸提原液稀释比1 11（V/V），酸味剂（苹果酸 柠檬酸 醋酸体积比为1 1 1）添加量0.1%，木糖醇添加量7%，天然植物萃取物添加量0.15%，按照该配方制备的牡丹花茶饮料风味独特、品质稳定。关键词：牡丹花茶饮料；超声波；浸提；正交试验Technology and Formulation Optimization of Peony Tea BeveragePrepared by Ultrasonic-Assisted ExtractionZHANG Hui-jun1,2,OUYANG Wan-qiu1,*,TANG Chun-hong1,2,*（1.College of Environmental Resources,Chongqing Technology and Business University,Chongqing 400067,China;2.Chongqing Engineering Research Center for Processing,Storage and Transportation of CharacterizedAgro-Products，Chongqing 400067,China）Abstract:The technology and formula of peony tea beverage prepared under ultrasonic-assisted extraction were optimized by single factor experiments and orthogonal test.The results showed that the optimum preparation conditions ofpeony tea beverage were determined as follows:material to water ratio of 1 20(g/mL),ultrasonic extraction power of180 W,extraction time of 30 min,extraction temperature of 70.The optimal formula of peony tea beverage was determined as follows:ultrasonic extract solution dilution ratio of 1 11(V/V),acidulant(malic acid citric acid acetic acid(V/V/V)at a ratio of 1 1 1)addition of 0.1%,xylitol addition of 7%,natural plant extract addition of 0.15%.Accordingto this formula,the prepared peony tea beverage presented unique flavor and stable qualities.Key words:peony tea beverage;ultrasonic;extraction;orthogonal test中图分类号：TS275.2DOI：10.3969/j.issn.1009-6221.2023.06.008文献标识码：A基金项目：鲁渝协作联合攻关项目（cstc2020jscx-lyggx0001）；重庆市教委项目（Kj1500621）；重庆市特色农产品加工储运工程技术研究中心项目（CQCM-2016-07）；CTBU科研基金联合资助项目（670101379）作者简介：张会均（1978），女，汉族，博士，研究方向：有机固体废弃物处理与资源化技术。*通信作者：欧阳晚秋，硕士，研究方向：固废资源化利用。唐春红，博士，教授，研究方向：食品绿色制造技术，食品天然防腐剂研究与应用，农副产品深加工及综合利用。加工研究2023，23（6）：54-59保鲜与加工Storage and Process54投稿平台：2023年第6期张会均，等：超声波辅助浸提制备牡丹花茶饮料的工艺配方优化研究牡丹花栽培历史悠久，茶多酚类物质等功能性成分含量高。牡丹花味苦、性平，具有和血、生血、凉血的功效，其花瓣、种子、根、茎和叶均可药用或食用，是一种应用价值极高的新食品资源1。牡丹花茶饮料功能性较强，具有广阔的市场空间2。超声波的空化效应和机械效应在提高有效成分浸出率，改善茶汤色泽，保留香气和滋味方面有积极意义，与传统水煮浸提相比较，具有明显优势。宋传奎等3优化了茶多酚超声波辅助提取工艺，绿茶茶多酚提取率最高可达21.78%，与传统乙醇浸提法相比，提取时间缩短，且得率提高。李帑洛等4优化了超声辅助乙醇浸提苦荞茶的工艺，在最佳工艺条件下，苦荞茶中总黄酮得率提高至1.32%。Das等5研究发现，在超声辅助下，浸提次数和温度明显少于和低于常规浸提；Xia等6和Tao等7研究发现，超声波辅助提取组的各有效成分含量均高于常规水提取组，且其对浸提液色泽及口感有促进作用。焦凯琳等8利用超声波辅助酶法生产的速溶桑叶绿茶产品得率较高，所得茶汤澄清、鲜亮、呈黄绿色、矿物质种类多且含量高。研究发现，与传统提取技术和现有的单频超声辅助提取技术相比，双频交变超声提取可提高产品得率9。超声波浸提效率高、溶剂消耗少、能耗低，但易过热。为减少浸提物中热不稳定成分分解，需对浸提时间、设备功率等工艺条件进行优化。因此，本文以超声波浸提法制备牡丹花茶饮料，探索其最佳生产工艺条件及配方，以期为饮料生产的创新节能工艺提供参考。1材料与方法1.1材料与设备1.1.1材料与试剂天然植物萃取物（F1-PE），实验室自主研发；芸香叶苷（纯度98%），成都西亚化工股份有限公司；矢车菊素-3-O-葡萄糖苷（纯度98%），成都普菲德生物技术有限公司；乙醇、氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸铝、甲醇、福林酚、碳酸钠、没食子酸、盐酸，均为分析纯，成都市科龙化工试剂；木糖醇、醋酸、苹果酸、柠檬酸，均为食品级，浙江华康药业股份有限公司；营养琼脂培养基（BR），北京奥博星生物技术有限责任公司。牡丹花、玫瑰花、甘草等原料，市售。1.1.2仪器与设备SHZ-D循环水式真空泵，巩义市英峪予华仪器厂；G8023YSL-V1微波炉，佛山市顺德区格兰仕微波炉电器有限公司；UV240紫外可见分光光度计，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；HL-90超声波提取设备，九江市庐山区志远不锈钢设备厂；802离心机，金坛市大地自动化仪器厂，DHG电热恒温鼓风干燥箱、LTF-8D电热恒温三孔水槽，上海龙跃仪器设备有限公司；PAL数显折射计，广州市爱宕科学仪器有限公司，GHP-9080隔水式恒温培养箱，上海齐欣科学仪器有限公司；YXQ-LB-30SII立式压力蒸汽灭菌锅，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；2500Y型粉碎机，浙江武义海纳电器有限公司。1.2方法1.2.1工艺流程原料选择与处理干燥混合打粉超声波浸提热提取过滤调配添加天然植物萃取物灭菌防腐灌装封口1.2.2操作要点原料选择与处理：选择牡丹花、玫瑰花、甘草等7种原料，剔除杂质、霉烂及虫蛀等部分。按照牡丹花20 g、玫瑰花10 g、荷花10 g、银杏叶7 g、甘草3 g、酸枣仁3 g、丁香0.4 g的比例称量混匀，微波30 s干燥杀菌，粉碎成粉后待用。超声波浸提：将处理好的试材与水混合，搅拌均匀后置于超声波设备中进行提取。调配：将浸提后的混合物与水按一定比例混合搅拌均匀，煮沸、冷却、过滤，取上清液；加入木糖醇、酸味剂（苹果酸柠檬酸醋酸（V/V/V）=1 1 1）进行调配。杀菌灌装：在调配好的溶液中添加F1-PE（浸提液的0.15%（体积分数）进行灭菌防腐，灌装，得到牡丹花茶饮料成品。1.2.3超声波浸提工艺单因素试验设计分别考察料水比（g/mL）、超声波浸提功率、浸提时间、浸提温度对牡丹花茶浸提液中茶多酚含量的影响。1.2.3.1料水比的筛选在料水比分别为1 10、1 15、1 20、1 25、1 30（g/mL），超声波浸提功率 240 W，浸提温度 30，浸提时间30 min的条件下制备浸提液，测定浸提液中茶多酚含量。1.2.3.2超声波浸提功率的筛选在超声波浸提功率分别为 180、240、300、360、420 W，料水比1 20（g/mL），浸提温度30，浸提时间30 min的条件下制备浸提液，测定浸提液中茶多酚含量。1.2.3.3浸提时间的筛选在浸提时间分别为10、20、30、40、50 min，料水比55保鲜与加工Storage and Process联系邮箱：2023年第6期1 20（g/mL），超声波浸提功率240 W，浸提温度30 的条件下制备浸提液，测定浸提液中茶多酚含量。1.2.3.4浸提温度的筛选在浸提温度分别为20、30、40、50、60、70，料水比1 20（g/mL），超声波浸提功率240 W，浸提时间30 min的条件下制备浸提液，测定浸提液中茶多酚含量。1.2.4超声波浸提工艺正交试验设计在单因素试验结果基础上，以料水比、超声波浸提功率、浸提温度、浸提时间为主要影响因素，以浸提液中茶多酚含量为评价指标进行L9(34)正交试验（表1），确定牡丹花茶饮料最佳超声波浸提工艺参数。1.2.5牡丹花茶饮料配方优化正交试验设计在前期预试验基础上，以牡丹花茶原液稀释比（牡丹花茶浸提液与水的体积比）、酸味剂和木糖醇添加量（均为体积分数）为主要影响因素，以感官评分为考察指标，进行L9(34)正交试验，优化牡丹花茶饮料配方。正交试验因素及水平见表2。1.2.6测定项目与方法茶多酚含量：参照GB/T 8313201810中的方法测定；菌落总数：参照 GB 4789.2201611的方法测定；大肠菌群：参照GB 4789.3201612中的平板计数法测定；霉菌：参照GB 4789.15201613中的方法测定。1.2.7牡丹花茶饮料感官评价方法由10名有经验的评茶师组成感官评价小组对牡丹花茶饮料进行感官评价，评分项目包括汤色、香气、滋味（甜度和酸度）和口感，具体评分标准、方法和各因素权重14见表3。1.2.8数据处理采用SPSS软件对数据进行统计分析，Origin 9.1软件作图。2结果与分析2.1超声波浸提单因素试验结果2.1.1料水比的确定如图1所示，随着水添加量的增加，牡丹花茶浸提液中茶多酚含量呈现先升高后降低的趋势。其原因可能是随着浸提溶剂的增加，超声波更难作用于物料，茶多酚溶出速度减慢，从而使原料中茶多酚的浸提量有所减少15。当料水比为1 20（g/mL）时，浸提液中表1超声波浸提工艺优化正交试验因素水平表Table 1Factors and levels table of orthogonal test for ultrasonicextraction process optimization水平123因素A料水比（g/mL）1 151 201 25B超声波浸提功率/W180240300C浸提时间/min203040D浸提温度/506070水平123因素A原液稀释比（V/V）1 141 111 8B酸味剂添加量/%0.100.150.20C木糖醇添加量/%567表2牡丹花茶饮料配方优化正交试验因素水平表Table 2Factors and levels table o